開關模式電源或簡稱SMPS是一種電源供應單元(PSU)，它使用開關器件(如晶體管或MOSFET)將交流或直流電源轉換為恒定的直流電壓。在許多電子設計中，開關模式電源電路(SMPS)最常用于將交流電源電壓轉換為設備工作所需的合適水平的直流電壓。這種交直流變換器以230V/110V交流市電電壓為輸入，通過開關過程將其轉換為低電平直流電壓，因此稱為開關型電源。我們已經建立了一些SMPS電路，如5V 2A SMPS電路和12V 1A TNY268 SMPS電路。我們甚至做了一個關于如何構建我們自己的SMPS變壓器的項目，該變壓器可以與驅動IC一起用于我們的SMPS設計。在這個項目中，我們將使用UC3843電流模式PWM控制器IC構建另一個12V 2.2A SMPS電路，這是一種流行的低成本SMPS驅動IC。本教程將帶您完成完整的電路，并將解釋如何構建UC3843電路的變壓器。很有趣，我們開始吧。

基于UC3843的電源設計規(guī)范

UC3843是一款固定頻率模式PWM控制器，專為離線和DC到DC轉換器應用而設計，外部元件最少。這些集成電路具有精確占空比控制的修整振蕩器，溫度補償參考，高增益誤差放大器，電流傳感比較器和用于驅動功率MOSFET的高電流圖騰極輸出。正如我們將看到的，這使得它適用于許多不同的應用程序。

輸入規(guī)格：我們的SMPS將工作在交流到直流轉換域。因此，輸入為交流。在本項目中，輸入電壓是固定的。它是按照歐洲標準額定電壓。因此，該SMPS的輸入交流電壓為220-240VAC。它也是印度的標準電壓等級。

輸出規(guī)格：我們將輸出電壓設置為12V，額定電流為2.2A。因此，它將是27W輸出。無論負載電流如何，該SMPS都將提供恒定電壓，它將在CV(恒定電壓)模式下工作。此外，輸出電壓將固定在12V額定。

保護電路：有多種保護電路，可用于設計SMPS電路，使操作安全可靠。保護電路保護SMPS以及相關負載。根據類型的不同，保護電路可以跨輸入或輸出連接。對于該SMPS，輸入浪涌保護將在最大工作輸入電壓為275VAC時使用。此外，為了處理EMI問題，將使用共模濾波器來消除產生的EMI。在輸出端，我們將包括短路保護、過壓保護和過流保護。除此之外，為了減少電磁干擾和噪音我們可以使用火花間隙或者我們可以使用

UC3843 IC工作正常

正如我們前面所討論的，我們將使用流行的UC3843 IC來設計我們的SMPS，但在此之前，我們需要了解IC的基本工作原理。在本節(jié)中，我們將澄清它的一些方面。如果您想了解更多信息，可以查看UC3843 IC的數據表。

欠壓鎖定：當電源輸入電壓低于額定/配置電壓時，UVLO檢測電壓觸發(fā)，UVLO將內部電路設置為半待機狀態(tài)，防止任何廠家對電路進行破壞。當電源電壓上升到高于UVLO釋放電壓時，在欠壓鎖定期間繼續(xù)正常工作，輸出驅動器偏置到高阻抗狀態(tài)。引腳6應用泄壓電阻并聯(lián)到地，以防止因輸出漏電流而激活電源開關。

錯誤放大器配置：在這個電路中有兩個錯誤放大器。這兩個可以配置為感應電壓和電流，要配置電流可以用公式。

峰值電流(IS)由公式確定。

可能需要一個小的RC濾波器來抑制開關瞬態(tài)。

振蕩器波形和最大占空比：振蕩器時序電容，CT，由VREF通過RT充電，由內部電流源放電。在放電時間內，內部時鐘信號空白輸出到低電平。因此，RT和CT的選擇決定了振蕩器頻率和最大占空比。充放電次數由以下公式確定：

現在，我們對UC3843 IC有了更好的了解，所以我們可以用它來設計SMPS。

構建基于UC3843的27瓦SMPS電路所需的組件

下面列出了構建基于UC3843的27瓦SMPS電路所需的組件。我們用非常通用的元件設計了這個電路，這使得復制過程非常容易。

?電源連接器-1

?TR5-370保險絲1

?Mov 275v -1

?1N4007二極管-4

?100uF/450V電容2

?共模扼流圈-1

?18 k, 2 w 2

?二極管-2

?10K電阻-4

?22pF/100pF電容-10或2

?150K電阻- 1

?104pf -1

?4.7K電阻-2

?224 pF -1

?100uF, 25V - 2

?223 pf 2

?22 r 1

?電阻-1

?0.5R, 3W

?SR360二極管- 2

?3.3uF電感- 2

?電容-2

?EL-35核心和Bobbin - 1(從ATX電源中回收)

基于UC3843的27瓦SMPS電路的設計與構建

下面顯示的原理圖是使用半導體的應用說明設計的，我根據我的需要調整了一些組件的值，因為我已經在我的庫存中有這些組件。

在我們構建電路之前，最好先了解一下電路的操作，在本節(jié)中，我們將這樣做。

輸入浪涌和SMPS故障保護：

本節(jié)由F1和MOV兩部分組成。F1是1A 250VAC慢熔保險絲，MOV是7mm 275V MOV(金屬氧化物壓敏電阻)。在高電壓浪涌(超過275VAC)時，MOV變得死短并擊穿輸入熔斷器。然而，由于慢熔特性，保險絲可以承受通過SMPS的浪涌電流。

交直流轉換:

交流直流轉換使用四個1N4007二極管組成一個全橋整流器，一個1N4007是一個1000V 1A額定整流二極管。濾波是使用100uF 400V電容完成的。然而，對于這樣的25W電路，22uF 400V就足夠了。

π過濾器:

不同的州有不同的電磁干擾抑制標準。本設計符合en61000 3類標準，PI濾波器的設計是為了降低共模EMI抑制。本節(jié)是使用C1、C2和L1創(chuàng)建的。C1和C2為10uF， 400V

驅動電路或開關電路：

對于這個設計，UC3843與IRF840 MOSFET一起形成驅動電路，在初始啟動時需要一些功率來啟動操作，兩個電阻R1和R2出現在那些被稱為啟動電阻，這些啟動電阻提供初始啟動電流來啟動電路，當電路開關時，它在輔助繞組上提供所需的功率。

箝位電路：

變壓器是橫跨功率驅動MOSFET的電感。因此，當變壓器關閉時，它會產生一個巨大的電壓尖峰。如果沒有正確補償，它很容易殺死MOSFET，這就是為什么鉗位電路成為必要的原因。因此，C7， R11和D5組成鉗位電路。

輔助繞組:

輔助繞組在IC處于完全工作狀態(tài)時為其提供電源。來自輔助繞組的功率通過D6、D7、C8、C9、C10和R12轉換并濾波成直流。

二次整流和緩沖電路：

在連接應用電路之前，我們需要將TRansformer的輸出轉換為DC。輸出電流為2A時采用SR360肖特基整流二極管，SR360為3A級60V額定肖特基二極管。

過濾部分:

C6為濾波電容。它是一種低ESR電容，可以更好地抑制紋波。此外，LC后濾波器用于L2和C7在整個輸出中提供更好的紋波抑制。

振蕩器頻率選擇：

UC3843 IC的頻率可以根據需要調整，對于我們的案例，IC的頻率在R6電阻和C4電容的幫助下設置為80KHz。并使用一個額外的C5電容器來濾波電源。

基于UC3843的27瓦SMPS電路開關變壓器的構建

現在讓我們構建開關變壓器，為此我們將使用UC3843應用說明中提供的信息。

芯是基于EL35線軸和芯與0.5毫米的氣隙。初級電感是1mH。要制造這個變壓器，需要下列材料。

1.聚酯膠帶

2.EL35芯對，0.5mm氣隙。

3.26awg銅線

4.30awg銅線

5.水平筒子(從ATX電源中回收)

6.電感測量儀

Step1：單手拿芯，從引腳1的26AWG線開始，順時針方向繞線軸轉45圈，在引腳7處結束，最后涂一層膠帶。

Step2：用引腳3的30AWG線啟動偏置繞組，順時針轉10圈，在引腳5上完成。一旦完成，應用三層聚酯水龍頭。

Step3：從針1開始在筒子的另一邊繞第二圈，順時針轉9圈，在針3上完成。然后貼上3層膠帶。

Step4：用強力膠/管道膠帶固定變壓器，以減少變壓器內的振動和噪音。

Step5：一旦完成，測量變壓器的初級電感，如果它接近1mH，此時你就完成了變壓器的制作。

基于UC3843的27瓦SMPS電路的構建

對于開關變壓器，我們根據給定的電路圖在一個穿孔板上構造了電路。一旦所有的焊接過程完成板看起來像下圖所示。

基于UC3843的SMPS電路測試

為了測試電路，我們將輸入連接到交流電源，并將輸出連接到萬用表，如您所見，我們有243V作為輸入，12.43V作為輸出。

由于容差，輸出電壓略高于12V，但當附加負載時，電壓穩(wěn)定且工作。

本文編譯自circuitdigest