一種新穎的單端反激式隔離開關穩壓電源的設計及應用

圖4原、副邊繞組電壓波形

圖5UC38424腳和6腳波形

圖6檢測電阻的電流波形

3單端反激式隔離開關穩壓電源的原理與設計

圖2為單端反激式隔離開關電源電路原理圖。當開關管V導通時，變壓器原邊電壓近似為輸入電壓，但副邊因整流管反偏而無電流流過，變壓器儲存磁場能量。當開關管V關斷時，各線圈電壓反向，整流管正向導通，變壓器儲存的能量通過整流管向負載釋放。單端變壓器必須滿足的一個條件是要保證磁通復位，即變壓器工作磁通必須在每個周期都回到原來的位置，否則將導致磁芯經過多個周期后逐漸達到飽和而燒毀開關管。

圖3為單端反激式隔離開關電源實際電路原理圖。由于大功率電源中有＋24V的直流電壓，所以本電源的輸入電壓取為24V。7815經一發光二極管抬升電位后啟動UC3842工作，反饋線圈12的電壓整流后經取樣電阻分壓回送到UC3842的誤差放大器反向端來調整驅動脈沖寬度，從而改變輸出電壓。根據實際給定的定時元件的數值，UC3842的工作頻率為166.7kHz。R4=0.5Ω為電流檢測電阻，其上的檢測信號經低通濾波器后與斜率補償信號相加送到UC3842的3腳，當開關管流過的電流超過2A時，UC3842關斷，從而保護了開關管不致損壞。采用斜率補償后，電路在任何占空比條件下也變得穩定。與開關管并聯的電容C4是為了消除開關管的尖峰電壓。變壓器采用印刷電路板變壓器，不需要人工繞線，簡化了變壓器的制作過程，同時使整個電源的體積減小，使線圈之間完全耦合（見圖4），并能根據需要很方便地增加或減少輸出的組數。變壓器變比為1，原邊線圈和副邊線圈成對疊放（為耦合得更好），再加上一組反饋線圈。由此來保證輸出多組隔離的24V穩定電壓。

4實驗分析及結論

圖5為UC3842的4腳三角波振蕩波形（Ch1）和6腳驅動開關管的方波（Ch2），圖6為檢測電阻（R4）的電流波形。圖4為原、副邊繞組電壓波形，這是輕載條件下的波形，振蕩是由高頻變壓器和C4諧振引起的，加載后，振蕩幅度將明顯減小，不影響整個系統的性能。這些波形及其測試值與理論上的波形及計算值基本符合。此開關電源已應用于15kW直流穩壓開關電源中，試驗證明完全符合預定的性能指標要求。