用UC3843 SMPS控制器设计了一个12V/27W的SMPS电路

开关模式电源或简称SMPS是一种电源供应单元(PSU)，它使用开关器件(如晶体管或MOSFET)将交流或直流电源转换为恒定的直流电压。在许多电子设计中，开关模式电源电路(SMPS)最常用于将交流电源电压转换为设备工作所需的合适水平的直流电压。这种交直流变换器以230V/110V交流市电电压为输入，通过开关过程将其转换为低电平直流电压，因此称为开关型电源。我们已经建立了一些SMPS电路，如5V 2A SMPS电路和12V 1A TNY268 SMPS电路。我们甚至做了一个关于如何构建我们自己的SMPS变压器的项目，该变压器可以与驱动IC一起用于我们的SMPS设计。在这个项目中，我们将使用UC3843电流模式PWM控制器IC构建另一个12V 2.2A SMPS电路，这是一种流行的低成本SMPS驱动IC。本教程将带您完成完整的电路，并将解释如何构建UC3843电路的变压器。很有趣，我们开始吧。

基于UC3843的电源设计规范

UC3843是一款固定频率模式PWM控制器，专为离线和DC到DC转换器应用而设计，外部元件最少。这些集成电路具有精确占空比控制的修整振荡器，温度补偿参考，高增益误差放大器，电流传感比较器和用于驱动功率MOSFET的高电流图腾极输出。正如我们将看到的，这使得它适用于许多不同的应用程序。

输入规格：我们的SMPS将工作在交流到直流转换域。因此，输入为交流。在本项目中，输入电压是固定的。它是按照欧洲标准额定电压。因此，该SMPS的输入交流电压为220-240VAC。它也是印度的标准电压等级。

输出规格：我们将输出电压设置为12V，额定电流为2.2A。因此，它将是27W输出。无论负载电流如何，该SMPS都将提供恒定电压，它将在CV(恒定电压)模式下工作。此外，输出电压将固定在12V额定。

保护电路：有多种保护电路，可用于设计SMPS电路，使操作安全可靠。保护电路保护SMPS以及相关负载。根据类型的不同，保护电路可以跨输入或输出连接。对于该SMPS，输入浪涌保护将在最大工作输入电压为275VAC时使用。此外，为了处理EMI问题，将使用共模滤波器来消除产生的EMI。在输出端，我们将包括短路保护、过压保护和过流保护。除此之外，为了减少电磁干扰和噪音我们可以使用火花间隙或者我们可以使用

UC3843 IC工作正常

正如我们前面所讨论的，我们将使用流行的UC3843 IC来设计我们的SMPS，但在此之前，我们需要了解IC的基本工作原理。在本节中，我们将澄清它的一些方面。如果您想了解更多信息，可以查看UC3843 IC的数据表。

欠压锁定：当电源输入电压低于额定/配置电压时，UVLO检测电压触发，UVLO将内部电路设置为半待机状态，防止任何厂家对电路进行破坏。当电源电压上升到高于UVLO释放电压时，在欠压锁定期间继续正常工作，输出驱动器偏置到高阻抗状态。引脚6应用泄压电阻并联到地，以防止因输出漏电流而激活电源开关。

错误放大器配置：在这个电路中有两个错误放大器。这两个可以配置为感应电压和电流，要配置电流可以用公式。

峰值电流(IS)由公式确定。

可能需要一个小的RC滤波器来抑制开关瞬态。

振荡器波形和最大占空比：振荡器时序电容，CT，由VREF通过RT充电，由内部电流源放电。在放电时间内，内部时钟信号空白输出到低电平。因此，RT和CT的选择决定了振荡器频率和最大占空比。充放电次数由以下公式确定：

现在，我们对UC3843 IC有了更好的了解，所以我们可以用它来设计SMPS。

构建基于UC3843的27瓦SMPS电路所需的组件

下面列出了构建基于UC3843的27瓦SMPS电路所需的组件。我们用非常通用的元件设计了这个电路，这使得复制过程非常容易。

•电源连接器-1

•TR5-370保险丝1

•Mov 275v -1

•1N4007二极管-4

•100uF/450V电容2

•共模扼流圈-1

•18 k, 2 w 2

•二极管-2

•10K电阻-4

•22pF/100pF电容-10或2

•150K电阻- 1

•104pf -1

•4.7K电阻-2

•224 pF -1

•100uF, 25V - 2

•223 pf 2

•22 r 1

•电阻-1

•0.5R, 3W

•SR360二极管- 2

•3.3uF电感- 2

•电容-2

•EL-35核心和Bobbin - 1(从ATX电源中回收)

基于UC3843的27瓦SMPS电路的设计与构建

下面显示的原理图是使用半导体的应用说明设计的，我根据我的需要调整了一些组件的值，因为我已经在我的库存中有这些组件。

在我们构建电路之前，最好先了解一下电路的操作，在本节中，我们将这样做。

输入浪涌和SMPS故障保护：

本节由F1和MOV两部分组成。F1是1A 250VAC慢熔保险丝，MOV是7mm 275V MOV(金属氧化物压敏电阻)。在高电压浪涌(超过275VAC)时，MOV变得死短并击穿输入熔断器。然而，由于慢熔特性，保险丝可以承受通过SMPS的浪涌电流。

交直流转换:

交流直流转换使用四个1N4007二极管组成一个全桥整流器，一个1N4007是一个1000V 1A额定整流二极管。滤波是使用100uF 400V电容完成的。然而，对于这样的25W电路，22uF 400V就足够了。

π过滤器:

不同的州有不同的电磁干扰抑制标准。本设计符合en61000 3类标准，PI滤波器的设计是为了降低共模EMI抑制。本节是使用C1、C2和L1创建的。C1和C2为10uF， 400V

驱动电路或开关电路：

对于这个设计，UC3843与IRF840 MOSFET一起形成驱动电路，在初始启动时需要一些功率来启动操作，两个电阻R1和R2出现在那些被称为启动电阻，这些启动电阻提供初始启动电流来启动电路，当电路开关时，它在辅助绕组上提供所需的功率。

箝位电路：

变压器是横跨功率驱动MOSFET的电感。因此，当变压器关闭时，它会产生一个巨大的电压尖峰。如果没有正确补偿，它很容易杀死MOSFET，这就是为什么钳位电路成为必要的原因。因此，C7， R11和D5组成钳位电路。

辅助绕组:

辅助绕组在IC处于完全工作状态时为其提供电源。来自辅助绕组的功率通过D6、D7、C8、C9、C10和R12转换并滤波成直流。

二次整流和缓冲电路：

在连接应用电路之前，我们需要将TRansformer的输出转换为DC。输出电流为2A时采用SR360肖特基整流二极管，SR360为3A级60V额定肖特基二极管。

过滤部分:

C6为滤波电容。它是一种低ESR电容，可以更好地抑制纹波。此外，LC后滤波器用于L2和C7在整个输出中提供更好的纹波抑制。

振荡器频率选择：

UC3843 IC的频率可以根据需要调整，对于我们的案例，IC的频率在R6电阻和C4电容的帮助下设置为80KHz。并使用一个额外的C5电容器来滤波电源。

基于UC3843的27瓦SMPS电路开关变压器的构建

现在让我们构建开关变压器，为此我们将使用UC3843应用说明中提供的信息。

芯是基于EL35线轴和芯与0.5毫米的气隙。初级电感是1mH。要制造这个变压器，需要下列材料。

1.聚酯胶带

2.EL35芯对，0.5mm气隙。

3.26awg铜线

4.30awg铜线

5.水平筒子(从ATX电源中回收)

6.电感测量仪

Step1：单手拿芯，从引脚1的26AWG线开始，顺时针方向绕线轴转45圈，在引脚7处结束，最后涂一层胶带。

Step2：用引脚3的30AWG线启动偏置绕组，顺时针转10圈，在引脚5上完成。一旦完成，应用三层聚酯水龙头。

Step3：从针1开始在筒子的另一边绕第二圈，顺时针转9圈，在针3上完成。然后贴上3层胶带。

Step4：用强力胶/管道胶带固定变压器，以减少变压器内的振动和噪音。

Step5：一旦完成，测量变压器的初级电感，如果它接近1mH，此时你就完成了变压器的制作。

基于UC3843的27瓦SMPS电路的构建

对于开关变压器，我们根据给定的电路图在一个穿孔板上构造了电路。一旦所有的焊接过程完成板看起来像下图所示。

基于UC3843的SMPS电路测试

为了测试电路，我们将输入连接到交流电源，并将输出连接到万用表，如您所见，我们有243V作为输入，12.43V作为输出。

由于容差，输出电压略高于12V，但当附加负载时，电压稳定且工作。

本文编译自circuitdigest