基于UC3845的非隔离反激式输出可调开关电源设计

UC3845在电流控制电路中的工作过程如下：整流后的直流电压经过LM7812稳压后，为UC3845提供工作电压。UC3845的6管脚经过一个小隔离电阻R4输出脉冲驱动功率开关管，功率开关管Q1导通，L1储能；脉冲消失则Q1截止，L1释放能量。管脚2的反馈电压值取自分压后的输出电压，反馈电压值Ufb=，该值的变化可以改变UC3845输出脉冲占空比，从而使输出电压稳定。调整Ufb即可完成输出电压在一定范围内的输出控制。Q1栅源极电流被R7取样后，经过R6和C12滤波，送入UC3845的电流取样端口。该取样信号作为开关管Q1的过流保护信号，当电路异常，导致开关管导通时间过长，使Q1源极电流增大，电流取样管脚的电压升高而控制UC3845驱动电流脉冲占空比变小。当管脚3的取样电压升高至1 V时，控制输出脉冲持续截至，从而达到保护功率开关管的目的。Rt和Ct决定了UC3845的振荡频率，而功率管的开关频率为芯片振荡频率的1／2。UC3845的误差放大器输出信号经R9和C11滤波电路后对反馈环路进行补偿。
3．2 输出纹波电压控制措施
图6所示开关电源电路给出了部分阻容元件参数，可以有效完成滤波以及降低输出纹波电压。桥式整流后的电流与地线之间以及输出端与地线之间分别连接1 μF以及4 700μF的电容，有效滤除高频噪声和低频干扰，降低输出纹波电压。UC3845的Vcc，Vref管脚和地线之间连接瓷介旁路电容(0．1 μF)的目的也是为了滤除高频噪声。
3．3 开关电源输出可调控制系统
图7给出开关电源在调试过程中通过CONTROL端连接的可调电阻VR1进行输出电压控制与测试。在实际应用中，连接图8所示的控制系统进行更精确的步进式电压控制以及电压检测与显示。

图8为软件主程序流程图以及中断子程序流程图。主程序首先对中断寄存器、定时器、键盘、LCD、A／D、D／A控制口初始化，然后进入A／D循环采样，并使用LCD显示采样结果。中断子程序为8051的INT0外部中断处理程序，主要完成键盘扫描以及D／A输出控制电压。键盘输入要显示的开关电源电压与D／A变换器输出的控制电压之间的关系通过实验系统调整VR1进行测试得到相对应的关系。

3．4 实验测试数据分析
实验电路测试框图如图9所示示。将大功率滑线变阻器(100 W／1 kΩ)RL作为负载，串联万用表(DC／20 A)接入到输出端；输出电压可调范围为21～36．1 V，可通过键盘输入21～36 V，步进为1 V，则输出端可输出电压为相应的21～36 V；将大功率滑线变阻器(200 W／30 Ω)作为负载，串联万用表(DC／20 A)接入到输出端，将UC3845的2管脚跳线接到可调电阻端，调节可调电阻使输出电压最大；改变负载值，直到万用表显示电流达到2．2 A后一段时间，用手触摸开关稳压电源的各大功率器件，发热但是不烫手，则认为该电源正常工作状态下的输出电流可以达到2．2 A；减小负载组值，同时监测输出电压和输出电流，可以看到过流降压保护现象，动作电流为2．35 A。

输出噪声纹波峰峰值：使用示波器(AC，200 ms／div)测量负载两端噪声，得到Uopp0．45 V；图10为输出最大值时的纹波以及输出电压图(CH1：输出纹波，CH2：输出信号直流电压)；在Io=2 A，Uo=33．4 V的测试条件下，将万用表(DC／20 A)串联到L1线圈前，测量得到Ii= 3．65 A，Ui=20．1 V，则DC—DC变换器的效率η=UoIo／(UiIi)=91％；UC3845第4管脚处测得信号振荡频率为170．8 kHz，与按照式(2)推导的理论值172 kHz非常接近。因此在式(2)中，k值取1．72比有些教材中取k=1．8更合适。信号波形见图11(CH1：振荡器信号，CH2：输出信号直流电压)。

4 结语
介绍的非隔离反激式变换器也称为升压变换器(Boost电路)。该开关电源经过实验测试，输出电压调节灵活，DC-DC转换效率高达91％，输出纹波电压小于0．45 V。论文给出了开关电源的详细电路图以及部分阻容元件参数，修正了振荡器频率参数，提供了电路的调测方法。该硬件电路简单，变换效率高，纹波控制有效的特点值得借鉴。