基于PWM芯片（UC3842）的醫(yī)療開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)方案
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0 引言
醫(yī)療電源是對(duì)安規(guī)及EMI、EMC比較高的設(shè)備，作為綠色開(kāi)關(guān)電源，將在21世紀(jì)給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)巨大的變化。性能優(yōu)良的醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)離不開(kāi)性能優(yōu)良的控制模塊，而控制模塊的性能在很大程度上取決于供電電源的性能，所以高質(zhì)量的供電電源系統(tǒng)在整個(gè)醫(yī)療系統(tǒng)中占有相當(dāng)重要的位置。本文基于UC3842高性能電流模式PWM發(fā)生器控制的開(kāi)關(guān)電源適合應(yīng)用于此類(lèi)系統(tǒng)。 本設(shè)計(jì)通過(guò)小型高頻變壓器實(shí)現(xiàn)輸出和輸入的完全隔離，不僅提高了電源的效率，簡(jiǎn)化了外圍電路，也降低了電源的成本和體積。 電源輸出電壓穩(wěn)定，波紋小，不間斷性能可靠同時(shí)又不會(huì)對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生輻射和傳導(dǎo)干擾。
1 單端反激式變換電路的基本結(jié)構(gòu)
單端反激式變換的典型結(jié)構(gòu)如圖一所示。 單端是指變壓器的磁心僅工作在磁滯回線(xiàn)的一側(cè); 反激是指當(dāng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，在初級(jí)線(xiàn)圈中儲(chǔ)存能量，而次級(jí)線(xiàn)圈不通， 當(dāng)開(kāi)關(guān)管關(guān)閉的時(shí)候，初級(jí)線(xiàn)圈中的能量通過(guò)次級(jí)線(xiàn)圈釋放給負(fù)載。這是一種成本低的調(diào)整器，可以做到輸入輸出部分的完全隔離，有較好的電壓調(diào)整率。
圖一 單端反激式變換器
2 UC3842 芯片的性能特點(diǎn)
UC3842芯片是Unit rode公司的產(chǎn)品，是一種高性能的單端輸出式電流控制型脈寬調(diào)制器芯片， 其原理框圖如圖二所示。由5V基準(zhǔn)電壓源、控制占空比調(diào)定的振蕩器、電流測(cè)定比較器、PWM鎖存器、高增益E/A誤差放大器和適用于驅(qū)動(dòng)功率MOSFET的大電流推挽輸出電路等組成。 其主要特點(diǎn)是：
?、偻饨釉?，外圍電路簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜;
?、跓o(wú)需輸入變壓器，起動(dòng)電流小（小于1mA）;
?、劬哂芯艿碾妷夯鶞?zhǔn)源（±1%）;
?、艽箅娏鳎?A）PWM輸出級(jí)，可直接驅(qū)動(dòng)功率MOS管;
?、萦星冯妷悍怄i和過(guò)電流保護(hù)功能;
⑥工作頻率可達(dá)500kHz。
圖二 VC3842原理框圖
UC3842芯片能同時(shí)滿(mǎn)足較好的電氣性能和較低的成本，因而被廣泛地用于20～80W的小功率開(kāi)關(guān)電源。圖二中8腳是其內(nèi)部基準(zhǔn)電壓（5V）; 7腳是其電源端，芯片工作的開(kāi)啟電壓為16V，欠壓鎖定電壓為10V; 4腳接振蕩電路，產(chǎn)生所需頻率的鋸齒波RT接在4、8腳之間，CT接在4腳和地之間。1和2腳為補(bǔ)償端和內(nèi)部電壓比較器的反相輸入端，從3腳引入的電流反饋信號(hào)與1 腳的電壓誤差信號(hào)比較，產(chǎn)生一個(gè)PWM（脈寬調(diào)制）波，從6腳（輸出端）輸出該信號(hào)，控制功率器件的通斷。3腳為電流檢測(cè)輸入端。由于電流比較器輸入端設(shè)置了1V的電流鉗位，當(dāng)電流過(guò)大而使電流檢測(cè)電阻R9（如圖三所示）上的電壓超過(guò)1V（即3腳電平大于1V） 時(shí)，將關(guān)斷PWM脈沖，從而達(dá)到過(guò)流保護(hù)的目的。
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