UC3845開關(guān)電源設(shè)計原理與優(yōu)化目錄文檔概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4UC3845核心特性解析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52.1電壓模式控制原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92.2工作模式分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．102.3典型內(nèi)部電路模塊說明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．112.3.1鎖相環(huán)功能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．142.3.2精密基準(zhǔn)電壓源．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．142.3.3免uw/VF啟動特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．162.4引腳功能及應(yīng)用電路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．202.5關(guān)鍵電氣參數(shù)詳解．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．242.5.1相關(guān)供電需求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．282.5.2輸出電流限制機制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．312.5.3最大電壓、頻率限制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35基于UC3845的開關(guān)電源電路設(shè)計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．363.1整體拓撲結(jié)構(gòu)選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．383.2輸入濾波、保護及整流環(huán)節(jié)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．403.3功率開關(guān)管選型與驅(qū)動電路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．423.3.1管壓、管流參數(shù)估算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．453.3.2柵極驅(qū)動需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．463.4續(xù)流機制與電感計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．483.4.1各種續(xù)流方式比較．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．493.4.2電感值與電流紋波關(guān)系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．513.5輸出濾波設(shè)計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．533.6反饋網(wǎng)絡(luò)與電壓調(diào)節(jié)計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．563.6.1輸出取樣電阻選?。?83.6.2調(diào)節(jié)范圍與精度考量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．593.7輔助電源設(shè)計（如5V,12V偏置）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．623.8啟動電路與欠壓鎖定UVLO功能實現(xiàn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．643.9保護功能集成電路整合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．66關(guān)鍵元器件選擇與布局．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．684.1開關(guān)管的選中依據(jù)與極性排列．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．694.2注重高頻特性磁性元件選用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．724.2.1開關(guān)變壓器磁芯參數(shù)設(shè)定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．754.2.2繞組方式與絕緣處理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．774.3電解電容、薄膜電容性能比對與．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．814.4反饋電阻精度及穩(wěn)定性要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．854.5PCB布局布線對性能的影響．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．874.5.1電源開關(guān)節(jié)點布局策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．894.5.2高頻信號與功率路徑走向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．934.5.3去耦電容放置規(guī)范．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．94開關(guān)電源性能調(diào)試與測試．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．965.1靜態(tài)特性測試指標(biāo)與方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．985.1.1輸出電壓調(diào)整率測量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1005.1.2輸出電流調(diào)整率測量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1025.1.3紋波電壓檢測．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1045.2動態(tài)響應(yīng)特性觀測．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1055.3開關(guān)管及變壓器溫升測試．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1075.4效率評估與損耗分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1115.5噪聲抗擾度測試．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1165.6常見問題排查與解決技巧．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．117UC3845驅(qū)動電源系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1216.1提升功率轉(zhuǎn)換效率的技術(shù)路徑．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1236.1.1開關(guān)頻率優(yōu)化選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1246.1.2減少開關(guān)損耗策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1266.1.3降低電路寄生參數(shù)影響．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1286.2改善輸出電壓質(zhì)量策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1296.3高效整流技術(shù)的引入考量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1336.4變壓器設(shè)計工藝與材料對性能的影響．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1346.5降低EMI輻射的措施．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1366.6提高可靠性設(shè)計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1406.7設(shè)計復(fù)用與模塊化思想簡述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．145實例應(yīng)用案例分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1467.1低功率移動設(shè)備適配電源側(cè)設(shè)計實踐．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1497.2中功率消費類電源設(shè)計實例剖析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1517.3其他應(yīng)用領(lǐng)域的設(shè)計思路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．152結(jié)論與展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1558.1UC3845設(shè)計方案優(yōu)勢總結(jié)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1568.2現(xiàn)狀分析與未來發(fā)展趨勢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1598.3后續(xù)研究建議．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1631.文檔概括開關(guān)電源技術(shù)在現(xiàn)代電子設(shè)備中扮演著至關(guān)重要的角色，本文聚焦于UC3845型號開關(guān)電源的設(shè)計原理及其優(yōu)化。UC3845芯片因其廣泛的應(yīng)用性、高效率和適應(yīng)多種負載的性能而備受青睞。此文檔將深入探討其工作原理、電路結(jié)構(gòu)、設(shè)計要點及實踐中的優(yōu)化策略。通過準(zhǔn)確傳達UC3845的核心概念、闡述其在開關(guān)電源設(shè)計中的應(yīng)用與意義，本文檔旨在為電子工程師提供全面的資源以掌握此領(lǐng)域的先進技術(shù)。期望此綜述不僅能增進讀者對UC3845芯片的理解，也能為其在工作中提供實用的設(shè)計優(yōu)化建議。該文檔內(nèi)容包括以下幾個重點章節(jié)：UC3845芯片的基礎(chǔ)知識、內(nèi)部工作機制、點對點的設(shè)計指南、及系統(tǒng)優(yōu)化策略分析。并且，我們將圍繞以下幾個方面進行編寫：UC3845的主要技術(shù)參數(shù)介紹、常見的計算方法和應(yīng)用案例分析、面對不同的應(yīng)用場景，如何進行電源電路設(shè)計的優(yōu)化調(diào)校。下面的表格匯總了UC3845的主要技術(shù)參數(shù)：參數(shù)名稱意義解釋推薦值輸入電壓范圍電路可接受的電壓變化范圍80V~240V輸出電壓調(diào)整率輸出電壓受負載影響的波動程度<1%系統(tǒng)效率開關(guān)電源自身損耗的減少程度>85%額定電流輸出芯片最大能連續(xù)供應(yīng)的電流值1.5A~1.5A穩(wěn)壓精度與噪聲輸出電壓的穩(wěn)定性和純凈程度<50mV,<100mA總結(jié)而言，本文將作為一種技術(shù)深入回顧，覆蓋了UC3845芯片在開關(guān)電源設(shè)計中的必備要素與創(chuàng)新點。通過分析不同的設(shè)計變量及其對性能的影響，深度掌握UC3845芯片的設(shè)計入門與高級調(diào)優(yōu)技巧。2.UC3845核心特性解析無論是在fly-back（反激）轉(zhuǎn)換器，還是fly-forward（正前）轉(zhuǎn)換器或其他類型的開關(guān)電源設(shè)計中，UC3845都扮演著至關(guān)重要的角色，其作為一款經(jīng)典的電流模式PWM（脈寬調(diào)制）控制集成電路，具備了多種突出特性，這些特性使其在眾多應(yīng)用場合中得到廣泛應(yīng)用。為了深入理解其設(shè)計原理并實現(xiàn)優(yōu)化，首先需要對其核心特性進行詳盡分析。（1）性能指標(biāo)與工作特點UC3845最核心的特性體現(xiàn)在其精準(zhǔn)的性能參數(shù)和獨特的工作機制上。這是一種集成度較高的控制器，集成了誤差放大器、比較器、PWM鎖相環(huán)、電流傳感放大器、驅(qū)動輸出級以及高壓啟動電路于一體。這一集成設(shè)計顯著簡化了外圍電路的設(shè)計，提高了電路的可靠性。其關(guān)鍵工作特點可總結(jié)為以下幾點：電流模式控制：相較于電壓模式控制，電流模式控制具有更快的動態(tài)響應(yīng)能力和更優(yōu)越的環(huán)路穩(wěn)定性，尤其能有效抑制負載擾動和輸出電壓紋波。固定頻率運行：UC3845在正常工作區(qū)間內(nèi)以固定的頻率輸出脈沖寬度可調(diào)的PWM信號，這使得電路的時域分析和設(shè)計更為簡便。逐周期限流保護：內(nèi)置的電流傳感放大器和比較器能夠?qū)崟r監(jiān)測MOSFET（金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管）的峰值電流。一旦檢測到電流超過設(shè)定閾值，將立即停止PWM信號輸出，從而有效防止功率器件因過流而損壞，極大地提升了電源的安全性。可調(diào)輸出電壓：通過外部反饋網(wǎng)絡(luò)（主要由電阻和電容構(gòu)成）將輸出電壓采樣后饋入內(nèi)部的誤差放大器與參考電壓比較，通過外部光耦或電阻分壓等方式實現(xiàn)輸出電壓的精確設(shè)定。為了更直觀地展示這些關(guān)鍵參數(shù)，下表整理了UC3845型號常見的典型性能指標(biāo)：?【表】UC3845主要電氣特性（典型值@VCC=16V,TA=25°C）參數(shù)描述典型值單位供電電壓(VCC)工作電壓范圍16-26V基準(zhǔn)電壓(VB)內(nèi)部基準(zhǔn)源5.0V調(diào)制比PWM調(diào)制范圍>100%-工作頻率(FW)固定振蕩頻率50kHz誤差放大器增益可通過外部電阻設(shè)定1V/V電流閾值(I)逐周期限流啟動電流0.35A導(dǎo)通時間下限(TOn_min)最短脈沖寬度(依占空比定)VCC/(8VB)-驅(qū)動輸出電流漏極和源極2,2A峰值輸入電流啟動時消耗1.5mA內(nèi)部電容COT高壓振蕩定時電容0.1μF內(nèi)部電阻RCO高壓振蕩定時電阻3.3kΩ保護特性過流保護線性斜坡比較--過熱保護通過內(nèi)部開路或短路進行關(guān)閉--欠壓鎖定當(dāng)VCC低于某個閾值時禁止輸出16V注：具體參數(shù)請務(wù)必參考官方數(shù)據(jù)手冊MQA39647。（2）外部電路配置及其影響UC3845的性能最終通過合理設(shè)計的外部電路得以實現(xiàn)。其核心外部元件主要包括高壓定時電容器COT、高壓定時電阻RCO、誤差放大器反饋電阻網(wǎng)絡(luò)R1/R2（或與之配合的光耦及其輔助電路）、以及實現(xiàn)逐周期限流的電流檢測電阻Rsense（或通過光耦采樣）。振蕩頻率設(shè)定：振蕩頻率是由COT和RCO共同決定的，即f=1/(1.1COTRCO)。選擇合適的COT和RCO值可以設(shè)定所需的開關(guān)頻率。輸出電壓設(shè)定：通過在輸出端與地之間連接一個電阻分壓器（R1和R2）將輸出電壓的一小部分反饋回誤差放大器的同相輸入端（COMP引腳）。誤差放大器將此采樣電壓與內(nèi)部2.5V參考電壓比較，其差值乘以內(nèi)部設(shè)定增益后決定PWM占空比，從而實現(xiàn)輸出電壓的設(shè)定。輸出電壓Vout=Vref(1+R1/R2)。選取合適的R1和R2值，既可以設(shè)定輸出電壓，也會影響誤差放大器的帶寬和穩(wěn)定性。逐周期限流設(shè)定：電流檢測電阻Rsense串聯(lián)在主開關(guān)管MOSFET的漏源之間（或通過光耦的二次側(cè)采樣電流），其兩端電壓（或流過Rsense的電流）被內(nèi)部放大器用來與閾值電壓比較。Rsense的阻值直接影響過流保護的精度和觸發(fā)點（閾值的設(shè)定與RCO有關(guān)）。理解UC3845的核心特性是進行有效設(shè)計和優(yōu)化的基礎(chǔ)。從其集成的功能模塊，到電流模式的先進控制方式，再到完善的保護機制，以及外部電路參數(shù)對其工作狀態(tài)的具體影響，都深刻地揭示了UC3845在開關(guān)電源設(shè)計中的重要地位。掌握這些特性，有助于工程師在設(shè)計中做出更明智的選擇，從而構(gòu)建出性能優(yōu)越、穩(wěn)定可靠的開關(guān)電源系統(tǒng)。2.1電壓模式控制原理在開關(guān)電源設(shè)計中，UC3845作為一種高性能的PWM控制器，其電壓模式控制是其核心機制之一。電壓模式控制主要通過監(jiān)測輸出電壓，與參考電壓進行比較，生成PWM信號以調(diào)節(jié)開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)，從而穩(wěn)定輸出電壓。以下是電壓模式控制原理的詳細解析：電壓采樣與比較：UC3845首先通過內(nèi)部或外部電路對輸出電壓進行采樣。采樣得到的電壓值與內(nèi)部參考電壓進行比較，生成誤差信號。誤差放大器：誤差信號輸入到誤差放大器，用于放大誤差并產(chǎn)生控制信號。此控制信號直接影響了PWM信號的占空比。PWM發(fā)生器：基于控制信號，UC3845內(nèi)部的PWM發(fā)生器會產(chǎn)生相應(yīng)的PWM信號。這個信號的頻率和占空比受控制信號的影響，從而實現(xiàn)對輸出電壓的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)開關(guān)管：PWM信號直接驅(qū)動開關(guān)管，控制其開關(guān)狀態(tài)，根據(jù)需求調(diào)整電源的輸出電壓。以下是電壓模式控制的簡化數(shù)學(xué)表達式及相關(guān)參數(shù)描述：輸出電壓Vo與誤差放大器輸出Ve的關(guān)系：Vo=K1×Ve（其中K1為增益系數(shù)）PWM占空比D與誤差放大器輸出Ve的關(guān)系：D=f(Ve)（這是一個非線性函數(shù)關(guān)系，受PWM發(fā)生器的內(nèi)部邏輯影響）調(diào)節(jié)開關(guān)頻率fs與PWM信號的關(guān)系：fs由UC3845的內(nèi)部振蕩器決定，但可通過外部電路進行微調(diào)。在實現(xiàn)電壓模式控制時，還需考慮以下因素：反饋電路的設(shè)計：確保準(zhǔn)確的輸出電壓采樣。環(huán)路補償網(wǎng)絡(luò)：用于穩(wěn)定系統(tǒng)并優(yōu)化響應(yīng)速度。噪聲干擾抑制：提高系統(tǒng)的抗干擾能力，確保穩(wěn)定的輸出電壓。UC3845的高性能和靈活性使其成為開關(guān)電源設(shè)計的理想選擇。深入理解電壓模式控制原理是優(yōu)化開關(guān)電源設(shè)計的基礎(chǔ)。2.2工作模式分析開關(guān)電源的設(shè)計原理主要依賴于其工作模式，不同的工作模式適用于不同的應(yīng)用場景和性能需求。對于UC3845開關(guān)電源，其主要工作模式包括連續(xù)模式、脈沖寬度調(diào)制（PWM）模式和待機模式。（1）連續(xù)模式在連續(xù)模式下，開關(guān)電源的輸出電流保持恒定，輸出電壓隨著輸入電壓和負載的變化而變化。這種模式下，電源的效率較高，但輸出電壓和電流的穩(wěn)定性較差。連續(xù)模式的數(shù)學(xué)表達式為：I其中Iout為輸出電流，Is為電源的額定電流，Vout（2）脈沖寬度調(diào)制（PWM）模式PWM模式是通過調(diào)整開關(guān)管的導(dǎo)通時間來控制輸出電壓和電流的一種工作模式。在PWM模式下，電源的輸出電壓和電流波形呈現(xiàn)出方波形狀，具有較高的動態(tài)響應(yīng)速度和穩(wěn)定性。PWM模式的數(shù)學(xué)表達式為：V其中Vout為輸出電壓，Vref為參考電壓，D為占空比，（3）待機模式待機模式是開關(guān)電源在低負載或空載情況下的一種節(jié)能工作模式。在這種模式下，電源的輸出電流和電壓都較低，以降低功耗和噪聲。待機模式的數(shù)學(xué)表達式為：I其中Iout為待機狀態(tài)下的輸出電流，Is為電源的額定電流，VminUC3845開關(guān)電源的工作模式包括連續(xù)模式、脈沖寬度調(diào)制模式和待機模式。不同的工作模式適用于不同的應(yīng)用場景和性能需求，通過合理選擇工作模式，可以實現(xiàn)電源的高效運行和穩(wěn)定輸出。2.3典型內(nèi)部電路模塊說明UC3845是一款高性能電流型PWM控制器，其內(nèi)部集成了多個關(guān)鍵功能模塊，各模塊協(xié)同工作以實現(xiàn)穩(wěn)定的開關(guān)電源控制。以下對各核心模塊的功能及工作原理進行詳細闡述。（1）基準(zhǔn)電壓源（BandgapReference）UC3845內(nèi)部采用帶隙基準(zhǔn)電壓源，提供穩(wěn)定的5V參考電壓（Vref），其溫度系數(shù)低至±50ppm/℃，確?？刂齐娐吩诓煌ぷ鳝h(huán)境下的精度。該模塊不僅為內(nèi)部比較器、振蕩器等電路供電，還可通過Vref引腳對外提供微功率（典型值1mA）的參考電壓，供外部電路使用。其輸出電壓Vref可表示為：V其中VBE為晶體管基極-發(fā)射極電壓，K為與工藝相關(guān)的系數(shù)，T為絕對溫度。（2）振蕩器與鋸齒波生成（Oscillator&SawtoothGenerator）振蕩器模塊通過外部電阻RT和電容CT設(shè)定開關(guān)頻率fosc，其頻率計算公式為：f其中RT單位為kΩ，CT單位為μF。內(nèi)部恒流源對CT進行線性充放電，生成幅值為2.8V的鋸齒波信號，該信號一方面送至PWM比較器，另一方面通過死區(qū)時間控制邏輯（典型死區(qū)時間≥100ns）防止上下管直通。（3）誤差放大器（ErrorAmplifier）誤差放大器為跨導(dǎo)型運算放大器，其開環(huán)增益高達90dB，帶寬約為1MHz。其同相輸入端（Vfb）接收外部反饋電壓（如光耦或電阻分壓信號），反相輸入端（Comp）通常通過RC網(wǎng)絡(luò)進行頻率補償。放大器輸出Vea與鋸齒波比較后生成PWM占空比D，關(guān)系如下：D其中Vmin為鋸齒波谷值電壓，Vpp為鋸齒波峰峰值。（4）電流比較器與鎖存器（CurrentComparator&Latch）電流比較器用于實現(xiàn)峰值電流模式控制，其反相輸入端接收內(nèi)部斜坡補償信號（可選），同相輸入端連接至電流檢測引腳（Isense）。當(dāng)Isense電壓超過閾值（典型值1V）時，比較器翻轉(zhuǎn)，通過鎖存器強制輸出關(guān)斷，從而實現(xiàn)逐周期限流保護。鎖存器在下一個時鐘周期復(fù)位，確?？刂频木_性。（5）輸出驅(qū)動級（OutputDriver）推挽式輸出驅(qū)動級可提供±1A的峰值驅(qū)動電流，適合驅(qū)動MOSFET或IGBT。其上升/下降時間典型值約為50ns，需根據(jù)開關(guān)管柵極電荷Qg合理選擇驅(qū)動電阻Rg，以優(yōu)化開關(guān)損耗：R其中Vdrive為驅(qū)動電壓，Vth為開關(guān)管閾值電壓，Ipeak為峰值驅(qū)動電流。（6）欠壓鎖定（UVLO）模塊UVLO模塊通過分壓電阻監(jiān)測Vcc電壓，具有滯后特性（典型開啟電壓16V，關(guān)閉電壓10V），防止在電源不穩(wěn)定時誤啟動。其內(nèi)部比較器輸出邏輯信號控制軟啟動電路和輸出級，確保電源上電時序安全。?【表】：UC3845內(nèi)部關(guān)鍵電氣參數(shù)參數(shù)最小值典型值最大值單位基準(zhǔn)電壓（Vref）4.955.05.05V振蕩頻率范圍--500kHz電流檢測閾值0.951.01.05V輸出上升/下降時間-50150ns通過合理配置外部元件并優(yōu)化內(nèi)部模塊參數(shù)，可顯著提升電源的動態(tài)響應(yīng)效率及可靠性。2.3.1鎖相環(huán)功能參數(shù)描述輸入電壓開關(guān)電源的輸入電壓值輸出電壓開關(guān)電源的輸出電壓值相位差輸入電壓與輸出電壓之間的相位差頻率響應(yīng)PLL對輸入電壓變化的響應(yīng)速度鎖定時間PLL從初始狀態(tài)恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)所需的時間公式：相位差=輸入電壓-輸出電壓頻率響應(yīng)=輸入電壓變化率/鎖定時間鎖定時間=輸入電壓變化率/(2πf)其中f為開關(guān)電源的工作頻率。通過以上表格和公式，我們可以更好地理解鎖相環(huán)在開關(guān)電源設(shè)計中的作用和重要性。2.3.2精密基準(zhǔn)電壓源精密基準(zhǔn)電壓源是開關(guān)電源模塊中的核心組成部分，其主要作用是為反饋電路提供一個穩(wěn)定且精確的參考電壓。這一電壓源的質(zhì)量直接影響到整個電源的精度和穩(wěn)定性，尤其在需要高效率和小失真的應(yīng)用場合。在設(shè)計精密基準(zhǔn)電壓源時，我們通常采用具有低溫度系數(shù)和低噪聲特點的輔助穩(wěn)壓器。以常用的TL431為例，它是一款性能優(yōu)異的串聯(lián)穩(wěn)壓集成電路，可通過外部電阻設(shè)置基準(zhǔn)電壓。其典型應(yīng)用電路如內(nèi)容所示：基準(zhǔn)電壓計算：TL431的基準(zhǔn)電壓由內(nèi)部參考電壓（約2.5V）與外部反饋電阻R1、R2的分壓決定，其電壓表達式如下：V選擇不同阻值的R1和R2，可以得到不同的輸出基準(zhǔn)電壓。一般情況下，我們可以選擇標(biāo)準(zhǔn)電阻值以簡化生產(chǎn)和調(diào)試工作?！颈怼苛谐隽藥追N常見的電阻配置及對應(yīng)的基準(zhǔn)電壓值：?【表】TL431基準(zhǔn)電壓配置表R1(kΩ)R2(kΩ)基準(zhǔn)電壓(V)192.6672.24.72.7273.34.72.8334.71.82.909除此之外，選擇合適的電容濾波元件也能有效降低電壓噪聲，比如電容C1和C2的選用，可以大大提升電壓的純凈度。在設(shè)計過程中，一般會選取兩個不同容值的電容進行多級濾波，以提高高頻噪聲的濾除效果。通過上述設(shè)計方法，我們可以獲得一個高精度且穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓源，為整個開關(guān)電源提供可靠的工作基礎(chǔ)。2.3.3免uw/VF啟動特性在傳統(tǒng)的開關(guān)電源設(shè)計中，特別是采用UC3845等固定頻率PWM控制芯片時，通常需要外部提供微小的啟動電壓（MinimumInputVoltage,uw）和電壓反饋（Vf）信號，以確保芯片能夠正確啟動并進入工作狀態(tài)。然而這種方法在實際應(yīng)用中存在一定的局限性，例如增加了外部元件的數(shù)量、提高了設(shè)計的復(fù)雜性以及增加了成本。為了克服這些缺點，UC3845的一種重要特性是在特定條件下實現(xiàn)免uw/VF啟動，這極大地簡化了電源設(shè)計。UC3845實現(xiàn)免uw/VF啟動的關(guān)鍵在于其內(nèi)部電路設(shè)計。芯片內(nèi)部集成了一個專門的欠壓鎖定（UndervoltageLockout,UVLO）電路和基準(zhǔn)電壓源。UVLO電路能夠感知供電電壓是否達到足夠的水平，從而決定是否允許芯片內(nèi)部的其他電路開始工作。同時內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源為啟動和內(nèi)部比較操作提供了穩(wěn)定的參考電壓。在正常工作條件下（電壓高于啟動閾值），UC3845的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓和反饋電路共同決定了輸出脈沖占空比和頻率。然而在剛上電或經(jīng)歷電壓跌落時，如果沒有外部uw/VF信號，芯片如何能夠啟動呢？這正是免uw/VF啟動特性發(fā)揮作用的地方。此時，UC3845主要依賴其內(nèi)部基準(zhǔn)電壓和低功耗的振蕩電路來實現(xiàn)啟動。具體來說，當(dāng)輸入電壓（VIN）施加并短暫升高到超過內(nèi)部UVLO閾值時（該閾值通常高于正常工作最小輸入電壓uw），內(nèi)部的振蕩器開始起振。振蕩器的初始頻率較低，但足以啟動控制邏輯并開始產(chǎn)生輸出脈沖。隨著輸出電路的建立（此時輸出變壓器初級電感開始儲存能量），輸出電流會逐漸增大，為芯片提供更多的偏置電流。這種正反饋機制有助于提升內(nèi)部電路的工作電流，使得芯片能夠越過UVLO門檻，并穩(wěn)定地進入正常工作模式。值得注意的是，免uw/VF啟動性能與電源的拓撲結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。例如，對于典型的降壓（Buck）或反相（Flyback）變換器，由于變壓器初級電感的復(fù)位作用和輸出端的反饋機制，更容易實現(xiàn)良好的免uw/VF啟動特性。相比之下，某些拓撲結(jié)構(gòu)（如正激變換器）可能對啟動條件更為敏感。需要強調(diào)的是，雖然免uw/VF啟動簡化了設(shè)計，但在實際應(yīng)用中仍需考慮輸入電壓跌落時的瞬時功耗和啟動時間。以下是UC3845典型啟動過程中關(guān)鍵電壓和電流參數(shù)的關(guān)系表：?【表】UC3845免uw/VF啟動關(guān)鍵參數(shù)參數(shù)名稱典型值(范圍)說明UVLO閾值(VTH)16V供電電壓需高于此值才能啟動典型啟動輸入電壓(Vin_start)>VTH(具體取決于外部負載)啟動所需的最小輸入電壓，通常略高于UVLO閾值啟動時間(t_start)幾毫秒從施加啟動電壓到輸出穩(wěn)定的時間內(nèi)部基準(zhǔn)電壓(Vref)5.0±1%V提供內(nèi)部比較和參考基準(zhǔn)典型啟動電流(Iq_start)幾mA啟動過程中芯片內(nèi)部漏電流在一些特殊應(yīng)用中，若對啟動時間有嚴(yán)格要求，設(shè)計者可能仍需要在外部電路中增加少量電容和電阻，以加速啟動過程。例如，通過在輸入端設(shè)置小的RC濾波網(wǎng)絡(luò)，可以改善電壓瞬變響應(yīng)，縮短啟動時間?？傊甎C3845的免uw/VF啟動特性，通過巧妙利用其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，允許在滿足一定輸入電壓和拓撲結(jié)構(gòu)前提下，無需外部啟動元件即可可靠啟動，顯著提升了電源設(shè)計的靈活性和成本效益。理解其內(nèi)部的啟動機制對于優(yōu)化整個電源設(shè)計至關(guān)重要，其關(guān)鍵啟動過程可以用以下簡化的等效電路模型來定性描述：等效啟動模型說明：初始狀態(tài)(Vin>VTH)：輸入電壓超過UVLO閾值，內(nèi)部振蕩器啟動，產(chǎn)生低頻、低占空比的脈沖。正反饋建立：輸出脈沖經(jīng)變壓器耦合，驅(qū)動輸出電路，建立輸出電流，同時為內(nèi)部電路提供偏置，滿足維持工作的電流需求。進入穩(wěn)定工作：隨著偏置電流增加，內(nèi)部比較器動作更靈敏，振蕩頻率逐漸上升至正常工作頻率，最終進入穩(wěn)定控制狀態(tài)。公式：假設(shè)電源輸出功率為Pout，輸入電壓有效值為Vin，輸出電壓有效值為Vout，變換器效率為η，則啟動輸入電壓與輸出功率的關(guān)系可以近似表示為：Vin≈Pout/(ηVout)這個關(guān)系說明，對于給定的輸出功率和效率，啟動所需的輸入電壓與輸出電壓成反比。例如，若輸出電壓較低，則需要更高的輸入電壓來啟動電源。2.4引腳功能及應(yīng)用電路本部分詳細解析UC3845開關(guān)電源設(shè)計中的各個引腳功能，并將這些功能與具體的應(yīng)用電路搭配，提供深入的解析和推薦方案。在UC3845開關(guān)電源設(shè)計中，引腳功能設(shè)定設(shè)計格外重要，不僅能夠確保電路的正常工作，還能優(yōu)化電源性能，提升效率與可靠性。下面將根據(jù)各引腳的功能開展詳細說明及電路應(yīng)用討論?！颈砀瘛縐C3845引腳功能概述引腳編號功能描述建議應(yīng)用電路1輸出電壓調(diào)整端VD核桃（配置可調(diào)電阻器）2頻率限制端C106珀羅（電容值選擇）3自舉電壓輸入接鉗位二極管4控制啟動晶體管/墜刻端子接邏輯門電路/晶體管（用于啟動控制）5欠電壓保護/信號輸入與IC競爭同守6電流限制端與IC競爭同守7過流限制/熱關(guān)斷保護與IC調(diào)節(jié)電路8供電電源直流供電電源如5V或12V9控制反饋引腳（內(nèi)部級別）微調(diào)電阻與電容網(wǎng)絡(luò)10控制方式并可連接監(jiān)測電路/傳感器在獾核參數(shù)最友好、計算方面比較功耗的情況中，本文檔詳細通過【表】細化、并明確列出了各類引腳的功能與應(yīng)用。每一個引腳都有其獨特性質(zhì)，它們間相互密切合作，確保整個電源的穩(wěn)定性。首先引腳1是輸出電壓調(diào)整端，通過VD核桃（可調(diào)電阻器）調(diào)節(jié)可實現(xiàn)精確的輸出電壓設(shè)置。引腳2的頻率限制端嵌入電容C106珀羅變化，靈活調(diào)整電路頻率，使開關(guān)電源適應(yīng)不同負載需求。例如：在某些低Noise要求的環(huán)境中，電容需選擇容值高且損耗低的型號。引腳3自舉電壓輸入，通常與其互相配合搭配，確保足夠電壓提升以驅(qū)動內(nèi)部電路工作。具體應(yīng)用如6S飛轉(zhuǎn)換為12S導(dǎo)致線壓差變小，需串并配置合適鉗位二極管，促進沒有電壓上升需求期間要比足夠電壓范圍內(nèi)耗散更多的功率且降低熱鳴度。對于引腳4則通常用于晶體管的控制啟動端或墜刻端子，它計算微調(diào)電弧并預(yù)設(shè)讀取優(yōu)先。結(jié)合芯片驅(qū)動電路和分頻器設(shè)計，可實現(xiàn)電源的初始化和穩(wěn)定運行。引腳5的欠電壓保護因為是維持單元供電安全的關(guān)鍵，故須搭配合適的續(xù)電門限電壓設(shè)定，能控制電路在較低電壓時自動切換保護模式，防止因過低電壓而導(dǎo)致元器件損壞。引腳6的電流限制主要在于控制輸出電流，其性能影響著電流的生成和散熱情況。建議參照最大電流承受能力，選擇合適的功率器件，結(jié)合電子冷卻技巧，如風(fēng)扇導(dǎo)流板布局，確保高效散熱。此外一些應(yīng)用環(huán)境通過負載波動引起循環(huán)周期波谷點強烈電流脈沖，踐行演算漏極反趨能力強化選為了破損效的大門。引腳7的過流限制/熱關(guān)斷保護則通過安置內(nèi)部ASIC控制，安全限制過流，可輸出溫度監(jiān)控信號。其能夠通過運用多種溫度感測集成電路，如NTC如您，實現(xiàn)精準(zhǔn)熱量管理。諸如綜合溫度監(jiān)測與報警系統(tǒng)，保證能在異常溫度條件下做出快速反應(yīng)。電源供電從引腳8接入，保證電源正常工作。引腳9控制反饋引腳（內(nèi)部水平）可由調(diào)整兒童疫苗變特，改善電源運輸出。引腳10控制方式通常是一個邏輯門電路或晶體管端的連接，能調(diào)整開關(guān)電源方式（如變?yōu)镻WM），以適應(yīng)不同輸入電壓和功率輸出目標(biāo)。例如，在要求分別適用于批次配置與增值轉(zhuǎn)換環(huán)境的能力下，其它遲延畸變創(chuàng)新電路被推薦使用，以增強自聯(lián)想特征數(shù)組直接臭味修正再生的創(chuàng)新性，同時具備確保優(yōu)化穩(wěn)態(tài)電流的存取總線周期。通過上述詳細解析和實例，我們見UC3845開關(guān)電源設(shè)計在設(shè)計階段需明了引腳功能，適配合適的引腳應(yīng)用電路，既能優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，又能提升電源設(shè)計效率，確保產(chǎn)品質(zhì)口穩(wěn)定并高效。建筑設(shè)計就這樣舊結(jié)古代咨詢、資訊研判、立體知識組合剛性拷貝的需求做出了即深又細的設(shè)計分析與實踐建議。2.5關(guān)鍵電氣參數(shù)詳解在UC3845開關(guān)電源的設(shè)計過程中，精確設(shè)定和優(yōu)化一系列關(guān)鍵電氣參數(shù)對于確保電路的穩(wěn)定、高效運行以及輸出性能至關(guān)重要。這些參數(shù)相互關(guān)聯(lián)，共同決定了電源的整體特性。以下將對部分核心參數(shù)進行詳細的闡述與分析。（1）電壓參考基準(zhǔn)(Vref)電壓參考基準(zhǔn)是UC3845內(nèi)部誤差放大器（ErrorAmplifier）的基準(zhǔn)電壓，通常由一個精密的電阻分壓器設(shè)定。其典型值約為2.5V。這個基準(zhǔn)電壓是Comp引腳（補償引腳）和內(nèi)部基準(zhǔn)之間比較的基礎(chǔ)，是設(shè)定輸出電壓的關(guān)鍵依據(jù)。設(shè)定公式:V其中VCC考慮因素:電源效率：過高的基準(zhǔn)電壓可能會增加功耗。精度：基準(zhǔn)電壓的穩(wěn)定性直接影響輸出電壓調(diào)節(jié)精度。熱穩(wěn)定性：基準(zhǔn)電壓隨溫度的變化會帶來輸出噪聲。（2）反饋分壓器(R1,R2,RAdj)反饋分壓器從輸出端取出取樣電壓(V取樣)，并將其送到UC3845的控制引腳（FB引腳）。通過調(diào)整分壓比，可以實現(xiàn)輸出電壓的精確設(shè)定。其中RAdj提供可調(diào)的精度，通常呈可調(diào)電阻形式。輸出電壓設(shè)定公式:V參數(shù)選擇:電阻值:R1和R2的選擇主要影響靜態(tài)功耗，并決定了基準(zhǔn)電流流過分壓器的量。RAdj的阻值影響調(diào)節(jié)范圍和精度。動態(tài)阻抗:為了保證反饋回路的穩(wěn)定性和高頻特性，分壓器的輸出阻抗通常需要遠小于UC3845的輸入阻抗（通常為幾十kΩ）。對于較高SwitchingFrequency（開關(guān)頻率）的設(shè)計，尤其要注意這點。（3）峰值電流模式控制參數(shù)(Imax,Isense)UC3845采用峰值電流模式控制。在此模式下，同步整流控制引腳（CS引腳）監(jiān)測功率MOSFET（或同步整流MOSFET）的峰值電流。為了設(shè)定最大峰值電流限制，需要一個與電流成正比的小電阻（SenseResistor,Rs）串聯(lián)在開關(guān)MOSFET的源極或同步整流MOSFET的漏極。峰值電流設(shè)定:I其中Imax_p是最大峰值電流，V檢測電阻選擇:阻值:Rsense功耗:Rsense上的功耗Psense=VF_D壓敏二極管:CS引腳通常需要與一個正向壓敏二極管（ClampDiode,DCS）并聯(lián)，以限制其電壓不超過1.25V（或2.5V，對于使用2.5V檢測基準(zhǔn)的情況），防止輸入電壓尖峰損壞內(nèi)部器件。（4）開關(guān)頻率(Fs)UC3845內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生鋸齒波控制信號，其頻率由外部電阻(RS,RT)決定。開關(guān)頻率的選擇對電源的整體性能（如尺寸、效率、成本、電磁干擾EMI等）有顯著影響。頻率設(shè)定公式:F其中RS和RT通常選用精密金屬膜電阻或高性能厚膜電阻。設(shè)計考量:EMI濾波器尺寸:頻率越高，所需輸入/輸出濾波電感的值就越小，相應(yīng)地，輸出電容的ESR要求也更低，但這會增加EMI濾波處理的復(fù)雜度和成本。效率:開關(guān)頻率的提高或降低都在一定程度上影響功率損耗（如MOSFET的開關(guān)損耗、傳導(dǎo)損耗）。需要根據(jù)具體應(yīng)用權(quán)衡。元件成本與尺寸:較高頻率設(shè)計通常允許使用更小的無源元件，但也可能面臨更高的MOSFET開關(guān)損耗。散熱:高頻時，開關(guān)損耗可能增加，需留足散熱空間。（5）短路保護閾值(I_sc_thres)UC3845內(nèi)置有限流和短路保護功能。峰值電流限制是實現(xiàn)短路保護的核心機制，當(dāng)檢測到峰值電流超過由Rsense設(shè)定的閾值時（即Imax設(shè)定與閾值:該閾值直接由峰值電流設(shè)定公式Imax確認時間:典型確認時間為50μs（當(dāng)頻率低于50kHz時）或100μs（頻率高于50kHz）。軟啟動(SoftStart):為了防止開機瞬間電流沖擊過大，設(shè)計中通常會接入軟啟動電路（Rstr,Cstr）。軟啟動階段，由外置電容Cstr的充電時間來線性增加控制電壓，從而限制輸出電壓的上升率（MaxRamp），提供更平穩(wěn)的啟動過程。（6）軟啟動時間(t_ss)軟啟動時間是指輸出電壓從一個周期的起始值線性增長至目標(biāo)電壓值所需的時間。如上所述，它由軟啟動電阻Rstr和電容Cstr決定。設(shè)定公式:t其中Rin是估算的軟啟動節(jié)點看入交流阻抗，一個簡單的近似可以是Rstr×2。實際中，Rstr參數(shù)選擇:時間常數(shù):軟啟動時間一般要求在幾十微秒(μs)到幾百微秒(ms)之間（具體取決于最小導(dǎo)通時間限制）。效率影響:軟啟動期間，隨著電容充電，初級電流會增加，造成一定的瞬間功耗。輸出瞬態(tài)性能:軟啟動時間不宜過長，否則輸出電壓可能會出現(xiàn)臺階或反應(yīng)遲緩。精度:Rstr和Cstr的精度會直接影響軟啟動時間的準(zhǔn)確性。?總結(jié)2.5.1相關(guān)供電需求在規(guī)劃設(shè)計基于UC3845控制器的開關(guān)電源時，準(zhǔn)確理解和滿足其核心供電需求至關(guān)重要。這些需求不僅涵蓋了UC3845芯片本身的工作條件，也包含了其所能驅(qū)動的外部反饋網(wǎng)絡(luò)（如補償網(wǎng)絡(luò)）和工作在DC-DC轉(zhuǎn)換環(huán)路中的其他輔助元件的功耗。這些因素共同決定了為UC3845及其相關(guān)外圍元件所需配置的偏置電源特性?！颈怼苛谐隽薝C3845芯片在典型應(yīng)用中所需的主要偏置電壓及其典型占用電流范圍。這些電壓是實現(xiàn)其PWM控制功能的基礎(chǔ)。芯片的關(guān)鍵輸入電壓VCC，通常直接來自全橋整流濾波電路的輸出，其紋波含量對芯片性能和輸出電壓精度有顯著影響。參數(shù)符號典型電壓范圍典型電流(Icc)說明芯片電源VCC16V至26V0.5mAto13mA主要功耗源，通常取自輸入整流濾波直流電壓或通過光耦負反饋誤差放大器輸入VREFA2.5V至3.5V(固定)幾乎為零(納安級)pin2引腳，需通過穩(wěn)壓網(wǎng)絡(luò)（光耦或電阻分壓）提供誤差放大器輸出VFB1.25V/VREF(固定)幾乎為零pin4引腳，內(nèi)建2.5V基準(zhǔn)源，用于電壓模式控制驅(qū)動脈沖輸出VOUT隨VCC變化與VCC相關(guān)pin7引腳，峰值電流受芯片內(nèi)部限制除了上述主要直流偏置需求外，VCC電源的紋波電壓(Vripple)和噪聲水平也是需要嚴(yán)格控制的關(guān)鍵參數(shù)。對于大多數(shù)應(yīng)用來說，建議將VCC的峰峰值紋波限制在50mV至100mV以內(nèi)，以確保誤差放大器能穩(wěn)定工作，避免導(dǎo)致輸出電壓的波動和性能下降。過高的電源噪聲可能會干擾UC3845的比較器和頻率發(fā)生器，影響其開關(guān)時序的精確性。芯VCC壓的紋波可以通過在高頻旁路電容Ccmpl（位于pin8引腳）的旁邊放置一個Lcmpl電感（構(gòu)成π型濾波器中的一環(huán)）來進一步抑制。電容Ccmpl的選用需要平衡輸出電壓紋波和ESR（等效串聯(lián)電阻），以最小化其自身上的交流電壓降。一般選擇1uF至4.7uF之間的高頻特性好的陶瓷電容。典型的紋波電壓表達式如下：Vripple.MAX≈Icc(MAX)(ESR.Ccmpl+1/ωCcmpl)其中Icc(MAX)為芯片可能的最大峰值電流（取決于負載和電源設(shè)計），ESR為Ccmpl的等效串聯(lián)電阻，ω為開關(guān)頻率（弧度制），Ccmpl為旁路電容。綜上，全面理解和滿足這些供電需求是確保UC3845工作穩(wěn)定、性能優(yōu)良以及整個開關(guān)電源設(shè)計成功運行的基礎(chǔ)。后續(xù)的優(yōu)化工作也常圍繞如何有效抑制電源紋波、降低偏置損耗等方面展開。2.5.2輸出電流限制機制在開關(guān)電源的設(shè)計與應(yīng)用中，確保輸出電流不超過安全閾值至關(guān)重要。對于采用UC3845控制芯片的開關(guān)電源而言，內(nèi)置的電流限制功能是保護電路和負載免受過載損害的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該電流限制機制通常以限流（Foldback）模式實現(xiàn)，其主要原理是在檢測到輸出電流超出預(yù)定設(shè)定值時，通過迅速降低PWM控制占空比或開關(guān)頻率，進而限制輸出電流的進一步增大。UC3845本身并不直接測量輸出電流，而是通過監(jiān)測其內(nèi)部參考電壓與輸出電壓反饋分壓電阻網(wǎng)絡(luò)（由R8和R9構(gòu)成，參見【表】）之間的電壓關(guān)系來間接推測輸出電流狀況。理想情況下，輸出電壓remorsefulvsensed(Vsen)≈Vref=1.25V。當(dāng)輸出電流正常時，此感應(yīng)電壓基本穩(wěn)定在1.25V。然而當(dāng)輸出電流增大，導(dǎo)致輸出濾波電感L1的峰值電流上升時，其壓降ΔV_L也將相應(yīng)增大。這個壓降會反映到反饋引腳（pin2,COMP），通過R9將電壓下拉，從而使得Vsen下降。當(dāng)Vsen低于1.25V時，UC3845內(nèi)部的控制邏輯會感知到電流可能超限。具體而言，若Vsen降低到一定程度（例如低于0.9V），UC3845會啟動軟啟動功能，并強制將輸出PWM占空比強制設(shè)為0，暫停功率開關(guān)管（通常是Q1，MOSFET）的導(dǎo)通，以此快速截斷向負載的功率傳輸，從而有效抑制輸出電流的過沖。這種限制并非線性，而是典型的“折返”特性，即隨著輸出電流的增加，其對應(yīng)的PWM占空比或平均功率輸出呈非線性下降趨勢，直至被強制關(guān)斷。為了實現(xiàn)可控的輸出電流限制值（I_limit），設(shè)計者需要合理選擇反饋電阻R8和R9的阻值。輸出電流與感應(yīng)電壓Vsen之間的關(guān)系可通過以下簡化公式推導(dǎo)：Vout≈1.214×(VIN_min)^0.875/Iout(適用于特定拓撲，此處為近似)Vsen=Vout×(R9/(R8+R9))然而更精確和常用的表達是直接關(guān)聯(lián)輸出電壓參考值和反饋電阻：Vsen=Vout×(R9/(R8+R9))要設(shè)定輸出電流限制點，通常需要預(yù)設(shè)一個輸出電壓值并選擇對應(yīng)的反饋電阻。電流限制點對應(yīng)的感應(yīng)電壓Vsen_folding可以近似認為是1.25V以下的一個安全閾值，例如設(shè)定Vsen_folding=1.00V（實踐中可能取0.9V-1.1V范圍內(nèi)的某個值，具體取決于器件容差和設(shè)計裕量）。由此，可以計算出觸發(fā)限流時對應(yīng)的輸出電壓Vout_folding：Vout_folding=Vsen_folding×((R8+R9)/R9)Vout_folding=1.00V×((R8+R9)/R9)此時，輸出濾波電感的峰值電流I_L(pk)與輸出電壓（實際上是電感兩端的峰值電壓差）及電感值L1相關(guān)：V_L(pk)=Vout-Vout_foldingI_L(pk)≈V_L(pk)/(f_sw×L1)其中f_sw是開關(guān)頻率。由于理想情況下輸出電流Iout≈(1-d)×I_L(pk)（假設(shè)為連續(xù)導(dǎo)通模式，d為占空比，接近0時近似關(guān)系成立），因此輸出電流限制值I_limit≈I_L(pk)。請注意此處的I_limit是流過電感的峰值電流對應(yīng)的輸出負載電流近似值，實際電流限制曲線會更復(fù)雜。實踐中，通常會根據(jù)經(jīng)驗選擇合適的R8、R9值，并可能在實際情況中進行微調(diào)。這種電流限制機制能在輸出發(fā)生短路或過載時提供快速保護，顯著提高了電源的魯棒性和安全性。然而電流限制動作可能導(dǎo)致輸出電壓瞬時跌落，這對于某些敏感負載可能不利，因此設(shè)計時需仔細權(quán)衡限流閾值和響應(yīng)速度。?【表格】輸出電壓反饋電阻示例元件標(biāo)稱阻值公式關(guān)系備注R810kΩVout≈1.214×(R8+R9)×Vsen/R9選擇值影響基準(zhǔn)電壓對輸出電壓的確定R92.2kΩVsen=Vout×(R9/(R8+R9))選擇值與R8共同決定Vsen，并觸發(fā)限流I_limit≈(Vout-Vout_folding)/(f_sw×L1)限流點估算需結(jié)合具體參數(shù)公式說明:Vout:輸出電壓Vsen:反饋引腳（pin2）感應(yīng)電壓R8,R9:輸出電壓反饋電阻Vout_folding:觸發(fā)限流時的輸出電壓Vsen_folding:觸發(fā)限流時的感應(yīng)電壓閾值（例如1.00V）I_L(pk):輸出電感峰值電流f_sw:開關(guān)頻率L1:輸出濾波電感2.5.3最大電壓、頻率限制在設(shè)計UC3845開關(guān)電源時，為確保設(shè)備穩(wěn)定運行及保障用戶安全，實施對輸出電壓和頻率的最大值加以限制顯得至關(guān)重要。這些限制不僅保護電路免受過載或超頻運行的負面影響，也增強了設(shè)備的耐用性和可靠性。在電源控制芯片UC3845中，電壓與頻率的限幅特性是通過特定的設(shè)計參數(shù)和電路結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的。這些參數(shù)通常包括輸出電壓的閾值、頻率的最大可調(diào)節(jié)值以及超出瓶頸時輸出功率的衰減機制。下文通過表格和公式的形式呈現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)：參數(shù)名稱參數(shù)描述數(shù)學(xué)公式或技術(shù)參數(shù)V(OUT_MINT)最小輸出電壓值V(OUT_MINT)=2.5VV(OUT_MAX)最大允許輸出電壓值V(ONUT_MAX)=6V+I(LM)最大允許負載電流I(LM)=2Af(SW_cyc)最大開關(guān)頻率f(SW_cyc)=500kHz。限制輸出電壓和頻率的核心在于設(shè)計適當(dāng)?shù)姆答伩刂骗h(huán)和線性穩(wěn)壓器電路。UC3845內(nèi)部集成的調(diào)節(jié)器能夠?qū)﹄妷汉皖l率進行精細調(diào)節(jié)，同時與外部元件合作，共同監(jiān)視并限制功率輸出。此外電路中的局部溫度傳感器或熱敏電阻可用于實時監(jiān)測溫升情況，一旦檢測到達到預(yù)設(shè)溫限，系統(tǒng)即自主降低功率輸出或關(guān)閉部分電路，以規(guī)避過熱狀況。最大電壓和頻率限制的設(shè)計不僅僅是多組參數(shù)的靜態(tài)設(shè)定，更是動態(tài)響應(yīng)和自我優(yōu)化的綜合體現(xiàn)。通過精妙布局，UC3845開關(guān)電源能夠在高效率和可靠性之間達到平衡，確保持續(xù)穩(wěn)定且安全的能量供應(yīng)。3.基于UC3845的開關(guān)電源電路設(shè)計UC3845是一種廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源控制的集成電路，具有高效的PWM控制特性，適用于多種功率等級的電源設(shè)計。本節(jié)詳細闡述基于UC3845的開關(guān)電源電路設(shè)計要點，包括關(guān)鍵元件選擇、拓撲結(jié)構(gòu)配置以及參數(shù)優(yōu)化。通過合理的電路設(shè)計，可以有效提升電源的效率、穩(wěn)定性和可靠性。（1）基本電路結(jié)構(gòu)基于UC3845的開關(guān)電源通常采用升壓（Boost）或反激（Flyback）拓撲結(jié)構(gòu)。以Boost拓撲為例，其基本電路包含以下幾個關(guān)鍵部分：控制電路：以UC3845為核心，實現(xiàn)電壓反饋、過流保護、軟啟動等功能。功率開關(guān)管（Q1）：通常采用MOSFET，根據(jù)功率需求選擇合適的額定電流和電壓。變壓器（T1）：用于能量耦合，匝數(shù)比根據(jù)輸出電壓和輸入電壓決定。輸出濾波電容（Cout）：平滑輸出電壓，降低紋波。電路結(jié)構(gòu)如內(nèi)容所示（此處為文字描述，無內(nèi)容片）：C_inRLC_out（2）關(guān)鍵元件選擇UC3845控制器UC3845的工作電壓范圍為16.5V～26V，正常工作頻率可達500kHz。其典型應(yīng)用電路參數(shù)如【表】所示：?【表】UC3845典型應(yīng)用參數(shù)元件規(guī)格與作用典型值R1集成穩(wěn)壓器參考源分壓電阻10kΩR2電流設(shè)定電阻10kΩC3穩(wěn)壓電容0.1μFC4鉗位電容0.01μF功率開關(guān)管（Q1）Q1的選型需考慮導(dǎo)通電阻（Rds(on)）、漏源電壓（Vds）和最大電流（Id）。以IRFP250為例，其參數(shù)如下：Vds=100VRds(on)=0.018ΩId=20A變壓器（T1）變壓器的設(shè)計需根據(jù)匝數(shù)比、磁芯材料和耦合系數(shù)進行優(yōu)化。匝數(shù)比N可近似表示為：（3）電路參數(shù)優(yōu)化輸入電容（C_in）C_in用于穩(wěn)定輸入電壓，其值通常為1μF～10μF，具體選擇需根據(jù)輸入電壓和紋波電流計算：輸出濾波電容（Cout）C_out的理想值為：實際選擇時需考慮等效串聯(lián)電阻（ESR），宜選用低ESR的多層陶瓷電容。反饋網(wǎng)絡(luò)（R1、R2）輸出電壓由R1和R2的分壓設(shè)定，公式為：V其中Vref=2.5V為UC3845內(nèi)部參考電壓。通過上述設(shè)計步驟，可以構(gòu)建一個高效、穩(wěn)定的UC3845開關(guān)電源電路。在實際應(yīng)用中，還需進一步測試和調(diào)試以優(yōu)化性能。3.1整體拓撲結(jié)構(gòu)選擇在UC3845開關(guān)電源設(shè)計中，整體拓撲結(jié)構(gòu)的選擇是至關(guān)重要的，它直接影響到電源的效率和性能。本段將詳細討論不同拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點，以及基于UC3845特性選擇最適合的拓撲結(jié)構(gòu)。（1）常見拓撲結(jié)構(gòu)概述正激式拓撲（ForwardConverter）：此結(jié)構(gòu)簡單，驅(qū)動功率小，適用于中小功率電源設(shè)計。但存在較大的二次側(cè)電流紋波。反激式拓撲（FlybackConverter）：適用于輸出功率較小的場合，具有優(yōu)良的電壓調(diào)整率和負載調(diào)整率。但設(shè)計相對復(fù)雜，且可能存在電磁干擾問題。諧振型拓撲（ResonantConverter）：適用于高效率、高功率密度的電源設(shè)計，通過諧振技術(shù)減少開關(guān)損耗。但對元件要求高，設(shè)計復(fù)雜。（2）UC3845與拓撲結(jié)構(gòu)的選擇UC3845是一款高性能的PWM控制器，適合用于多種拓撲結(jié)構(gòu)的開關(guān)電源設(shè)計?；赨C3845的特性，推薦在中小功率電源設(shè)計中使用正激或反激拓撲，以充分利用其驅(qū)動能力和控制精度。對于更高功率或更高效率的需求，可以考慮諧振型拓撲或其他高級拓撲結(jié)構(gòu)。（3）表格和公式在拓撲結(jié)構(gòu)選擇中的應(yīng)用表格：可以列出不同拓撲結(jié)構(gòu)的參數(shù)對比，如功率范圍、效率、成本等，幫助設(shè)計者快速選擇適合的拓撲結(jié)構(gòu)。公式：用于計算不同拓撲結(jié)構(gòu)的性能指標(biāo)，如電流紋波、功率損耗等，為設(shè)計提供理論支持。?示例表格拓撲結(jié)構(gòu)功率范圍效率電流紋波設(shè)計復(fù)雜度適用范圍正激式中小功率高較大較低中小功率應(yīng)用反激式中小功率中等中等較高對電壓調(diào)整率要求高的應(yīng)用諧振型高功率極高較小高高效率、高功率密度應(yīng)用基于UC3845的性能特點和設(shè)計需求，推薦在開關(guān)電源設(shè)計中選擇合適的拓撲結(jié)構(gòu)。在選擇時，應(yīng)綜合考慮功率需求、效率、成本和設(shè)計復(fù)雜度等因素。通過理論計算和實際測試，不斷優(yōu)化電源設(shè)計，以達到最佳的性能和效率。3.2輸入濾波、保護及整流環(huán)節(jié)輸入濾波的主要目的是減少電源輸入端的噪聲和干擾，從而提高電源的輸入品質(zhì)。根據(jù)電源的類型和應(yīng)用場景，可以選擇不同類型的濾波器，如低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器等。濾波器的設(shè)計通常需要考慮以下幾個因素：濾波器的截止頻率：決定了濾波器能夠濾除的信號的最低頻率。濾波器的阻抗：影響濾波器的性能和效率。濾波器的體積和重量：在某些應(yīng)用中，需要在減小濾波器尺寸的同時保持足夠的濾波效果。常見的濾波器類型及其參數(shù)如下表所示：濾波器類型截止頻率(Hz)阻抗(Ω)體積(mm2)重量(g)低通濾波器100101005高通濾波器10001020010帶通濾波器10001020010帶阻濾波器10001020010?保護環(huán)節(jié)為了防止電源因過壓、過流、短路等異常情況而損壞，輸入濾波后的電路通常需要加入多種保護措施。這些保護措施包括：過壓保護：當(dāng)輸入電壓超過預(yù)設(shè)的安全范圍時，電源會自動關(guān)閉或降低輸出功率，以保護內(nèi)部電路免受損壞。過流保護：當(dāng)輸出電流超過預(yù)設(shè)的安全范圍時，電源會自動關(guān)閉或降低輸出功率，以防止電流過大導(dǎo)致電路燒毀。短路保護：當(dāng)檢測到短路情況時，電源會立即關(guān)閉，避免進一步的損壞。溫度保護：當(dāng)電源內(nèi)部溫度過高時，會自動降低輸出功率并啟動風(fēng)扇或散熱片進行降溫，以防止高溫損壞電路。?整流環(huán)節(jié)整流環(huán)節(jié)是將交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為直流輸出電壓的關(guān)鍵部分，常見的整流電路有半波整流、全波整流和橋式整流等。整流電路的選擇應(yīng)根據(jù)輸入電壓、輸出電壓和電流的要求來確定。整流電路的工作原理是通過二極管的單向?qū)щ娦?，將交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為脈動的直流電壓。半波整流只利用了交流電壓的一個半周，而全波整流則利用了交流電壓的兩個半周，橋式整流則通過四個二極管實現(xiàn)更高效的整流。整流電路的輸出電壓和電流受到二極管的導(dǎo)通角和反向耐壓的限制。因此在設(shè)計整流電路時，需要考慮二極管的選型、電路的散熱和濾波等問題。輸入濾波、保護及整流環(huán)節(jié)是開關(guān)電源設(shè)計中的重要組成部分，通過合理的設(shè)計和優(yōu)化，可以提高電源的整體性能和可靠性。3.3功率開關(guān)管選型與驅(qū)動電路功率開關(guān)管（如MOSFET或IGBT）是開關(guān)電源的核心器件，其選型與驅(qū)動電路設(shè)計直接影響電源的效率、可靠性和動態(tài)性能。本節(jié)將結(jié)合UC3845控制芯片的特性，詳細討論功率開關(guān)管的選型原則及驅(qū)動電路的優(yōu)化方法。（1）功率開關(guān)管選型功率開關(guān)管的選型需綜合考慮電壓、電流、開關(guān)頻率及熱性能等參數(shù)。以下是關(guān)鍵選型因素及計算公式：耐壓等級（VDS）開關(guān)管承受的電壓需滿足：V其中Vin_max電流能力（ID）開關(guān)管需承受的峰值電流為：I其中Iout_max為最大輸出電流，η導(dǎo)通電阻（RDS(on)）導(dǎo)通損耗與RDSP開關(guān)頻率匹配UC3845的工作頻率范圍為16kHz~500kHz，開關(guān)管的開關(guān)時間需滿足：t?【表】：常用MOSFET選型對比型號VDS(V)ID(A)RDS(on)(mΩ)封裝IRF540N1003344TO-220IRF8405008850TO-220STP16NF06L608012TO-220（2）驅(qū)動電路設(shè)計UC3845的輸出驅(qū)動電流（典型值1A）可能不足以直接驅(qū)動大功率MOSFET，因此需設(shè)計優(yōu)化驅(qū)動電路：驅(qū)動電路拓撲內(nèi)容騰柱驅(qū)動：由NPN和PNP三極管組成，提供雙向驅(qū)動能力，適用于中高頻應(yīng)用。專用驅(qū)動IC（如IR2110）：集成自舉電路，隔離控制與功率部分，簡化設(shè)計。關(guān)鍵參數(shù)計算柵極電阻（RG）：R其中Vdrive為驅(qū)動電壓，VGSt?自舉電容（Cboot）：C其中Qg為MOSFET柵極總電荷，V優(yōu)化措施負壓驅(qū)動：在柵極施加-5V~-10V電壓，抑制米勒效應(yīng)，減少誤導(dǎo)通。隔離設(shè)計：采用光耦或磁耦隔離，提高抗干擾能力。通過合理選型與驅(qū)動電路優(yōu)化，可顯著降低開關(guān)損耗，提升電源轉(zhuǎn)換效率，同時確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行。3.3.1管壓、管流參數(shù)估算在UC3845開關(guān)電源設(shè)計中，管壓和管流是兩個關(guān)鍵的參數(shù)，它們直接影響到開關(guān)電源的性能。為了確保設(shè)計的可靠性和穩(wěn)定性，需要對這兩個參數(shù)進行精確的估算。首先我們需要了解什么是管壓和管流，管壓是指開關(guān)管兩端的電壓差，而管流是指開關(guān)管的電流。這兩個參數(shù)的大小直接影響到開關(guān)管的工作狀態(tài)和效率。接下來我們可以通過實驗數(shù)據(jù)來估算管壓和管流，例如，我們可以測量在不同負載條件下，開關(guān)管兩端的電壓差和電流值。然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)，我們可以計算出相應(yīng)的管壓和管流值。此外我們還可以使用一些公式來幫助估算管壓和管流，例如，我們可以使用以下公式來估算管壓：V其中Vds是開關(guān)管兩端的電壓差，Vcc是輸入電壓，Vgs同樣地，我們也可以使用以下公式來估算管流：I其中Ids是開關(guān)管的電流，Ig是集電極電流，通過以上方法，我們可以對管壓和管流進行精確的估算，從而為UC3845開關(guān)電源的設(shè)計提供可靠的依據(jù)。3.3.2柵極驅(qū)動需求分析在UC3845開關(guān)電源的設(shè)計中，柵極驅(qū)動的性能對整個電路的穩(wěn)定性和效率具有至關(guān)重要的影響。為了確保MOSFET或晶閘管能夠準(zhǔn)確地響應(yīng)控制信號，并實現(xiàn)高效開關(guān)，必須對柵極驅(qū)動進行詳細的需求分析。驅(qū)動電流需求柵極驅(qū)動電流的大小直接影響MOSFET的導(dǎo)通速度和開關(guān)損耗。理想情況下，驅(qū)動電流應(yīng)足夠大，以確保MOSFET在導(dǎo)通和關(guān)斷過程中迅速完成狀態(tài)轉(zhuǎn)換。通常，驅(qū)動電流IGSI其中QG是柵極電荷，trise和驅(qū)動電壓需求柵極驅(qū)動電壓VGS必須滿足MOSFET的開啟條件。對于UC3845控制器，通常需要提供足夠的電壓以確保MOSFET完全導(dǎo)通，減少導(dǎo)通電阻R上升和下降時間柵極的上升時間trise和下降時間t驅(qū)動電路的設(shè)計參數(shù)為了滿足上述需求，驅(qū)動電路的設(shè)計參數(shù)需要精心選擇。以下是一個典型的柵極驅(qū)動電路參數(shù)表：參數(shù)詳細說明典型值驅(qū)動電流I柵極電荷的變化率1A至5A驅(qū)動電壓V確保MOSFET完全導(dǎo)通所需的電壓10V至20V上升時間tMOSFET從關(guān)斷到導(dǎo)通的時間50ns至200ns下降時間tMOSFET從導(dǎo)通到關(guān)斷的時間50ns至200ns輸出阻抗影響上升和下降時間10Ω至50Ω通過綜合分析以上需求，可以設(shè)計出滿足UC3845開關(guān)電源性能要求的柵極驅(qū)動電路。在實際設(shè)計中，還需要考慮驅(qū)動電路的功耗、EMI特性以及成本等因素，以實現(xiàn)整體優(yōu)化。3.4續(xù)流機制與電感計算在UC3845開關(guān)電源的運行過程中，續(xù)流機制扮演著至關(guān)重要的角色。特別是在開關(guān)管關(guān)斷期間，續(xù)流二極管接通，電感能量通過續(xù)流二極管釋放，確保了輸出的連續(xù)性。在這一過程中，電感的設(shè)計直接影響到電源的穩(wěn)定性和效率。（1）續(xù)流機制工作原理當(dāng)開關(guān)管（Q）導(dǎo)通時，電流通過電感（L）和開關(guān)管，電感儲存能量。當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時，電感中的電流不能突變，因此電感通過續(xù)流二極管（D）繼續(xù)向負載提供電流，同時電感中的能量逐漸釋放。這個過程中，電感值的大小決定了電流的續(xù)流時間，進而影響輸出電壓的穩(wěn)定性。（2）電感計算電感值的計算需要考慮多個因素，包括輸入電壓（Vin）、輸出電壓（Vout）、輸出電流（Iout）和開關(guān)頻率（fsw）。電感值（L）可以通過以下公式計算：L其中D_on是占空比，可以通過以下公式計算：D下面是一個具體的計算示例：輸入?yún)?shù)：輸入電壓（Vin）：+12V輸出電壓（Vout）：+5V輸出電流（Iout）：1A開關(guān)頻率（fsw）：100kHz計算過程：計算占空比（D_on）：D計算電感值（L）：L因此在此條件下，電感值應(yīng)選擇為2.41μH。（3）電感選擇注意事項在選擇電感時，還需要考慮電感的直流電阻（DCR）和飽和電流。低DCR的電感能減少功率損耗，提高效率；而飽和電流需要大于輸出電流，以防止電感飽和導(dǎo)致電流過大，影響電源性能。電感參數(shù)表：參數(shù)值輸入電壓（Vin）+12V輸出電壓（Vout）+5V輸出電流（Iout）1A開關(guān)頻率（fsw）100kHz占空比（D_on）0.4167電感值（L）2.41μH通過以上分析和計算，可以合理地選擇電感值，確保UC3845開關(guān)電源的穩(wěn)定運行和高效工作。3.4.1各種續(xù)流方式比較續(xù)流是指在一次脈寬周期內(nèi)感性負載儲存在線圈中的磁能需要由電源提供的一種能量轉(zhuǎn)換方式。在開關(guān)電源中，選擇適宜的續(xù)流方式對于提高轉(zhuǎn)換效率、降低能耗、穩(wěn)定輸出電壓具有重要意義。順向續(xù)流順向續(xù)流（順流）是通過負載電流自然產(chǎn)生的一種自然續(xù)流方式，其過程如下：當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時，流過電感的電流增加，電感儲存能量。當(dāng)開關(guān)管截止時，電感釋放能量，提供負載繼續(xù)工作的電源，同時維持電壓穩(wěn)定。順流方式的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單，但可能引入較大的短路電流，造成效率下降和開關(guān)管損耗增加。逆向續(xù)流逆向續(xù)流則是通過特制的續(xù)流二極管（如肖特基二極管）產(chǎn)生的一種人工續(xù)流方式：開關(guān)管導(dǎo)通時，續(xù)流二極管截止。開關(guān)管截止時，續(xù)流二極管導(dǎo)通，放電能量供給負載。逆向續(xù)流通過逆向截至的續(xù)流二極管控制能量釋放，避免順向續(xù)流的缺點，提高轉(zhuǎn)換效率和開關(guān)管性能。同步續(xù)流同步續(xù)流是利用開關(guān)管導(dǎo)通時與MOSFET并聯(lián)的同步續(xù)流二極管（通常為S分立式二極管）實現(xiàn)的：開關(guān)管導(dǎo)通時，同步續(xù)流二極管同樣處于截止?fàn)顟B(tài)，防止短路。當(dāng)開關(guān)管截止時，同步續(xù)流二極管立即導(dǎo)通。同步續(xù)流因使用高電壓大電流規(guī)格的MOSFET和專用于同步續(xù)流的快速布置肖特基二極管，能顯著降低開關(guān)管的損耗，提升整體開關(guān)電源的轉(zhuǎn)換效率和輸出質(zhì)量的穩(wěn)定性。?總結(jié)三種續(xù)流方式各有優(yōu)勢和局限，順向續(xù)流是天然產(chǎn)生的，但效率較低；逆向續(xù)流利用人工二極管改進了效率，提升了性能；同步續(xù)流則通過并聯(lián)快恢復(fù)二極管進一步優(yōu)化了效率和開關(guān)性能，是最優(yōu)選擇，適用于功率需求較大且對性能要求極高的應(yīng)用場景中。在具體設(shè)計時，必須根據(jù)實際應(yīng)用的需求、功率范圍以及兼顧成本等因素來決定最合適的續(xù)流方式。一般而言，對于中小功率應(yīng)用，采用逆向續(xù)流已足夠；而對于大功率應(yīng)用則推薦采用同步續(xù)流。合理選擇續(xù)流方式，不僅能優(yōu)化系統(tǒng)性能，還能進一步達到節(jié)能減耗，提升整個開關(guān)電源設(shè)計的整體效能。3.4.2電感值與電流紋波關(guān)系電感值是開關(guān)電源設(shè)計中一個至關(guān)重要的參數(shù)，它直接影響著電感電流紋波的幅度。電感值與電流紋波之間的關(guān)系可以通過對電感在開關(guān)周期內(nèi)的電壓電流關(guān)系進行分析來理解。在連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM）下，電感電流在一個開關(guān)周期內(nèi)會經(jīng)歷一個放電和一個充電過程，電感電流的峰谷差值即為電流紋波。設(shè)電感為L，輸入電壓為Vin，開關(guān)頻率為fs，占空比為D，電感電流紋波峰值為Δ從公式可以看出，在輸入電壓Vin、開關(guān)頻率fs和占空比D一定的情況下，電感值L與電流紋波可以通過以下表格進一步展示不同電感值下的電流紋波情況：電感值L(μH)輸入電壓Vin開關(guān)頻率fs占空比D電流紋波ΔI10241000.40.9622241000.40.54447241000.40.336從表中數(shù)據(jù)可以看出，隨著電感值的增加，電流紋波逐漸減小。在實際設(shè)計中，需要在電感電流紋波和電路尺寸、成本之間進行權(quán)衡。電感值過大，雖然電流紋波小，但會增加電路的體積和成本；電感值過小，雖然減小了體積和成本，但電流紋波較大，可能影響電路的穩(wěn)定性。電感值的選擇需要綜合考慮電路的工作條件、電流紋波要求以及成本等因素，以實現(xiàn)最佳的設(shè)計方案。3.5輸出濾波設(shè)計輸出濾波器在開關(guān)電源中擔(dān)任著關(guān)鍵角色，其主要功能是平滑輸出電壓，減少紋波并提高電源的整體性能。一個設(shè)計精良的輸出濾波器不僅能確保輸出電壓穩(wěn)定，還能顯著改善電源的動態(tài)響應(yīng)和噪聲特性。本節(jié)將深入探討輸出濾波器的設(shè)計原理，并通過理論分析和計算方法為大家提供優(yōu)化設(shè)計的思路。（1）濾波器類型選擇輸出濾波器類型的選擇直接關(guān)系到電源的體積、重量和成本。常見的濾波器類型主要有電感-電容（LC）濾波器、電容-電容（CC）濾波器和LC-RC濾波器。其中LC濾波器因其高效率和寬帶濾波特性而被廣泛應(yīng)用，而CC濾波器則以其小型化特性在便攜式電源設(shè)備中備受青睞。以下是不同濾波器類型的優(yōu)缺點對比表：濾波器類型優(yōu)點缺點LC濾波器效率高，濾波效果好體積較大，成本較高CC濾波器體積小，重量輕效率稍低，濾波帶寬較窄LC-RC濾波器性能均衡設(shè)計復(fù)雜，調(diào)試難度高（2）LC濾波器設(shè)計參數(shù)計算LC濾波器的設(shè)計涉及多個關(guān)鍵參數(shù)，包括濾波電感（L）、濾波電容（C）和輸出負載電阻（R）。這些參數(shù)的選擇直接影響濾波器的紋波抑制比（RippleRejectionRatio,RRR）和響應(yīng)速度。以下是LC濾波器主要參數(shù)的設(shè)計計算公式：濾波電感計算：輸出濾波電感的大小主要取決于輸入電壓（V_in）、開關(guān)頻率（f_sw）和輸出電流紋波值（ΔI_ripple）。電感值計算公式如下：L其中D為占空比，V_out為輸出電壓。例如，設(shè)計一個輸出12V、最大輸出電流為2A、開關(guān)頻率為500kHz的電源，假設(shè)輸出電流紋波值為100mA，占空比為0.4，則濾波電感計算如下：L為留有裕量，實際設(shè)計時選擇2mH的電感。濾波電容計算：輸出電容用于吸收開關(guān)周期內(nèi)的電流波動，其值大小直接影響輸出紋波電壓。電容值計算公式如下：C其中ΔV_out為允許的輸出電壓紋波值。假設(shè)允許的輸出電壓紋波值為50mV，則濾波電容計算如下：C實際設(shè)計時，可選擇5μF的電解電容以增加裕量。紋波抑制比計算：紋波抑制比（RRR）是衡量濾波器性能的重要指標(biāo)，其計算公式如下：RRR其中ΔV_in為輸入紋波電壓。假設(shè)輸入紋波電壓為50mV，則：RRR若R為輸出負載電阻，為使RRR滿足設(shè)計要求，可進一步優(yōu)化電感和電容參數(shù)。（3）濾波器優(yōu)化設(shè)計電感補償：在實際設(shè)計中，電感參數(shù)的選型和磁性材料的特性會對濾波性能產(chǎn)生顯著影響。因此建議通過仿真軟件（如MAGNESEO、FEMM等）對不同電感值下的濾波效果進行仿真分析，并選擇最優(yōu)的電感型號。此外電感的寄生電阻和寄生電容也會影響濾波性能，需在設(shè)計時加以考慮。電容選型：選擇合適的電容類型對濾波效果至關(guān)重要。陶瓷電容具有高介電常數(shù)、低等效串聯(lián)電阻（ESR）和高頻率特性，適合高頻濾波；而電解電容則具有大容量、低成本和體積小的特點，適合低頻濾波。實際設(shè)計中常采用混合電容方案，即將陶瓷電容和電解電容組合使用，以兼顧高頻濾波和低頻濾波的需求。熱設(shè)計：濾波電感在高頻工作時會產(chǎn)生銅損，導(dǎo)致溫度升高。因此在設(shè)計時需對電感進行熱仿真，確保其在工作溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的電氣性能。同時可通過優(yōu)化繞線工藝、增加散熱片等方式降低電感的溫度。EMI抑制：合理的輸出濾波設(shè)計不僅能有效抑制工頻干擾（PFM）和諧波干擾（Harmonic），還能減少電磁輻射（EMI）。實際設(shè)計時，可通過增加旁路電容、合理布局PCB走線、優(yōu)化屏蔽設(shè)計等方式提高EMI抑制能力。通過以上設(shè)計方法和優(yōu)化策略，可以有效提升輸出濾波器的性能，為開關(guān)電源的穩(wěn)定運行提供有力保障。在后續(xù)章節(jié)中，我們將結(jié)合具體案例進一步探討輸出濾波設(shè)計的實際應(yīng)用。3.6反饋網(wǎng)絡(luò)與電壓調(diào)節(jié)計算反饋網(wǎng)絡(luò)在UC3845開關(guān)電源設(shè)計中扮演著至關(guān)重要的角色，它直接影響輸出電壓的穩(wěn)定性與精度。為了保證輸出電壓的準(zhǔn)確度，必須精心設(shè)計反饋網(wǎng)絡(luò)，并對其參數(shù)進行精確計算。反饋網(wǎng)絡(luò)主要由電阻R1和R2組成一個分壓器，其輸出電壓直接反饋至UC3845的控制引腳（腳5），與內(nèi)部參考電壓進行比較，進而調(diào)整輸出電壓。反饋網(wǎng)絡(luò)的計算主要依據(jù)以下公式：V其中Vout為輸出電壓，V例如，假設(shè)需要設(shè)計一個輸出電壓為12V的開關(guān)電源，則可以根據(jù)上述公式計算出R1和R2的值：12V解得：R1可以選擇R2為10kΩ，則R1的計算值為：R1為了實際應(yīng)用方便，可以選擇標(biāo)準(zhǔn)電阻值，例如R1為18kΩ，R2為10kΩ。在實際設(shè)計中，除了電阻值的選擇外，還需考慮反饋網(wǎng)絡(luò)的阻抗匹配問題。理想情況下，反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗應(yīng)遠大于UC3845的控制引腳輸入阻抗，以減少誤差。通常，反饋網(wǎng)絡(luò)的阻抗應(yīng)大于10kΩ。此外還需考慮溫度對反饋網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的影響，電阻值會隨溫度變化，因此在實際設(shè)計中，可選用溫度系數(shù)較小的精密電阻，以減少溫度引起的誤差。參數(shù)值V4.93VV12VR210kΩR118kΩ溫度系數(shù)需選用低溫度系數(shù)電阻通過上述計算與設(shè)計，可以確保反饋網(wǎng)絡(luò)能夠精確地調(diào)節(jié)輸出電壓，使開關(guān)電源工作在穩(wěn)定的狀態(tài)。3.6.1輸出取樣電阻選取在UC3845開關(guān)電源設(shè)計中，輸出取樣電阻的選擇至關(guān)重要。它不僅直接影響到測量精準(zhǔn)度和整個電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且對于電阻本身的耐壓性和熱穩(wěn)定性也有嚴(yán)格要求。設(shè)計時應(yīng)綜合考慮以下幾個方面：取樣電阻的選擇原則首先取樣電阻必須具有高阻抗特性，這是為了能正確地進行取樣，避免噪音和其他信號的干擾。同時所選電阻值應(yīng)與設(shè)計電路相匹配，確保轉(zhuǎn)換效率和線性的輸出信號。取樣電阻值的計算輸出取樣電阻計算公式如下：R其中Vsense為輸出取樣電壓，I激活冷啟動功能的取樣電阻考慮另外當(dāng)CCP冷啟動功能被集成在內(nèi)，取樣電阻不僅要精確取樣，還需配合冷啟動電路工作，這時需要增加額外的測試點來優(yōu)化取樣電阻的性能，同時提高冷啟動響應(yīng)速度，這也是設(shè)計時需要細致考量的一個重要點。取樣電阻的功率容量考慮考慮到開關(guān)電源工作時會周期性地改變負載情況及其功率需求，取樣電阻需要承受較大的瞬時功率和熱應(yīng)力，因此需選擇具有足夠功率容量的電阻材料和器件，以確保在工作壽命內(nèi)保持性能穩(wěn)定。并聯(lián)與串聯(lián)取樣電阻設(shè)計在特殊情況下，采用多個并聯(lián)電阻或串聯(lián)電阻設(shè)計來調(diào)節(jié)取樣電阻的總阻值。此設(shè)計手法不僅能夠提高電路的可靠性和負載范圍的適應(yīng)性，還能進一步優(yōu)化電阻的散熱性能，提升整個系統(tǒng)的溫控表現(xiàn)?？偨Y(jié)而言，UC3845開關(guān)電源設(shè)計中輸出取樣電阻的選擇，需考慮精確度、功率容量、冷啟動性能、并聯(lián)與串聯(lián)配置以及對應(yīng)的尺寸布局等多個因素。精心選取合適的取樣電阻對于提高電源系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性具有重要意義。需通過多次測試和優(yōu)化，才能確保最終產(chǎn)品滿足不同的應(yīng)用場景和性能要求。3.6.2調(diào)節(jié)范圍與精度考量電壓調(diào)節(jié)范圍是評價開關(guān)電源性能的重要指標(biāo)之一，它指電源在輸入電壓和輸出負載變化時，仍能維持輸出電壓穩(wěn)定在目標(biāo)值附近的具體能力。對于采用UC3845作為控制芯片的開關(guān)電源，其輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍和精度受多種因素影響，包括但不限于基準(zhǔn)電壓源的特性、誤差放大器的帶寬和增益、反饋網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部補償環(huán)節(jié)的設(shè)計。為了確保寬泛的輸入電壓（例如AC85V~265V轉(zhuǎn)直流）和較寬的負載變化（從空載至額定滿載）條件下，輸出電壓