目录第一章开关电源设计任务书 (1)1.1课程设计的目的 (1)1.2课程设计的要求 (1)1.2.1题目 (1)1.2.2设计装置的主要技术数据 (1)1.2.3课程设计主要内容 (2)1.2.4课程设计的要求 (2)1.3 课程设计报告的基本格式 (2)第二章总体方案的确定 (3)2.1 反激式开关电源的介绍 (3)2.2 UC3842开关电源简介 (4)2.2.1 UC3842内部工作原理简介 (4)2.2.2 UC3842的使用特点 (6)2.2.3 UC3842组成的反激式开关电源 (6)2.3 总体方案的确定 (7)第三章具体电路设计 (8)3.1 EMI滤波电路 (8)3.2 整流滤波电路的设计 (9)3.3 高频变压器的设计 (10)3.4 控制电路的选择 (17)3.5 反馈电路的设计 (18)3.5.1 电压反馈电路 (18)3.5.2 输出电流反馈 (18)3.6 保护电路的设计 (19)3.6.1 输出电压保护电路 (19)3.6.2 输入欠压过压保护 (20)3.7 输出整流滤波电路设计 (21)第四章个人心得体会 (22)附录1 重薄膜绝缘导线参数 (23)附录2 设计完整电路图......................................附大图致谢.. (24)参考文献 (24)第一章开关电源设计任务书1.1 课程设计的目的通过开关电源技术的课程设计达到以下几个目的：1、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。

2、培养学生综合分析问题、发现问题，特别是解决问题的能力。

3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。

4、培养学生运用仿真工具的能力。

5、提高学生课程设计报告撰写水平。

1.2课程设计的要求1.2.1题目题目：反激式开关电源电路设计注意事项：①学生也可以选择规定题目方向外的其他开关电源电路设计。

②通过图书馆和Internet广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料，确定适应自己的课程设计方案。

首先要明确自己课程设计的设计内容。

1.2.2 设计装置（或电路）的主要技术数据主要技术数据1、交流输入电压AC220V2、直流输出为两端输出，一端输出直流电压5V，输出电流1A，另外一端输出电压15V，输出电流500mA。

3、要求反馈端接5V电压输出端。

4、输出纹波电压≤0.2V5、输入电压在95~270V变化时，输出电压误差≤0.03V1.2.3 课程设计主要内容1、开关电源主电路的设计和参数选择2、IGBT电流、电压额定的选择3、开关电源驱动电路的选择4、开关变压器设计5、画出完整的主电路原理图和控制电路原理图6、电路仿真分析和仿真结果。

1.2.4 课程设计的要求（1）在整个设计中要注意灵活运用所学电力电子技术知识和创造性的思维方式以及创新能力要求具体电路方案的选择必须有论证说明，要说明其有哪些特点。

主电路具体电路元器件的选择应有计算和说明。

课程设计从确定方案到整个系统的设计，必须在检索、阅读及分析研究大量相关文献的基础上，经过剖析、提炼，设计出所要求的电路（或装置）。

课程设计中要不断的提出问题，并给出这些问题的解决方法和机子的研究体会。

设计报告最后给出设计中所查阅的参考文献最少不能少于5篇，且文中有引用说明。

（2）在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能力。

要求学生在教师的指导下，独立完成所设计的系统主电路、控制电路等详细的设计（包括计算和元器件类型）。

严禁抄袭，严禁两篇设计报告基本相同，甚至完全一样。

（3）课程设计用纸和格式统一课程设计用纸在学校印刷厂统一购买和装订，封面为学校统一要求。

要求图表规范。

文字通畅，逻辑性强，设计报告不少于20页。

1.3课程设计报告的基本格式目录内容：1．设计的基本要求（给出所要涉及的装置的主要技术数据和设计装置要达到的要求，包括性能指标，最好简述所设计装置的主要用途）2．总体方案的确定3．具体电路设计（包括主电路设计、控制电路设计、变压器设计等以及参数计算）4．电路仿真和结果5．附录（电路图、方针结果图等）6．参考文献第二章总体方案的确定2.1 反激式开关电源的介绍开关电源具有能耗小、效率高、稳压范围宽、体积小、重量轻等突出优点，在通讯设备、数控装置、仪表仪器、影音设备、家用电器等电子电路中得到了广泛应用。

开关电源的基本组成如图2-1所示，其中，DC/DC变换器用以进行功率变换，它是开关电源的核心部分；驱动器是开关信号的放大部分，对来自信号源的开关信号进行放大和整形，以适应开关管的驱动要求；信号源产生控制信号，该信号有它激或自激电路产生（本次课程设计要求它激）。

比较放大器对给定信号和输出反馈信号进行比较运算，控制开关信号的幅值，、频率、波形等，通过驱动器控制开关器件的占空比，以达到稳定输出电压值的目的。

除此之外，开关电源还有辅助电路，包括启动、过流过压保护、输入滤波、输出采样、功能指示等电路。

【1】电源结构、反激开关电源结构、半桥开关电源结构、全桥开关电源结构等。

这里重点介绍一下反激开关电源结构。

反激开关电源如图2-2所示，当功率开关管VT导通时，输入端的电能以磁能的形式储存在变压器的初级线圈N1中，由于同名端关系，次级侧二极管V1不导通，负载没有电流通过。

当功率开关晶体管VT断开时，变压器次级绕组以输出电压U0为负载供电，并对变压器进行消磁。

反激开关电源电路简单，输出电压U0即可高于输入电压U i又可低于输入电压U i，一般适用于在输出功率在200W以下的开关电源中。

2.2 UC3842式开关电源简介UC3842是美国Unitrode公司(该公司现已被TI公司收购)生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片，可直接驱动双极型晶体管、MOSFEF 和IGBT 等功率型半导体器件，具有管脚数量少、外围电路简单、安装调试简便、性能优良等诸多优点，广泛应用于计算机、显示器等系统电路中作开关电源驱动器件。

2.2.1 UC3842 内部工作原理简介UC3842为双列8脚单端输出的它激式开关电源驱动集成电路，其内部电路包括振荡器、误差放大器、电流取样比较器、PWM锁存电路、5VC基准电压、欠压锁定电路、图腾柱输出电路、输出电路等。

图2-3 示出了UC3842 内部框图和引脚图，UC3842 采用固定工作频率脉冲宽度可控调制方式，共有8 个引脚，各脚功能如下：(1) 5 V 基准电源：内部电源，经衰减得到2.5 V 作为误差比较器的比较基准。

该电源还可以提供外部5 V/50 mA 。

(2) 振荡器：产生方波振荡。

R T 接在④、 REF ⑧脚之间，C T 接④、 GND ⑤之间。

频率f =1.8/(C T R T ), 最大为500 kHz 。

(3) 误差放大器：由V FB 端输入的反馈电压和2.5 V 做比较，误差电压COMP 用于调节脉冲宽度。

COMP 端引出接外部RC 网络，以改变增益和频率特性。

(4) 输出电路：图腾柱输出结构，电路1 A ，驱动MOS 管及双极型晶体管。

(5) 电流取样比较器：③脚ISENSE 用于检测开关管电流，可以用电阻或电流互感器采样，当V ISENSE >1 V 时，关闭输出脉冲，使开关管关断。

这实际上是一个过流保护电路。

(6) 欠压锁定电路V VLO ：开通阈值16 V ，关闭阈值10 V 。

具有滞回特性。

(7) PWM 锁存电路：保证每一个控制脉冲作用不超过一个脉冲周期，即所谓逐脉冲控制。

另外，V CC 与GND 之间的稳压管用于保护，防止器件损坏。

(8) 图腾柱输出电路(Totem Pole)：由于此结构画出的电路图有点像印第安人的图腾柱，所以叫图腾柱式输出，也叫图腾式输出。

输出极采用一个上电阻接一个NPN 型晶体管的集电极，这个晶体管的发射极接下面管子的集电极同时输出；下晶体管的发射极接地。

两晶体管的基极分别接前级的控制。

就是上下两个输出晶体管，从直流角度看是串联，两晶体管联接处为输出端。

上晶体管导通下晶体管截止，输出高电平；下晶体管导通上晶体管截止，输出低电平；上下两晶体管均截止，则输出为高阻态。

2.2.2 UC3842的使用特点(1) 采用单端图腾柱式PWM 脉冲输出，输出驱动电流为±200 mA ，峰值可达±1 A 。

(2) 启动电压大于16 V ，启动电流仅1 mA 即可进入工作状态。

处于正常工作状态时，工作电压在10～34 V 之间，负载电流为15 mA 。

超出此限制，开关电源呈欠电压或过电压保护状态，无驱动脉冲输出。

(3) 内设5 V(50 mA)基准电压源，经2∶1分压后作为取样基准电压。

(4) 输出电流为200 mA ，峰值为1 A ，既可驱动双极型三极管也可驱动MOSFET 管。

若驱动双极型三极管，应加入开关管截止加速RC 电路，同时将内部振荡器的频率限制在40 kHz 以下。

若驱动MOSFET 管，振荡频率由外接RC 电路设定，见式(3-1)，工作频率最高可达500 kHz 。

(5) 内设过流保护输入(③脚)和误差放大输入(①脚)两个PWM 控制端。

误差放大器输入构成主PWM 控制系统，可使负载变动在30％～100％时输出负载调整率在8 ％以下，负载变动在70％～100％时负载调整率在3％以下。

(6) 过流检测输入端可对每个脉冲进行控制，直接控制每个周期的脉宽，使输出电压调整率达到0.01%／V 。

如果③脚电压大于1 V 或①脚电压小于1 V ，PWM 比较器输出高电平使锁存器复位，直到下一个脉冲到来时才重新置位。

利用①脚和③脚的电平关系，在外电路控制锁存器的开/闭，使锁存器每个周期只输出一次触发脉冲。

因此，电路的抗干扰性极强，开关管不会误触发，提高了可靠性。

(7) 内部振荡器的频率由④脚外接电阻与⑧脚外接电容设定。

集成电路内部基准电压通过④脚引入外同步。

④脚和⑧脚外接R T 、 C T 构成定时电路，C T 的充电与放电过程构成一个振荡周期，其振荡频率可由下式近似得出：T T T T C 8.155.011C R C R T f ===2.2.3 UC3842 组成的反激式开关电源反激式开关电源电路中的变压器起着储能元件的作用，可以看做是一对相互耦合的电感，其工作过程是：开关开通后，V处于断态，初级绕组的电流线性增长，电感储能增加；开关关断后，初级绕组的电流被切断，变压器中的磁场能量通过次级绕组和V向输出端释放。

【1】图2-4是反激式开关电源原理图，其中的控制芯片采用UC3842。

电源的输出电压等级有三种：＋5 V、＋12 V、－12 V。

该电路的变换器是一个降压型开关电路。

由单管驱动隔离变压器TC主绕组N1电流，C2、R3可以提供变压器原边泄放通路。