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(6) 输出具有短路保护，并能自动恢复 (7) 效率 η＞82% 高频变压器设计 变压器工作原理
变压器是一种利用互感祸合的电感器件。它由磁芯和绕组组成，磁芯起导磁作用，并使变压器的电性能和经济指标大大变好。接输入端的是初级绕组，起激磁和从输入端获取电能的作用，并通过它将输入电能转换为磁场能。接输出端的是次级绕组，它将磁场能转换为电能供给负载。
变压器的工作原理，可概括为空载、负载两种工作状态的三个物理过程。如图3.1所示：当开关K在断开位置时，匝数为N0 的初级绕组，接通交流电源V。后，变压器处在空载状态。此时，第一个物理过程是：初级绕组产生激磁电流Ｉ。，磁势E0＝N0×I0，其产生磁场
L e
?I1N1 （3-1） ?HmN?I L （3-2）
Hm?11e式中，Bm为磁感应强度，Φm为磁通量，Le。为磁芯有效长度，Ae为磁芯有效截面积，I1为磁芯磁导率，μ为初级绕组电流。由式(3-2)可知，在磁芯中激起交变磁通Φm。此时为电生磁过程。
图2.4变压器结构示意图
空载的第二个物理过程是：据电磁感应定律，磁芯里的交变磁通，在初级绕组两端产生自感电势E1绕组两端产生互感电势E2时称为磁生电过程。根据空载状态时，初级绕组的自感电势E瞬时值为
设Ф=Фm*COSωt 则可以得到电压有效值 E1=KfN1BmAef 其中Kf 为波形系数，N1为初级绕组匝数，Bm为工作磁感应强度，也为磁心有效截面积，f为电
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源频率）。由电磁感应定律，次级绕组互感电动势E2的瞬时值为
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设Ф=Фm*COSωt，则可得电压有效值E2＝KffN2BmAe（N2为次级绕组匝数）。设初、次级电阻为零，则有V1＝E1，V2＝E2，并可得到V2/V1=N2/N1，这是变压器的变压原理。
将图3.1中开关K置于接通位置，变压器便进入负载状态，出现第三个物理过程：在次级绕组中互感电势使负载电路流过负载电流I2，且，I1N1＝I2N2，这是变压器的变流原理。 变压器设计
正激式变压器主要有两个作用第一、实现输入与输出之间的电隔离；第二、 升高或降低经脉宽调制以后的交流输入电压幅值。正激式变压器除了磁芯材 料本身磁化的一小部分能量外，是不能储存能量的 。 技术指标
Vout： DC +12V / 4A Vin： DC 280V~~320V
输入额定电压： DC +300V
Pout＝12V*4A＝48W Pin= Pout/μ=48/0.85=49.41W Iin(high)= Pin/Vout(low)=49.41/48=1.03A Iin= Pin/Vout=49.41/300=0.1647A
2.2.2 控制设计
电流型控制模式分析
传统的PWM开关稳压电源采用电压型控制模式如图2.5所示，以输出电压作为反馈信号，与给定电压相比较，产生误差控制电压，然后在PWM比较器中与锯齿波相比较，调节开关的触发信号的占空比，实现输出电压调节，这种系统以电压反馈构成单环系统，达到稳定输出电压目的。
电压型控制设计相对来说要简单，另一方面，由于PWM比较器锯齿波幅值较大，因而对噪声有较大裕量。但是因为开关变换器为一个二阶系统，有两个状态变量（输出滤波电容电压和输出滤波电感电流），这使得电压单环控制模式只有在经过精心的设计和计算才能使这个二阶系统有条件稳定。同时，由于反馈电压信号与滤波电感的电流相比在相位上要滞后90°，因而，电压控制模式动态响应较差，甚至在输入电压或是负载突变时可能引起振荡，损坏开关器件。
另外，在推挽或桥式等电路中，电压控制容易出现开关变压器线圈偏磁和电流尖峰，导致变换器不能正常工作。不仅如此，由于输出滤波对控制环增加了两个极点，设计时还需要增加一个零点进行补偿。
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图2.5电压型控制模式原理图
与电压控制模式相比具有很多优越性，电流控制模式如图2.6所示。其控制部分主要由电压采样电阻和电流采样电阻、误差比较器和PWM比较器以及锁存器组成。当变换器工作时振荡器产生固定时钟使寄存器置位，从而使开关管开通。
同时，输出电压的采样信号与给定信号在误差放大器中比较后，产生电压信号Ue。Ue在PWM比较器与锯齿波相比较，产生锁存器的复位信号，使开关管关断。PWM比较器锯齿波的产生是由于变换器中输出电感的作用，使电阻Rs上的电流逐渐增大，电压线性升高，产生PWM所需锯齿波电压。当锯齿波线性上升到Ue时，即当Us＝Ue时，开关管驱动信号撤除，晶体管关断。
从以上分析可知，这种控制模式构成电压电流双环系统，从而消除了由于输出滤波电感带来的双极点不稳定的问题。另外，由于控制电路逐周检测，因而变换器具有良好的线性调整率和快速的动态反映。同时这种控制模式很容易实现过流保护。并能自动均衡推挽和全桥变换器中的磁通。电流模式控制主要的缺点是当占空比大于50%时，由于电流上升率不够，控制环变得不稳定，抗干扰性能差。
图2.6电流型控制模式原理图
UC3842的工作原理
UC3842是高性能固定频率电流模式控制器，专为离线和直流至直流变换器应用而设计，为设计人员提供只需最少外部元件就能获得成本效益高的解决方案，
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这些集成电路具有可微调的振荡器、能进行精确的占空比控制、温度补偿的参考、高效益误差放大器、电流取样比较器和大电流图腾柱式输出，是驱动功率MOSFET的理想器件。其他的保护特性包括输入和参考欠压锁定，各有滞后、逐周电流限制、可编程输出静区时间和单个脉冲测量锁存。主要特点如下：
（1）微调的震荡器放电电流，可精确控制占空比； （2）电流模式工作到500kHZ； （3）自动前馈补偿；
（4）锁存脉宽调制，可逐周限流； （5）内部微调的参考电压，带欠压锁定； （6）大电流图腾柱输出； （7）欠压锁定，带滞后。 UC3842原理图
UC3842采用DIP-8封装，管脚排列如图2.7所示。原理方框图如图2.8所示，
图2.7管脚连接图
图2.8代表性方框图
各管脚功能示于表2.1。笫1脚是补偿脚，外接阻容元件以补偿误差放大器的频率特性。第2脚是反馈端，将取样电压加至误差放大器的反相输入端，再与同相输入端的基准电压进行比较，产生误差电压。第3脚接过流检测电阻，构成过
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