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基于UC3842的电流控制型开关电源

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  系统中的稳压电路有：
  ● 电流反馈电路。Q1源极串接取样电阻R15，把电流信号变为电压信号，送入UC3842内部的电流电感器生产检测比较器同相端。当Q1导通，电流斜率上升时，取样电阻R15的电压增加。一旦R15的电压等于电流检测比较器反相端的电压，内部触发器复位，Q1截止，即实现了以电流控制⑥端口激励脉冲的占空比来稳定输出电压。C19用来抑制取样电流的尖脉冲。
  ● 电压反馈电路。主要由可编程精密稳压器TL431和线性光电耦合器PC817组成。输出电压经R21、R22分压后得到取样电压，送到可编程精密稳压器TL431的参考端口，改变R21、R22的阻值，使TL431的稳压值变化，即可改变开关电源的输出电压。C21、R19对可编程精密稳压器TI431内部放大器进行相位补偿。系统通过改变光电耦合器U2的发光强度来改变UC3842反馈端电压以实现稳压。当输出电压升高时，TL431两端的电压UKA一体成型电感保持不变，光电耦合器控制端电流增大，②端口反馈端电压值随之增大，UC3842内部的电流检测比较器反相端的电压变低，输出端⑥端口的脉冲信号占空比变低，开关管的导通时间减少，输出电压降低；反之，如果输出电压下降时，UC3842的输出脉冲占空比增大，输出电压增高，达到稳压目的。另一方面，⑦端口电源电压由D2整流、C18滤波产生，反映了输出电压的变化，起到反馈作用，使输出电压稳定。

  
  ● 电路有前馈线调整功能。在负载不变时，输入电压突然增加，开关变压器的感应电流一体成型电感由于输入电压增加而迅速斜升，因反馈信号和误差信号尚未改变，限流作用发生比较快，故脉冲宽度变得比较窄。所以，市电的变化在影响输出之前己被补偿，即提高了对输入电压的响应速度。

  

  图4 斜率补偿

  
  当系统工作在占空比大于50％或连续电感电流条件下，会产生谐波振荡，它是由固定频率和峰值电流取样同时工作所引起，图4A显示了这种现象。在t0时刻，Q1导通，电感电流以斜率m1上升，t1时刻，电流取样输入到达由控制电压建立的门限。这导致Q1截止，电流以斜率m2下降，直至下一个振荡周期。如果系统有一个扰动加到控制电压上，产生一个小的△I（图中虚线），系统将不稳定。

  
  为了能使系统在占空比大于50％或连续电感电流条件下仍能可靠工作，将④端口的锯齿波电压通过射极跟随器Q2送入③端口，从而在电流取样端上增加了一个与脉宽调制时钟同步的人为斜坡，可以在后续周期将△I扰动减小至零，如图4B片状电感器所示。该补偿斜坡的斜率必须等于或略大于m2/2，系统才具有稳定性。
  系统设计的保护电路有：
  ● 输出过压保护电路Ⅰ。当输出电压较高，通模压电感器过电压反馈电路使得②端口电压超过2.5V时，内部触发器复位，外接Q1截止，达到输出过压保护的目的。
  ● 输出过压保护电路Ⅱ。当输出电压升高，高于D9的击穿电压时，稳压二极管D9击穿，可控硅SCR触发导通，使光电耦合器二极管的负端电压降为0V，光电耦合器饱和，②端口电压为最大值，Q1一直截止，达到输出过压保护的目的。
  ● 输出过流、过载保护电路。在电路过流、过载时，输出电压降低，Q3、D4、R8构成次级过流、过载保护电路。当次级未过载时，Q3、D4截止；当次级过载时，Q3、D4导通，④端口电位下降，锯齿波振荡器停振，达到过流、过载保护的目的。
  ● Q1过流保护电路。当电源电压异常时，开关回路的电流增大，取样电阻R15上的电压超过1V时，内部触发器复位，外接Q1截止，有效地保护了Q1。

  结论
  本系统采用UC3842设计的电流控制型开关电源，克服了电压控制型开关电源电压调整率和负载调整率差的缺点，并且性能可靠，电路简单。该电源是20～80W的小功率开关电源的理想电源。

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