一种采用UC3844控制器的多路输出双管正激开关电源设计
引言在中等容量开关电源中，两管正激变换器优势明显。它克服了单管正激变换器开关管电压应力过大的缺点，且不需要专门的变压器磁复位电路。更重要的是，与全桥变换器和半桥变换器相比，其结构具有抗桥臂击穿的优点，因此成为最常用的电路拓扑。本文采用UC3844控制器设计了一款多输出双管正激开关电源。 UC3844是电流调制PWM控制器，实现电压和电流双闭环控制。该芯片内阻大（30kD），启动电流小（小于1mA）。因此，当输入高电压时，仍然可以使用大电阻分压器来启动。直接使用变压器输出端的反馈。控制电路简单。电路输出采用LM350调节电压精度。
1 变换器工作原理本文设计的转换器输出功率为200W，开关频率为50kHz，工作范围为400~600V，四个输出通道分别为24V、+12V和5V。
图1是转换器的原理图。主电路为两管正激
变换器中开关管S1、S2同时跳变导通，能量通过高频变压器传输到输出侧，经整流后输出给负载；当开关管关断时，变压器能量通过续流二极管D1、D2反馈到输入端，变压器铁芯复位。
S1和S2均采用功率MOSFET作为功率开关管。开关管并联瞬态电压抑制器（TVS），对开关管进行可靠保护。 R3、C2、D9构成高频变压器原边缓冲电路，限制高频变压器漏感导致开关管漏极可能产生的峰值电压。 D9采用超快恢复二极管，恢复时间为75ns。变压器原边的直流输入电压、原边绕组上的感应电压以及变压器漏感产生的峰值电压叠加，它们的值可能超过MOSFET的额定电压。因此，必须在开关管的D-S极之间添加钳位电路和吸收电路，以保护功率MOSFET不被损坏。 R1、R2、C1、D3 和R4、R5、C3、D4。组成两个开关管的缓冲电路。 D3、D4采用超快恢复管，最大反向耐压值700V，恢复时间30ns。
输出部分采用半波加续流二极管整流。二极管采用超快恢复MUR820，额定值为8A200V，恢复时间为30ns。
1 变换器工作原理UC3844电流型PWM模式集成控制芯片广泛应用于中小功率DC/DC开关电源。 UC3844主要由5.0V参考电压源、振荡器、降压器、电流检测比较器、PWM锁存器、高增益E/A误差放大器和驱动功率MOSFET的大电流推挽输出电路组成。启动/停止电压阈值为16V/10V，最大输出占空比为50%，工作频率为0~500kHz，驱动能力为1A。
UC3844的典型外围电路如图2所示。UC3844的内阻约为30K。其启动电压可通过主电路输入电压经过R1、R2、R3、R（芯片内阻）分压得到。由图2可知，A点电压的计算公式为：
UC3844的启动电压为16V。式中，R=30K，R2=20K，R4=4.7K。可以计算出，当R1=300K时，Vcc=400V电路开始工作。 UC3844启动时电流小于1mA。启动过程中电阻R1消耗的功率PPRI约为
在两管正激变换器中，两个开关管是同步的，因此用变压器将两个通道分开，同时将信号驱动到开关管。接线如图3所示。UC3844正常工作时的功率和电压反馈由主变压器的反馈绕组提供；另外，通过一个小电阻对开关管电流进行采样，作为UC3844的电流反馈信号。 UC3844的输出驱动脉冲为15V，输出电流可达IA。考虑到变压器及元件的压降，变压器设计为升压型，变压比为16：18。输出端采用15V稳压管，稳定驱动信号。
3 调整电压精度传统反激式转换器中使用的UC3844采用离线结构。该方法电路简单。整个补偿网络仅由PI电路组成，参数选择简单。但由于反馈不是直接从输出电压采样，因此输出电压仍然存在较大纹波，一般为2%。当负载变化时，输出电压变化较大，响应较慢。不适合精度要求高或负载变化大的场合。当精度要求较高时，需要通过稳压来调节输出精度。本文采用可调三端稳压器LM350来满足精度要求。 LM350的最大输出电流可达3A，电压调节范围为1.2-33V。图4是LM350的典型应用图。输出电压计算公式为：
其中，IADJ=50A，R1=240，通过调节可调电阻刻度来调节输出电压调节值。由于电路中输出滤波电容C2的存在，LM350对输入LM350的电压纹波非常敏感，因此在输入端增加旁路电容C1，以减弱输入电压纹波的影响。
4 实验结果及分析实验电路参数： 对应输入400~600V，输出电压24V、12V、5V，主变压器原副边变压比为75:6,3,1。由于本文设计的反馈为24V支路绕组反馈，其他支路均采用LM350来稳定输出电压。实验数据如表1所示，实验波形如图5和图8所示。
5 结语实验结果表明，本文采用UC3844控制器设计的多输出二管正激变换器具有良好的稳定性。采用大电阻分压来调节电路的启动电压，控制电路简单可靠，实用性强，适用于电压输入范围较广的场合。同时，为了适应不同的精度要求，设计了两种解决方案。一种是精度要求较低时直接从变压器输出进行整流，另一种是精度要求较高时采用三端稳压器LM350进行调节。经过实验测试，两种方案均能满足不同场合的需求。
