可多路獨立供電的半橋DC/DC變換器的設計
前級的R808和R809與穩壓管構成一個(gè)啟動(dòng)電路,觸發(fā)UC3825開(kāi)始工作后,由反饋輸出OUT1自供電。PWM的調制波由R1和CT振蕩產(chǎn)生,RT、CT一般按式(1)及式(2)選取。
RT=3V/{(10mA)*(1-Dmax)} (1)
CT=(1.6*Dmax)/(Rt*f) (2)
式中:f=80kHz,為所取的頻率。
腳1(INV)、腳2(E/A)和腳3(HI)構成一誤差放大器,做為電壓反饋用,腳9(ILIM)為限流,腳8(SS)為軟啟動(dòng),腳11(0UTA)及腳14(0UTB)為輸出驅動(dòng)信號。從圖3中可看出,UC3825功能比較全,外圍電路簡(jiǎn)單,可有效減少PCB的布線(xiàn)與外圍元器件,提高了系統的可靠性。
2.3 驅動(dòng)電路
MOSFET的驅動(dòng)可采用脈沖變壓器,它具有體積小,價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn),但直接驅動(dòng)時(shí),脈沖的前沿與后沿不夠陡,影響MOSFET的開(kāi)關(guān)速度。在此,采用了IR2304芯片,它是IR公司新推出的多功能600v高端及低端驅動(dòng)集成電路,它具有以下優(yōu)點(diǎn)。
1)芯片體積小(DIP8),集成度高(可同時(shí)驅動(dòng)同一橋臂的上、下兩只開(kāi)關(guān)器件)。
2)動(dòng)態(tài)響應快,通斷延遲時(shí)間220/220 ns(典型值)、內部死區時(shí)間1000ns、匹配延遲時(shí)間50ns。
3)驅動(dòng)能力強,可驅動(dòng)600v主電路系統,具有61 mA/130mA輸出驅動(dòng)能力,柵極驅動(dòng)輸入電壓寬達10~20V。
4)工作頻率高,可支持100 kHz或以下的高頻開(kāi)關(guān)。
5)輸入輸出同相設計,提供高端和低端獨立控制驅動(dòng)輸出,可通過(guò)兩個(gè)兼容3.3v、5v和15v輸入邏輯的獨立CMOS或LSTFL輸入來(lái)控制,為設計帶來(lái)了很大的靈活性。
6)低功耗設計,堅固耐用且防噪效能高。IR2304采用高壓集成電路技術(shù),整合設計既降低成本和簡(jiǎn)化電路,又降低設計風(fēng)險和節省電路板的空間,相比于其它分立式、脈沖變壓器及光耦解決方案,IR2304更能節省組件數量和空間,并提高可靠性。
7)具有電源欠壓保護和關(guān)斷邏輯,IR2304有兩個(gè)非倒相輸入及交叉傳導保護功能,整合了專(zhuān)為驅動(dòng)電機的半橋MOSFET或IGBT電路而設的保護功能。當電源電壓降至4.7v以下時(shí),欠壓鎖定(UVL0)功能會(huì )立即關(guān)掉兩個(gè)輸出,以防止直通電流及器件故障。當電源電壓大于5v時(shí)則會(huì )釋放輸出(綜合滯后一般為0.3v)。過(guò)壓(HVIC)及防閉鎖CMOS技術(shù)使IR2304非常堅固耐用。另外,IR2304還配備有大脈沖電流緩沖級,可將交叉傳導減至最低;同時(shí)采用具有下拉功能的施密特(Sohmill)觸發(fā)式輸入設計,可有效隔絕噪音,以防止器件意外開(kāi)通。
如圖4所示為IR2304的連線(xiàn)圖,
可以看出,IR2304具有連線(xiàn)簡(jiǎn)單,外圍元器件少的優(yōu)點(diǎn)。其中VCC由主電路中OUT2自供電,LIN和HIN分別接UC3825的兩個(gè)輸出端,VD要采用快恢復二極管,C1為濾波電容,C2為自舉電容,最好采用性能好的鉭電容,R1和R2為限流電阻。
2.4 保護電路設計
對于DC/DC電源產(chǎn)品都要求在出現異常情況(如過(guò)流、過(guò)載)時(shí),系統的保護電路工作,使變換器及時(shí)停止工作。UC3825的保護電路設計也比較簡(jiǎn)單,如圖5所示,
通過(guò)電流互感器得到的采樣電流,經(jīng)過(guò)轉換后送到UC3825腳9(ILJIM),當電流超過(guò)預定值時(shí),UC3825自動(dòng)封鎖輸出脈沖,起到保護作用。
3 實(shí)驗結果及波形
圖6~圖9為樣機的部分實(shí)驗波形。
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