| 基于電流型PWM集成控制器UC3842/3843的隔離單端反激式開關電源 |
| 同濟大學中德學院 關振源 張敏 |
| 摘 要：本文從DC/DC轉換器、電流型PWM控制器UC3842開始,著重論述了一種小功率開關電源的基本電路結構及其工作原理。 關鍵詞：DC/DC變換器;電流型PWM控制器;開關電源 |
引言 DC/DC轉換器 UC3842簡介  ---各管腳功能簡介如下。 ---1腳COMP是內部誤差放大器的輸出端,通常此腳與2腳之間接有反饋網(wǎng)絡,以確定誤差放大器的增益和頻響。 ---2腳FEED BACK是反饋電壓輸入端,此腳與內部誤差放大器同向輸入端的基準電壓(一般為+2.5V)進行比較,產生控制電壓,控制脈沖的寬度。 ---3腳ISENSE是電流傳感端。在外圍電路中,在功率開關管(如VMos管)的源極串接一個小阻值的取樣電阻,將脈沖變壓器的電流轉換成電壓,此電壓送入3腳,控制脈寬。此外,當電源電壓異常時,功率開關管的電流增大,當取樣電阻上的電壓超過1V時,UC3842就停止輸出,有效地保護了功率開關管。 ---4腳RT/CT是定時端。鋸齒波振蕩器外接定時電容C和定時電阻R的公共端。 ---5腳GND是接地。 ---6腳OUT是輸出端,此腳為圖滕柱式輸出,驅動能力是±lA。這種圖騰柱結構對被驅動的功率管的關斷有利,因為當三極管VTl截止時,VT2導通,為功率管關斷時提供了低阻抗的反向抽取電流回路,加速功率管的關斷。 ---7腳Vcc是電源。當供電電壓低于 ＋16V時,UC3824不工作,此時耗電在1mA以下。輸入電壓可以通過一個大阻值電阻從高壓降壓獲得。芯片工作后,輸入電壓可在+10～+30V之間波動,低于+10V停止工作。工作時耗電約為15mA,此電流可通過反饋電阻提供。 ---8腳VREF是基準電壓輸出,可輸出精確的+5V基準電壓,電流可達50mA。 ---UV3842的電壓調整率可達0.01%,工作頻率為500kHz,啟動電流小于1mA,輸入電壓為10～30V,基準電壓為4.9～5.1V,工作溫度為0～70℃,輸出電流為1A。 ---開關穩(wěn)壓電源  ---由UC3842構成的開關電源電路如圖6所示,T為高頻變壓器。剛開機時,220V交流電先通過PNF濾掉射頻干擾,再經(jīng)過整流濾波獲得約+300V直流電壓,然后經(jīng)R2降壓后向UC3842提供+16V啟動電壓。R1是限流電阻,C1為濾波電容。正常工作后,自饋線圈N2上的高頻電壓經(jīng)過VD1、C1整流濾波,就作為UC3842的正常工作電壓。R5、C4用以改善內部誤差放大器的頻率響應,R1是斜坡補償電阻。開關頻率 。C5為消噪電容,R10是過流檢測電阻,R7是VMOS開關功率管的柵極限流電阻。由C8、VD1、R11、VD2、C9構成兩級吸收回路,用于吸收尖峰電壓。VD1和VD3選用恢復二極管FR305。VD4為輸出級的整流管,采用肖特基二極管,以滿足高頻、大電流整流之需要。---當NMOS管導通時,初級線圈N1電流線性增大,磁場增強,次級線圈中VD4截止,由電容C10向負載供電;此時,脈沖變壓器原邊回路中VD2亦截止,N1這時起存儲能量的作用。當NMOS管截止后,初級線圈電流減小,磁場減弱,次級線圈回路中VD4導通,能量通過VD4及C10向負載釋放,輸出直流電壓,部分能量由VD2向電阻R12和電容C9釋放。 ---為保證開關電源輸出直流電壓不受干擾,電路中提供了穩(wěn)壓電路。一是采用NMOS管源極串接電阻R9,把電流信號變?yōu)殡妷盒盘?送入UC3842作為比較電壓,控制激勵脈沖的占空比,達到穩(wěn)壓目的。二是變壓器T中的線圈N2間接采樣,起到電壓反饋作用,N2間接采樣后,經(jīng)過VD1和C3整流,在C3上取樣,該電壓一方面經(jīng)過R3和R4分壓送到UC3842的2管腳加到誤差放大器A3的反相輸入端,另一方面直接送到UC3842的7管腳,作為芯片供電電壓。電路剛啟動時由輸入電壓經(jīng)整流濾波降壓給芯片供電,工作后由反饋電壓供電,因而UC3842的電源電壓反映了輸出電壓的變化,起到反饋作用,使輸出電壓穩(wěn)定。三是在UC3842中,鋸齒波發(fā)生器輸出鋸齒波的斜率還與輸入電壓有關,當輸入電壓升高時鋸齒波斜率增大,使輸出激勵脈沖占空比減小,從而使輸出電壓維持穩(wěn)定,反之亦然,實際上相當于反饋控制。 總結 參考文獻 <!-- （Artesyn公司供稿） --> |
---轉換器是開關電源中最重要的組成部分之一,其有5種基本類型：單端正激式、單端反激式、推挽式、半橋式和全橋式轉換器。下面重點分析隔離式單端反激轉換電路,電路結構圖如圖1所示。
---下面分析理想空載下電流型PWM電路的工作情況(不考慮互感)。電路如圖3所示。設V導通,則有
---簡言之,PWM信號的上升沿由振蕩器下降沿決定,而PWM的下降沿由電感電流限值信號和誤差信號Ue共同決定,最大脈寬的下降沿受振蕩器上升沿控制。圖4為其工作時序圖。
