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PSpice的升压型开关稳压电源设计与仿真

PSpice的升压型开关稳压电源设计与仿真

点击数:7567 次   录入时间:03-04 11:51:34   整理:http://www.55dianzi.com   电源

图4 连续电流波形图

图4 连续电流波形图

  2.2 高性能电流模式控制器UC2843简介

  UC2843是一种电流型脉宽调制电源芯片,价格低廉,广泛应用于电子信息设备的电源电路设计,常用作反馈式开关电源的控制电路。UC 2843工作电压为8.5~36 V,是专为离线和DC-DC变换器应用而设计,提供了只需少量外部元件就能获得低成本高效益的解决方案。具有可微调的振荡器、能进行精确的占空比控制、温度补偿的参考电压、高增益的误差放大器。电流取样比较器和大电流图腾柱式输出,是驱动功率MOSFET的理想器件。其它的保护特性包括滞后式欠压锁定,低压锁定门限为8.5 V(通)和7.6 V(断),还有逐周电流限制、可控输出静区时间等。

  图5所示为UC2843的内部框图。

图5 UC2843的内部框图

图5 UC2843的内部框图

  3 升压型开关稳压电源设计

  电源的技术指标为:输人标称12V,动态范围9~18V,输出24V,Io为1A,频率为300kHz,输出电压精度为1%.设计电路如图6所示。

图6 12V-24V升压变换器电路

图6 12V-24V升压变换器电路

  3.1 元件参数选择

  (1)储能电感。

  在保证电感电流连续模式前提下,电感值应满足

  其中,Vs为为开关管导通时漏极电位。假定电路在额定输出时,电感纹波电流为平均电流的30%,即

  故,电感值可取

  综合考虑,电感可取50~150μH.

  (2)其它元件参数选择。

  为得到300 kHz的工作频率,选择RT电阻为27 kΩ,CT为220 pF.UC2843内部脚2为误差放大器的反向输入端,正向输入基准为2.5 V,可知输出电压为Vo=2.5(1+R1/R2),由此可确定输出取样电阻R1和R2值分别8.7 kΩ和1 kΩ。开关管,由于工作在大电流状态,且频率为300 kHz.应选择Rds小的功率开关MOS管。输出二极管应选择快恢复二极管以保证开关的正常工作。输出电容是一个重要的储能元件,所以应选用100μF及以上的电解电容,其余元件参数如图6所示。为防止次谐波振荡,特加入了由Q1组成的斜坡补偿电路。

  3.2 电路模拟仿真

  运行PSpice仿真,得到如图7所示波形。在9 V输入电压下,输出电压23.899 V,电压纹波11 mV,电感电流1.545 9 A,纹波271 mA,占空比75%.由于加入了斜坡补偿,所以并没有出现次谐波振荡,即占空比时大时小的现象。电源效率为70%.电路元件参数的具体选择,可参考仿真结果,查看每个元件的电流和耗散功率加以确定。

图7 PSpice仿真波形

图7 PSpice仿真波形

  4 结束语

  借助PSpice仿真软件,设计了一款常用的12~24 V升压型开关稳压电源电路。整个电路调试容易,工作稳定、可靠性高、成本低。另外,可根据具体的电路指标要求,对电路进行灵活控制、变动,设计出其他的应用电路。

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