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不工作。而当主电路不工作，辅助电路也随之关闭。所以在电源的启动阶段需要一些方法给控制电路提供能量，然后过渡到正常的工作状态。 启动方法：启动时直接由直流输入端提供起动电压，如图1-12。 R1C1D2C2R2C3D1R4D3MOSFETR34817UC3844C4635C5R5R62O2 图1-12 UC3844的反激式开关电源 这是一个由UC3844构成的反激式小型开关电源，它的辅助电源由主变换器变压器一个绕组提供。在启动阶段，由直流输入端经过电阻分压后加到UC3844的供电端(7端)，给电容C2充电，等到UC3844的7脚电压超过16V时，芯片起振，PWM信号产生，变换器工作，辅助电源电压开始建立。但由于限流电阻RIN的作用，有可能使得芯片7脚电压降低至10V而使得芯片停止工作。之后主电路又通过RIN电阻给UC3844芯片供电，芯片工作。如此反复，直至芯片正常工作所需的辅助电源电压建立后，电源才正常工作。 3 开关电源中的辅助电源设计的原则 虽然辅助电源所需要输出功率不大，但它是开关电源中的非常重要的组成部分，将影响到整个电源的性能。开关电源正向着轻、小、薄、高可靠、高稳定、高效率和智能化的方向发展，应根据整个开关电源系统的规格要求来选择合适的辅助电源系统，首
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先在满足可靠性的前提下，设计简单、轻巧和经济的辅助电源。
1.4 UC3844芯片介绍
UC3844是美国Unitrode公司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，由该集成电路构成的开关稳压电源与一般的电压控制型脉宽调制开关稳压电源相比具有外围电路简单、电压调整率好、频响特性好、稳定幅度大、具有过流限制、过压保护和欠压锁定等优点。
UC3844是一种电流型单端输出式PWM控制芯片,它主要由高频振荡、误差比较、电流取样比较、脉宽调制锁存、欠压锁定、过压保护等功能电路组成。其内部电路结构如图所示。引脚1为误差放大器补偿端,引脚2接电压反馈信号,引脚3接电流检测信号,引脚4外接时间电阻RT及CT用来设置振荡器的频率,引脚5为接地端,引脚6为推挽输出端,可提供大电流图腾柱输出,引脚7接芯片工作电压,引脚8提供5V的基准电压。 是电流型单端输出式PWM ,其最大占空比为50% ,启动电压16V ,具有过压保护和欠压锁定功能。当工作电压大于34V 时,稳压管稳压,使内部电路在小于34 电压下可靠工作;当输入电压低于10V 时,芯片被锁定,控制器停止工作 。其内部框图和引脚图如图1-13所示。
图1-13 UC3844内部结构框图和引脚图
UC3844的工作原理是:反馈电压和2.5V基准电压之差,经误差放大器E/A放大后作为门限电压,与反馈电流经采样后的电压,一起送到电流感应比较器。当电流取样电压超
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过门限电压后,比较器输出高电平触发RS触发器,然后经或非门输出低电平,关断功率管,并保持这种状态直至振荡器输出脉冲到触发器和或非门为止。这段时间的长短由振荡器输出脉冲宽度决定。PWM信号的上升沿由振荡器决定,下降沿由功率开关管电流和输出电压共同决定。反转触发器限制PWM的占空比调节范围在0～50%之内。
UC3844的振荡工作频率由引脚4与引脚8之间所接定时电阻RT、脚4 与地之间所接定时电容CT 设定。
计算公式为:
f?1RTCT??1.72RTCT T0.55引脚2是电压反馈端,将取样电压加至E/A误差放大器的反相输入端,与同向输入端的2.5V基准电压进行比较,产生误差电压。利用内部E/A误差放大器可以构成电压环。引脚3是电流反馈端,电流取样电压由引脚3输入到电流比较器。当引脚3电压大于1V时,输出关闭。利用引脚3和电流比较器可以构成电流环。引脚1是补偿端,外接阻容元件以补偿误差放大器的频率特性。引脚8为5V基准电压,带载能力50mA。引脚6为推挽输出端,有拉、灌电流的能力。引脚5为公共端。引脚7为集成块工作电源端,电压范围为8V～40V。UC3844的输出级为图腾柱式电路,与SG3525的一端完全相同。输出平均电流值为±200mA,最大峰值电流±1A,可直接驱动功率管。由于峰值电流自限,可以不要串入限流电阻。对于电流型控制芯片UC3844 ,使输出驱动信号关断的方法有两种:一种是将引脚1电压降至1V以下,另一种是将引脚3电压升至1V以上。这两种方法都是使电流比较器输出高电平,PWM 锁存器复位,关闭输出端,直至下一个时钟将PWM锁存器置位为止。根据这一原理,可以控制引脚1、3电压的变化,实现各种必要的保护。
1.5 课题来源及主要研究内容
1.5.1课题来源
变频器已应用于各行各业多种设备,并成为当今节电,改造传统工业,改善工艺流程,提高生产过程自动化水平,提高产品质量,改善环境主要技术之一。变频器技术是一种绿色技术,是国民经济和日常生活中普遍需要新技术,也是国际上技术更新换代最快领域之一。
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在我国60%的发电是通过电动机消耗掉的，因此调速传动是一个重要行业，一直得到国家重视，目前己有一定规模。三相交流异步电动机，由于转子侧的电流不从外部引入，而由电磁感应产生，故而具有结构简单牢固、体积小、重量轻、价格低廉、便于维护等优点，一经问世，就备受人们的青睐。与其他电动机相比，它在工农业生产设备中的占有率一直处于绝对领先的地位。另一方面，随着工农业生产的不断发展和进步，人们对调速的要求越来越高，而异步电动机在调速方面一直处于性能不佳的状态。然而，变频技术的出现改善了交流电机的调速性能。随着电力电子技术、微电子技术以及控制技术的不断发展，诸多新型电机控制技术不断被提出，使变频调速能很好地实现对交流电机的调速。
本课题是针对国内现有的通用变频器内部电源的使用需求提出的。
随着工农业中电机应用的普及，有着良好的调速性能的通用变频器应用范围广、需求量大，这就为研究通用变频器的模块化、系统化提供了很好的前景。其中变频器中的辅助电源是首先要解决的问题。
1.5.2 主要研究内容
综上，本论文的开关电源研究内容是：高压直流（DC 350V-700V），输出要求有一
路独立15V，两路独立5V，四路24V一共是五路输出，输出电压纹波在5%范围内。要求输出动态响应性能好，输出电压稳定。要求：1、多路输出之间无电磁干扰；2、不论负载如何变化，各路输出的电压都要稳定，不能有大的波动；3、整个开关电源不能发射出过大的干扰信号，避免影响变频器的正常工作；4、要求其体积尽可能小，成本低廉，维修容易。
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第二章 开关电源的设计
2.1 主电路拓扑
下图是所设计电源的简单图，主电路采用单端反激式变换电路，220 V交流输入电压经桥式整流、电容滤波变为直流后，供给单端反激式变换电路，并通过电阻R1、C2为UC3844提供初始工作电压。为提高电源的开关频率，采用功率MOSFET作为功率开关管，在UC3844的控制下，将能量传递到输出侧。为抑制电压尖峰，在高频变压器原边设置了RCD缓冲电路。
D4D6R1C1C2D1R4R3C4476UC384348512R5C5R6D9D3MOSFETD8D2V1D7GNDV2GNDV3GNDR2C3O2 图2-1 主电路主要结构图
2.2主要器件介绍
2.2.1 PC817
PC817是一个比较常用的光电耦合器,内部结构如图2-2所示，其中脚1为阳极，脚2为阴极，脚3为发射极，脚4为集电极。同时还具有以下特点: 1) 电流传输比 CTR:IF=5mA,VCE=5V时最小值为 50%； 2) 输入和输出之间的隔绝电压高Viso(rms):5.0 KV。
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