UC3842开关电源各功能电路详解.docx
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UC3842开关电源各功能电路详解
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UC3842开关电源各功能电路详解
一、开关电源的电路构成
开关电源的主要电路是由输入电磁扰乱滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM
控制器电路、输出整流滤波电路构成。
协助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出
过流保护电路、输出短路保护电路等。
开关电源的电路构成方框图以下：
二、输入电路的原理及常有电路
1、AC输入整流滤波电路原理：
①防雷电路：
当有雷击，产生高
压经电网导入电源时，由MOV1、
MOV2、MOV3：
F1、F2、F3、FDG1组
成的电路进行保护。
当加在压敏电
阻两头的电压超出其工作电压时，
其阻值降低，使高压能量耗费在压
敏电阻上，若电流过大，F1、F2、
;.
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F3会烧毁保护后级电路。
②输入滤波电路：
C1、L1、C2、C3构成的双π型滤波网络主假如对输入电源的电磁噪声及杂波信
号进行克制，防备对电源扰乱，同时也防备电源自己产生的高频杂波对电网扰乱。
当电源开启瞬时，
要对C5充电，因为瞬时电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防备浪涌电流。
因刹时能量全耗费
在RT1电阻上，一准时间后温度高升后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它耗费的能量特别小，后级电路可正常工作。
③整流滤波电路：
沟通电压经BRG1整流后，经C5滤波后获得较为纯净的直流电压。
若C5容量变小，输出的沟通纹波将增大。
2、DC输入滤波电路原理：
①输入滤波电
路：
C1、L1、C2
构成的双π型
滤波网络主要
是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行克制，防备对电源扰乱，同时也防备电源自己产生的高频杂
波对电网扰乱。
C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。
②R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7构成抗浪涌电路。
在起机的瞬时，因为C6
的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。
当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。
假如C8漏电
或后级电路短路现象，在起机的瞬时电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导
通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。
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三、功率变换电路
1、MOS管的工作原理：
目前应用最宽泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导体表面
的电声效应进行工作的。
也称为表面场效应器件。
因为它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻能够
大大提升，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，
进而控制漏极电流的大小。
2、常有的原理图：
3、工作原理：
R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2构成缓冲器，和开关MOS管并接，使开关管电压应力减少，EMI
减少，不发生二次击穿。
在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些
元件组合一同，能很好地汲取尖峰电压和电流。
从R3测得的电流峰值信号参加目前工作周波的占空
比控制，所以是目前工作周波的电流限制。
当R5上的电压达到1V时，UC3842停止工作，开关管Q1
立刻关断。
R1和Q1中的结电容CGS、CGD一同构成RC网络，电容的充放电直接影响着开关管的开
关速度。
R1过小，易惹起振荡，电磁扰乱也会很大；R1过大，会降低开关管的开关速度。
Z1往常将
MOS管的GS电压限制在18V以下，进而保护了MOS管。
Q1的栅极受控电压为锯形波，当其占空比越
大时，Q1导通时间越长，变压器所储藏的能量也就越多；当Q1截止时，变压器经过D1、D2、R5、R4、
C3开释能量，同时也达到了磁场复位的目的，为变压器的下一次储存、传达能量做好了准备。
IC根
;.
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据输出电压和电流时辰调整着⑥脚锯形波占空比的大小，进而稳固了整机的输出电流和电压。
C4和
R6为尖峰电压汲取回路。
4、推挽式功率变换电路：
Q1和Q2将轮番导通。
5、有驱动变压器的功率变换电路：
T2为驱动变压器，T1为开关变压器，TR1为电流环。
;.
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四、输出整流滤波电路：
1、正激式整流电路：
T1为开关变压器，其初极和次极的相位同相。
D1为整流二极管，D2为续流二极管，R1、C1、R2、C2
为削尖峰电路。
L1为续流电感，C4、L2、C5构成π型滤波器。
2、反激式整流电路：
T1为开关变压器，其初极和次极的相位相反。
D1为整流二极管，R1、C1为削尖峰电路。
L1为续流电
感，R2为假负载，C4、L2、C5构成π型滤波器。
3、同步整流电路：
;.
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工作原理：
当变压器次级上端为正时，电流经C2、R5、R6、R7使Q2导通，电路构成回路，Q2为整
流管。
Q1栅极因为处于反偏而截止。
当变压器次级下端为正时，电流经C3、R4、R2使Q1导通，Q1
为续流管。
Q2栅极因为处于反偏而截止。
L2为续流电感，C6、L1、C7构成π型滤波器。
R1、C1、
R9、C4为削尖峰电路。
五、稳压环路原理
1、反应电路原理图：
2、工作原理：
当输出U0高升，经取样电阻R7、R8、R10、VR1分压后，U1③脚电压高升，当其超出U1②脚
基准电压后U1①脚输出高电平，使Q1导通，光耦OT1发光二极管发光，光电三极管导通，UC3842①
;.
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脚电位相应变低，进而改变U1⑥脚输出占空比减小，U0降低。
当输出U0降低时，U1③脚电压降低，
当其低过U1②脚基准电压后U1①脚输出低电平，Q1不导通，光耦OT1发光二极管不发光，光电三极
管不导通，UC3842①脚电位高升，进而改变U1⑥脚输出占空比增大，U0降低。
循环往复，进而使输
出电压保持稳固。
调理VR1可改变输出电压值。
反应环路是影响开关电源稳固性的重要电路。
如反应电阻电容错、漏、虚焊等，会产生自激
振荡，故障现象为：
波形异样，空、满载振荡，输出电压不稳固等。
六、短路保护电路
1、在输出端短路的状况下，PWM控制电路能够把输出电流限制在一个安全范围内，它能够用多种方
法来实现限流电路，当功率限流在短路时不起作用时，只有另增设一部分电路。
2、短路保护电路往常有两种，下列图是小功率短路保护电路，其原理简述以下：
当输出电路短路，输出电压消逝，光耦OT1不导通，UC3842①脚电压上涨至5V左右，R1与
R2的分压超出TL431基准，使之导通，UC3842⑦脚VCC电位被拉低，IC停止工作。
UC3842停止工作
后①脚电位消逝，TL431不导通UC3842⑦脚电位上涨，UC3842从头启动，循环往复。
当短路现象消
失后，电路能够自动恢复成正常工作状态。
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3、下列图是中功率短路保护电路，其原理简述以下：
当输出短路，UC3842①脚电压上涨,U1③脚电位高于②脚时，比较器翻转①脚输出高电位，
给C1充电，当C1两头电压超出⑤脚基准电压时U1⑦脚输出低电位，UC3842①脚低于1V，UCC3842停
止工作，输出电压为0V，循环往复，当短路消逝后电路正常工作。
R2、C1是充放电时间常数，阻值不对时短路保护不起作用。
4、下列图是常有的限流、短路保护电路。
其工作原理简述以下：
当输出电路短路或过流，变压器原边电流增大，R3两头电压降增大，③脚电压高升，UC3842⑥脚输
出占空比逐
渐增大，③脚电压超出1V时，UC3842封闭无输出。
;.
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5、下列图是用电流互感器取样电流的保护电路，有着功耗小，但成本高和电路较为复杂，其工作原理简述以下：
输出电路短路或电流过大，TR1次级线圈感应的电压就越高，当UC3842③脚超出1伏，UC3842停止
工作，循环往复，当短路或过载消逝，电路自行恢复。
七、输出端限流保护
;.
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上图是常有的输出端限流保护电路，其工作原理简述如上图：
当输出电流过大时，RS（锰铜丝）两头
电压上涨，U1③脚电压高于②脚基准电压，U1①脚输出高电压，Q1导通，光耦发生光电效应，UC3842①
脚电压降低，输出电压降低，进而达到输出过载限流的目的。
八、输出过压保护电路的原理
输出过压保护电路的作用是：
当输出电压超出设计值时，把输出电压限制在一安全值的范围
内。
当开关电源内部稳压环路出现故障或许因为用户操作不妥惹起输出过压现象时，过压保护电路进
行保护以防备破坏后级用电设施。
应用最为广泛的过压保护电路有以下几种：
1、可控硅触发保护电路：
如上图，当Uo1输出高升，稳压管（Z3）击穿导通，可控硅（SCR1）的控制端获得触发电压，所以可控硅导通。
Uo2电压对地短路，过流保护电路或短路保护电路就会工作，停止整个电源电路的工作。
当输出过压现象清除，可控硅的控制端触发电压经过R对地泄放，可控硅恢复断开状态。
2、光电耦合保护电路：
如上图，当Uo有过压现象时，稳压管击穿导通，经光耦（
OT2）R6到地产生电流流过，光电耦合器
的发光二极管发光，进而使光电耦合器的光敏三极管导通。
Q1基极得电导通，3842的③脚电降低，
使IC封闭，停止整个电源的工作，Uo为零，循环往复，。
3、输出限压保护电路：
Q1基极有驱动电压而道通，
输出限压保护电路以下列图，当输出电压高升，稳压管导通光耦导通，
;.
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UC3842③电压高升，输出降低，稳压管不导通，UC3842③电压降低，输出电压高升。
循环往复，输出电压将稳固在一范围内（取决于稳压管的稳压值）。
4、输出过压锁死电路：
图A的工作原理是，当输出电压Uo高升，稳压管导通，光耦导通，Q2基极得电导通，因为Q2的导
通Q1基极电压降低也导通，Vcc电压经R1、Q1、R2使Q2一直导通，UC3842③脚一直是高电平而停
止工作。
在图B中，UO高升U1③脚电压高升，①脚输出高电平，因为D1、R1的存在，U1①脚一直输
出高电平Q1一直导通，UC3842①脚一直是低电平而停止工作。
正反应？
九、功率因数校订电路（PFC）
1、原理表示图：
;.
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2、工作原理：
输入电压经L1、L2、L3等构成的EMI滤波器，BRG1整流一路送PFC电感，另一路经
R1、R2分压后送入PFC控制器作为输入电压的取样，用以调整控制信号的占空比，即改变Q1的导通
和关断时间，稳固PFC输出电压。
L4是PFC电感，它在Q1导通时储藏能量，在Q1关断时施放能量。
D1是启动二极管。
D2是PFC整流二极管，C6、C7滤波。
PFC电压一路送后级电路，另一路经R3、R4
分压后送入PFC控制器作为PFC输出电压的取样，用以调整控制信号的占空比，稳固PFC输出电压。
十、输入过欠压保护
1、原理图：
;.
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2、工作原理：
AC输入和DC输入的开关电源的输入过欠压保护原理大概同样。
保护电路的取样电压均来自输入滤波后的电压。
取样电压分为两路，一路经R1、R2、R3、R4分压后输入比较器3脚，如取样电压
高于2脚基准电压，比较器1脚输出高电平去控制主控制器使其关断，电源无输出。
另一路经R7、
R8、R9、R10分压后输入比较器6脚，如取样电压低于5脚基准电压，比较器7脚输出高电平去控制主控制器使其关断，电源无输出。
③脚电压超出1V时，UC3842封闭无输出。
5、下列图是用电流互感器取样电流的保护电路，有着功耗小，但成本高和电路较为复杂，其工作原理简述以下：
输出电路短路或电流过大，TR1次级线圈感应的电压就越高，当UC3842③脚超出1伏，UC3842停止
工作，循环往复，当短路或过载消逝，电路自行恢复。
七、输出端限流保护
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上图是常有的输出端限流保护电路，其工作原理简述如上图：
当输出电流过大时，RS（锰铜丝）两头
电压上涨，U1③脚电压高于②脚基准电压，U1①脚输出高电压，Q1导通，光耦发生光电效应，UC3842①
脚电压降低，输出电压降低，进而达到输出过载限流的目的。
八、输出过压保护电路的原理
输出过压保护电路的作用是：
当输出电压超出设计值时，把输出电压限制在一安全值的范围
内。
当开关电源内部稳压环路出现故障或许因为用户操作不妥惹起输出过压现象时，过压保护电路进
行保护以防备破坏后级用电设施。
应用最为广泛的过压保护电路有以下几种：
1、可控硅触发保护电路：
如上图，当Uo1输出高升，稳压管（Z3）击穿导通，可控硅（SCR1）的控制端获得触发电压，所以可控硅导通。
Uo2电压对地短路，过流保护电路或短路保护电路就会工作，停止整个电源电路的工作。
当输出过压现象清除，可控硅的控制端触发电压经过R对地泄放，可控硅恢复断开状态。
2、光电耦合保护电路：
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如上图，当Uo有过压现象时，稳压管击穿导通，经光耦（
OT2）R6到地产生电流流过，光电耦合器
的发光二极管发光，进而使光电耦合器的光敏三极管导通。
Q1基极得电导通，3842的③脚电降低，
使IC封闭，停止整个电源的工作，Uo为零，循环往复，。
3、输出限压保护电路：
Q1基极有驱动电压而道通，
输出限压保护电路以下列图，当输出电压高升，稳压管导通光耦导通，
UC3842③电压高升，输出降低，稳压管不导通，UC3842③电压降低，输出电压高升。
循环往复，输出电压将稳固在一范围内（取决于稳压管的稳压值）。
4、输出过压锁死电路：
图A的工作原理是，当输出电压Uo高升，稳压管导通，光耦导通，Q2基极得电导通，因为Q2的导通Q1基极电压降低也导通，Vcc电压经R1、Q1、R2使Q2一直导通，UC3842③脚一直是高电平而停
止工作。
在图B中，UO高升U1③脚电压高升，①脚输出高电平，因为D1、R1的存在，U1①脚一直输
出高电平Q1一直导通，UC3842①脚一直是低电平而停止工作。
正反应？
九、功率因数校订电路（PFC）
1、原理表示图：
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2、工作原理：
输入电压经L1、L2、L3等构成的EMI滤波器，BRG1整流一路送PFC电感，另一路经
R1、R2分压后送入PFC控制器作为输入电压的取样，用以调整控制信号的占空比，即改变Q1的导通
和关断时间，稳固PFC输出电压。
L4是PFC电感，它在Q1导通时储藏能量，在Q1关断时施放能量。
D1是启动二极管。
D2是PFC整流二极管，C6、C7滤波。
PFC电压一路送后级电路，另一路经R3、R4
分压后送入PFC控制器作为PFC输出电压的取样，用以调整控制信号的占空比，稳固PFC输出电压。
十、输入过欠压保护
1、原理图：
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2、工作原理：
AC输入和DC输入的开关电源的输入过欠压保护原理大概同样。
保护电路的取样电压均来自输入滤波后的电压。
取样电压分为两路，一路经R1、R2、R3、R4分压后输入比较器3脚，如取样电压
高于2脚基准电压，比较器1脚输出高电平去控制主控制器使其关断，电源无输出。
另一路经R7、
R8、R9、R10分压后输入比较器6脚，如取样电压低于5脚基准电压，比较器7脚输出高电平去控制主控制器使其关断，电源无输出。
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升级会员 