12V电源适配器控制回路部分

主回路确定后需要选择合适的控制电路的功能和参数｡主要有开关频率的确定､输出电压检测与误差放大､反馈信号的电气隔离､输出过电压保护模式｡

1. 反冲电压与最大占空比

考虑开关管选择600V耐压,变压器一次侧的反冲电压一般选择则120V左右,对应的最大占空比约为0.37｡对应的变压器一次､二次绕组的匝数比为5:1,实际对应的反冲电压为125V｡

2. 开关频率的确定

开关频率需要根据EMC要求确定,如果电源适配器的EMC可以做得很好,开关频率相对越高越好,这样可以减小无源元件的体积。

但是实际上很多电源适配器的FEC特性,在开关频率下所产生的EM相对比较大,如果开关频率在EMC的检测范围内则很难通过EMC,因此AC/DC变换器一般选择开关频率至少在EMC最低检测频率的1/2甚至1/3,即63-65kHz或41-43kHz｡在EMC要求严格场合开关频率一般选择41-43kHz,而EMC要求稍宽松一些则可选择63-65kHz,EMC再松些就可以选择132kHz。

本设计选择了63-65kHz｡定时电容为22nF,定时电阻约为750-8500｡很显然这是个大死区时间的参数设置,可以使得最大占空比限制在不高于0.5,避免开关管和变压器工作在大于0.5的尴尬状态

3. 输出电压检测与误差放大

输出电压检测采用TL431及其附属电路｡

为了使输出电压精确,输出电压检测电阻网络中设置了一个可调电阻｡从可靠性角度考虑,这个可调电阻应安装在靠近输出电压负端｡这样,这个反馈电阻即使开路也不会出现输出过电压的现象,而将可调电阻设置在输出电压正端,则这个可调电阻开路或阻值增大必然会导致输出过电压。

输出电压检测网络增加了RC微分电路,以提高反应速度和稳定性。

如果考虑仅仅T1A31的开环增益不足以获得所需要的电源适配器电压调整率､负载电流调整率,还可以利用UC3842的误差放大器,构成两级放大器的级联。

4. 反馈信号的电气隔离

反馈信号采用光耦合器,由于需要反馈输出电压误差放大后的信号和过电压检测信号因此两个光耦合器｡可选用比较便宜的4个引脚的光耦合器｡

5. 输出过电压保护模式

输出过电压状态的出现一般为直插式电源适配器本身电压反馈与控制失效,如果电源适配器本身没有问题就是负载侧倒灌电流所致,不管什么原因,都必须将电源适配器的从输入到输出的电能输送通道切断,也就是说将开关管关闭｡

输出过电压保护可以采用最简单的稳压二极管电压检测的方式,即光耦合器的输入端与一个12V稳压值二极管和一个电阻串联而成,动作点电压约为13V｡光耦合器输出端的集电极接UC3842正电源适配器端,发射极通过一个电阻接到晶闸管门极｡晶闸管阳极接UC3842的补偿端｡当晶闸管导通时,将UC3842的补偿端电压箝制在1V以下,使得UC3842的内置电流比较器“给定”为零,输出到开关管栅极将为持续低电位,即关闭开关管,避免输出电压继续上升｡