uc3845开关电源电路图解

好的，这是一个基于UC3845的典型反激式开关电源的核心电路原理图及中文说明。UC3845是一款非常流行的峰值电流模式PWM控制器，广泛应用于中小功率隔离式DC-DC变换器（如手机充电器、电脑适配器、LED驱动电源等）。

UC3845 关键引脚功能 (中文)

COMP (补偿): 误差放大器输出端。用于连接频率补偿网络，稳定反馈环路。
VFB (反馈电压): 误差放大器反相输入端。通常通过分压电阻连接到次级绕组反射电压或光耦反馈信号。
ISENSE (电流检测): 开关管电流检测输入端。连接到主开关管（MOSFET）源极的电流检测电阻。用于峰值电流控制（限流保护及工作模式）。
RT/CT (振荡器): 连接外部定时电阻(RT)和定时电容(CT)，设定PWM的工作频率。
GND: 接地引脚。注意： 这是芯片信号和控制逻辑的地，需要与功率地(PGND)单点连接。
OUTPUT (输出): PWM驱动信号输出端。直接或通过驱动电阻驱动功率MOSFET的栅极。
VCC: 芯片供电引脚。需要提供足够的启动和工作电压（通常启动电压15-17V，工作范围8-25V或更宽）。
VREF: 5V基准电压输出引脚。为内部电路和外部反馈网络提供精准基准。

核心电路框图及说明

下图描绘了使用UC3845构成的基本反激式开关电源的主干部分（光耦反馈常见方式）：

+---------------------+         +-------------------+         +--------+
| AC Input            |         | UC3845 PWM        |         | DC     |
| (或高压DC)     |         | Controller         |         | Output |
|                     |         |                   |         |        |
|   [Fuse] [EMI Filter]|         | +-----------+     |         |        |
|                     |         | |           |    ++-------++ |        |
| +---------+        |         | | Under-    |    ||   Vcc  || |        |
| |   BR    |----+---[High]-----|->Voltage   |    |+---------+ | |        |
| | Bridge  |    |   Rectifier | | Lockout   |    |      |     | |        |
| +---------+    |             | | (UVLO)    |    |      |     | |        |
|                |             | +-----------+     |      |     | |        |
|                |             |     |             |      |     | |        |
|                |  [Startup]  |     | Internal    |      |     | |        |
|                +-------[Rstart]----+ Regulator   |      |     | |        |
|                        [Cstart]  | & Startup  |<-[Vref]--+     | |        |
|                                  +-----------+     |        |     | |        |
|          [Bulk Cap]           |                   |        |     | |        |
|            (Cbulk)            |      [RT]         |        |     | |        |
|               |               |       ^           |        |     | |        |
|               +---------------+       |           |        |     | |        |
|                                  [CT] |           |        |     | |        |
|                                       |           |        |     | |        |
|                             +-----------+     |        |     | |        |
|                             |   Osc.    |     |        |     | |        |
|                             | Generator |     |        |     | |        |
|                             +-----------+     |        |     | |        |
|                                  |           |        |     | |        |
|                                  v           |        |     | |        |
|                             +-----------+     |        |     | |        |
|                             |   PWM     |     |        |     | |        |
|                             | Modulator |<----+        |     | |        |
|                             +-----------+         |        |     | |        |
|                                  |           |        |     | |        |
|                                  v           |        |     | |        |
|                             +-----------+     |        |     | |        |
|                             |  Output   |----+---[Rdrive]--> Gate of |        |
|                             |  Driver   |             |   [Q1]    |        |
|                             +-----------+             +-----+--+--+        |
|                                         [ISENSE]------<-[Rsense]       |        |
|                                                          |      |        |
|      +----------------------------------------------------+      |        |
|      |                             |                   |        |        |
|      |                     [Primary] | [Aux]   | [Secondary] | |        |
|      |  +---------------------------+ Winding | Winding     | |        |
|      |  |                            |         |             | |        |
|      +--|---------------------+    +-|-+----+-|--+         +-|-+       |
|         |                   |      |     |    | |           |   |      |
|  Drain of Q1 ---+           |      | Flyb |    | |           |   |      |
|          |      |           +------+ Back |----+ |           |   |      |
|          |      |                      | Transformer |      |   |   [Rect Diode]
|        [Cds]    |                      +-----------+      |   |   (Dout)
|          |      |                              |          |   |       |
|       [Snubber] |                              |          |   |       |
|          |      |                              |          |   |       |
|          |      +-----------------+            |          |   |       |
|          |                        |            |          |   |       |
|          |          [PGND]----------------------+          |   |       |
|          |        (功率地)                           |   |       |
|          +--------------------------------------------+   |       |
|                                                  |        |       |
|                             (VCC产生)       |        |       |
|          +----------------------------------|-+     |       |
|          |                                  | |     |       |
|          |                                  [Daux]  |       |
|          |                                  [Caux]  |       |
|          |                                    |     |       |
|          +------------------------------------+     |       |
|                                                 +-------+      |       |
|                                                 |      |      |       |
|                                 +------------------[VFB]      |       |
|                                 |                |      |      |       |
|                               [Rupper]           |      |      |       |
|                               [Rlower]           +------+      |       |
|                                 |                     |        |       |
|                                 |        +-------------+        |       |
|                                 |        |                     |       |
|               Feedback Path ->  |        |    [Optocoupler]    |       |
|                                 |        | (例如 PC817)        |       |
|                                 +--------|---------+           |       |
|                                          |         |           |       |
|                                          |  Cathode|---------<-[Zener] |
|                                          |         |           |或TL431|
|                                          |         |           |(基准)|
|                                (连接至DC Output)  [Rlim]       [Cout]   |
|                                                     |          |       |
|                                                     +----------+       |
|          [Cout] (主输出电容)                          |               |
+--------------------------------------------------------+---------------+

工作流程详解 (中文)

启动阶段:
- 高压输入（如交流经整流桥BR和滤波电容Cbulk得到的高压直流）通过一个大阻值高压电阻Rstart给启动电容Cstart充电。
- 当Cstart上的电压达到UC3845的内部欠压锁定阈值UVLO (典型值约16V) 时，芯片开始工作。
- 内部5V基准源Vref (Pin 8) 启动输出。
- 振荡器 (Oscillator): 由RT (Pin 4 - RT/CT) 和 CT (Pin 4 - RT/CT) 决定频率。CT充电到一定电压后快速放电，在Pin 4产生锯齿波。
- 内部PWM发生器在振荡器锯齿波的上升沿（或下降沿开始，取决于设计）打开（或准备好打开）输出驱动 (Pin 6)。
功率开关阶段 (MOSFET Q1导通):
- 输出驱动Pin 6通过栅极驱动电阻Rdrive使功率MOSFET Q1导通。
- 输入高压通过变压器Flyback Transformer的初级绕组(Primary Winding) 和Q1到地(PGND)。电能以磁能形式存储在变压器中。
- 电流检测: 流过Q1和Rsense的电流产生的压降反馈到UC3845的电流检测引脚ISENSE (Pin 3)。
能量传递阶段 (MOSFET Q1关断) & 峰值电流控制:
- 当ISENSE引脚电压上升到内部设置的阈值时（该阈值由误差放大器输出COMP (Pin 1)控制），芯片立即关断输出驱动Pin 6，Q1截止。这是峰值电流模式的核心控制逻辑。
- Q1关断瞬间，变压器初级电流通路被切断。根据楞次定律，变压器各绕组产生反向电动势。
- 次级绕组(Secondary Winding) 的反向电动势通过输出整流二极管Dout对输出电容Cout充电，并将存储的磁能转化为电能供给负载。
- 辅助绕组(Aux Winding) 的反向电动势通过整流二极管Daux对芯片供电电容Caux充电，为芯片提供持续工作的VCC (Pin 7)。一旦启动完成，VCC主要由此绕组提供，启动电阻Rstart几乎不工作。
输出电压反馈 & 稳压:
- 次级输出电压通过分压电阻Rupper和Rlower采样。
- 采样电压通常与精密基准源（如TL431或齐纳二极管）比较。
- 基准源驱动光耦(Optocoupler)的发光二极管侧。
- 光耦的光敏三极管侧连接在UC3845的反馈引脚VFB (Pin 2)和地之间。光耦相当于一个由输出电压控制的可变电阻（或电流源）。
- 误差放大器 (Error Amplifier - EA):
  - VFB引脚电压与内部基准(通常2.5V，由Vref经内部分压得到)比较。
  - 输出电压升高 -> VFB采样电压升高(接近或超过内基准) -> EA输出COMP降低。
  - 输出电压降低 -> VFB采样电压降低 -> EA输出COMP升高。
- 峰值电流限制点的调节:
  - 更高的COMP电压 (Pin 1) -> 允许更高的ISENSE阈值 -> MOSFET Q1在每个开关周期内导通时间更长 -> 传递更多能量 -> 输出电压上升。
  - 更低的COMP电压 -> 允许更低的ISENSE阈值 -> Q1导通时间更短 -> 传递更少能量 -> 输出电压下降。
- 这样，通过改变MOSFET在每个周期的导通时间（即峰值电流点），环路最终将次级输出电压稳定在设定值。
关键保护功能 (UC3845集成):
- 欠压锁定 (UVLO): VCC低于约8-10V时关闭输出，防止工作异常。
- 过流保护 (Cycle-by-Cycle Current Limiting): 通过持续监测ISENSE引脚。一旦该脚电压超过由COMP控制的阈值(正常限流)或内部固定的最大阈值(过载保护)，立即关断当前周期的驱动。UC3845内部的最大阈值通常对应ISENSE=1V。
- 电源电压钳位: 内部通常有限制VCC过高的结构。

重要元件说明

Flyback Transformer: 核心元件，提供电压变换、功率传递和隔离。设计需考虑匝比、电感量、饱和电流、绕组结构。
Q1 (MOSFET): 主开关器件。需承受高压、通过大电流，栅极驱动要求可靠。Rdrive影响开关速度和噪声。
Rsense: 电流检测电阻。阻值小(<1Ω)，功率损耗大，需精确稳定。值太小会影响灵敏度，太大会增加损耗。
Rstart, Cstart: 启动元件。Rstart要足够大限制启动电流，又要在要求的时间内给Cstart充电到UVLO阈值。Cstart需能维持芯片启动到辅助供电建立。
Caux, Daux: 辅助供电整流滤波。VCC供电的可靠性至关重要。
Dout, Cout: 次级整流和输出滤波。Dout需选快速恢复或肖特基二极管以减小损耗。
Snubber (RCD网络 - 图中Cds和并联电阻/二极管): 吸收MOSFET关断时变压器漏感产生的尖峰电压，保护Q1。非常重要。
RT, CT: 设定开关频率 f ≈ 1.72 / (RT * CT) (RT单位KΩ, CT单位uF, f单位KHz)。RT一般在1KΩ到100KΩ间。
Rupper, Rlower: 次级输出电压设定点：Vout ≈ Vref * (1 + Rupper / Rlower) (Vref通常是TL431的2.5V)。需考虑光耦驱动电流。
光耦 + 基准源 (TL431/Zener): 提供隔离的电压反馈路径，是整个环路稳定性的核心。设计补偿网络Rcomp, Ccomp (通常接在COMP和VFB/Vref之间，图中未详细画出)至关重要。

总结

这张图解展示了UC3845控制反激式开关电源的核心原理。其工作围绕峰值电流模式控制展开：控制MOSFET Q1的导通时间由反馈环路的误差电压和实际开关电流共同决定，以实现输出电压的稳定调节和高动态响应速度，并集成了完善的保护功能（UVLO, 限流）。理解启动过程、反馈路径（尤其是光耦的作用）、峰值电流检测及控制逻辑是关键。

希望这个详细的中文解释和框图能帮助你理解基于UC3845的开关电源工作原理！