【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 入電壓的正半周，A點(diǎn)相當(dāng)于B點(diǎn)為正，電源通過(guò)D1給C1充電，C1電壓為上正下負(fù)，2201=168V；在輸入電壓的負(fù)半周，A點(diǎn)電壓相對(duì)于B點(diǎn)為負(fù)，電源通過(guò)D2給C2充電，C2電壓為上正下負(fù)，2201=168V，這樣兩個(gè)電容串聯(lián)的輸出為336V。由此可知，當(dāng)任何一個(gè)晶體管導(dǎo)通時(shí)，另一個(gè)關(guān)斷的晶體管承受的電壓只是最大直流輸入電壓，而并非其兩倍。假設(shè)整流后輸入的直流電壓為336V，該電路工作情況如下。首先忽略小容量阻斷電容Cb，則Np的下端可近似的看做連接到C5與C6的連接點(diǎn)。通常的做法是在CC6兩端各并接等值放電電阻來(lái)均衡兩者的電壓，本設(shè)計(jì)中用到RR3,加上CC6的容量相等，則連接點(diǎn)處的電壓為整流輸出電壓的一半，約為168V。圖中的開(kāi)關(guān)管QQ2輪流導(dǎo)通半個(gè)周期。Q1導(dǎo)通Q2關(guān)斷時(shí)，Np同名端電壓為+168V，Q2承受電壓為336V；同理，Q2導(dǎo)通Q1關(guān)斷時(shí)，Q1承受電壓也為336V，此時(shí)Np同名端電壓為168V[7]。圖22 主要波形圖 半橋變換器的漏感問(wèn)題半橋變換器不存在像單端正激和推挽拓?fù)渲心菢勇闊┑穆└屑夥鍐?wèn)題，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)管QQ2分別并聯(lián)了二極管DD6，它將開(kāi)關(guān)管承受的尖峰電壓鉗位于Vdc。Q1導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載電流和勵(lì)磁電流流過(guò)Q變壓器T1的漏感、NP并聯(lián)的勵(lì)磁電感及按匝比平方折算到初級(jí)的次級(jí)負(fù)載等效阻抗，最后流經(jīng)Cb到達(dá)CC2接點(diǎn)，NP同名端電壓為正；Q1關(guān)斷時(shí)，勵(lì)磁電感迫使所有繞組電壓極性反向，NP同名端電壓力圖變得很負(fù)，使Q1承受遠(yuǎn)大于Vdc的電壓并使Q2承受反壓，造成兩個(gè)開(kāi)關(guān)管的損壞。但由于D6的鉗位作用，NP同名端電壓就不會(huì)低于母線電壓。同理，Q2導(dǎo)通時(shí)，勵(lì)磁電感儲(chǔ)存能量，NP同名端電壓(該端電壓接近Vdc/2)為負(fù)；Q2關(guān)斷時(shí)，勵(lì)磁電感使所有繞組電壓極性反向。NP同名端電壓力圖變得很正，但由于D5的存在，NP同名端電壓被鉗位于母線電壓。這樣，到同時(shí)間內(nèi)的漏感儲(chǔ)能就會(huì)經(jīng)DD6反饋給電源Vdc。第3章 控制芯片的介紹 SG3525工作特性分析SG3525是用于驅(qū)動(dòng)N溝道功率MOSFET。其產(chǎn)品一推出就受到廣泛好評(píng)。SG3525系列PWM控制器分軍品、工業(yè)品、民品三個(gè)等級(jí)。下面我們對(duì)SG3525特點(diǎn)、引腳功能、工作原理進(jìn)行介紹。 SG3525是電流控制型PWM控制器，所謂電流控制型脈寬調(diào)制器是按照接反饋電流來(lái)調(diào)節(jié)脈寬的。在脈寬比較器的輸入端直接用流過(guò)輸出電感線圈的信號(hào)與誤差放大器輸出信號(hào)進(jìn)行比較，從而調(diào)節(jié)占空比使輸出的電感峰值電流跟隨誤差電壓變化而變化。由于結(jié)構(gòu)上有電壓環(huán)和電流環(huán)雙環(huán)系統(tǒng)，因此，無(wú)論開(kāi)關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率和瞬態(tài)響應(yīng)特性都有提高，是目前比較理想的新型控制器[8]。： 圖31 SG3525引腳圖 (引腳1)：誤差放大器反向輸入端。在閉環(huán)系統(tǒng)中，該引腳接反饋信號(hào)。在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中，該端與補(bǔ)償信號(hào)輸入端（引腳9）相連，可構(gòu)成跟隨器。 (引腳2)：誤差放大器同向輸入端。在閉環(huán)系統(tǒng)和開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中，該端接給定信號(hào)。根據(jù)需要，在該端與補(bǔ)償信號(hào)輸入端（引腳9）之間接入不同類型的反饋網(wǎng)絡(luò)，可以構(gòu)成比例、比例積分和積分等類型的調(diào)節(jié)器。 (引腳3)：振蕩器外接同步信號(hào)輸入端。該端接外部同步脈沖信號(hào)可實(shí)現(xiàn)與外電路同步。 (引腳4)：振蕩器輸出端。 (引腳5)：振蕩器定時(shí)電容接入端。 （引腳6）：振蕩器定時(shí)電阻接入端。 (引腳7)：振蕩器放電端。該端與引腳5之間外接一只放電電阻，構(gòu)成放電回路。 (引腳8)：軟啟動(dòng)電容接入端。該端通常接一只105的軟啟動(dòng)電容。 (引腳9)：PWM比較器補(bǔ)償信號(hào)輸入端。在該端與引腳2之間接入不同類型的反饋網(wǎng)絡(luò)，可以構(gòu)成比例、比例積分和積分等類型調(diào)節(jié)器。 (引腳10)：外部關(guān)斷信號(hào)輸入端。該端接高電平時(shí)控制器輸出被禁止。該端可與保護(hù)電路相連，以實(shí)現(xiàn)故障保護(hù)。 A（引腳11）：輸出端A。引腳11和引腳14是兩路互補(bǔ)輸出端。 (引腳12)：信號(hào)地。 (引腳13)：輸出級(jí)偏置電壓接入端。 B（引腳14）：輸出端B。引腳14和引腳11是兩路互補(bǔ)輸出端。 （引腳15）：偏置電源接入端。 (引腳16)：基準(zhǔn)電源輸出端。該端可輸出一溫度穩(wěn)定性極好的基準(zhǔn)電壓。 圖32 SG3525內(nèi)部框圖圖33 SG3525內(nèi)部各點(diǎn)波形特點(diǎn)如下： （1）工作電壓范圍寬：8—35V。（2）（%）V微調(diào)基準(zhǔn)電源。（3）振蕩器工作頻率范圍寬：100Hz～400KHz。（4）具有振蕩器外部同步功能。（5）死區(qū)時(shí)間可調(diào)。（6）內(nèi)置軟啟動(dòng)電路。（7）具有輸入欠電壓鎖定功能。（8）具有PWM瑣存功能，禁止多脈沖。（9）逐個(gè)脈沖關(guān)斷。（10）雙路輸出（灌電流/拉電流）：200mA(峰值)。： ，%，在誤差放大器共模輸入電壓范圍內(nèi)，無(wú)須外接分壓電組。SG3525還增加了同步功能，可以工作在主從模式，也可以與外部系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)同步，為設(shè)計(jì)提供了極大的靈活性。在5腳和7腳之間加入一個(gè)電阻就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)死區(qū)時(shí)間的調(diào)節(jié)功能。由于SG3525內(nèi)部集成了軟啟動(dòng)電路，因此只需要一個(gè)外接定時(shí)電容。SG3525的軟啟動(dòng)接入端（引腳8）上通常接一個(gè)104的軟啟動(dòng)電容。上電過(guò)程中，由于電容兩端的電壓不能突變，因此與軟啟動(dòng)電容接入端相連的PWM比較器反向輸入端處于低電平，PWM比較器輸出高電平。此時(shí)，PWM瑣存器的輸出也為高電平，該高電平通過(guò)兩個(gè)或非門加到輸出晶體管上，使之無(wú)法導(dǎo)通。只有軟啟動(dòng)電容充電至其上的電壓使引腳8處于高電平時(shí)，SG3525才開(kāi)始工作。由于實(shí)際中，基準(zhǔn)電壓通常是接在誤差放大器的同相輸入端上，而輸出電壓的采樣電壓則加在誤差放大器的反相輸入端上。當(dāng)輸出電壓因輸入電壓的升高或負(fù)載的變化而升高時(shí)，誤差放大器的輸出將減小，這將導(dǎo)致PWM比較器輸出為正的時(shí)間變長(zhǎng)，PWM瑣存器輸出高電平的時(shí)間也變長(zhǎng)，因此輸出晶體管的導(dǎo)通時(shí)間將最終變短，從而使輸出電壓回落到額定值，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)。反之亦然。 外接關(guān)斷信號(hào)對(duì)輸出級(jí)和軟啟動(dòng)電路都起作用。當(dāng)Shutdown（引腳10）上的信號(hào)為高電平時(shí)，PWM瑣存器將立即動(dòng)作，禁止SG3525的輸出，同時(shí)，軟啟動(dòng)電容將開(kāi)始放電。如果該高電平持續(xù)，軟啟動(dòng)電容將充分放電，直到關(guān)斷信號(hào)結(jié)束，才重新進(jìn)入軟啟動(dòng)過(guò)程。注意，Shutdown引腳不能懸空，應(yīng)通過(guò)接地電容可靠接地，以防止外部干擾信號(hào)耦合而影響SG3525的正常工作。 欠電壓鎖定功能同樣作用于輸出級(jí)和軟啟動(dòng)電路。如果輸入電壓過(guò)低，在SG3525的輸出被關(guān)斷同時(shí)，軟啟動(dòng)電容將開(kāi)始放電。 此外，SG3525還具有以下功能，即無(wú)論因?yàn)槭裁丛蛟斐蒔WM脈沖中止，輸出都將被中止，直到下一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)到來(lái)，PWM瑣存器才被復(fù)位。 UC3843工作原理分析：圖3 4 UC3843的引腳圖 用于2050W的小功率開(kāi)關(guān)電源，管腳少，電路簡(jiǎn)單。 (1)單輸出級(jí)，可以驅(qū)動(dòng)MOS、晶體管。 (2)PWM芯片。 (3)工作頻率500kHz。 (4)低啟動(dòng)和工作電流，啟動(dòng)電流小于1mA，工作電流15mA。 (5)大電流圖騰柱輸出，1A。 (6)(7)帶欠壓封鎖保護(hù)：1腳（COMP）：誤差放大器輸出。2腳（UFB）：反饋電壓輸入端。，產(chǎn)生誤差電壓來(lái)控制調(diào)節(jié)脈沖寬度。3腳（ISENSE）：接電感電流傳感器。當(dāng)采樣電壓大于1VDC時(shí)，縮小脈沖寬度，使電源處于斷續(xù)工作狀態(tài)。4腳（RT/CT）：定時(shí)阻容端。頻率f=(CTRT)。5腳（Gnd）：地。6腳（OUTPUT）：輸出端。7腳（Vcc）：電源。1013VDC，關(guān)閉電壓10VDC。8腳（VREF）：內(nèi)部基準(zhǔn)電源輸出，5VDC+/，50mA。： UC3843是一種單端輸出電流控制型電路，其最大的優(yōu)點(diǎn)是外接元器件極少，外電路裝配非常簡(jiǎn)單，其原理方框圖如下圖所示，它有兩個(gè)控制閉合環(huán)路，一個(gè)是輸出電壓反饋回誤差放大器，用于同基準(zhǔn)電壓比較后產(chǎn)生誤差電壓；另一個(gè)是電感(變壓器初級(jí))中電流在反饋電阻(R0)上產(chǎn)生的電壓與誤差電壓進(jìn)行比較產(chǎn)生調(diào)制脈沖的脈寬，這些都是在時(shí)鐘所限定的固定頻率下工作。由于誤差信號(hào)實(shí)際控制著峰值電感電流，故稱其為電流型脈寬調(diào)制器，其優(yōu)點(diǎn)如下： 1)線性調(diào)整率(電壓調(diào)整率)非常好，％/V。這是由于輸入電壓的變化立即反映為電感電流的變化，它不經(jīng)過(guò)任何誤差放大器就能在比較中改變輸出脈沖寬度，再加一級(jí)輸出電壓U。至誤差放大器控制，能夠使線性調(diào)整率更好。 2)明顯改善了負(fù)載調(diào)整率。因?yàn)檎`差放大器可專門用于控制由于負(fù)載變化造成的輸出電壓變化。 3)誤差放大器的外補(bǔ)償電路簡(jiǎn)化，穩(wěn)定度提高并改善了頻響，這時(shí)由于在R0上檢測(cè)出的峰值電流能代表平均電流，整個(gè)電路可看作一個(gè)誤差電壓控制源，變換器(誤差放大器)由雙極點(diǎn)變?yōu)楦邩O點(diǎn)。4)簡(jiǎn)化了過(guò)流保護(hù)電路(電流限制電路)。由于R0上感應(yīng)出尖峰電感電流，所以自然形成逐個(gè)脈沖限流電路，只要Rs上電平達(dá)到lV，脈寬調(diào)制器就立即關(guān)閉，這種峰值電感感應(yīng)檢測(cè)技術(shù)可以靈敏地精確地限制輸出的最大電流。 UC3843設(shè)有欠壓鎖定電路，，UC3843的電源可以由高壓直流電通過(guò)一個(gè)降壓電阻R來(lái)提供。在uC3843的輸入端設(shè)有一個(gè)34V齊納管，保證其內(nèi)部電路絕對(duì)在34V以下工作，防止可能高壓帶來(lái)的損壞，5V的基準(zhǔn)電壓由8腳引出，為誤差放大器的同相輸入端提供基準(zhǔn)。5V的基準(zhǔn)電壓同時(shí)作內(nèi)部各部分電路的電源。UC3843的輸出為圖騰式，輸出給開(kāi)關(guān)管的平均電流為177。200mA，最大峰值電流可達(dá)177。1A，，故適宜驅(qū)動(dòng)晶體管或MOSFET管。UC3843內(nèi)設(shè)置有PWM鎖存器，可保證輸出端在每一振蕩周期內(nèi)僅出現(xiàn)一個(gè)單控制脈沖，防止噪聲干擾和功率管的超功耗。內(nèi)部包括振蕩器、誤差放大器、電流比較器、PWM鎖存、5VDC基準(zhǔn)電源、輸出電路等。圖35 UC3843的內(nèi)部框圖 5VDC基準(zhǔn)電源：內(nèi)部電源。該電源還可以提供外部5VDC/50mA。振蕩器：產(chǎn)生方波振蕩。RT接在8（REF）腳之間，CT接5（GND）之間。頻率f=(CTRT)。最大500KHz。誤差放大器：，誤差電壓COMP用于調(diào)節(jié)脈沖寬度。COMP端引出接外部RC網(wǎng)絡(luò)，以改變?cè)鲆婧皖l率特性。輸出電路：?jiǎn)螆D騰柱輸出結(jié)構(gòu)，1A峰值驅(qū)動(dòng)電流，驅(qū)動(dòng)MOS管及雙極型晶體管。電流取樣比較器：3腳ISENSE用于檢測(cè)開(kāi)關(guān)管電流，可以用電阻或電流互感器采樣，當(dāng)VISENSE1VDC時(shí)，關(guān)閉輸出脈沖，使開(kāi)關(guān)管關(guān)斷。這實(shí)際上是一個(gè)過(guò)流保護(hù)電路。欠壓鎖定電路UVLO：開(kāi)通閾值16VDC，關(guān)閉閾值10VDC。具有滯回特性。PWM鎖存電路：保證每一個(gè)控制脈沖作用不超過(guò)一個(gè)脈沖周期，即所謂逐脈沖控制。 另外，UCC與GND之間的穩(wěn)壓管用于保護(hù)，防止器件損壞。第4章 電路設(shè)計(jì) EMI濾波電路設(shè)計(jì)由于開(kāi)關(guān)器件工作在高頻通斷狀態(tài)，高頻的快速瞬變過(guò)程本身就是一電磁騷擾（EMD）源，它產(chǎn)生的EMI信號(hào)有很寬的頻率范圍，又有一定的幅度。若把這種電源直接用于數(shù)字設(shè)備，則設(shè)備產(chǎn)生的EMI信號(hào)會(huì)變得更加強(qiáng)烈和復(fù)雜。圖 41 EMI電路圖概念理解：共模扼流圈共模扼流圈使用一個(gè)磁心上繞制兩組電流方向相反的導(dǎo)線，使用高磁導(dǎo)率的磁心，一般匝數(shù)也很少。干擾源產(chǎn)生電流i，在磁心中產(chǎn)生方向相反的