1、基于UC3843的高效DC-DM壓電路的設(shè)計*河海大學(xué)計算機及信息學(xué)院，常州，213022摘要：這是基于UC3843芯片的DC-DC轉(zhuǎn)換器。系統(tǒng)實質(zhì)是一個振蕩電路，在輸入電壓為8-13V的情況下，將輸入電壓通過整流濾波電路，將輸出電壓與基準(zhǔn)電壓的比較信號，輸入UC3843芯片進行處理，控制NMOS的開斷，從而實現(xiàn)直流升壓并保證輸出電壓的穩(wěn)定，經(jīng)過穩(wěn)壓后，該電源可輸出16V和19V兩檔的電壓，經(jīng)過實際測試，符合可編程序控制器專用電源的標(biāo)準(zhǔn)。這種轉(zhuǎn)換電能的方式，不僅應(yīng)用在電源電路，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代電子產(chǎn)品。開關(guān)電源從小、薄、輕的角度，優(yōu)越于傳統(tǒng)電源，特別是在如液晶顯示器的背光電路、日光燈的驅(qū)動電路等

2、。關(guān)鍵詞：DC-DC,UC3843,開關(guān)電源，升壓0引言現(xiàn)代電子器件課程設(shè)計題目是要我們做一個DC-DC升壓電路，其實也就是做一個穩(wěn)壓電源，綜合我國的現(xiàn)狀來看，有比較古老的線性電源和相對來說比較新穎的開關(guān)電源。其中開關(guān)電源具有工頻變壓器所不具備的優(yōu)點，新型、高效、節(jié)能的開關(guān)電源代表著穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向，因為開關(guān)電源內(nèi)部工作于高頻率狀態(tài)，本身的功耗很低，電源效率就可做得較高，一般均可做到80%,甚至接近90%。這樣高的效率不是普通工頻變壓器穩(wěn)壓電源所能比擬的。開關(guān)電源常用的單端或雙端輸出脈寬調(diào)制（PWM）,省去了笨重的工頻變壓器，可制成幾瓦至幾千瓦的電源。用于脈寬調(diào)制的集成電路很多，我們選擇的是

3、UC3843這個芯片。1系統(tǒng)原理框圖設(shè)計根據(jù)課程設(shè)計的要求，系統(tǒng)輸入采用8V-13V直流供電，輸出為16V,19V兩檔可調(diào)設(shè)計。電壓輸入系統(tǒng)后，經(jīng)過濾波和升壓模塊達到要求的電壓，再經(jīng)過濾波和調(diào)擋模塊輸出要求的電壓。其原理框圖如圖1所示。圖1系統(tǒng)原理框圖2UC384價紹Mintdip5014圖2UC3842-UC3845的外形圖。UC3843是近年來問世的新型脈寬調(diào)制集成電路，它具有功能全，工作頻率高，引腳少外圍元件簡單等特點，它的電壓調(diào)整率可達0.01%V,非常接近線性穩(wěn)壓電源的調(diào)整率。工作頻率可達500kHz,啟動電流僅需1mA,所以它的啟動電路非常簡單。下面是它的主要特性： 最優(yōu)化白勺離線

4、DC-DC變換器 低靜態(tài)電流(1mA) 快速自動補償電路 單步脈沖控制電路 增強負載回饋特性 斷電停滯特性 雙脈沖抑制 大電流標(biāo)識輸出 內(nèi)置能隙參考電壓 500kHz的工作頻率 低Ro過零放大器UC3843勺工作原理UC3843有4種封裝形式，一種是14pin雙列直插和SOP-14,另一種是8pin雙列直插和SOP-8。我們以最簡的8pin封裝簡述其工作原理。圖3UC3843原理示意圖pin(1)是補償端，外接電阻電容元件以補償誤差放大器的頻率特性。第(2)腳是反饋端，將取樣電壓加至誤差放大器的反相輸入端，再與同相輸入端的基準(zhǔn)電壓進行比較，輸出誤差控制電壓。第(3)腳接過流檢測電阻，組成過流保

5、護電路。Rt/Rc為鋸齒波振蕩器的定時電阻和電容的公共端，內(nèi)部基準(zhǔn)電壓為VREF=5V。輸入電壓Viw30V輸出端電壓Vo取決于高頻變壓器的變壓比。UC3843E作電路分析圖4UC3843典型應(yīng)用電路UC3843是這個開關(guān)的電源的核心元件，它產(chǎn)生脈寬可調(diào)而頻率固定的脈沖輸出，推動開關(guān)功率管的導(dǎo)通和截止，通過高頻變壓器換能將電壓輸出到次級繞組上，再經(jīng)整流和濾波向負載提供直流電源，電源兼反饋繞組取得的控制電壓同時輸入UC3843的誤差放大器，與基準(zhǔn)電壓比較產(chǎn)生控制電壓，控制輸出脈寬的占空比，從而達到穩(wěn)壓目的。具體的應(yīng)用電路參考圖4,工作原理是，220V交流輸入電壓經(jīng)過EMI濾波電路進入整流電路。E

6、MI電路的作用有二，一是防止電源本身的電磁干擾脈沖通過傳導(dǎo)或輻射方式干擾公共線路上的其他電器設(shè)備。二是防止公共線路上的電磁脈沖干擾電源本身的工作。這部分電路在開關(guān)電源中是必需的，如果忽略這部分電路，將不能通過電磁兼容性認證（如中國的“3承口歐眇M的CE認證）。整流后的脈動直流電由濾波電容濾波后獲得約300V左右的直流電壓，通過R4向UC3843提供約16V的啟動電壓，其中Fuse是過流或短路保險絲。UC3843得到啟動電壓后即開始工作，輸出一定寬度的脈沖控制驅(qū)動功率管的導(dǎo)通和截止。由繞組N2獲得的高頻電壓經(jīng)整流濾波后作為UC3843的工作電源，同時采樣電壓也取自這個繞組的電壓。從而省去了光電耦

7、合的負反饋控制電路，使電路更加簡潔。R2、C3用于改善誤差放大器的頻率響應(yīng)，R1是斜波補償電容，R10和C5是UC3843的定時電阻和電容，如果R10=10kQ,C5=4700p,開關(guān)頻率約為40KHz。R11是過流檢測電阻，R6是功率管柵極的限流電阻。3線圈的設(shè)計在整個系統(tǒng)內(nèi)最為關(guān)鍵的是線圈L1的設(shè)計，經(jīng)過精密計算，我們計算出來L1的大小為22H。由于要通過的電流最大為5A,在市場上買到符合要求的線圈非常困難，我們采取了自己繞制線圈的方法，現(xiàn)在市場上買了磁芯和漆包線，借助于實驗室測量線圈和電容大小的工具，經(jīng)過不斷的修改，終于繞出符合要求的線圈。4焊接和調(diào)試考慮到系統(tǒng)中含有精密的電感，如果用面

8、包板飛線連接的話，很容易對線圈產(chǎn)生干擾，所以我們泡制了PCB板，用PCB板焊制電路的話會比較穩(wěn)定。經(jīng)過了PCB圖設(shè)計，打印，熱轉(zhuǎn)換和腐蝕等階段，我們得到了完整的電路板。依照電路圖焊好板子之后，我們開始上電，結(jié)果什么現(xiàn)象都沒有，我們一下子傻在那里了，難道這么長時間的辛苦就一點成果都沒有嗎？拿萬用表仔細查找原因，發(fā)現(xiàn)線圈那邊沒有焊牢，系統(tǒng)竟然是斷路的！解決了這個小問題，再次上電，當(dāng)開關(guān)沒有按下時，輸出為16V,當(dāng)開關(guān)按下時，輸出為19V,結(jié)果正合要求！當(dāng)電路中接入負載時，串聯(lián)一個電阻，壓降不到1V,但有少于紋波，串聯(lián)兩個電阻時，壓降名為1V,但是紋波就十分明顯了，串聯(lián)三個電阻，波形就慘不忍睹了?？?/p>

9、來我們在參數(shù)設(shè)計上還需要進一步的優(yōu)化。5自我體會現(xiàn)代電子器件課程設(shè)計時間很快就過去了，就幾天的時間，有點匆忙，這幾天的日子有點辛苦，但是卻學(xué)到了不少東西，它讓我繼續(xù)鍛煉了自己的動手能力，也學(xué)到了不少以前不知道的理論知識。如各種光電期間的原理及其應(yīng)用、控制液品顯示的具體操作等。雖然有點辛苦，但是，我從中獲得的知識足以安慰我的心靈。在這一次課程設(shè)計中我進一步地體驗了做設(shè)計的具體流程，受益頗多。首先我感覺到自己的另一個不足就是理論知識太缺乏了，后悔自己在以前的課程中沒有認真學(xué)習(xí)，現(xiàn)在在設(shè)計一個系統(tǒng)時才發(fā)現(xiàn)自己懂得的東西實在太少了，以至于在尋求某個技術(shù)難題解決方案時需要一個勁的上網(wǎng)查資料和翻書，浪費了不少了時間。這個缺點要改正，要不會影響做設(shè)計的進度的。再次，我還在具體調(diào)試電路和程序中發(fā)現(xiàn)自己有些坐不住，沒有耐性，遇到困難時容易退縮。這個也是致命的缺點，在設(shè)計中遇到困難是再正常不過的事情，但是我卻沒有想到征服這些困難，反而再他們面前退縮了，這不是一個工程師應(yīng)該做的，工程師的任務(wù)就是征服困難，挑戰(zhàn)所有的不可能，我今后會注意改正這個缺點的。幾天的課程設(shè)計使我們獲得了很多很多，同時也使我們看到很多缺點，我們?nèi)孕枰粩嗯W(xué)