電流型PWM控制器UC3844及其在微機電源中的應用

UC3844 的輸出級為圖騰柱式電路,與SG3525 的一端完全相同。輸出平均電流值為±200mA ,最大峰值電流±1A ,可直接驅動(dòng)功率管。由于峰值電流自限,可以不要串入限流電阻。

對于電流型控制芯片UC3844 ,使輸出驅動(dòng)信號關(guān)斷的方法有兩種:一種是將引腳1 電壓降至1V 以下,另一種是將引腳3 電壓升至1V 以上。這兩種方法都是使電流比較器輸出高電平,PWM 鎖存器復位,關(guān)閉輸出端,直至下一個(gè)時(shí)鐘將PWM 鎖存器置位為止。根據這一原理,可以控制引腳1 、3 電壓的變化,實(shí)現各種必要的保護。

3 UC3844 在微機電源中的應用

UC3844 的外圍電路簡(jiǎn)單,所用元件少,并且性能優(yōu)越,成本低。該芯片的最大占空比為50 % ,通常用于單端他激式變換器中。圖4 所示為由UC3844 構成的微機電源主電路。

電路主拓撲采用單端反激式電路,由UC3844 構成主控芯片。單端反激式電路具有結構簡(jiǎn)單、適宜多組輸出、可靠性高等特點(diǎn)。使用電流型控制模式將進(jìn)一步強化這些優(yōu)點(diǎn)。

在反激變換器中,開(kāi)關(guān)管所受應力較高,這主要是開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)漏電感引起開(kāi)關(guān)管集電極電壓突然升高所致。抑制開(kāi)關(guān)應力有兩個(gè)方法:一種是減小漏電感;另一種是耗散過(guò)壓的能量,或者使能量反饋回電源中。本文采用了第二種方法,在變壓器原邊并聯(lián)RCD 緩沖器。耗散過(guò)電壓的能量依靠并聯(lián)的RC 電路,能量反饋回電源依靠定向二極管D1 。

變壓器的設計是整個(gè)電路的關(guān)鍵之一。在設計變壓器時(shí),原邊電感量不能太大,并且磁心中要增加氣隙,否則會(huì )出現電流上升率小、導通時(shí)間短、電流上升值不大,導致電路沒(méi)有能力傳遞所需功率。同時(shí),在設計變壓器時(shí)必須認真考慮變壓器的磁飽和瞬時(shí)效應。在瞬變負載情況下,當輸入電壓較高而負載電流較小時(shí),如果負載電流突然增加,則控制電路會(huì )立即加寬輸出脈沖寬度來(lái)提供補充功率。這樣,輸入電壓和脈沖寬度同時(shí)變?yōu)樽畲?即使只是一個(gè)短暫的時(shí)間,但變壓器也會(huì )出現飽和,引起失控和故障。這就要求變壓器設計時(shí)應按高輸入電壓、寬脈沖進(jìn)行設計。

圖中R1 、C4 構成啟動(dòng)電路,當C4 上的電壓超過(guò)15V 時(shí)電路啟動(dòng),然后由N4 、D1 、D2 、C2 、C4 、C5 、R6構成自饋電路供電。該電壓同時(shí)也是電壓閉環(huán)的信號電壓。R10 為電流取樣電阻,流經(jīng)該電阻的電流產(chǎn)生的電壓經(jīng)濾波后送入引腳3 ,構成電流控制閉環(huán)。與引腳4 、引腳8 相連的R5 、C8 是UC3844 的外部定時(shí)電阻和定時(shí)電容。引腳6 經(jīng)限流電阻直接驅動(dòng)功率管。引腳5 為輸入公共端。輸出與輸入相隔離,避免共地干擾。高頻變壓器和功率開(kāi)關(guān)管都接有RCD 緩沖器,用于吸收尖峰電壓,防止功率開(kāi)關(guān)管的損傷。