基于UC3844的反激稳压电源的设计及分析

根据求得的AP值选择余量稍大的磁芯，一般尽量选择窗口长宽之比较大的磁芯，这样磁芯的窗口有效使用系数较高，同时可以减少漏感。

3．3 变压器原副边匝数

3．3．1 变压器原边匝数NP

式中：△B为磁芯工作磁感应强度变化值(T)，
    Ae单位为cm2，
    Ts单位为s。

3．3．2副边匝数Ns

式中：VD为变压器二次侧整流二极管导通的正向压降。

3．4 功率开关管的选择
   
开关管的最小电压应力UDS

一般选择DS间击穿电压应比式(9)计算值稍大的MOSFET功率管。

3．5 变压器损耗

3．5．1 绕组铜耗计算
   
绕组电阻值R为

式中：MUT为平均每匝导线长度(cm)；

N为导线匝数；
    为20℃时导线每cm的电阻值(μΩ)。
    绕组铜耗PCU为

原、副边绕组电阻值可通过式(10)求出，当求原边绕组铜耗时，电流用原边峰值电流IPK来计算；求副边绕组铜耗时，电流用输出电流Io来计算。

3．5．2 磁芯损耗

磁芯损耗取决于工作频率、工作磁感应强度、电路工作状态和所选用的磁芯材料的性能。对于双极性开关变压器，磁芯损耗PC为

式中：Pb为在工作频率、工作磁感应强度下单位质量的磁芯损耗(W／kg)；

Gc为磁芯质量(Kg)。

对于单极性开关变压器，由于磁芯工作于磁滞回线的半区，所以磁芯损耗约为双极性开关变压器的一半。

变压器总损耗为总铜耗与磁芯损耗之和。

4 实验结果及波形

实验具体参数要求如下：输入单相AC 220V(180～240V)，输出电压为24V，输出额定功率为72W，开关频率为20kHz。

实验结果如表1所列。图5为AC 220V输入且满载时MOSFET功率管驱动波形及电流检测电阻端电压波形，图6为220V输入时满载输出电压波形，图7为AC 220V输入时MOSFET功率管的DS极间电压波形。

从表1及波形可以看出输出电压平均值为24V，电压调整率小于0．1％，负载调整率最大为0．4％。可见，UC3844的脚6产生的方波直接驱动MOSFET功率管，实现了PWM控制。此设计电源的稳定性能较高，但从波形看出电流检测电阻端电压波形有尖峰，说明MOSFET功率管开关瞬间对变压器还有一定的冲击。

5 结语

电流控制型PWM芯片UC3844是一种高性能的固定频率电流型控制器，可以产生PWM脉冲直接驱动MOSFET功率管，并具有外围电路简单、安装与调试方便、性能优良等优点。本文提出了使用UC3844、TL431及光耦等构成的单端反激开关电源，直接从输出电压进行反馈，且电压反馈直接接UC3844内部误差放大器的输出端。该设计输出与输入隔离，反馈回路动态响应快，稳压控制精度高，比较适合用于小功率变换器的设计中。