摘 要

现代社会不断发展与前进，社会生产力与之一起不断发展与提升，对现代社会的科学技术提出了很大的要求。随着电气技术的不断发展和改善，对电源的要求越来越高。传统线性电源，虽然设计较为简单，但其体积较大，效率较低，稳定性较差。由此，开关电源应运而生，针对线性电源的缺点做出了改革，很好地适应现在的电源应用环境，可以很好的满足社会生产的需求，其应用也在不断的发展和开拓。在电力电子技术中，开关电源是重要的组成部分，当下开关电源朝高频化、数字化、智能化、模块化方向前进。

本文的目的是设计出一个基于UC3842的高频开关电源系统。针对开关电源的结构和理论，首先做出整体理论的介绍，分清开关电源的组成部分，其中以芯片拓扑结构和变压器类型为最重要部分。根据实际的要求，本文针对开关电源的每个环节做出了详细的分析解释，以简单、高效、节能为基准。针对控制芯片UC3842做出详细介绍和分析管脚功能，同时对芯片的各个子电路做出分析，例如缓冲电路、启动电路等等。反激型高频变压器的设计，针对变压器的特点对磁芯提出了要求，以磁芯的选择和具体的参数计算、设计为重中之重。

关键词：开关电源；反激型；UC3842；多端高频变压器

Abstract

Now,the continuous development and advancement of modern society，and the continuous development and promotion of social productive forces have made great demands on the science and technology of modern society.With the continuous development and improvement of electrical technology, the requirements of the power supply is getting higher and higher.Traditional linear power supply, the design is relatively simple, but it’s larger, less efficient, less stable.As a result, the switching power supply came into being, for the shortcomings of the linear power supply has been reformed, well adapted to the current power application environment, can be very good to meet the needs of social production, its application is also the continuous development.In power electronics technology, the switching power supply is an important component, and the high-frequency, digital, intelligent, modular are the main directions of development.

The purpose of this paper is to design a high-frequency switching power supply system based on UC3842.For the structure and theory of switching power supply, first, make the overall theory of the introduction, distinguish the components of switching power supply, including the chip topology and transformer type are the most important parts.According to the actual requirements, this article for the switching power supply for each link to make a detailed analysis and explanation, with simple, efficient, energy-saving as a benchmark.For the control chip UC3842 to make detailed analysis including every pin functions, while the chip of the various sub-circuits to make analysis, such as buffer circuit, start circuit and so on.Flyback type high-frequency transformer design, the characteristics of the transformer on the core of the request to the core of the choice and the specific parameters of the calculation, designed for the most important.

Keywords: switching power supply；flyback type；UC3842；multi-terminal high-frequency transformer

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1课题研究的意义和背景 1

1.2开关电源研究现状 1

1.3开关电源的发展趋势 2

1.4本文工作内容及结构安排 3

第2章 开关电源设计的理论结构 4

2.1开关电源的基本组成 4

2.2开关电源的主要性能指标以及变换器的分析选择 4

2.3反激型变换器的基本原理以及工作控制模式 5

2.3.1反激型变换器的基本原理 5

2.3.2反激型变换器的控制模式 6

2.4本章小结 6

第3章 开关电源芯片介绍及外围电路设计 7

3.1 芯片介绍以及功能分析 7

3.2芯片外围电路设计 8

第4章 多端反激型开关电源设计 11

4.1 EMI滤波电路设计 11

4.2输入整流滤波电路 12

4.3缓冲吸收电路 13

4.4输出滤波电路 15

第5章 开关电源高频变压器设计 16

5.1高频变压器中磁芯设计与选择 16

5.2反激式高频变压器设计 19

5.3本章小结： 21

第6章 全文总结和展望 22

参考文献 23

附录A：50W高频开关电源-芯片外围电路及开关管 24

附录B：50W高频开关电源—输入滤波整流电路 25

附录C：50W高频开关电源—输出变压器及滤波电路 26

致谢 27

第1章 绪论

1.1课题研究的意义和背景

对于所有的电力原件和电气设备，电源都是重要的一个环节。电源的不断发展与革新，可以推动电力电子技术的发展与前进，为先进的电力电子技术打下良好的基础和提供稳定可靠的能源。针对现今社会的各类电气设备，传统的稳压电源已经不能满足需求了，只有不断开发新的电源技术，实现高频，高压，稳定，高效率，高稳定性等技术目的，才能更好地满足发展需求。开关电源是现在电子设备电源的较优解，随之大量的被使用到了生产生活中。

与传统的线性电源相比，开关电源有着以下一些较为明显的优点：

1. 效率比较高，损耗小，节能环保，对于经济的效益体现更高。开关电源效率一般在80%以上。
2. 允许输入电压变化范围广，同时能保持很好的稳定性。
3. 重量轻、尺寸小，利用PWM技术进行控制。
4. 安全可靠，开关电源有着很多的保护电路和辅助电路，在其运行时稳定性、可靠性很高。

1.2开关电源研究现状

开关电源的起源来自于上世纪五十年代的美国，自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器的问世为以后的开关电源发展之路打开了大门，尤其重要的是PWM技术的出现更是标志着开关电源理论的开始。之后，开关技术不断的发展，慢慢地改善，又到了开关电源的一个重要环节，为了适应生产生活的需要，开关电源加入了“高频”的元素，开关电源的频率也在逐步地提高，同时开关电源的技术也一直在进步。随着软开关技术的提出和实现，高频开关电源的发展又向前了一大步，软开关技术将开关损耗降到极低，很大程度上地简化了电路同时有效地减小了开关电源的体积和质量，很好地提高效率而且具有很高的经济效益，与此同时开关频率也一直在上升，更好地满足需求。一直到本世纪初，因为数字电路技术和计算机的应用的引入，随着逐渐的进步与发展，实现了数字开关电源的技术。数字开关电源有着相对比较智能的技术，比如自我检测、管理、控制等技术为电力电子设备和装置提供了很大的便利，朝着自动化的方向继续前进。

开关电源的发展已经慢慢进入一个稳定的阶段，现阶段的开关电源都存在着几个共有的突出问题：首先高频开关电源可以输出稳定电压，但是有着严重的开关噪声和干扰难以解决。其次，高频开关电源的内部结构相对较为复杂，每个元器件的联系较为紧密，一旦出现问题维修难度十分巨大。最后，因为开关电源的内部结构复杂相对成本较高，对于开关电源的使用要求和规范比较严格，如果存在一些不正当操作和失误会导致可靠性严重降低，不能得到理想的效果。

1.3开关电源的发展趋势

1）高频化