基于UCC3802的开关电源的设计

论文总字数：17208字

摘 要

从人类社会进入电气时代到如今的高科技信息时代，高新技术在不断发展，而开关电源的研究受到越来越多的关注。在电气设备的稳定运行中，电源占着举足轻重的作用，开关电源的应用也越来越广泛。它具有损耗小、经济、实用等特点。本课题设计的单端反激开关电源所采用的芯片是UCC3802。

首先，介绍了开关电源在国内外的发展和应用。接着，根据需求，提出了开关电压的设计要求。然后，对主电路拓扑结构、控制方式、控制电路进行了介绍，并得到了系统总框架。进一步的对每个模块电路进行分析和设计。最后，搭建了仿真和实物，并验证了所设计的开关电源的合理性。

关键词：开关电源；UCC3802；脉宽调制；电流控制

Abstract

With the rapid development of technology, the research of switching power supply has received more and more attention. In the stable operation of electrical equipment, power supplies play an important role, and the application of switching power supplies is becoming more and more extensive. It has the characteristics of low loss, economy and practicality. The chip used in the single-ended flyback switching power supply designed in this subject is UCC3802.

First, the development and application of switching power supply at home and abroad are introduced. Then, according to the demand, the design requirements of the switching voltage are proposed. Then, the topology, control method and control circuit of the main circuit are introduced, and the overall framework of the system is obtained. Further analysis and design of each module circuit. Finally, simulations and physical objects were built, and the rationality of the designed switching power supply was verified.

Key Words: switching power supply; UCC3802; pulse width modulation; current control

目　　录

第一章 引言 1

1.1课题研究的背景及意义 1

1.2 开关电源的研究现状 1

1.2.1国外研究现状 1

1.2.2国内研究现状 1

1.3开关电源的特点 2

第二章 单端反激开关电源系统分析 3

2.1电源设计指标 3

2.2主电路拓扑 3

2.2.1工作过程分析 3

2.2.2工作方式选取 4

2.3控制电路分析 4

2.3.1 PWM脉冲宽度调制 5

2.3.2 PFM脉冲频率调制 5

2.3.3 PWM-PFM脉宽脉频综合调制 5

2.4系统总体框架 6

第三章 单端反激开关电源系统设计 7

3.1 EMI滤波器 7

3.2 高频变压器设计 8

3.3 前级保护和整流桥电路 10

3.3.1 保护电路 10

3.3.2 整流桥参数设计 11

3.4 无源钳位RCD电路 12

3.4.1 漏感抑制 12

3.4.2 无源RCD电路分析 13

3.4.3 无源RCD钳位电路参数设计 13

3.5隔离控制反馈环路设计 15

3.6 5V、3.3V辅路设计 15

3.7整体设计原理图 16

3.8 UCC3802分析 16

第四章 单端反激开关电源仿真与实验 19

4.1 建模仿真及分析 19

4.2 实物验证结果 20

结论 ………………………………………………………………………………………………………..22

致谢. 23

参考文献 24

第一章 引言

1.1课题研究的背景及意义

随着技术的飞速发展，电子设备的精密程度越来越高，进而提高了开关电源的要求。集成电路的发展也是有目共睹，它所集成的规模也逐渐的增大。尤其是微处理器和半导体加快了新的产品诞生。小型化、模块化、高可靠性等成为开关电源的特征^[1]。芯片是由美国公司所推出的，它是一种电流型PWM控制的芯片。与之前推出的UC3842相比较，UCC3802有自己很多独特的有点。UCC3802所采用的集成技术是BI-CMOS，这样不仅功率频率得到了提高，而且工作损耗也很少。同时，它应用先进的技术，在不用原来的辅助电路的情况下就可以达到所需的功能，这样减少了外围的元件，提高了经济性。

1.2 开关电源的研究现状

1.2.1国外研究现状

在1955年，晶体管直流变换器被美国的科学家罗耶所研制出来。二十世纪六十年代末，晶体管直流变压器在很多领域得到了应用，由于它体积小、效率高等优点，很快的替代了工频降压变压器。就这样，无工频变压器开关电源出现了并被越来越多的人所关注。在二十世纪七十年代后，技术进一步的提高，功率开关晶体管、频变压器磁芯材料等等元器件相继被研制出来。在原来的基础上，使无工频变压器开关电源得到发展和完善^[2]。

开关电源的研究主要有以下三个方面的难点：1）当开关变压器的转化率达到一定高度时，很难进一步的提高。同理，其体积也很难再缩小。2）电源想要达到的频率太高，而与之匹配的元器件的性能达不到要求，以及PCB电路的研制。3）驱动方式的创新和新的功率开关管的研制。

开关电源的研制也取得了一些的进展：1）当功率管上的功耗大时，自然就会导致开关电源的转换效率降低。这一问题被研制出的谐振式开关电源做解决。谐振式开关电源不仅解决效率低的问题，还提高了电源的稳定性和可靠性。可以说谐振式开关电源的出世，大大的提高了开关电源的性能。2）针对开关电源所应用的场合有限，研制出了复合功率开关管IGBT，它结合了MOSFT和GTR的优点，不仅小功率就可以实现输入驱动，而且管压降很低。使得开关电压的应用场合更加广泛。

1.2.2国内研究现状

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：17208字