基于UC3842的一種高效的單相AC/DC轉(zhuǎn)換電路

孔祥明

摘 ?要：我們基于芯片UC3842，設(shè)計(jì)了一個(gè)高效的單相AC/DC轉(zhuǎn)換電路，它是調(diào)整功率管工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，DC/DC穩(wěn)壓反饋電路為系統(tǒng)，以開(kāi)關(guān)電源控制器UC3842為核心，通過(guò)改變調(diào)整功率管導(dǎo)通和截止的時(shí)間比例來(lái)輸出電壓穩(wěn)定。

輸出電壓反饋采用“同步采樣”方式，能有效避免電壓尖峰對(duì)信號(hào)檢測(cè)的影響，采用多種有效措施降低系統(tǒng)的電磁干擾（EMI），增強(qiáng)電磁兼容性（EMC），具有完善可靠的過(guò)流保護(hù)電路。

關(guān)鍵詞：UC3842;高效;單相;AC/DC

1.前言

AC/DC電源就是輸入為交流，輸出為直流的電源變換器。例如我們常用的手機(jī)充電器、筆記本、平板電腦的電源適配器都是這種電源。提高AC/DC轉(zhuǎn)換器效率，實(shí)現(xiàn)更好的節(jié)能性能的方法，是綠色能源的倡導(dǎo)。

2.電路設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)并制作如圖1 所示的單相AC-DC 轉(zhuǎn)換電路。輸出直流電壓穩(wěn)定在36V，輸出電流額定值為2A。

交流參數(shù)均為有效值，AC-DC電路效率 ，其中P0=U0I0，Ps=USIS。

負(fù)載調(diào)整率 ，其中Uo1為Io=0.2A時(shí)的直流輸出電壓，Uo2為Io=2.0A時(shí)的直流輸出電壓;電壓調(diào)整率 ，U01為Us=20V時(shí)的直流輸出電壓，Uo2為Us=30V時(shí)的直流輸出電壓。

交流功率和功率因數(shù)測(cè)量可采用數(shù)字式電參數(shù)測(cè)量?jī)x。

本系統(tǒng)主要由AC/DC整流模塊、DC/DC升壓模塊、電壓電流調(diào)整模塊、過(guò)流保護(hù)、功率因素測(cè)量模塊、顯示模塊以及功率因素校正模塊組成，如圖2所示。

3.電路原理

利用調(diào)整功率管UC3842工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，通過(guò)改變調(diào)整功率管導(dǎo)通和截止的時(shí)間比例來(lái)穩(wěn)定輸出電壓。

UC3842的特點(diǎn)：微調(diào)的振蕩器放電電流，可精確控制占空比，電流模式工作到500KHZ，自動(dòng)前饋補(bǔ)償，鎖存脈寬調(diào)制，可逐周限流，內(nèi)部微調(diào)的參考電壓，帶欠壓鎖定，大電流圖騰柱輸出，欠壓鎖定，帶滯后，低啟動(dòng)和工作電流，UC3842A 有16V（通）和10 伏（斷）低壓鎖定門限，十分適合于離線變換器。UC3843A是專為低壓應(yīng)用設(shè)計(jì)的，低壓鎖定門限為8.5伏（通）和7.6V（斷）。

用AT89S52單片機(jī)控制運(yùn)算數(shù)據(jù)，在此用四位一體的共陽(yáng)極數(shù)碼管顯示出功率因素的數(shù)值大小。通過(guò)對(duì)負(fù)載電流的采樣并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，再與基準(zhǔn)電壓通過(guò)LM324進(jìn)行比較，控制繼電器的輸入端，切斷電路從而達(dá)到保護(hù)電路的作用。

當(dāng)輸出電流大于2.5A時(shí)，比較器取樣進(jìn)行比較，再將結(jié)果輸出，給繼電器一個(gè)觸發(fā)的信號(hào)，切斷電路，以此達(dá)到保護(hù)總體的電路。將UO穩(wěn)定在36V，2A的狀態(tài)下，待降至I=2.5A以下則恢復(fù)恒壓輸出。

4.測(cè)試數(shù)據(jù)

通過(guò)對(duì)電路板的繪制和制作，再對(duì)作品進(jìn)行測(cè)量，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，試驗(yàn)結(jié)果還是不錯(cuò)的，但還是不能完全達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，這可能是因?yàn)殡娐钒逶牟季?、焊接，以及各個(gè)元件的相互影響;電路的總體不夠穩(wěn)定，對(duì)輸出有一定的影響。實(shí)際測(cè)量還是會(huì)存在一定的誤差。

5.總結(jié)

本設(shè)計(jì)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多次測(cè)量，基本上滿足了預(yù)期的效果。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，力求硬件線路簡(jiǎn)單明了，發(fā)揮軟件功能，達(dá)到更好的效果。

在設(shè)計(jì)的過(guò)程中綜合了所學(xué)的數(shù)字電路，模擬電路，單片機(jī)，C語(yǔ)言等，同時(shí)也應(yīng)用到了Protel 99se軟件畫圖和Protues軟件仿真。

參考文獻(xiàn)

[1] ?康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）.高等教育出版社，2006.01

[2] ?康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）.高等教育出版社，2006.01

[3] ?王兆安、劉進(jìn)軍.電力電子技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社，2009.05

[4] ?程國(guó)鋼.51單片機(jī)典型模塊開(kāi)發(fā).電子工業(yè)出版社，2012.05