開關穩(wěn)壓電源系統(tǒng)設計方案

　　2 電路設計與參數(shù)計算

　　2. 1 主電路器件的選擇和參數(shù)計算

　　2. 1. 1 電感量計算

　　主電路的主要參數(shù)為： 整流濾波后的直流輸入電壓18 ～ 26 V，輸出電壓在30 ～ 36 V 范圍內可調，最大輸出電流2 A，開關頻率取10 kHz，Boost 電路工作在電流連續(xù)工作模式（ CCM） 。

　　忽略電路的損耗，根據(jù)Boost 電路輸出電壓表達式，可得PWM 占空比：

　　最大占空比Dmax發(fā)生在輸入直流電壓最低（ 18V） 而輸出直流電壓最高（ 36 V） 的時候，最小占空比Dmin發(fā)生在輸入直流電壓最高（ 26 V） 而輸出直流電壓最低（ 30 V） 的時候，根據(jù)式（ 1） 計算Dmax為0. 5、Dmin為0. 13。

　　取電感器電流的變化量為半載時輸入電流的30 %，即：

　　最壞的情況為占空比最小的時候，根據(jù)電流臨界連續(xù)條件求得電感值為：

　　實際取值500 μH。

　　2. 1. 2 主開關管選取

　　主開關管承受的最大漏源電壓為最大輸出電壓36 V，考慮到過載條件，開關管最大實際漏源電流為：

　　考慮到實際電壓電流尖峰和沖擊，電壓電流耐量分別取2. 5 和2 倍裕量，即應選取耐壓高于90 V，最大電流12 A。實際選用IRF3710 型MOS 管，最大漏源電壓100 V，最大漏極電流57 A，通態(tài)電阻25 mΩ，最高開關頻率超過1 MHz。

　　2. 1. 3 快恢復二極管選取

　　二極管選取依據(jù)是通態(tài)平均電流：

　　式中，η 為波形系數(shù)； IF（ AV） 是實際通態(tài)平均電流。考慮到實際系統(tǒng)控制時占空比的變動性，依據(jù)最大峰值電流（ 5. 75 A） 選取FR607。

　　2. 1. 4 輸出濾波電容選取

　　設計輸出電壓的紋波小于200 mV，考慮到負載電流可能達到3 A，濾波電容Cf計算如下：

　　實際選用1 000 μF /50 V 的電解電容。

　　2. 2 控制電路設計與分析

　　Boost 變換器控制電路如圖（ 2） 所示，輸出電壓經(jīng)取樣電阻R1、R2反饋到UC3842 的電壓誤差放大器的反相輸入端，與其內部基準電壓Uref比較之后得到誤差電壓Ue，經(jīng)過電壓調節(jié)器，送入UC3842 的電流比較器，與主開關源極上的取樣電阻Rs上取得的電流信號進行比較，產生PWM 輸出。電壓調節(jié)器為PI 調節(jié)器（ 在該芯片1 腳和2 腳之間并積分電容和比例電阻） .　　2. 2. 1 開關頻率的設計

　　開關頻率由UC3842 第4 腳鋸齒波發(fā)生器的定時電容、電阻確定其計算公式為：

　　根據(jù)UNITROD 公司關于UC3842 的特性圖表，考慮到實際運行時脈寬占空比可能大于0. 5，選取Rt =16 kΩ，Ct = 9. 4 nF，對應的開關頻率為11 kHz。