3.3 Boost升压型开关电源拓扑结构
主回路拓扑结构选择非隔离型中Boost型升压斩波电路，如图三。假设C和L足够大，输入输出电压，即为常数。据推理电感两端的电压值也为常数，记电感两端的电压值是VL，经过L的电流记为IL，电流变化正增量记为△i+，电流变化的负增量记为△i一。当开关闭合时，续流二极管关断，此时电源向电感充电储存能量，忽略开关管的压降。则由电感电流不可以突变、法拉第电磁感应公式和基尔霍夫电压定律推导出：增量电流△i+和时间△t成正比，呈线性上升趋势，与电感成反比。当开关管T关断时，续流二极管D导通，忽略续流二极管导通电压，输入端电源电压与电感器L中自感电动势正向叠加后，通过续流二极管D对负载R供电，同时对电容器C充电。同理推导出：负增量电流与电感值成反比，与关断时间成正比。下降是从上个时间充电后的电流点开始线形下降的。
3.4 控制芯片采用UC3842
此设计采用UC3842作为PWM控制芯片。它只需要很少的外部元件就可获得低成本高效益的解决方案。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脚是误差放大器的输出端，外接阻容元件可改善误差放大器的增益和频率特性；②脚是反馈电压输入端，此脚电压与误差放大器同相端的2．5V基准电压进行比较，产生误差电压，而控制脉冲宽度；
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③脚为电流检测输入端，当检测电压超过1V时停止脉冲输出使电源处于间歇工作状态；④脚为定时端，内部振荡器工作频率由外接的阻容时间常数决定，f=1．8／(RT×CT)；⑤脚为公共地端；⑥脚为推挽输出端，内部为图腾柱式，上升、下降时间仅为50ns驱动能力为±1A；另外在⑥脚输出端接入了一个稳压二极管12V，这是为了使输出电压的峰—峰值控制在12V左右，避免对功率场效应管IRF640的损害。而电阻4.7K的作用就是为了减少输出的直流电压中的纹波电压；⑦脚是直流电源供电端，具有欠、过压锁定功能，芯片功耗为15mW；⑧脚为5V基准电压输出端，有50mA的负载能力。输入端接R再输入到芯片电源端，由于UC3842启动电压需要16V，输入经整流滤波后至少有18V左右，可保证正常启动。所以采用了稳压二极管18V供电给控制芯片UC3842，另外串联了一个电阻R（0.5K）这是为了限流作用，保证稳压二极管18V能够正常稳定工作。UC3842振荡器可以工作高达500kHz，经过计算选择较折中的频率40kHz取Rt=10k，Ct=4．7nF，Rt接在振荡端和参考电压8脚处，4脚退耦电容C3取O．1uF。
4、开关电源主要器件的选择原理
4.1功率场效应管MOSFET（IRF640（IRF640承受的最大电压值为200V，承受的最大的电流值为10A））
功率场效应管又叫功率场控晶体管。 一．原理：
实际上，功率场效应管也分结型、绝缘栅型。但通常指后者中的MOS管，即MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）。
它又分为N沟道、P沟道两种。器件符号如下：
N沟道 P沟道
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图1-3：MOSFET的图形符号
MOS器件的电极分别为栅极G、漏极D、源极S。 和普通MOS管一样，它也有：
耗尽型：栅极电压为零时，即存在导电沟道。无论VGS正负都起控制作用。 增强型：需要正偏置栅极电压，才生成导电沟道。达到饱和前，VGS正偏越大，IDS越大。
一般使用的功率MOSFET多数是N沟道增强型。而且不同于一般小功率MOS管的横向导电结构，使用了垂直导电结构，从而提高了耐压、电流能力，因此又叫VMOSFET。 二．特点：
这种器件的特点是输入绝缘电阻大（1万兆欧以上），栅极电流基本为零。 驱动功率小，速度高，安全工作区宽。但高压时，导通电阻与电压的平方成正比，因而提高耐压和降低高压阻抗困难。
适合低压100V以下，是比较理想的器件。 目前的研制水平在1000V/65A左右（参考）。
其速度可以达到几百KHz，使用谐振技术可以达到兆级。 三．参数与器件特性：
无载流子注入，速度取决于器件的电容充放电时间，与工作温度关系不大，故热稳定性好。 （1） 转移特性：
ID随UGS变化的曲线，成为转移特性。从下图可以看到，随着UGS的上升，跨导将越来越高。
ID
UGS
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图1-4：MOSFET的转移特性
（2） 输出特性（漏极特性）：
输出特性反应了漏极电流随VDS变化的规律。 这个特性和VGS又有关联。下图反映了这种规律。
图中，爬坡段是非饱和区，水平段为饱和区，靠近横轴附近为截止区，这点和GTR有区别。
图1-5：MOSFET的输出特性 VGS=0时的饱和电流称为饱和漏电流IDSS。 （3）通态电阻Ron：
通态电阻是器件的一个重要参数，决定了电路输出电压幅度和损耗。 该参数随温度上升线性增加。而且VGS增加，通态电阻减小。 （4）跨导：
MOSFET的增益特性称为跨导。定义为： Gfs=ΔID/ΔVGS
显然，这个数值越大越好，它反映了管子的栅极控制能力。 （5）栅极阈值电压
栅极阈值电压VGS是指开始有规定的漏极电流（1mA）时的最低栅极电压。它具有负温度系数，结温每增加45度，阈值电压下降10%。 （6）电容
MOSFET的一个明显特点是三个极间存在比较明显的寄生电容，这些电容对开关速度有一定影响。偏置电压高时，电容效应也加大，因此对高压电子系统会有一定影响。
有些资料给出栅极电荷特性图，可以用于估算电容的影响。以栅源极为例，
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ID IVGS VDS
其特性如下：
VGS 可以看到：器件开通延迟时间内，电荷积聚较慢。随着电压增加，电荷快速上升，对应着管子开通时间。最后，当电压增加到一定程度后，电荷增加再次变慢，此时管子已经导通。
QG
图1-6：栅极电荷特性
（8）正向偏置安全工作区及主要参数
MOSFET和双极型晶体管一样，也有它的安全工作区。不同的是，它的安全工作区是由四根线围成的。
最大漏极电流IDM：这个参数反应了器件的电流驱动能力。 最大漏源极电压VDSM：它由器件的反向击穿电压决定。 最大漏极功耗PDM：它由管子允许的温升决定。
漏源通态电阻Ron：这是MOSFET必须考虑的一个参数，通态电阻过高，会影响输出效率，增加损耗。所以，要根据使用要求加以限制。
图1-7：正向偏置安全工作区 4.2 UC3842芯片 一．管脚排列
1 2 ISENSE 3 /CT 4 RT
COMP UFB
ID IDM RON PCM VDSM
VDS
8 7 6 5 REF Vcc OUTPUT Gnd
图4.1 UC3842管脚图
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UC3842