我們先熟悉一款開關電源的工作原理，該電源可輸出5V電壓，如圖1所示。

 

 

在電網輸入端首先設置一個NTC5D-9負fu溫wen度du係xi數shu熱re敏min電dian阻zu，作zuo用yong是shi保bao護hu後hou麵mian的de整zheng流liu橋qiao
，剛gang開kai機ji時shi熱re敏min電dian阻zu處chu於yu冷leng態tai
，阻zu值zhi比bi較jiao大da，可ke以yi限xian製zhi輸shu入ru電dian流liu，正zheng常chang工gong作zuo時shi，電dian阻zu比bi較jiao小xiao。這zhe樣yang對dui開kai機ji時shi的de浪lang湧yong電dian流liu起qi到dao有you效xiao的de緩huan衝chong作zuo用yong。

 

電容CY1、CY2、CY3、CY4用以濾除從工頻電網上進入開關穩壓電源和從開關穩壓電源進入工頻電網的不對稱雜散信號
，電容CX1、CX2用以濾除從工頻電網上進入開關穩壓電源和從開關穩壓電源進入工頻電網的對稱雜散信號，用電感L1抑製從工頻電網上進入開關穩壓電源和從開關穩壓電源進入工頻電網的頻率相同、相位相反的雜散幹擾電流信號。

 

采(cai)用(yong)高(gao)頻(pin)特(te)性(xing)好(hao)的(de)瓷(ci)片(pian)電(dian)容(rong)和(he)鐵(tie)芯(xin)電(dian)感(gan)，實(shi)現(xian)開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)高(gao)頻(pin)輻(fu)射(she)不(bu)汙(wu)染(ran)工(gong)頻(pin)電(dian)網(wang)和(he)工(gong)頻(pin)電(dian)網(wang)上(shang)的(de)雜(za)散(san)電(dian)磁(ci)波(bo)不(bu)會(hui)竄(cuan)入(ru)開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)電(dian)路(lu)中(zhong)而(er)幹(gan)擾(rao)和(he)影(ying)響(xiang)其(qi)工(gong)作(zuo)，對(dui)高(gao)頻(pin)分(fen)量(liang)或(huo)工(gong)頻(pin)的(de)諧(xie)波(bo)分(fen)量(liang)具(ju)有(you)急(ji)劇(ju)阻(zu)止(zhi)通(tong)過(guo)功(gong)能(neng)，而(er)對(dui)於(yu)幾(ji)百(bai)赫(he)茲(zi)以(yi)下(xia)的(de)低(di)頻(pin)分(fen)量(liang)近(jin)似(si)一(yi)條(tiao)短(duan)路(lu)線(xian)。

圖1 開關電源的工作原理圖

 

在電路中D1
、D2、D3、D4組成全橋整流電路，把輸入的交流電壓進行全波整流，然後用C1進行濾波
，最後變成直流輸出供電電壓，為後級的功率變換器供電
，整流濾波後的電壓約為300V。

 

3. UC3842供電與振蕩

 

300V的脈動直流電壓，此電壓經R12降壓後給C4充電，供電UC3842的7腳
，當C4的電壓達到UC3842的啟動電壓門檻值時，UC3842開始工作並提供驅動脈衝，由6腳輸出推動開關管工作。一旦開關管工作

，反饋繞組的能量經過D6整流
，C4濾波，又供電到UC3842的7腳，這時可以不需要 R12的啟動了。

 

C9
、R11接UC3842的定時端，和內部電路構成振蕩電路，振蕩的工作頻率計算為：

 

　　f=1.8/（Rt*Ct）

 

　　代入數據可計算工作頻率：

 

　　f=68.18K

 

 

該電路主要由精密穩壓源T L 4 3 1 和線性光耦P C 8 1 7 組成， 假設輸出電壓↑ → 經過R 1 6 
、R 1 9 、R20、RES3的取樣電壓↑→TL431的1腳電壓↑

，當該腳電壓大於TL431的基準電壓2.5V時，TL431的2、3腳導通，→通過光電耦合到UC3842的2腳，於是UC3842的6腳驅動脈衝的占空比↓→開關變壓器T1繞組上的能量↓→輸出電壓↓，達到穩壓作用；反之
，假設輸出電壓下降
，則穩壓過程與上相反。

 

R9取得反饋電壓輸入UC3842，R8，R10
，C6是改變UC3842內部增益和頻率特性。

 

 

由於輸入電壓的不穩定，或者一些其他的外在因素
，有時會導致電路出現短路、過壓、欠壓等不利於電路工作的現象發生，因此，電路必須具有一定的保護功能。

 

(1)過流保護。如果由於某種原因，輸出端短路而產生過流→開關變壓器繞組能量將快速泄放
，為了補充這些能量，開關管必須延長導通時間→開關管的漏極電流將大幅度上升
，R5兩端的電壓上升，UC3842的腳3上的電壓也上升。當該腳的電壓超過正常值0.3V達到1V時
，UC3842內部的PWM比較器輸出高電平，使PWM鎖存器複位
，關閉輸出。UC3842的腳6無輸出，開關管截止
，實現過流保護。

 

(2)過壓保護。如果供電電壓發生過壓(在260V以上)，變壓器的初級繞組電壓大大提高
，取樣繞組上的電壓經過整流濾波後使UC3842的腳7供電電壓也急劇上升，其腳2的電壓也上升，關閉6腳輸出，開關管停振，實現過壓保護。

 

(3)欠壓保護。如果電網的電壓低於90V
，UC3842的腳1電壓下降
，當下降lV以下時
，UC3842內部的PWM比較器輸出高電平
，使PWM鎖存器複位，關閉6腳輸出。實現欠壓保護。

 

 

D9、D10、C13、C14、C15是輸出端的整流濾波電路

，這部分電路屬於高頻濾波部分。

 

D9、D10為肖特基二極管，具有高頻快恢複開關二極管的特性
，而且具有正向管壓降低
，開關速度快、截止時反向漏電流小
，有利於提高電源的效率，其反向恢複時間短，有利於減少高頻噪聲。

 

首先繪製原理圖，這裏使用的是protel d x p2004軟件。在SCH界麵中輸入元器件參數，然後建立原理電路網絡表
，在PCB界麵中載入原理電路網絡表，再建立設計參數，最後進行元件手工布局和手工布線。

 

 

PCBchicunguodashi

，yinzhixianluchang，zukangzengjia
，kangzaonenglixiajiang，chengbenyezengjia，guoxiaozesanrebuhao
，qielinjinxiantiaoxi
，yishouganrao。zaicicaiyongwaixingweijuxing
，changkuanbiliwei3：2
，長寬為0.150.10m的板材。

 

 

以每個功能的核心元件為中心，圍繞它進行布局。在這裏電源輸入級、功率變換、電源輸出級

、PWM控製單元來布線，元件均勻、整齊、緊jin湊cou排pai列lie，按an照zhao電dian路lu流liu程cheng安an排pai各ge個ge功gong能neng電dian路lu單dan元yuan位wei置zhi
，使shi得de布bu局ju便bian於yu信xin號hao流liu通tong，並bing使shi信xin號hao盡jin量liang保bao持chi一yi致zhi方fang向xiang。另ling外wai電dian路lu中zhong元yuan器qi件jian盡jin量liang達da到dao平ping行xing排pai列lie，方fang便bian後hou麵mian焊han接jie工gong作zuo。

 

 

從電源的整體可靠性的角度考慮，電解電容是電源電路中重要的元件，該元件受溫度的影響大，要遠離發熱的功率開關管器件。

 

PWM控製器芯片UC3842的位置遠離了開關變壓器的次級和AC電網輸入端，因為功率開關變換器既是電源中的發熱源
，又是高頻輻射源。PCB圖如圖2所示。