引言

在中等容量的開關電源中，雙管正激變換器有比較明顯的優勢，它克服了單管正激變換器開關管電壓應力過高的缺點，而且不需要特殊變壓器磁復位電路。更重要的是，與全橋變換器和半橋變換器相比，其在結構上有抗橋臂直通的優點，因此已成為應用最為普遍的電路拓撲結構。本文設計了一種采用UC3844控制器的多路輸出雙管正激開關電源。UC3844是一種電流調制的PWM控制器，實現電壓電流雙閉環控制，芯片內阻較大(30kD)，啟動電流小(小于l mA)，因此在高壓輸入時仍然可以使用大電阻分壓來進行啟動，直接采用變壓器輸出端反饋，控制電路簡單，電路輸出采用LM350調整電壓精度。

1 變換器工作原理

本文設計的變換器輸出功率200W，開關頻率為50kHz，工作范圍400～600V，輸出4路分別為24V、+12V和5 V。

圖1是變換器的原理圖，主電路是雙管正激

變換器，開關管S1和S2跳同時導通，能量通過高頻變壓器傳輸到輸出側，經整流輸出給負載；開關管關斷時，變壓器能量通過續流二極管D1和 D2回饋到輸入端，變壓器磁芯復位。

S1和S2采用功率 MOSFET 作為功率開關管。開關管與瞬態電壓抑制器（ TVS ）并聯，可靠保護開關管。 R3 、C2、 D9 構成高頻變壓器原邊緩沖電路，用以限制開關管漏極因高頻變壓器的漏感而可能產生的尖峰電壓， D9 選用超快恢復二極管，恢復時間為 75ns 。變壓器原邊的直流輸入電壓、原邊繞組的感應電壓以及由變壓器的漏感而產生的尖峰電壓，三者疊加在一起，其值可能超過 MOSFET 的額定電壓，所以必須在開關管的 D-S極之間增加鉗位電路和吸收電路，用以保護功率 MOSFET 不被損壞。 R1，R2、C1、D3 與 R4、R5、C3、D4。構成了兩個開關管的緩沖電路， D3 和 D4 選用超快恢復管，其較大反向耐壓值為 700V ，恢復時間為 30ns。

輸出部分采用半波加續流二極管整流，二極管選用超快恢復 MUR820 ，額定值為 8A200V ，恢復時間為 30ns 。

1 變換器工作原理

UC3844電流 PWM 模式集成控制芯片廣泛用于中、小功率的 DC/DC開關電源， UC3844 內部主要由 5 . 0V 基準電壓源、振蕩器、降壓器、電流檢測比較器、 PWM 鎖存器、高增益 E/A 誤差放大器和用于驅動功率 MOSFET的大電流推挽輸出電路等構成，啟動／關閉電壓閾值為 16V/ 10V ，輸出較大占空比為 50 % ，工作頻率 0~500 kHz ，驅動能力達±1A 。

UC3844 典型外圍電路如圖 2 所示。 UC3844 的內阻大約 30KΩ，它的啟動電壓可以由主電路輸人電壓經過 R1、R2、R3、R（芯片內阻）分壓而得到，由圖 2 可以知道， A 點電壓的計算公式為

UC3844 的啟動電壓為 16V ，式中 R =30KΩ , R2 = 20KΩ, R4 = 4 . 7KΩ，可計算出，當 R1=300KΩ時， Vcc =400V 電路開始工作。 UC3844 啟動時電流不到 1mA ，啟動過程中電阻 R1所消耗的功率 PPRI大約為

在雙管正激變換器中，兩開關管是同步的，因此采用變壓器分兩路來同時給開關管驅動信號，接線如圖 3 所示。 UC3844 正常工作時的電源和電壓反饋由主變壓器的反饋繞組提供；除此之外，通過小電阻對開關管電流進行采樣，作為 UC3844的電流反饋信號。 UC3844 輸出驅動脈沖為15 V , 輸出電流可到 IA ，考慮到變壓器及元件的壓降，變壓器設計為升壓型，變比為16：18，輸出端采用15 V穩壓管對驅動信號進行穩壓。

3 調整電壓精度

傳統的UC3844用于反激變換器采用離線式結構，這種方式電路簡單，整個補償網絡只由PI電路構成，參數選擇簡便。但是由于反饋不直接從輸出電壓取樣，所以輸出電壓仍有很大的紋波，一般為±2％，負載變化時，輸出電壓變化大、響應慢，不適用于精度要求高或負載變化大的場合。在精度要求較高的時候，則要通過穩壓來調整輸出精度。本文借助于可調三端穩壓器LM350來滿足精度要求。LM350較大輸出電流可以達到3 A，電壓調整范圍為1.2-33 V，圖4為LM350的典型應用圖，輸出電壓計算式為：

其中IADJ=50μA，R1=240Ω，通過調整可調電阻尺 來對輸出穩壓值進行調節。電路中輸出濾波電容C2的存在，LM350對輸人到LM350的電壓紋波非常敏感，因此在輸人端增加旁路電容C1來削弱輸人電壓紋波的影響。

4 實驗結果及分析

實驗電路參數：對應于輸入400~600V，而輸出電壓24V、±12V、5 V，主變壓器原副邊變比為75：6、3、1，由于本文設計的反饋是24 V支路繞組反饋，其它支路的采用LM350對輸出穩壓。實驗數據如表1所列，實驗波形如圖5 圖8所示。

5 結語

實驗結果表明，本文設計采用UC3844控制器的多路輸出雙管正激變換器具有穩定性好。使用大電阻分壓來調整電路啟動電壓值，控制電路簡單可靠，實用性強，適用于寬范圍電壓輸人場合。同時為適合不同的精度要求，設計了兩種方案，一種是精度要求較低時直接由變壓器整流輸出，另一種是精度較高時采用三端穩壓管LM350進行調整。經過實驗測試，兩種方案可以滿足不同場合需求。