反激式開關(guān)電源設(shè)計 - 醫(yī)用開關(guān)電源設(shè)計方案

　　115V的交流輸入電壓經(jīng)整流濾波后為電路提供直流工作電壓。起動電路由電容C2和電阻R2構(gòu)成，C2經(jīng)電阻R2充電，當(dāng)達(dá)到16 V時，UC3842有輸出；使MOS開關(guān)Q1導(dǎo)通，能量存貯在變壓器T1中，此時，由于二次側(cè)各路整流二極管反向偏置，故能量不能傳到T1的二次側(cè)，T1 側(cè)的一次側(cè)電流通過電阻R10檢測并與UC3842內(nèi)部提供的1 V基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)達(dá)到這一電平時Q1關(guān)斷。所有變壓器的繞組極性反向，輸出整流二極管正向偏置，存貯在T1中的能量傳輸?shù)捷敵?a target="_blank">電容器中。啟動結(jié)束后，反饋線圈的電壓整流后經(jīng)取樣電阻分壓回送到誤差放大器的反向端（2腳）和UC3842內(nèi)部的2.5 V基準(zhǔn)電壓作比較來調(diào)整驅(qū)動脈沖寬度。從而改變輸出電壓以實現(xiàn)對輸出的控制。這樣能量周而復(fù)始地存貯釋放，給各路輸出端提供電壓。

　　穩(wěn)壓反饋環(huán)境由R12，光耦合器，TL431等組成。其穩(wěn)壓原理：若輸出電壓因負(fù)載變輕而升高時，流過光耦合器的發(fā)光二極管電流增大，其發(fā)光強度增加，反饋至光耦合三極管使CE間電阻變小，使加至1腳的電壓降低，從而使6腳的PWM信號寬度變窄，從而達(dá)到穩(wěn)壓的目的。

　　4 參數(shù)設(shè)計

　　在開關(guān)電源的設(shè)計實現(xiàn)中，高頻變壓器的設(shè)計與計算是至關(guān)重要的，其工作量也是比較大的，它的設(shè)計方法與其他類型的變壓器不同。下面以電源設(shè)計功率為70W，效率為η=80%，工作頻率為30kHz為例，說明電路的設(shè)計方法。

　　4.1 變壓器鐵芯設(shè)計

　　采用面積相乘法設(shè)計變壓器，由面積相乘法公式

　　，

　　其中Ag為有效鐵芯面積，Aw為窗口面積，Up為原邊電壓，當(dāng)原邊電壓波動時，取最低輸入電壓。Ip為原邊輸入電流，Us為副邊輸出電壓，Is為副邊輸出電流，Kw為窗口利用系數(shù)，一般為0.40，fs為開關(guān)頻率（Hz），△B為磁通密度變化率（T），j為電流密度，一般取400A/cm2。

　　鐵氧體磁芯磁感應(yīng)強度取65%的飽和值：

　　變壓器效率η為80%：則原邊輸入功率為

　　。則

　　考慮到留有余量，選用鐵芯為E130，其中鐵芯面積Ag為110 mm2，窗口面積為143 mm2。 考慮到電壓工作環(huán)境比較惡劣，原邊輸入電壓最低：

　　Up =220×1.4×0.8=248V

　　4.2 原副邊繞組匝數(shù)計算

　　原邊繞組每匝伏數(shù)

　　取整流二極管壓降為0.7 V。副邊繞組壓降為0.6 得：5 V副邊繞組匝數(shù)匝

　　，取7匝。

　　新的反激每匝伏數(shù)

　　±15 V副邊繞組匝數(shù)匝

　　，取22匝。

　　24 V副邊繞組匝數(shù)

　　匝，取整為33匝。

　　5 結(jié)束語

　　該電源經(jīng)使用證明，電源設(shè)計合理，工作可靠，性價比高，具有很強的實際應(yīng)用價值和廣闊的前景。UC3842是一種高性能的固定頻率電流型控制器，單端輸出，可直接驅(qū)動晶體管和MOSFET，具有管腳數(shù)量少，外圍電路簡單，安裝與調(diào)試簡便，價格低廉等優(yōu)點。設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，實現(xiàn)了對醫(yī)療設(shè)備供電的功能，對醫(yī)療設(shè)備的整體性能提高大有益處。