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基于PSIM的开关电源仿真设计

基于PSIM的开关电源仿真设计
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2013 年 9 月 25 日第 30 卷第 5

期 TelecomPowerTechnology

, ,

Sep.252013 Vol.30No.5

文章编号 : ( )

研制开发

1009-3664201305-0013-03

基于 PSIM 的开关电源仿真设计

国 伟 1, 王立华 2

(1. 山东信息职业技术学院 , 山东 潍坊 261061;2. 山东科技大学 信息学院 , 山东 青岛 266590)

摘要 :开关 源由于效率高、体 小、重量 等特点,广泛 用于工 生 、生活等 域。目前,仿真 在功率 器的 程中起着非常重要的作 用,它可以大大 省 成本和提高 效率,而PSIM 仿真 件 力 子 路的分析和 提供了 有力的仿真 境。文章 用最 典型的 端 出式 流控制 型PWM 控制与 芯片UC3842一种反激式开关 源 路,并采用PSIM 件 行了仿真。

关键词 :开关 源;PSIM;PWM;UC3842 中图分类号 :TN86

SimulationDesignofSwitchingModePowerSupplyBasedonPSIM

GUOWei 1 , WANGLi-hua 2

(

1.ShandongCol

egeofInformationTechnology , Weifang261061, China ;

2.SchoolofISE ,

ShandongUniversityofScienceandTechnology ,

Qingdao266590,

China

)

Abstract :

Switchingmodepowersupplyarewidelyusedinindustrialproduction ,

lifeandotherfields ,

duetothehighefficienc

y ,

smalvolume ,

lightweightetc.Now ,

thesimulationplaysaveryimportantroleintheprocessofpowercon-verterdesign ,

itcans avecostandimprovethedesignefficiencygreatly ,

PSIMsimulationsoftwareprovidesapowerfulsim-ulationenvironmentforpow erelectroniccircuitanalysisanddesign.ThispaperusesUC3842--themosttypicalsingle-endedoutputmodePWMcontrolan ddrivechiptodesignaflybackswitchingmodepowersupplycircuit ,

andsimulatesdesignbyPSIM. Keywords :switchingmodepower ; PSIM ; PWM ;

UC3842

0 引

开关电源由于效率高 、 体积小 、 重量轻等特点 , 广泛应 用于工业生产 、 生活等领域 。 由于开关电源工作时 , 会产生

强电磁干扰和噪声 , 若不采取一定的措施进行抑

制 、 消除和屏蔽 , 就会严重地影响到整机正常工作 , 因此选 择合适的元件和合理的设计是必不可少的 。 目前 , 软 件仿真在功率变换器的设计 、 分析中起着至关重要的作 用 , 它可以大大节省设计成本 , 提高设计效率 , 而 PSIM 仿真软件具有速度高 、 用户界面好 、 能进行波形解析等

优点 , 可为开关电源电路的分析和设计提供强有力的仿真 环境 。 本文设计了一种反激式开关电源电路 , 采用

PSIM 软件对该开关电源进行仿真验证 。

1 电路设计

如图 1 所示为开关电源的电路原理图 。 图中 PWM 驱 动选用最为典型的单端输出式电流控制型芯片 UC3842

,

开关电源的输出为 +5V , +12V 和 -12V

该电路可分为三部分 :(1) 启动电路 , 主要为 UC3842 提供启动电压 ;(2)PWM 驱动电路 , 由 UC3842组成 ,

收稿日期 :

2013-04-07

作者简介 :国 (1972-),女,山 昌邑市人, , 士,主要从事 算机 用 及教学研究。

主要功能是驱动 MOSFET 管为变压器线圈提供脉冲 ; (2) 直流输出电路 。 下面结合电路图对这三部分进行介绍 。

1.1 启动电路

开关电源的启动电路由电阻 R 0、R 1, 电容 C 1和二极 管桥 BD 1组成 。 其工作过程为交流输入电压经电阻 R 0、 二极 管桥 BD 1和电容 C 1输出较高的直流电压 , 此直流电压经电 阻 R 1 给 UC3842提供启动电压 。 当电压达到 16V 时 , 芯 片启动 ,UC3842开始工作并提供驱动脉冲 。

1.2 PWM 控制与驱动电路

PWM 控制与驱动电路由电阻 R 2 ~R 10,

电容 C 2~

C 9,

二极管 D 1 ~D 4, MOS 管 M 1,

高频开关变压器

T1和 UC3842组成 。 其工作过程 :电路启动完成后 ,R 1 的 任务就完成了 , 由变压器 T1的第二初级线圈 N p _2经 D 3 与 D 4 整流后供电给 UC3842。 变压器的第二初级 N p _2 不仅 给芯片供电 , 还起到电压反馈的作用 , 其输出经 D 3 与 D 4 整 流和电容滤波后的电压正比于输出电压 , 故经 R 5 和 R 6 分 压后送给芯片 UC3842的 2脚作为电压反馈信号 , 而 2脚是 误差放大器的反相输入端 ;UC3842的 1脚和 2脚之间连接 R 7 和 C 7起到改善误差放大器性能的增益和频率特性 ; 电阻 R 8跨接在参考电压输出端 8脚和 4脚上 , 电容 C 8 一端接 4脚 , 一端接地 , 这是振荡电路外部固定的接法 , 电阻

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13

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文献标识码 :A

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