重点解析基于UC3846的开关电源电压反馈的优化设计
uc3846中文资料
UC3846/47电流模式PWM控制器
特点和引脚说明
1.特点
(1)自动前馈补偿。
(2)可编程控制的逐个脉冲限流功能。
(3)推挽输出结构下自动对称校正。
(4)负载响应特性好。
(5)可并连运行,适用于模块系统。
(6)内置差动电流检测放大器,共模输入范围宽。
(7)双脉冲抑制功能。
(8)大电流图腾柱式输出,输出峰值电流500mA。
(9)精密带隙基准电源,精度士1%。
(10)内置欠电压锁定电路。
(11)内置软启动电路。
(12).具有外部关断功能。
(13)工作频率高达500KHz
2.引脚说明 UC3846/47采用16引脚(DIL - 16、SOIC-
16)和20引脚(PLCC - 20、LCC - 20)两种封装形式。下面以
DIL - 16封装为例进行介绍,其引脚排列如图1—40所示。
UC3846/47的引脚功能简介如下:
·C/S SS(引脚1):限流信号/软启动输入端。该端可接给定信号。
·V REF (引脚2):基准电源输出端。该端输出一温度特性极佳的基准电压。
·C/S-(引脚3):电流检测比较器反相输入端。该端接电流检测信号。
·C/S+(引脚4):电流检测比较器正相输入端。该端接给定信号。
·E/A+(引脚5):误差放大器同相输入端。在闭环或开环系统中,该端都接给定信号。
·E/A-(引脚6):误差放大器反相输入端。在闭环系统中,该端接输出反馈信号。根据需要,可在该端与引脚7之间接入不同功能的反馈网络,构成比例,积分,比例积分等类型的闭环调节器。在开环系统中,该端直接与7脚相连,构成跟随器。
稳压电源PWM调制芯片UC3846的应用
6 张占松 ,蔡宣三. 开关稳压电源的原理与设计. 北京 :电子 工业出版社 , 2000
Applica tion of UC3846 wh ich is ch ip of PWM
Zhang Zhong1 Yan Kun2 Q in Zhijiu2 He Huiying2 (11Guangzhou Auto College South China University of Technology, Cuang zhou 501800)
图 2 应用电路拓扑
211 UC 3846 反馈端的工作原理 输出电压 U0 (24V )经 R4和 R5、R6分压后的电
压 U0 ’ = U0 R5 ’ / ( R5 ’ + R4 ) , R5’ ×R6 / (R5 + R6 ) 。 将其输入误差放大器的反相端 ,通过与误差放
大器同相端的输入基准电压 ( 215V )比较 ,通过光耦 反馈回 UC3846,从而控制脉宽输出 。若输出电压偏 高 ,则减小导通占空比使输出减小 ; 若输出电压偏 低 ,则增加导通占空比使输出增大 ,依此实现输出的 反馈控制 。达到平衡时 U0 ’大致为 215V ,又因为 U0
20
图 6 加消振电路前后的波形图
213 原边过流保护电路 原边过流可通过芯片的 4脚来控制 。当原边电
流增加时 ,采样电阻 R29上的电压也相应增加 ,若 4 脚电压高于 019V 时 ,就会关断 11脚和 14脚的脉冲 输出 ,从而起到对原边电路的保护作用 。开关管源 漏极之间的电压波形和通过两只开关管的电流波形 图 (见图 7) 。
UC3846实现48V-50A通信电源
UC3846实现48V/50A通信电源
概述
开关功率电路分为电流模式控制和电压模式控制两种,UC3846是峰值电流模式控制的芯片。对于如图1所示电压模式控制,其优点是:只有电压环,单环控制容易设计和分析;波形振幅坡度大,因而噪声小,工作稳定;多模块输出时,低阻抗输出能提供很好的交互控制。缺点是:电网或负载的扰动必须转化为输出扰动,才能被电压环反馈,因此系统响应慢;输出LC 滤波电路给系统增加了两个极点,这就需要在补偿网络增加零点或者需要一个低转折频率的主极点;环路增益随输入电压而变化,因而补偿网络设计较复杂。
图1 电压模式控制
图2所示电流模式控制在BUCK电路中的应用,和电压模式控制比较时钟信号只是使电源工作在固定的频率,PWM比较器的另一个输入是用从电感电流取得的信号代替了晶振,当电感电流的模拟信号超过了误差放大器输出的值Ve,脉宽关断。
图2 电流模式控制
一种基于UC3846的变频设计与应用
一种基于UC3846的变频设计与应用
1、电流脉宽型控制芯片UC3846介绍
UC3846的主要特点为:(1)自动前馈补偿;(2)可编程逐脉冲电流限制;(3)推挽配置自动对称校正;(4)模块化电源系统的并行操作能力;(5)增强负载响应特性;(6)宽共模范围差分电流检测器;(7)双脉冲抑制;(8)500mA双图腾柱输出;(9)低电压锁存;(10)软启动;(11)输出关断保护;(12)工作范围达500kHz。以下为其内部框图:
图1 UC3846内部框图
脚1为电流电平设置端;脚2为基准电压输出端;脚3为电流检测放大器反相输入端;脚4为电流检测放大器的同相输入端;脚5为误差放大器的同相输入端;脚6为误差放大器的反相输入端;脚7为误差放大器反馈补偿;脚8为振荡器的外接电容端口;脚9为振荡器外接电阻端口;脚10为同步端口;脚11为PWM脉冲的A输出端;脚12为地;脚13为集电极电源端;脚14为PWM脉冲的B输出端口;脚15为控制电源输入端;脚16为关闭端口。
2、UC3846变频电路设计与具体分析
UC3846脉宽调制高频开关稳压资料
UC3846脉宽调制高频开关稳压资料
题目 UC3846脉宽调制高频开关稳压
(院)系电气与信息工程系
专业自动化班级学号
学生姓名指导老师姓名
完成日期 2008 年 6 月 10 日至2008 年 6 月 20 日
湖南工程学院
课程设计任务书
课程名称: 电力电子技术
题目:UC3846脉宽调制高频开关稳压电源设计
专业班级:
学生姓名: 学号:
指导老师:
审批:
任务书下达日期 2008 年 6 月 10 日
设计完成日期 2008 年 6 月 20 日
设计内容与设计要求
一(设计内容:
1( 电路功能:
1) 电网工频交流先整流为固定直流,通过功率变换(高频逆变)得
到20~50KHz的高频交流,再经高频整流与滤波,得到所需的直
流;
2) 电路由主电路与控制电路组成,主电路主要环节:工频整流滤波、
功率变换(高频逆变)、高频整流滤波。控制电路主要环节:脉
冲发生电路、脉宽调制PWM、电压电流检测单元、驱动电路。 3) 功率变换电路中的高频开关器件采用IGBT或MOSFET。 4) 系统具有完善的保护
2. 系统总体方案确定
3. 主电路设计与分析
1)确定主电路方案
2)主电路元器件的计算及选型
3)主电路保护环节设计
4. 控制电路设计与分析
1)检测电路设计
2)功能单元电路设计
3)触发电路设计
4)控制电路参数确定
二(设计要求:
1( 用UC3875产生脉冲。
2( 设计思路清晰,给出整体设计框图;
3( 单元电路设计,给出具体设计思路和电路;
4( 分析所有单元电路与总电路的工作原理,并给出必要的波形分
析。
5( 绘制总电路图
6( 写出设计报告;
UC3846中文原理
UC3846中文原理
UC3846是一种多功能控制器芯片,用于设计和实现电源开关电路。
该芯片采用CMOS工艺制造,可以提供兼容于TTL和CMOS逻辑的输入和输出,具有广泛的应用范围。UC3846的主要功能包括:电源开关技术、PWM
调制和控制、反馈调节、保护等。
UC3846的电源开关技术提供了可靠的电源开关和调整功能。该芯片
具有高达500kHz的开关频率,通过控制外围电路,可以根据需要选择恒
定频率或变频运行模式。同时,UC3846还提供了软过载和短路保护功能,以保护电源和负载器件。
UC3846的PWM调制和控制功能使得用户可以根据需要对输出电压进
行精确调节。芯片通过比较参考电压和反馈电压来控制PWM信号的高和低
电平时间,从而实现对输出电压的精确控制。此外,UC3846还提供了调
整频率、调整占空比、稳压调节和电流限制等功能。
UC3846具有灵活的反馈调节功能,可以适应不同的应用需求。该芯
片可以通过内部放大器和误差放大器来实现反馈控制,从而提供准确的输
出电压和电流控制。此外,UC3846还支持多种反馈方式,如电流模式控制、电压模式控制和混合模式控制等。
UC3846还提供了多种保护功能,以确保电路和负载的安全运行。芯
片具有过电流保护和短路保护功能,能够自动检测和限制传输过流和短路
电流,以保护电源和负载器件免受损害。此外,UC3846还支持过温保护
和欠压保护等功能,以避免电源和负载在异常工作条件下受到损害。
总体来说,UC3846是一款多功能控制器芯片,通过其强大的电源开
关技术、PWM调制和控制、反馈调节和保护功能,能够实现高效、稳定和
uc3842电流型开关电源中电压反馈电路的设计
uc3842电流型开关电源中电压反馈电路的设计
在传统的电压型控制中,只有一个环路,动态性能差。当输入电压有扰动时,通过电压环反馈引起占空比的改变速度比较慢。因此,在要求输出电压的瞬态误差较小的场合,电压型控制模式是不理想的。为了解决这个问题,可以采用电流型控制模式。电流型控制既保留了电压型控制的输出电压反馈,又增加了电感电流反馈,而且这个电流反馈就作为PWM控制变换器的斜坡函数,从而不再需要锯齿波发生器,使系统的性能具有明显的优越性。电流型控制方法的特点如下:
1、系统具有快速的输入、输出动态响应和高度的稳定性;
2、很高的输出电压精度;
3、具有内在对功率开关电流的控制能力;
4、良好的并联运行能力。
di直接跟随输入电压和输出电压的变化而变化。电压反由于反馈电感电流的变化率dt
馈回路中,误差放大器的输出作为电流给定信号,与反馈的电感电流比较,直接控制功率开关通断的占空比,所以电压反馈是电流型电源设计中很重要的问题。本文介绍使用电流型控制芯片uc3842时,电压反馈电路的设计。
一、uc3842简介
图1为UC3842PWM控制器的内部结构框图。其内部基准电路产生+5V基准电压作为UC3842内部电源,经衰减得2.5V电压作为误差放大器基准,并可作为电路输出5V/50mA的电源。振荡器产生方波振荡,振荡频率取决于外接定时元件,接在4脚与8脚之间的电阻R 与接在4脚与地之间的电容C共同决定了振荡器的振荡频率,f=1.8/RC。反馈电压由2脚接误差放大器反相端。1脚外接RC网络以改变误差放大器的闭环增益和频率特性,6脚输出驱动开关管的方波为图腾柱输出。3脚为电流检测端,用于检测开关管的电流,当3脚电压≥1V 时,UC3842就关闭输出脉冲,保护开关管不至于过流损坏。UC3842PWM控制器设有欠压锁定电路,其开启阈值为16V,关闭阈值为10V。正因如此,可有效地防止电路在阈值电压附近工作时的振荡。
基于UC3846的有源嵌位单级PFC开关电源
UC3 8 4 6 - - Ba s e d Ac t i v e Cl a mp a n d S i n g l e - - S t a g e PFC S wi t c h e d Po we r S u p p l y
We n L i q u n ,X i a o Q i a n g h u i
摘 要 :设 计 了一种 基于 P WM 控制 芯片 UC 3 8 4 6的恒压 源,其适 用于 1 7 5 — 2 6 5 V宽 电压的 交流输入 ,额
定输 出电压为 2 4 v,输 出电流为 2 A。采 用单级三端 P F C校 正技 术 ,提 高 系统的功率 因数 ;采用有源嵌位软
( S c h o o l o f E l e c t r i c a l a n d I n f o r ma i t o n E n g i n e e r i n g ,Hu n a n Un i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ,Z h u z h o u H u n a n 4 1 2 0 0 7 ,C h i n a )
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 6 7 3 — 9 8 3 3 . 2 0 1 4 . 0 2 . 0 1 1
基于 UC 3 8 4 6 的有源嵌位单级 P F C开关 电源
uc3846中文资料 (2)
UC3846中文资料
摘要
UC3846是一款高性能的PWM控制器芯片,常用于开关电源的设计。本文档将介绍UC3846的特点、工作原理、引脚功能、Typical Application和常见问题解答等内容,为读者提供详细的中文资料。
1. 引言
UC3846是由德州仪器公司推出的一款PWM控制器,采用复合型器件集成电路的设计。它具有高性能、稳定可靠和简单易用等优点,广泛应用于电力电子领域中开关电源的设计。
2. 特点
UC3846具有以下特点: - 采用复合型器件集成电路设计,集成度高。 - 双弹设计,实现双层反馈控制。 - 宽工作电压范围。 - 内置软起动功能,提高系统可靠性。 - 内置过电流保护、过热保护等多种保护功能。
3. 工作原理
UC3846是一款全桥控制器,用于控制开关电源的开关管工作,默认工作周期为50kHz。其工作原理如下:
1.外部反馈信号进入UC3846芯片,经过比较、滤波
和放大后得到控制信号。
2.控制信号经过逻辑电路处理,驱动UC3846内部的
PWM生成器。
3.PWM生成器根据控制信号产生一个50kHz的方波,
用于驱动开关管。
4.开关管的开关动作控制了输出电压的稳定性。
4. 引脚功能
UC3846的引脚功能如下: - VCC: 芯片供电引脚。 - GND:
地引脚。 - RT/CT: 外部电阻电容网络的引脚。 - COMP: 外部反馈信号输入引脚。 - UVLO: 低电压锁定引脚。 - INV: 输入电压检测引脚。 - FB: 反馈引脚。 - SYNC: 同步引脚。
5. Typical Application
UC3846正弦波逆变电源设计33
湖南工程学院
课程设计
课程名称单片机原理与应用
课题名称数字温度计设计
专业
班级
学号填写12位学号
姓名
指导教师赵葵银、汪超等
2011年5月9日
湖南工程学院
课程设计任务书
课程名称:电力电子技术
题目:UC3846正弦波逆变电源设计
专业班级:
学生姓名:学号:
指导老师:
审批:
任务书下达日期年月日
设计完成日期年月日
基于UC3846的有源嵌位单级PFC开关电源
基于UC3846的有源嵌位单级PFC开关电源
文立群;肖强晖
【摘要】设计了一种基于PWM控制芯片UC3846的恒压源,其适用于
175~265 V宽电压的交流输入,额定输出电压为24 V,输出电流为2 A。采用单级三端PFC校正技术,提高系统的功率因数;采用有源嵌位软开关技术,降低开关应力,提高电源的输出效率。仿真和实物测试结果表明,本恒压源的输入功率因数可达到0.992;在额定负载下,整机效率可达到88%以上。%A constant voltage source based on PWM control chip UC3846 is designed, which applies to the 175~265 V AC input voltage, and the rated output voltage is 24 V and output current is 2 A. The single stage PFC-three terminal correction technique is used to enhance the power factor of the system;meanwhile,the active clamping-soft switch technology is used to reduce the switch stress and improve the output efficiency of the power. The simulation and physical test shows that the input power factor of the constant voltage source is 0.992 and the system efficiency reaches
基于UC3846的推挽正激DC_DC变换器的设计_白志青
0.引言 推挽拓扑结构为升压电源最常用的拓扑结构(如:联能和协欣),适 用于低压大电流电路。推挽变换器电路结构简单,其高频变压器磁芯 亦是双向磁化,而且对变压器的绕制要求较高,必须具有良好的对称 性。变压器的磁芯偏磁对器件参数的一致性和驱动电路驱动信号脉宽 的一致性提出了较高的要求,同时控制方式也要求采用电流型控制方 案,增加电路的复杂性和难度。但是高频变压器上直接施加输入电压, 因而只用两个功率开关管便能获得较大的功率输出,而且两路驱动电 路无需隔离,因此驱动电路可以简化。这是推挽电路最明显的优点。 但推挽电路也有两个缺点:一是在开关管关断时原边线圈的漏感能量 释放困难,而且,会在开关管上形成关断尖峰,易导致开关管损坏。二 是器件或电路的不对称会引起磁芯偏磁,导致磁芯饱和。本设计的主 拓扑采用较为新颖的推挽正激电路,与推挽电路相比,推挽正激电路在 推挽变压器初级两个绕组的同名端增加了箝位电容 C0。 1.推挽正激 DC-DC 变换器硬件电路的设计 1.1 新型推挽正激电路 针对推挽电路两个明显的缺点,本设计的主电路采用新型推挽正 激电路,是在以往的推挽变压器初级两个绕组的同名端增加了箝位电 容 C0,推挽电路的工作性能因 C0的加入而得到很大改善[1-3]。推挽正激 电路如图 1 所示。
LLC变换器通讯电源的设计与应用
LLC变换器通讯电源的设计与应用
王维;尹斌
【摘要】根据通讯电源的特点,本文分析了LLC谐振半桥的原理,给出了LLC谐振电容、谐振电感和励磁电感的设计方法;同时采用UC3846作为稳压电源调制芯片,并介绍它的功能、特点以及工作原理;最后本文搭建了一个实验样机,证实了
UC3846外围电路的可行性.
【期刊名称】《电子设计工程》
【年(卷),期】2014(022)001
【总页数】4页(P127-129,136)
【关键词】LLC;通讯电源;谐振半桥;UC3846
【作者】王维;尹斌
【作者单位】河海大学能源电气学院,江苏南京211100;河海大学能源电气学院,江苏南京211100
【正文语种】中文
【中图分类】TN98
谐振变换器具有很多优点:开关频率高应力小、关断损耗小、EMI噪声小、重量轻、体积小、效率高。LLC谐振电源易实现原边开关管ZVS,次级二极管ZCS,输入电压范围宽等优点,因而得到广泛的关注。文中介绍了LLC谐振变换器的工作原理和工作特性,并介绍了电流脉宽型控制芯片UC3846以及其外围控制电路
设计,并将其控制电路运用于LLC谐振电源中。
1 UC3846芯片介绍及原理
UC3846是电流脉宽型调制芯片,其内部结构如图1,电流模式控制的特点是电感电流随着输入电压与输出电压的比值变化而变化,所以UC3846具有带载响应特
性强的优点,线电压调节率得到极大改善,补偿电路更简单优化。该调制芯片具有自动前馈补偿、推挽输出结构下自动对称校正、大电流图腾柱式输出、并联运行下模块系统、外部关断、可编程控制逐个脉冲抑制以及死区时间调节等功能,并且内置了软启动电路和欠电压锁定电路,工作频率高500 kHz[1]。
uc3846逆变焊机工作原理
uc3846逆变焊机工作原理
uc3846逆变焊机是一种电弧焊接设备,可以在不同材料之间进行焊接。它采用正弦波交流变换器和uc3846功率因数校正控制芯片,使焊接效果更加稳定和高效。本文将深入探讨uc3846逆变焊机的工作原理,并为你详细介绍焊接过程。
一、uc3846逆变焊机的工作原理
uc3846芯片的工作原理是将直流电压转化为正弦波电压,并通过交流磁通传导到焊头上。它采用了ZVS引导技术,使高频电流在零电压状态下,可以更好地控制交流电流,从而避免了电弧的意外产生。此外,uc3846逆变焊机还具有非常好的电流稳定性和功率因数校正功能,可有效提高能源利用率。
二、uc3846逆变焊机的工作步骤
1. 开启设备
首先将uc3846逆变焊机电源插头插入电源插座,然后按下开关按钮,待指示灯亮起,就可以开始工作了。
2. 设置参数
在进行焊接之前,需要进行参数设置,例如焊接电流,电压等。这些参数将直接决定焊接的效果和质量,因此需要仔细设置。
3. 测试焊接
在设置好参数后,可以将焊接头放在金属材料上进行测试。这个过程非常重要,因为它可以帮助调整焊接机器,达到最佳效果。
4. 开始焊接
完成测试后,就可以正式进行焊接了。将焊接头放在需要焊接的位置,按下按钮,随着交流电磁场的产生,焊接头将开始融化和连接金属。
三、uc3846逆变焊机的注意事项
1. 使用前要对电器机器进行检查。
2. 设置好焊接参数并测试后才能进行正式焊接。
3. 焊接时注意安全,穿好防护服和手套。
4. 在使用过程中,注意频繁停机来冷却机器,以及清洁机器上
UC3846脉宽调制高频开关稳压
课程设计说明书题目 UC3846脉宽调制高频开关稳压
(院)系电气与信息工程系
专业自动化班级学号
学生姓名
指导老师姓名
完成日期 2008 年 6 月 10 日至2008 年 6 月 20 日
湖南工程学院
课程设计任务书
课程名称:电力电子技术
题目:UC3846脉宽调制高频开关稳压电源设计
专业班级:
学生姓名:学号:
指导老师:
审批:
任务书下达日期2008 年6 月10 日
设计完成日期2008 年6 月20 日
目录第1章概述
第2章系统总体方案确定
2.1 电路的工作原理
2.2 电路的组成
第3章主电路设计与分析
3.1 主电路的设计
3.2 主电路元器件的计算及选型
3.3 主电路保护环节的设计
第4章控制电路设计与分析
4.1 芯片详情
4.2功能单元电路的设计
4.3控制电路参数确定
第5章总结与体会
第6章附录总电路图
参考文献
课程设计评分表
第1章概述
在电力电子技术的应用及各种电源系统中,开关电源技术均处于核心地位。对于大型电解电镀电源,传统的电路非常庞大而笨重,如果采用高顿开关电源技术,其体积和重量都会大幅度下降,而且可极大提高电源利用效率、节省材料、降低成本。在电动汽车和变频传动中,更是离不开开关电源技术,通过开关电源改变用电频率,从而达到近于理想的负载匹配和驱动控制。高频开关电源技术,更是各种大功率开关电源(逆变焊机、通讯电源、高频加热电源、激光器电源、电力操作电源等)的核心技术。开关稳压电源(以下简称开关电源)问世后,在很多领域逐步取代了线性稳压电源和晶闸管相控电源。早期出现的是串联型开关电源,其主电路拓扑与线性电源相仿,但功率晶体管工作于开关状态。随着脉宽调制(PWM)技术的发展,PWM开关电源问世,它的特点是用20kHz的载波进行脉冲宽度调制,电源的效率可达65%~70%,而线性电源的效率只有30%~40%。因此,用工作频率为20 kHz的PWM开关电源替代线性电源,可大幅度节约能源,从而引起了人们的广泛关注,在电源技术发展史上被誉为20kHz革命。随着超大规模集成(ultra-large-scale-integrated-ULSI)芯片尺寸的不断减小,电源的尺寸与微处理器相比要大得多;而航天、潜艇、军用开关电源以及用电池的便携式电子设备(如手提计算机、移动电话等)更需要小型化、轻量化的电源。因此,对开关电源提出了小型轻量要求,包括磁性元件和电容的体积重量也要小。此外,还要求开关电源效率要更高,性能更好,可靠性更高等。这一切高新要求便促进了开关电源的不断发展和进步。
UC3846的结构功能
UC3846的结构功能
UC3846和UC3847电流模式PWM控制器最早是由美国尤尼创公司推出的,现由美国德州仪器公司生产。UC3846和UC3847都是16引脚PWM控制器,其主要区别在于,在关断状态下,UC38 46输出低电平,而UC3847则输出高电平。
UC3846或UC3847引脚图
UC3846有16个引脚。各引脚的功能如下:
脚l:限流电平设置端;
脚2:基准电压输出端;
脚3:电流检测放大器的反相输入端;
脚4:电流检测放大器的同相输人端;
脚5:误差放大器的同相输入端;<下图内部结构符号标错>
脚6:误差放大器的反相输入端;
脚7:误差放大器反馈补偿;
脚8:振荡器的外接电容端;
脚9:振荡器的外接电阻端;
脚10:同步端;
脚Il:PWM脉冲的A输出端;
脚12:地;
脚13:集电极电源端;
脚14:PwM脉冲的B输出端;
脚15:控制电源输入端;
脚16:关闭端。
UC3846采用标准双列直插式16引脚(DIP—16)封装。其内部结构框图如图l所示。
UC3846的振荡器频率由外接阻容Rt、CT决定(9脚、8脚)。CT的充电电流由恒流源所提供。振荡器的工作频率可按下式近似计算:
式中,Rt一般在1~500 kΩ之间。为了减小噪声对晶振电容的影响,CT应选择大于100 pF
的电容。为了防止两路开关管的互通,还要设定两路输出都关断的“死区时间”。CT上的电压为一个锯齿波.其下降时间即为死区时间
,其死区可设置时间为:
式中,CT增大,锯齿波下降时间(即死区时间)随着增大。
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重点解析基于UC3846的开关电源电压反馈的优化设计介绍并比较了电流模式PWM控制器中电压反馈的基本电路,设计出了基于电流控制型PWM控制芯片UC3846的电压反馈的实用电路,该电路能满足在高频电路、非线形负载情况下稳定的输出。实验结果证明,该电路具有较好的控制特性和稳定性。
1.UC3846的结构与特性
图为电流控制型变换器的原理框图。恒频时钟脉冲置位R-S锁存器,输出高电平,开关管导通,变压器原边的电流线性增大,当电流在采样电阻Rs上的压降Vs达到Ve 时,比较器翻转,输出高电平,锁存器复位,驱动信号变低,开关管关断,直到下一个时钟脉冲使R-S锁存器置位。电路就是这样逐个地检测和调节电流脉冲的。
UC3846是Initorde公司推出的电流脉宽调制芯片,该调制芯片双端输出,能直接驱动双极型功率管或场效应管(Mosfet),其主要优点是功能齐全,具有强大的带载响应特性,能提供自动前馈补偿、欠压保护、软启动、终端锁机保护等功能,外围控制电路简单,工作频率高达500kHz,可自设工作频率。它适合于工频变压器的100~300W的开关电源,其工作温度为265~150℃,最高的输入电压为40V,有自我保护功能。其原理如图所示。
UC3846采用定频电流模式控制,引脚3,4是电流检测输入端,5,6是误差放大器输入端,电流检测输入值经过一个放大倍数为3的电流测定放大器(其输入电压必须小于1.2V)来获得电感电流或开关电流信号,其输出接PWM
比较器的同相端。当取样放大器输入信号大于1.2V时,电流型控制器将延时关断。电压误差放大器的输出经二极管
和0.5V偏压后送至PWM比较器的反相端,其输出既作为给定信号,同时又被限流电平设置脚(脚1)箝位在V1+0.7V,从而完成了逐个脉冲限流的目的。当差动电流检测放大器
检测的是开关电流而不是电感电流时,由于开关管寄生电
容放电,检测电流会有一个较大的尖峰前沿,可能使电流
检测锁存和PWM电路误动作,所以,应在电流检测输入
端加RC滤波。
2.普通电流模式控制器中电压反馈电路
一般来讲,电压反馈电路都是闭环控制系统,就
UC3846而言,在6,7两个引脚上够成积分网络,电压反馈信号经由该积分网络进入误差放大器反向输入端(引脚6),基准电压由芯片自带的电源提供(引脚2),如图所示,这种电压反馈电路因为实现方便,结构简单,被广泛地采用。
然而在笔者实验过程中发现,在高频状态下工作时,该电路很容易引入电磁干扰,而且在电压反馈信号大于5V 时,基准电压不容易得到,并且在使用UC3846做为控制芯片的过程中,斜坡补偿网络和芯片的软启动都需要同时
使用芯片内部的这个精密电压,意味着精密电压需要给最
少3个电路拓扑供电,这无疑会对系统的稳定性带来影响。
还有就是在一些负载非纯阻性或负载有突变的场合,PWM 很容易被电流检测环关断。
基于以上这些不利的因素,设想是否可以将电压反馈信号的跟随过程在芯片外部实现,将电流反馈信号和电压反馈信号基本隔离,满足反馈电压大于5V的情况,减少电路反馈之间的相互影响。
3.新型电压反馈电路
由以上分析,设计了如图4所示的电压信号反馈电路。首先将UC3846的引脚6,7短接构成电压跟随器。电压反馈信号通过误差放大器同向输入端进入芯片。将传统反馈电路当中引脚6,7所构成的积分网络在芯片外部实现,这样的好处是电压反馈信号的处理经过电压跟随器后,不会再给芯片内部带入加载,保证了电压反馈信号的准确性。
外部添加运算放大器,将误差的放大过程也在芯片外部完成,基准电压也由外部提供,这样就避免了和电流反馈信号共用基准电源的冲突,提高了工作效率。
这个电路的基本工作过程是分别在运放的同向,反向端输入采样电压和反馈电压,则运放的输
出电压
其中VI是电压反馈和基准电压的差值。由UC3846的特性知道,在误差电压VI=0时,则
其中
VF是检测电压。因为UC3846内部决定电流测定信号最大电压值为1.2V左右。通过计算可得该电压反馈电路的参数,使得电压反馈值最大为3.5V左右,以保证比较器可以稳定的工作。
用电压传感器获得检测电压VF。根据电压传感器的性能可以很容易的出合适的基准电压值。通过R5将运放输出信号转化为所需要的电压信号后进入UC3846的引脚5,便完成了电压信号的反馈。
在实验中,该电路很好地完成了电压反馈的的功能,即使在高频的条件下,电路也十分稳定。由于其基准电压是从芯片外部给定,所以在和检测电流比较时,可以根据电气要求自己设计误差电压的反馈值范围,也就是说,可以自己设定芯片内部PWM比较器反转的范围,以便更大程
度的控制电流检测值。所以这种电路在对于非纯阻性负载的情况是非常有好处的。
比如在弧焊电源引弧的动作中,由于瞬间的电阻值会突变,引弧后电阻会基本保持固定,这时如果使用传统的电压反馈方法来进行电流模式控制,由于引弧瞬间的电流峰制值会很大,PWM比较器很容易就在引弧的瞬间翻转,关断PWM的输出,导致引弧失败。
而外接的这种电压可以很容易地控制比较器翻转时候的电流检测值,保证了在引弧的瞬间电流检测有足够的裕度完成引弧的过程。
4.结束语
按照以上的设计思路在实验板上搭建了一个UC3846的控制板,很好地完成了电压检测的功能,因为使用了芯片内部的运放构成了跟随器,使得反馈更为精确,而且反馈电路没有使用光隔等昂贵器件,降低了成本。