基于UC3842/UC3843的隔離單端反激式開(kāi)關(guān)電源設計

開(kāi)關(guān)電源以其高效率、小體積等優(yōu)點(diǎn)獲得了廣泛應用。傳統的開(kāi)關(guān)電源普遍采用電壓型脈寬調制(PWM)技術(shù)，而近年電流型PWM技術(shù)得到了飛速發(fā)展。相比電壓型PWM，電流型PWM具有更好的電壓調整率和負載調整率，系統的穩定性和動(dòng)態(tài)特性也得以明顯改善，特別是其內在的限流能力和并聯(lián)均流能力使控制電路變得簡(jiǎn)單可靠。

　　電流型PWM集成控制器已經(jīng)產(chǎn)品化，極大推動(dòng)了小功率開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展和應用，電流型PWM控制小功率電源已經(jīng)取代電壓型PWM控制小功率電源。Unitrode公司推出的UC3842系列控制芯片是電流型PWM控制器的典型代表。

　　DC/DC轉換器

轉換器是開(kāi)關(guān)電源中最重要的組成部分之一，其有5種基本類(lèi)型：?jiǎn)味苏な健?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/單端反">單端反激式、推挽式、半橋式和全橋式轉換器。下面重點(diǎn)分析隔離式單端反激轉換電路，電路結構圖如圖1所示。 　

圖1 電路結構圖

　　電路工作過(guò)程如下：當M1導通時(shí)，它在變壓器初級電感線(xiàn)圈中存儲能量，與變壓器次級相連的二極管VD處于反偏壓狀態(tài)，所以二極管VD截止，在變壓器次級無(wú)電流流過(guò)，即沒(méi)有能量傳遞給負載；當M1截止時(shí)，變壓器次級電感線(xiàn)圈中的電壓極性反轉，使VD導通，給輸出電容C充電，同時(shí)負載R上也有電流I流過(guò)。M1導通與截止的等效拓撲如圖2所示。

圖2 M1導通與截止的等效拓撲

電流型PWM 　　

　　與電壓型PWM比較，電流型PWM控制在保留了輸出電壓反饋控制外，又增加了一個(gè)電感電流反饋環(huán)節，并以此電流反饋作為PWM所必須的斜坡函數。

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

　　L·diL/dt = ui (1) 　　

　　iL以斜率ui/L線(xiàn)性增長(cháng)，L為T(mén)1原邊電感。經(jīng)無(wú)感電阻R1采樣Ud=R1·iL送到脈寬比較器A2與Ue比較，當Ud>Ue，A2輸出高電平，送到RS鎖存器的復位端，此時(shí)或非門(mén)的兩個(gè)輸入中必有一個(gè)高電平，經(jīng)過(guò)或非門(mén)輸出低電平關(guān)斷功率開(kāi)關(guān)管V。當時(shí)鐘輸出為高電平時(shí)，或非門(mén)輸出始終為低電平，封鎖PWM，這段時(shí)間由時(shí)鐘振蕩器OSC輸出脈沖寬度決定，即PWM信號的死區時(shí)間。在振蕩器輸出脈沖下降同時(shí)，或非門(mén)兩輸入均為低電平，經(jīng)或非門(mén)輸出為高電平，V導通。

圖3 理想空載下電流型PWM電路

　　簡(jiǎn)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(shí)序圖。

圖4 工作時(shí)序圖

　　UC3842簡(jiǎn)介 　　

　　Unitrode公司的UC3842是一種高性能固定頻率電流型控制器，包含誤差放大器、PWM比較器、PWM鎖存器、振蕩器、內部基準電源和欠壓鎖定等單元，其結構圖如圖5所示。

圖5 UC3842結構圖