功率因數校正控制器UC3854的建模與應用
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摘要：介紹功率因數校正控制器UC3854的組成原理與特性，根據宏模型概念，構建UC3854主要功能模塊的宏模型，并以該宏模型為核心對功率因數校正電路在PSPICE環(huán)境下進(jìn)行仿真。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/179854.htmThe Construction of the Macro Model for Power Factor Controller UC3854
Abstract:The paper introduces the internal structure, main features of the power factor controller UC3854, constructs the macro model for the main function sub－ models of UC3854 and runs a computer simulation in the environment of PSPICE
Keywords: Power factor Macro model Simulation
1引言
隨著(zhù)功率因數校正（PFC）技術(shù)在我國的重視與應用，功率因數校正專(zhuān)用控制器的研究漸趨增加?？紤]到CAD技術(shù)迅速發(fā)展的今天，傳統的電路設計方法發(fā)生了革命性變革。計算機仿真參與產(chǎn)品設計，不僅高效、安全、節省經(jīng)費，還可以通過(guò)調節參數優(yōu)化系統性能，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)初期，計算機仿真可忽略寄生效應，避免噪聲干擾，還可簡(jiǎn)化復雜電路。
然而國內對功率因數校正專(zhuān)用控制器的計算機仿真模型的研究尚不多見(jiàn)，為了更好地利用計算機仿真來(lái)進(jìn)行高頻功率變換系統的設計，對功率因數校正專(zhuān)用集成電路的計算機仿真模型的研究很有必要。
目前，PFC專(zhuān)用集成電路有很多品種，國外的一些半導體廠(chǎng)商如Motorola、Unitrode、SiliconGeneral、Siemens、MicroLinear都開(kāi)發(fā)生產(chǎn)了PFC專(zhuān)用集成電路。常見(jiàn)的有專(zhuān)用于升壓變換型功率因數校正專(zhuān)用集成電路MC34261、TDA4814、TDA4815、TDA4816、TDA4817、UC3854、ML4819等。各種產(chǎn)品的技術(shù)指標和性能有所不同，但其結構與功能模塊基本相同。
本文將以Unitrode公司的功率因數校正專(zhuān)用集成電路UC3854的主要參數進(jìn)行宏模型構建并對利用所建模型構成的功率因數校正電路進(jìn)行仿真。
2UC3854的結構與主要特性
圖1UC3854的總體結構框圖
2.1UC3854的組成結構
UC3854的總體結構如圖1所示，主要包括以下幾個(gè)功能模塊：電壓誤差放大器模塊，電流誤差放大器模塊，乘除法器模塊，鋸齒波發(fā)生器模塊，輸出驅動(dòng)模塊，以及峰值限制比較器模塊，欠電壓過(guò)電壓保護模塊，軟起動(dòng)模塊和一些數字邏輯。為了簡(jiǎn)化模型，建模中省去欠電壓、過(guò)電壓鎖存比較器，軟起動(dòng)等輔助環(huán)節。
2.2UC3854的關(guān)鍵特性
表1列出了UC3854各主要功能模塊的關(guān)鍵特性。
表2 列出了UC3854管腳說(shuō)明。
3模塊宏模型的構建
3.1誤差放大器
UC3854內部有電壓誤差放大器和電流誤差放大
表1UC3854的關(guān)鍵參數
| 參數 | 測試條件 | 典型值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 電壓誤差放大器 | |||
| Vsense偏置電流 | －25 | nA | |
| 開(kāi)環(huán)增益 | 100 | dB | |
| 輸出電壓擺幅 | 0.8～5.8 | V | |
| 短路電流 | VAOut=0 | －20 | mA |
| 電流誤差放大器 | |||
| Isense偏置 | －120 | nA | |
| 開(kāi)環(huán)增益 | 110 | dB | |
| 輸出電壓擺幅 | 0.5～16 | V | |
| 短路電流 | －20 | mA | |
| 增益帶寬積 | 800 | kHz | |
| 乘法器 | |||
| 最大輸出電流 | －200 | μA | |
| 增益因子 | －1.0 | ||
| 振蕩器 | |||
| 振蕩頻率 | RSET=8.2k | 102 | kHz |
| 斜坡幅度 | 5.5 | V | |
| 輸出驅動(dòng) | |||
| 輸出高電壓 | 200mAloadonGTDrv,VCC=15V | 12.8 | V |
| 輸出低電壓 | 200mAloadonGTDrv | 1.0 | V |
圖2電壓誤差放大器原理示意圖
圖3電壓誤差放大器宏模型示意圖
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