第十七届全国电源技术年会论文集基于ＵＣ３８４４的多路输出双管正激电源设计石晓丽张代润黄念慈郑越四川大学电气信息学院（成都６１００６５）摘要：介绍了一种基于ＵＣ３８４４集成芯片实现双管正激多路输出的电路，分析了电路的工作原理，并介绍了电路启动和控制设计方法，该控制方法简单，成本低，工作频率高，实用性强，同时设计了两种输出方案来满足不同需要，与一般的双管正激相比有较高的实用价值，实验证明效果良好。

叙词：双管正激多路输出开关电源１引言在中等容量的开关电源中，双管正激变换器有比较明显的优势，它克服了单管正激变换器开关管电压应力过高的缺点，而且不需要特殊变压器磁复位电路。

更重要的是，与全桥变换器和半桥变换器相比，其在结构上有抗桥臂直通的优点，因此已成为应用最为普遍的电路拓扑结构。

本文设计了一种采用ＵＣ３８４４控制的多路输出双管正激开关电源。

ＵＣ３８４４是一种电流调制的ＰＷＭ控制器，实现电压电流双闭环控制，芯片内阻较大（３０ｋ），启动电流小（小于ｌｍＡ），因此在高压输入时仍然可以使用大电阻分压来进行启动，直接采用变压器输出端反馈，控制电路简单，电路输出采用ＬＭ３５０调整电压精度。

２变换器工作原理本文设计的变换器输出功率２００Ｗ，工作频率５０ｋＨｚ，工作范围４００Ｖ～６００Ｖ，输出４路分别为２４Ｖ、±１２Ｖ和５Ｖ。

图ｌ是变换器的原理图，主电路是双管正激变换器，开关管Ｑ１和Ｑ２同时导通，能量通过高频变压器传输到输出侧，经整流输出给负载；开关管关断时，变压器能量通过续流二极管Ｄ。

和Ｄ２回馈到输入端，变压器磁芯复位。

Ｑ和Ｑ采用功率Ｍ喽；Ｈ『ｒ作为功率开关管。

开关管与瞬态电压抑制器（ＴＶＳ）并联，可靠保护开关管。

Ｒ３、Ｇ、ｂ构成高频变压器原边缓冲电路，用以限制开关管漏极因高频变压器的漏感而可能产生的尖峰电压，岛选用超快恢复二极管，恢复时间为７５ｎｓ。

变压器原边的直流输入电压、原边绕组的感应电压以及由变压器的漏感而产生的尖峰电压，三者叠加在一起，其值可能超过Ｍ哽；既丌的额定电压，所以必须在开关管的ＤＳ极增加钳位电路和吸收电路，用以保护功率Ｍ瞪；Ｈ『ｒ不被损坏。

Ｒ。

、Ｒｚ、Ｃ１、聩与Ｒ、Ｒ５、ｃ３、Ｄ４构成了两个开关管的缓冲电路，Ｄ３和Ｄ４选用超快恢复管，其最大反向耐压值为７００Ｖ，恢复时间为３０ｎｓ。

输出部分采用半波加续流二极管整流，二极管选用超快恢复ＭＵＲ８２０，额定值为８Ａ／２００Ｖ，恢复时间为３０ｎｓ。

３控制电路的设计ＵＣ３８４４电流ＰＷＭ模式集成控制芯片广泛用于中小功率的１３（３－１３（３开关电源，ＵＣ３８４４内部主要由５．０Ｖ基准电压源、振荡器、降压器、电流检测比较器、ＰＷＭ锁存器、高增益Ｅ／Ａ误差放大器和用于驱动功率ＭＯＳＦＥＴ的大电流推挽输出电路等图１由ＵＣ３８４４控制的多路输出双管正激开关电源构成，启动／关闭电压阀值为１６ｖ／１０Ｖ，输出最大占空比为５０％，工作频率０～５００ｋＨｚ，驱动能力达士１Ａ。

Ｒ２Ｒ４图２ＵＣ３８４４的典型外部接线图ＵＣ３８４４典型外围电路如图２所示。

ＵＣ３８４４的内阻大约３０ｋ，它的启动电压可以由主电路输入电压经过Ｒｔ、Ｒｚ、Ｒ。

、Ｒ（芯片内阻）分压而得到，由图２可以知道，Ａ点电压的计算公式为：ＵＡ２ｉ孺Ｒｌ‰ＵＣ３８４４的启动电压为１６Ｖ，式中Ｒ一３０ｋ，Ｒ２—２０ｋ，Ｒ４—４．７ｋ，可计算出，当Ｒ－一３００ｋ时，％一４００Ｖ电路开始工作。

ＵＣ３８４４启动时电流不到ｌｍＡ，启动过程中电阻Ｒ－所消耗的功率大约为：Ｐｅａ＝ｒ×Ｒ１一（１０－３）２×３００×１０３—０．３Ｗ在双管正激变换器中，两开关管是同步的，因此采用变压器分两路来同时给开关管驱动信号，接线如图３所示。

ＵＣ３８４４正１８９基于ＵＣ３８４４的多路输出双管正激电源设计常工作时的电源和电压反馈由主变压器的反馈绕组提供；除此之外，通过小电阻对开关管电流进行采样，作为ＵＣ３８４４的电流反馈信号。

ＵＣ３８４４输出驱动脉冲为１５Ｖ，输出电流可到１Ａ，考虑到变压器及元件的压降，变压器设计为升压型，变比为１６：１８，输出端采用１５Ｖ稳压管对驱动信号进行稳压。

Ｒ４图３ＵＣ３８４４的双管驱动图４调整电压精度传统的ＵＣ３８４４用于反激变换器采用离线式结构，这种方式电路简单，整个补偿网络只由Ｐｌ电路构成，参数选择简便。

但是由于反馈不直接从输出电压取样，所以输出电压仍有很大的纹波，一般为±２％，负载变化时，输出电压变化大、响应慢，不适用于精度要求高或负载变化大的场合。

在精度要求较高的时候，则要通过稳压来调整输出精度。

本文借助于可调三端稳压器ＬＭ３５０来满足精度要求。

ＬＭ３５０最大输出电流可以达到３Ａ，电压调整范围为１．２Ｖ～３３Ｖ，图４为ＬＭ３５０的典型应用图，输出电压计算式为：ＤＶＯＵＴ一１．２５Ｖ（１＋“ｂ－２）＋ＩＡＤＪＸＲ２图５输入电压４００Ｖ时开关驱动信号图６输入电压６００Ｖ时开关驱动信号６结语实验结果表明，本文设计用ＵＣ３８４４控制的多路输出双管正激变换器具有稳定性好。

使用大电阻Ｒ，分压来调整电路启动电压值，控制电路简单可靠，实用性强，适用于宽范围电压输入场合。

同时为适合不同的精度要求，设计了两种方案，一种是精度要求较低时直接由变压器整流输出，另一种是精度较高时采用三端稳压管ＬＭ３５０进行调整。

经过实验测试，两种方案可以满足不同场合需求。

参考文献［１］刘胜利．高频开关电源实用新技术ＥＭ］．北京：机械工业出版社，２００６．１９０·其中ｋＤ一５０”Ａ，Ｒ１—２４０Ｄ，，通过调整可调电阻Ｒ２来对输出稳压值进行调节。

电路中输出滤波电容Ｃ２的存在，ＬＭ３５０对输入到ＬＭ３５０的电压纹波非常敏感，因此在输入端增加旁路电容ｃ１来削弱输入电压纹波的影响。

０．ＣＴ图４ＬＭ３５０的典型外围电路５实验结果及分析实验电路参数：对应于输入输出电压４００Ｖ～６００Ｖ：２４Ｖ、±１２Ｖ、５Ｖ，主变压器原副边变比为７５：６、３、１，由于本文设计的反馈是２４Ｖ支路绕组反馈，其它支路的采用ＬＭ３５０对输出稳压。

表ｌ实测数据比较测试项目输出纹波输出电压调整率Ｖｊ：４００ｖｘ６００Ｖ未采用采用未采用测试条件采用ＬＭ３５０ＬＭ３５０ＬＭ３５０ＬＭ３５０△一１．２Ｖ△＝２００ｍＶ２４Ｖ支路１％ｄ０．５％５％０．８％士１２Ｖ１％＜Ａ＝１ＶＡ一１２０ｍＶ支路０．４％８％１．２％△一３００ｍＶＡ＝５０ｍＶ５Ｖ支路ｌ％ｄ０．３％６％１．Ｏ％如脚ｂ￥哮竹●‘日’日口…肾ｒ肾｝：；＆警１１””Ｉ甜爿≈孺Ｉ。

０搿ｒＩ。

“图７未采用ＬＭ３５０稳压，输入图８采用ＬＭ３５０稳压，输入压４００Ｖ时的１２Ｖ支路输出波形４００Ｖ时的１２Ｖ支路输出波形［２］张志薇，吴辉，贲洪奇．基于ＵＣ３８４４的多路输出ＩＧＢＴ驱动电源设计ＥＪ］．电源技术应用，２００６．作者简介石晓丽，女，１９８２年生，硕士生，研究方向为电力电子与电力传动。

张代润，男，１９６５年生，博士，教授，从事有源电力滤波技术、交流电机变频调速、交直流电源等教学及研究。

黄念慈，男，１９４５年生，教授，变流器的基本理论与特种工业电源。

郑越，男，１９８４年生，硕士生，研究方向为电力电子与电力传动。

基于UC3844的多路输出双管正激电源设计作者：石晓丽， 张代润， 黄念慈， 郑越作者单位：四川大学电气信息学院(成都 610065)1.期刊论文曹双强.胡晓吉.CAO Shuang-qiang.HU Xiao-ji基于磁放大器的计算机ATX电源的研究与设计-计算机工程与设计2010,31(20)针对大功率计算机ATX电源多路输出中存在的负载交叉调节效应较严重的问题,提出了一种基于磁放大器的计算机电源系统解决方法.该方法以双管正激电路拓扑为主功率变换拓扑,在各辅路输出中采用磁放大器分别进行稳压,并且每个磁放大器反馈控制回路独立设计,极大地改善了负载交叉调节效应.分析了磁放大器工作的原理,并给出了用于ATX电源中的磁放大器的设计方法和步骤.采用集成电路设计上电与掉电时序,简化了传统的ATX时序电路,提高了系统可靠性.最后设计了一款350W计算机ATX电源样机,表明了该ATX电源设计方法,并给出了样机关键点实验波形.2.学位论文谢亚春异步电机起动/发电实验系统中DC/DC变换装置设计与研究2005本文对坦克异步起动/发电电源实验室演示系统中辅机电站部分的三个电源变换装置进行了设计与研究.一、采用反激的电路拓扑,在对电源系统作了稳定性和动态性能分析的基础上,分别用电阻分压反馈和光耦隔离反馈的方法研制了以30~52V电压输入,有四路15V,两路5V输出且相互隔离的电源.二、分别用BUCK式和交错并联的双管正激式电路拓扑,研制了磁粉制动器的直流励磁电流源,其中对于交错并联双管正激式的电路进行了基于Saber的仿真,确保了电路参数的选取能够保证电路稳定性与动态性能要求.三、设计了以单片机AT89C51为核心的48V/150Ah的铅酸蓄电池数字式充电变换器,可以实现对蓄电池的分段恒流充电与分段恒压充电,较合理地完成对蓄电池的充电.3.学位论文顾亦磊集成模块电源拓扑标准化的研究2008电力电子系统集成是当今电力电子技术研究的重要课题，引领电力电子技术朝集成化、标准化和模块化方向发展。

高集成度的标准模块技术的研究是电力电子系统集成工作的重要组成部分，也是影响电力电子系统集成能否成功推广的关键因素。

本论文从标准模块的分类、拓扑选择的标准、适合系统集成的软开关理论、标准模块拓扑结构的选择和优化、变拓扑柔性变流器理论、小信号电路的优化等方面探讨了电力电子系统集成的技术，提出了若干新思路。

电力电子系统集成的应用对象是世界上主流的电源产品，文中首先对此进行了调查和分析，分析了各种电力电子系统的要求、结构和特点。

为了涵盖尽量多的应用又能够减少标准模块的种类，提出采用电压和功率两种等级交叉的方式对标准模块进行大的电气规格的分类，综合实际的应用得到14种常用的DC/DC标准模块大类。

提出了DC/DC拓扑选择的4大准则，针对一些经典的DC/DC拓扑和较新的DC/DC拓扑与这四大标准的关系进行了评价。

得出了电气规格和拓扑之间的直接对应关系。

分析了电力电子系统集成标准模块所需要的软开关技术，为中小功率和中功率标准模块提出了控制型软开关的概念和理论，明确了控制型软开关的定义，总结和归纳出控制型软开关的五个特征，利用现有的控制型软开关拓扑检验了这五个特征理论。

接着应用五个特征理论推导和构造出一系列拓扑的控制型软开关的实现方法。

为小功率标准模块推荐了准谐振反激变流器作为软开关候选拓扑。

针对系统集成的特殊要求，对一些经典的PWM型拓扑进行改进和改造，为系统集成提供更佳的候选拓扑及方案。