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一款电流可调型高压开关电源的设计

作者：胡竹松

来源：《硅谷》2008年第13期

[摘要]介绍一款多路输出开关电源的设计与制作。输入电压为AC180V～264V。输出分为两路，第一路DC3.8V，10A；第二路为高压输出，输出电压DC3.5KV，输出电流0～120mA，电流值设定调。重点介绍该电源的设计思想，工作原理及特点。 [关键词]脉宽调制 半桥变换器 单片电源 反激变换器 电流可调

中图分类号：TM8 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0710026－01 一、引言

这是一款专用开关电源模块的设计，电源输入电压为交流AC180V～264V，输出为两路。第一路输出：电压DC3.8V，电流10A。第二路为输出，电压DC3.5KV,电流0～120mA，电流可通过按键设定可调，实时显示，配置保护功能。为提高系统的可靠性，设计中采用两套完全独立电路，实现两路电源要求。第一路电源，采用UC3842型号PWM控制器，选择单端反激式拓扑结构。第二路输出，选用TL494PWM控制器，驱动半桥电路来实现功能。外围部分，选用AT89C51单片机，实现外围控制功能，驱动显示，响应按键，保护报警等。系统设计，取得了良好的使用效果。

二、主要技术指标

（一）输入：交流输入电压AC180V～264V （二）第一路输出 1. 输出电压：DC 3.8V 2. 输出电流：10A （三）第二路输出

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1. 输出电压：3.5kV 2. 输出电流：0～120mA

3. 显示设置：电流值通过按键设定，并实时显示。

三、基本工作原理及原理实现

本电源设计中，为提高系统的可靠性，设计中采用两套完全独立的电路，实现两路电源要求。220V交流电压经过EMI滤波，整流滤波后，得到310V直流电压，作为两路变换器电源端。第一路电源，采用UC3842型号PWM控制器，单端反激式拓扑结构，300V电压直接加到反激变换器电源端，在经过整流滤波，实现输出DC3.8V，电流10A。第二路输出电源，选用TL494为PWM控制器的半桥电路，经整流滤波，实现输出电压DC3.5KV，输出电流0～120mA。辅助电源（DC12V），选用TOP系列单片开关电源实现。同时单片电源另一绕组，提供外围电路的5V工作电源。外围部分，选用AT89C51单片机作为外围电路的MCU，管理驱动显示模块，按键输入模块，保护报警模块等。

四、各项功能的设计与实现

系统主要部分功能的设计与实现描述如下：

（一）第一路输出，电压DC3.8V，电流10A

300V电压直接加到反激变换器电源端，在经过整流滤波，实现输出DC3.8V，电流10A。UC3842电源端内部带有一个36V稳压二极管，在300V电压端与Vcc管脚之间连接一个电阻，可以实现UC3842启动。当开关电源开始工作时，用变换器一辅助绕组提供工作电压，实现自举。电路图如下：

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通过电位器件PWR2，可以实现对输出电源微调。

（二）辅助电源

针对本电源还需要为外围单片机系统提供工作电源。本系统选用TOP221系列单片电源作为高压开关电源的辅助电源DC12V。同时，通过单片电源另一绕组，为外围控制电路提供一个5V直流电压。

（三）第二路输出，高压电源部分

选用单片开关电源作为独立辅助电源，TL494为PWM控制器的半桥电路，经功率变换，整流滤波，最后实现DC3.5KV，电流0～120mA可调的电源输出。该电源采用半桥式变换电路，如图所示，开关频率选用TL494典型值40K。

（四）外围单片机控制系统