【文章內(nèi)容簡介】 動MOSFET 管。若驅(qū)動雙極型三極管，應(yīng)加入開關(guān)管截止加速 RC 電路，同時將內(nèi)部振蕩器的頻率限制在 40 kHz 以下。若驅(qū)動 MOSFET 管，振蕩頻率由外接 RC 電路設(shè)定，工作頻率最高可達(dá) 500 kHz。 (5) 內(nèi)設(shè)過流保護(hù)輸入 (3 腳)和誤差放大輸入(1 腳)兩個 PWM 控制端。誤差放大器輸入構(gòu)成主 PWM 控制系統(tǒng)，可使負(fù)載變動在 30％～100％時輸出負(fù)載調(diào)整率在 8 ％以下，負(fù)載變動在 70％～100％時負(fù)載調(diào)整率在 3％以下?！? (6) 過流檢測輸入端可對每個脈沖進(jìn)行控制，直接控制每個周期的脈寬，使輸出電壓調(diào)整率達(dá)到 %／V。如果③腳電壓大于 1 V 或①腳電壓小于 1 V，PWM 比較器輸出高電平使鎖存器復(fù)位，直到下一個脈沖到來時才重新置位。利用①腳和③腳的電平關(guān)系，在外電路控制鎖存器的開/閉，使鎖存器每個周期畢業(yè)設(shè)計(jì)論文只輸出一次觸發(fā)脈沖。因此，電路的抗干擾性極強(qiáng)，開關(guān)管不會誤觸發(fā)，提高了可靠性。　　(7) 內(nèi)部振蕩器的頻率由④腳外接電阻與⑧腳外接電容設(shè)定。集成電路內(nèi)部基準(zhǔn)電壓通過④腳引入外同步。④腳和⑧腳外接 RT、 CT 構(gòu)成定時電路，CT的充電與放電過程構(gòu)成一個振蕩周期，其振蕩頻率可由下式近似得出：圖 42 代表性方框圖 ??畢業(yè)設(shè)計(jì)論文圖 43 時序圖UC3842A，UC3843A 系列是專門設(shè)汁用于出線和直流—直流變換器應(yīng)用的高性能、固定頻率、電流模式控制器，為設(shè)計(jì)者提供使用最少外部元件的高性能價格比的解決方案。代表性的方框圖如圖 42 所示。振蕩器振蕩器頻率由定時元件 RT 和 CT 選擇值決定。電容 CT 由 的參考電壓通過電阻 RT 充電，充至約 ,再由一個內(nèi)部的電流宿放電至 。在 CT放電期間，振蕩器產(chǎn)生一個內(nèi)部消隱脈沖保持“或非”門的中間輸入為高電子，這導(dǎo)致輸出為低狀態(tài)，從而產(chǎn)生丁一個數(shù)量可控的輸出靜區(qū)時間。圖 41 顯示R，與振蕩器頻率關(guān)系曲線，圖 2 顯示輸出靜區(qū)時間與頻率關(guān)系曲線．它們都是在給定的 CT 值時得到的。注意盡管許多的 Rt 和 Ct 值都可以產(chǎn)生相同的振蕩器頻率，但只有一種組合可以得到在給定頻率下的特定輸出靜區(qū)時間。振蕩器門限是溫度補(bǔ)償?shù)模烹婋娏髟?T=2 5℃叫被微調(diào)并確保在177。1 0％之內(nèi)，這些內(nèi)部電路的優(yōu)點(diǎn)使振蕩器頻率及晨大輸出占空比的變化最小。結(jié)果顯示在圖43 圖中。正很多噪聲敏感應(yīng)用中，可能希望將變換器頻率鎖定至外部系統(tǒng)時鐘上。這可通過將時鐘信號加到圖 42 所示的電路來完成。為了可靠的鎖定，振蕩器自振應(yīng)頻率設(shè)為比叫鐘頻率低 10％左右。圖 42 所示為多單元同步的一種方法。通過修整時鐘波形，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確輸出占空比箝位。誤差放大器提供一個有可訪問反相輸入和輸出的全補(bǔ)償誤差放大器。此放大器從有90dB 的典刮自流電流增益和只有 57 度相位余量的 的增益為 1 帶寬。同相輸入在內(nèi)部偏置于 而不經(jīng)管腳引出。典刑情況下變換揣輸出電壓通過一個電阻分壓器分壓，并由反向輸入監(jiān)視。最大輸入偏置電流為 ，它將引起輸出電壓誤差，后者等于輸入偏置電流和等效輸入分壓器源電阻的乘積。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文誤差放大器輸出(管腳 1)用于外部回路補(bǔ)償（圖 42） 。輸出電壓因兩個二極管壓降而失調(diào)(≈1．4V) 并在連接至電流取樣比較器的反相輸入之前被三分，這將在管腳 l 處于其最低狀態(tài)時(Vol)，保證在輸出(管腳 6)不出現(xiàn)驅(qū)動脈沖。這發(fā)生在電源正在工作并且負(fù)載被取消時，或者在軟啟動過程的開始(圖 23，24)。最小誤差放大器反饋電阻受限于放大器的拉電流(O．5mA)和到達(dá)比較器的 1．0V 箝位電子所需的輸出電壓(VoH)：Rf（min）＝[*（）+]/ mA電流取樣比較器和脈寬調(diào)制鎖存器UC3842A，UC3843A 作為電流模式控制器工作，輸出開關(guān)導(dǎo)通山振蕩器起始，當(dāng)峰值電感電流到達(dá)誤差放大甜輸出／補(bǔ)償(管腳 1)建立的門限電平時中止。這樣在逐周基礎(chǔ)上差信號控制峰值電感電流。所用的電流取樣比較器—脈寬調(diào)制鎖存配置確保在任何給定的振蕩器周期內(nèi)，僅有一個單脈沖出現(xiàn)在輸出端。電感電流通過插入一個與輸出開關(guān) Q1 的源極串聯(lián)的以地為參考的取樣電阻 Rs轉(zhuǎn)換成電壓。此電壓由電流取洋輸入(管腳 3)監(jiān)視并與來自誤差放大器的輸出電平相比較。在正常的工作條件下，峰值電感電流由管腳 1 上的電壓控制，其中：Ipk=[V（pint）—]3Re當(dāng)電源輸出過載或者如果輸出電壓取樣丟失時，異常的工作條件將出現(xiàn)。在這些條件下，電流取樣比較器門限將被內(nèi)部箝位至 1．0V 。因此最大峰值開關(guān)電流為：Ipsk(max)=當(dāng)設(shè)計(jì)一個大功串開關(guān)穩(wěn)壓揣時為了保持 Rs 的功耗在——個合理的水平上希望降低內(nèi)部嵌位電壓，調(diào)節(jié)此電壓的簡單方法如圖 42 所示。使用丁兩個外部二極管來補(bǔ)償內(nèi)部二極管，以便在溫度范田內(nèi)有固定箝位電壓。如果Ipk(max)箝位電壓降低過多將導(dǎo)致由于噪聲拾取而產(chǎn)生的不誤操作。通常正電流波形的前沿可以觀察到一個窄尖脈沖，當(dāng)輸出負(fù)載較輕時，它可能會引起電源不穩(wěn)定。這個尖脈沖的產(chǎn)生是由于電源變壓器匝間電容和輸出整流管恢復(fù)時間造成的。在電流取樣輸入端增加一個 RC 濾波器，使它的時間常數(shù)接近尖脈沖的持續(xù)時間，通常將消除不穩(wěn)定性。欠壓鎖定采用丁兩個欠壓鎖定比較器來保證在輸出級被驅(qū)動之前，集成電路已完全可用。正電源端(Vcc) 和參考輸出(Vref) 各由分離的比較器監(jiān)視。每個都具有內(nèi)部的滯后，以防止在通過它們各自的門限時產(chǎn)生錯誤輸出動作。Vcc 比較器上下門限分別為：UCX842A 16V／10V，／ 。Vref 比較器高低畢業(yè)設(shè)計(jì)論文門限為 ／。大滯后和小啟動電流使得 UCX842A 特別適合干需要有效的自舉啟動技術(shù)的離線變換器應(yīng)用中。UCX843A 準(zhǔn)備應(yīng)用于更低電壓直流到直流變換器中。一個 36V 的齊納二極管作為一個并聯(lián)穩(wěn)壓管，從 Vcc 連接至地。它的作用是保護(hù)集成電路免受系統(tǒng)啟動期間產(chǎn)生的過高電壓的破壞。最小工作電爪：UCX842A 為 11V，UCX843A 為 。輸出這些器件有一個單圖騰柱輸出級，是專門設(shè)計(jì)用來自接驅(qū)動功率 MOSFET 的，在 負(fù)載下時，它能提供高達(dá)177。 的峰值驅(qū)動電流和典型值為 50ns 的上升、下降時間，還附加丁一個內(nèi)部電路，使得任何時候只要欠壓鎖定有效。 技術(shù)參數(shù)表 41 引出端功能引出端序號 符號 功能 引出端序號 符號 功能1 COMP 比較端 5 GND 地2 V PB負(fù)反饋 6 OUT 輸出3 Sen 電流靈敏度 7 Vcc 電源4 OSC 震蕩端 8 Vref 參考電壓表 42 最大額定值（除非特別說明外，Tamb=25℃）參考名稱 符號 數(shù)值 單位電源電壓 Vcc 30 V輸出電流 Io 177。1 A誤差放大器電流 Isink(EA) 10 m A誤差放大器輸入電壓 Vin(EA) ~+ V功耗 P D1 W表 43 電源特性（除非特別說明外，VCC=15V,RT=10KΩ,CT=,Tamb=0℃~70℃）參數(shù)名稱 符號 測試條件 最小 典型 最大 單位基準(zhǔn)電源部分基準(zhǔn)電壓 VREF Tj=25C,IREF=1mA V線性調(diào)整率 ΔV REF 12V≤Vcc≤25V 6 20 mV負(fù)載調(diào)整率 ΔV REF 1mA≤I REF≤20mA 6 25 mA短路輸出電流ISC Tamb=25176。 30 100 180 mA畢業(yè)設(shè)計(jì)論文震蕩部分振蕩頻率 fosc Tj=25C 47 52 57 kHz頻率電壓特性Δf /ΔVcc12V≤Vcc≤25V 1 %震蕩幅度 V(OSC) 4 腳峰—峰值 VPP誤差放大部分（EA）輸入偏置電流IBIAS 01. 2 μA輸入電壓 Vin(EA) V1= V開環(huán)電壓增益GVO 2V≤V 0≤4V 60 90 dB電流抑制比 PSRR 12V≤V CC≤25V 60 70 dB誤差放大部分（EA）輸出灌電流 ISINK V2=,V1= 2 6 mA輸出吸電流 ISOURCE V2=,V1=5V mA輸出高電平 VOH V2=,RL=15KΩ 5 6 V輸出低電平 VOL V2=,RL=15KΩ V電流靈敏部分增益 GV 3 V/V最大輸入信號VI(MAX) V1=5V 1 V電源抑制比 PSRR 12V≤V CC≤25V 70 dB輸入偏置電流IBIAS 2 10 μA輸出部分ISINK=20mA V輸出低電平 VOLISINK=200mA VISOURCE=20mA 13 V輸出高電平 VOHISOURCE=200mA 12 V上升時間 tr CL=1nF 50 150 Ns下降時間 tf CL=1nF 50 150 NsUVL 電路起動閥值 VTH(ST) V最小動作電壓VOPR(MIN) VPWM 部分最大占空比 D(MAX) 95 97 100 %最小占空比 D(MIN) 0 %電流起動電流 IST mA動作電流 ICC(OPR) V3=V2=0V 11 17 mAZener 電壓 VZ ICC=25mA 34 V畢業(yè)設(shè)計(jì)論文圖 44 芯片外圍電路圖圖 45 芯片封裝圖畢業(yè)設(shè)計(jì)論文5 UC3842 常用的電壓反饋電路的選用 概述通常，PWM 型開關(guān)電源把輸出電壓的采樣作為 PWM 控制器的反饋電壓，該反饋電壓經(jīng) PWM 控制器內(nèi)部的誤差放大器后，調(diào)整開關(guān)信號的占空比以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。但不同的電壓反饋電路，其輸出電壓的穩(wěn)定精度是不同的。本文首先對電流型脈寬控制器 UC3842，常用的三種穩(wěn)定輸出電壓電路作了介紹，分析其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。 UC3842 常用的電壓反饋電路輸出電壓直接分壓作為誤差放大器的輸入輸出電壓 vo 經(jīng)電阻 r2 、 r4 分壓后，得到輸出電壓的電壓采樣信號，輸入 pwm 控制器的電壓反饋輸入端 ② 腳（誤差放大器的反向輸入端）。誤差放大器的正向輸入端接 uc3842 內(nèi)部的 的基準(zhǔn)電壓。當(dāng)采樣電壓小于 時，誤差放大器正向和反向輸出端之間的電壓差經(jīng)放大器放大后，調(diào)節(jié)輸出電壓，使得 uc3842 的輸出信號的占空比變大，輸出電壓上升，最終使輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定的電壓值。電阻 r3 、電容 c1 并聯(lián)構(gòu)成電流型反饋。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文這種電路的優(yōu)點(diǎn)是電壓采樣電路簡單，缺點(diǎn)是輸入電壓和輸出電壓必須共地，不能做到輸入和輸出的電氣隔離。勢必引起電源布線的困難，而且電源工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，容易引起電磁干擾，必然帶來電路設(shè)計(jì)的困難，所以這種方法很少使用。 輸出電壓直接分壓作為誤差放大器的輸入如圖 51 所示，輸出電壓 Vo 經(jīng) R2 及 R4 分壓后作為采樣信號，輸入UC3842 腳 2（誤差放大器的反向輸入端） 。誤差放大器的正向輸入端接 UC3842內(nèi)部的 的基準(zhǔn)電壓。當(dāng)采樣電壓小于 時，誤差放大器正向和反向輸出端之間的電壓差經(jīng)放大器放大后，調(diào)節(jié)輸出電壓，使得 UC3842 的輸出信號的占空比變大，輸出電壓上升，最終使輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定的電壓值。R3 與 C1并聯(lián)構(gòu)成電流型反饋。這種電路的優(yōu)點(diǎn)是采樣電路簡單，缺點(diǎn)是輸入電壓和輸出電壓必須共地，不能做到電氣隔離。勢必引起電源布線的困難，而且電源工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，容易引起電磁干擾，必然帶來電路設(shè)計(jì)的困難，所以這種方法很少使用。 圖 51 輸出電壓直接分壓采樣畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 輔助電源輸出電壓分壓作為誤差放大器的輸入如圖 52 所示，當(dāng)輸出電壓升高時，單端反激式變壓器 T 的輔助繞組上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓也升高，該電壓經(jīng)過 D2，D3，C15，C14，C13 和 R15 組成的整流、濾波和穩(wěn)壓網(wǎng)絡(luò)后得到一直流電壓，給 UC3842 供電。同時該電壓經(jīng) R2 及 R4 分壓后作為采樣電壓，送入 UC3842 的腳 2，在與基準(zhǔn)電壓比較后，經(jīng)誤差放大器放大，使腳 6 輸出脈沖的占空比變小，輸出電壓下降，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。同樣，當(dāng)輸出電壓降低時，使腳 6 輸出脈沖的占空比變大，輸出電壓上升，最終使輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定的值。 這種電路的優(yōu)點(diǎn)是采樣電路簡單，副邊繞組、原邊繞組和輔助繞組之間沒有任何的電氣通路，容易布線。缺點(diǎn)是并非從副邊繞組直接得到采樣電壓，穩(wěn)壓效果不好，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電源的負(fù)載變化較大時，基本上不能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。該電路適用于針對某種固定負(fù)載的情況。圖 52 輔助電源輸出電壓分壓采樣 采用線性光耦改變誤差放大器的輸入誤差電壓如圖 53 所示，該開關(guān)電源的電壓采樣電路有兩路：一是輔助繞組的電壓經(jīng) D1，D2，C1，C2，C3，R9 組成的整流、濾波和穩(wěn)壓后得到 16V 的直流電壓給UC3842 供電，另外，該電壓經(jīng) R2 及 R4 分壓后得到一采樣電壓，該路采樣電壓畢業(yè)設(shè)計(jì)論文主要反映了直流母線電壓的變化；另一路是光電耦合器、三端可調(diào)穩(wěn)壓管 Z 和R4，R5，R6，R7，R8 組成的電壓采樣電路，該路電壓反映了