常用开关稳压电源设计.docx
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常用开关稳压电源设计
简易开关稳压电源的设计
摘要
本系统以EER28隔离变压器将220v的交流电降压为18v的交流电压。
然后，我们通过桥式整流电路将18v的交流电压转换为21v左右的直流电压。
由于电路中仍然存在着微弱的交流成分，所以我们使用滤波电路将交流成分去除，以保证直流不受交流成分干扰。
然后我们通过MC34063和UC3843两种芯片分别转换为不同的电压，MC38063用于设定常用的直流电压，UC3843（boost斩波电路）作为一定范围内的可调电压使用。
关键词；开关电源、升压、降压、MC34063、UC3843（boost斩波电路）。
一、设计总流程图
首先，我们通过EER28隔离变压器将220v的交流电降压为18v的交流电压。
然后，我们通过桥式整流电路将18v的交流电压转换为21v左右的直流电压。
由于电路中仍然存在着微弱的交流成分，所以我们使用滤波电路将交流成分去除，以保证直流不受交流成分干扰。
然后我们通过MC34063和UC3843两种芯片分别转换为不同的电压，MC38063用于设定常用的直流电压，UC3843作为一定范围内的可调电压使用。
图1电压变换组成框图
1、降压变压器的选择
图2EER28骨架框图
图3EER28几何尺寸图
高频开关变压器型号:
EER-28/28调制方式:
脉冲宽度调制（PWM）式晶体管连接方式:
单端式输入电压:
220（V）输出功率:
100（W）输出电压:
12V24V36V（V）工作效率:
100（%）输出纹波噪音:
常规电压调整率:
常规（%）负载调整率:
常规（%）产品认证:
CQC。
ＥＥＲ２８／２８高频变压器应用范围广，低温升，低能耗，高频率，工作电压宽等特点。
2、桥式整流电路设计
图4桥式整流电路
工作原理：
桥式整流电路的工作原理如下：
e2为正半周时，对D2、D4加正向电压，D2、D4导通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截止。
电路中构成e2、D2、Rfz、D4通电回路，在Rfz上形成上正下负的半波整流电压，e2为负半周时，对D1、D3加正向电压，D1、D3导通；对D2、D4加反向电压，D2、D4截止。
电路中构成e2、D1、Rfz、D3通电回路，同样在Rfz上形成上正下负的另外半波的整流电压。
如此重复下去，结果在Rfz上便得到全波整流电压。
其波形图和全波整流波形图是一样的。
从图5-6中还不难看出，桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值，比全波整流电路小一半。
3、滤波电路设计
图4滤波电路原理图
整流电路的输出电压不是纯粹的直流，从示波器观察整流电路的输出，与直流相差很大，波形中含有较大的脉动成分，称为纹波。
为获得比较理想的直流电压，需要利用具有储能作用的电抗性元件（如电容、电感）组成的滤波电路来
滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。
根据电抗性元件对交、直流阻抗的不同，由电容C及电感L所组成的滤波电路的基本形式如图14-2-1所示。
因为电容器C对直流开路，对交流阻抗小，所以C并联在负载`两端。
电感器L对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此L应与负载串联。
二、升压降压电路设计
图5MC34063内部电路图
可实现升压或降压电源变换器
MC34063的基本结构及引脚图功能（右图）
1脚：
开关管T1集电极引出端；
2脚：
开关管T1发射极引出端；
3脚：
定时电容ct接线端；调节ct可使工作频率在100—100kHz范围内变化；
4脚：
电源地；
5脚：
电压比较器反相输入端，同时也是输出电压取样端；使用时应外接两个精度不低于1%的精密电阻；
6脚：
电源端；
7脚：
负载峰值电流（Ipk）取样端；6，7脚之间电压超过300mV时，芯片将启动内部过流保护功能；
8脚：
驱动管T2集电极引出端。
表一参数权限表
电路工作原理
振荡器通过恒流源对外接在CT管脚（3脚）上的定时电容不断的充电和放电，以产生振荡波形。
充电和放电电流都是恒定的，所以振荡频率仅取决于外接定时电容的容量。
与门的C输入端在振荡器对外充电时为高电平，D输入端在比较器的输入电平低于阈值电平时为高电平。
当C和D输入端都变成高电平时，触发器被置为高电平，输出开关管导通，反之，当振荡器在放电期间，C输入端为低电平，触发器被复位，使得输出开关管处于关闭状态。
电流限制SI检测端（5脚）通过检测连接在V+和5脚之间的电阻上的压降来完成功能。
当检测到电阻上的电压接近超过300mV时，电流限制电流开始工作。
这时通过CT管脚（3脚）对定时电容进行快速充电，以减少充电时间和输出开关管的导通时间，结果是使得输出开关管的关闭时间延长。
1、MC34063降压电路原理实现
图6MC34063降压原理图
图7Protel降压原理图
图8MC34063降压PCB图（此图亦可用于雕刻机雕刻）
PartType
Designator
Footprint
Description
0.33
R1
AXIAL0.4
1.0uH
L2
XTAL1
1.2k
R2
AXIAL0.4
3.8k
R3
AXIAL0.4
100uF
C4
RB.2/.4
Capacitor
100uF
C2
RB.2/.4
Capacitor
220uH
L1
XTAL1
470pF
C1
RB.2/.4
Capacitor
470uF
C3
RB.2/.4
Capacitor
IN5819
D1
DIODE0.4
SchottkyDiode
MC43063
（2）
MC34063
（2）
DIP8
表二降压元器件清单列表
说明：
经过桥式整流以后，原来的18V电源转变为21.6V直流电压。
再经过MC34063三次降压变换以后，分别可以得到12V电压、5V电压、-12V电压，此三种常用直流电压。
2、MC34063升压电路原理实现
图9MC34063升压电路原理图
图8Protel升压原理图
图9MC34063升压PCB图（此图亦可用于雕刻机雕刻）
备注：
MC34063降压可代替后面的UC3843升压电路，但不易调节电压大小（或者说调节能力很弱）。
PartType
Designator
Footprint
Description
0.22
Rsc
axial0.4
48k
R1
axial0.4
100uF
C1
rad0.3
Capacitor
100uH
L1
AXIAL0.8
150uF
C3
rad0.3
Capacitor
180
R2
axial0.4
1500p
C2
rad0.3
Capacitor
DIODE
D1
DIODE0.4
Diode
MC43063
MC43063
DIP8
表二升压元器件清单列表
3、UC3843升压电路
图10UC3843升压电路图
8管脚
功能
引脚功能说明
1
补偿
该管脚为误差放大器输出，并可用于环路补偿。
2
电压反馈
该管脚是误差放大器的反相输入端，通常通过一个电阻分压器连至开关电源输出。
3
电流取样
一个正比于电感器电流的电压接至此输入，脉宽调制器使用此信息中止输出开关的导通。
4
RT/CT
通过将电阻RT连接至Vref以及电容CT连接至地，使振荡器频率和最大输出占空比可调。
工作频率可达500kHz 。
5
地
该管脚是控制电路和电源的公共地（仅对8管脚封装如此）
6
输出
该输出直接驱动功率MOSFET的栅极，高达1.OA 的峰值电流经此管脚拉和灌。
7
VCC
该管脚是控制集成电路的正电源。
8
Vref
该管脚为参考输出，它通过电阻RT向电容CT提供充电电流。
表三升压元器件清单列表
电路工作原理
经过了交直转换后，电流就进入了整个电源最核心的部分：
开关电路。
开关电路主要由两个开关管组成，通过它们的轮流导通和截止，便将直流电转换为高频率的脉动直流电。
接下来，再送到高频开关变压器上进行降压。
经过高频开关变压器降压后的脉动电压，同样要使用二极管和滤波电容进行整流和滤波，此外还会有1、2个电感线圈与滤波电容一起滤除高频交流成分。
经过上面一系列工序后，输出的的电流，才算真正完成设备所需要的较为纯净的低压直流电
图8Protel升压原理图
PartType
Designator
Footprint
Description
0.33
R1
AXIAL0.4
1.0uH
L2
XTAL1
1.2k
R2
AXIAL0.4
3.8k
R3
AXIAL0.4
100uF
C4
RB.2/.4
Capacitor
100uF
C2
RB.2/.4
Capacitor
220uH
L1
XTAL1
470pF
C1
RB.2/.4
Capacitor
470uF
C3
RB.2/.4
Capacitor
IN5819
D1
DIODE0.4
SchottkyDiode
MC43063
（2）
MC34063
（2）
DIP8
五、结论
总体来说是完成了本次设计,在某些方面系统还存在许多可以改进的地方，比如电路布局、和抗干扰方面还有很大的提升空间，经过改进，相信性能还会有进一步的提升。
总体上成功与挫折交替，困难与希望并存，我们将继续努力争取更大的进步。
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