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UC3845在反激式开关电源中的应用(下)
  • 本文设计了一种基于UC3845控制器的反激式开关电源电路,给出了电路及参数设计与选择过程。实践证明,基于UC3845的反激式开关电源具有输入电压范围宽、输出电压精度高、负载的调整效率高等特点。
  • 2.5调制频率f

    振荡器OSC的频率由定时元件RT和CT选择值决定。电容CT由参考电压VREF(=5V)通过电阻RT充电,充至2.8V,再由内部电流宿放电到1.2V,形成锯齿波脉冲信号,如图3。不管在大RT小CT还是大CT小RT,振荡器充电时锁存器置位输入方波为低电平,放电时输入方波为高电平。

    当锁存器置位输入方波为高电平时,或非门输出始终为低电平,封锁PWM,这段时间由内部振荡器OSC放电过程时间决定。在锁存器置位输入方波下降沿同时,如或非门其他三个输入信号输入无效电平时,或非门输出为高电平,MOSFET管导通。

    其他三个输入信号分别为:一个为电流取样比较器输出,一个为误差放大器输出,一个为输入欠压比较器输出。

    为滤除参考端的高频信号,VREF对地接一个瓷片电容,在PCB布线时要注意,不能有电感成分的介入,以免产生干扰,引成电路振荡打隔。

    OSC振荡频率f=1.8/(RT*CT),当取RT=33KΩ,CT=1000PF,f=54 KHZ。

    图3时序图

    2.6电流取样比较

    在图2中,MOSFET管导通时,Vdc=L•di/dt ,变压器电感电流以斜率Udc/L线性增长,L为变压器的初级电感。在MOSFET管的源极与地间串接一个无感取样电阻Rs,将变压器的初级电流转换成取样电压Ud=Rs•i。在输出同样的功率下,输入直流电压越小,变压器一次电流也越大,通过MOSFET管的电流也越大。为保护MOSFET管不致损坏,需计算电感峰值电流Ip=2P/( Vdcmin*σmax)。选择功率MOSFET管的最大峰值电流Icmax应大于1.3Ip。

    取样电压Ud经RC滤波后,送到UC3845的3脚。当该电压超过1 V时,比较器输出高电平,送到RS锁存器的复位端,PWM输出为低电平,使PWM的占空比减小,从而限制电感峰值电流。
    无感取样电阻Rs的电阻值为:Rs=1/IpΩ,功率1W。而RC滤波器的时间常数接近尖脉冲的持续时间,否则引起电源输出的不稳定。取R=1KΩ,C=470 PF 。

    2.7误差比较器

    VREF经电阻分压为2.5V接至误差比较器的正端,而负端(2脚)接外部监测电压输入。误差比较器(1脚)输出用于外部回路的补偿,如图2,输出电压因两个二极管压降而失调(=1.4V),并在连接到取样比较器反向输入端之前被三分。2脚和1脚间接一个RC网络进行环路补偿。取R11=150KΩ,C11=100PF。

    外部监测电压输入端(2脚)可用于对输出回路引入电压反馈环节,如对主输出回路5V的稳定度要求不高,可将馈电电压引入,以监测输出回路过电压。Vcc经电阻分压接到UC3845外部监测电压输入端,当由于某种原因,输出回路电压升高时, 外部监测电压输入端大于2.5V, 误差比较器输出小于2.5V,结合电流取样比较输入电压, PWM输出为低电平, 使PWM的占空比减小, 输出回路电压减小。如果对主回路输出5V电压的精度有要求。应采用反馈电路由光耦PC817、TL431及与之相连的阻容网络构成。其控制原理如下:主回路5V输出输出电压经电阻分压后得到采样电压,此采样电压与TL431提供的2.5 V参考电压进行比较,当输出电压正常(5 V) 时,采样电压与TL431提供的2.5 V参考电压相等则TL431的K极电位不变,流过光耦二极管的电流不变,流过光耦的电流不变,UC3845的2脚输入电压不变,1脚电位稳定,6脚输出PWM驱动的占空比不变,输出电压稳定在设定值不变。

    当输出5V电压因为某种原因偏高时,经电阻分压值就会大于2.5 V,则TL431的K极电位下降,流过光耦二极管的电流增大,则流过光耦的电流增大,UC3845的2脚输入电压上升到大于2.5V,1脚电位下降,6脚输出驱动脉冲PWM的占空比下降,输出电压降低,这样就完成了主回路输出电压反馈稳压的作用。

    3 结语

    实践证明,基于UC3845的反激式开关电源具有输入电压范围宽、输出电压精度高、负载的调整效率高等特点。本电源应用于网络电测仪表中,收到了良好的效果,具有一定的推广价值。

    参考文献:
    【1】陈小敏,黄声华,万山明.基于UC3843的反激式开关电源反馈电路的设计[J] 通信电源技术2006(05):38-39,43
    【2】方宇,邢岩,赵修科. 基于UC3842的单端反激式隔离开关稳压电源的设计[J].电子工程师 2002,(02):48-49,55
    【3】焦斌.电流控制型高频开关电源[J].镇江高专学报2004年17卷第三期:52-54

    作者简介:龚建芳,1970年生,副教授,硕士

    (御风)

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