基于UC3875的高頻開關電源的設計(2)
1.2.1.2 UC3875的工作
1腳輸出+5V基準電壓,可作為內部或外部電路的其他元件的電源。2腳作為電壓反饋控制端,當引輸出信號高到一定值時,由內部RS觸發器及門電路作用使C輸出與A輸出反相,即A、C輸出信號移相180度;同樣,當引腳2輸出信號低于1V時,通過內部RS觸發器及門電路作用使C輸出與A輸出同相,即A、C輸出信號移相0度。可見通過控制引腳2端的輸出可以控制A、C間相位在0~180度之間變化。B、D的工作原理與A、C相似。 3腳作為誤差放大器的反相輸入端,通常利用分壓電阻檢測輸出電源電壓。4腳作為誤差放大器的同相輸入端,和1腳基準電壓相連,檢測3腳的輸出電源電壓。5腳作為電流檢測端,其基準設置為內部固定2.5V(由 分壓),當電壓超過2.5V時輸出即被關斷,軟起動6腳復位,即可實現過流保護。7腳和15腳作為輸出延遲控制端,通過設置該腳對地之間的電流來設置死區,加在同一橋臂兩管驅動脈沖之間,以實現零電壓開通時的瞬態時間。8、9、13、14腳作為輸出端,可驅動MOSFET和變壓器。10腳作為電源電壓端,為輸出級提供所需電源。11腳 作為芯片供電電源,為芯片內部數字、模擬電路部分提供電源,內部有欠壓鎖定電路,其開啟閾值為10.75V,關閉閾值為9.25V。開啟和關閉之間有1.5V的回差,可有效防止電路在閾值電壓附近工作時的跳動。16腳作為頻率設置端,需外接電阻和電容來設置振蕩頻率。17腳作為輸出時,提供時鐘信號;作為輸入,提供同步點。18腳作為陡度端,需外接一個電阻以產生斜波。19腳作為斜波端,需外接電容到地。20腳作為信號地,是所有電壓的參考基準。
1.2.2控制電路
控制電路的原理圖主要部分如圖3所示。
圖3 控制電路原理圖
UC3875的核心是相位調制器, 其13腳B輸出信號與14腳A輸出信號反相, 9腳C輸出信號與8腳D輸出信號反相, 這四個驅動信號經擴流后由驅動變壓器去驅動 ~ MOS管。相位控制的特點體現在UC3875的四個輸出端具有相同的驅動脈沖分別驅動A/B、C/D兩個半橋,通過移相錯位控制有源時間,使全橋的四個開關輪流導通。每個輸出級導通前都有一個死區,而且可以調整死區時間。在該死區時間內確保下一個功率開關器件的輸出電容放電完畢,為即將導通的開關器件提供電壓開通條件。因此,每對輸出級(A/B,C/D)的諧振開關作用時間,可以單獨控制。在全橋變換拓撲模式下,移相控制的優點得到最充分的體現。UC3875在電壓模式和電流模式下均可工作,并具有過電流關斷以實現故障的快速保護。圖4為移相控制全橋電路的控制波形。
圖4 移相控制全橋電路的控制波形
移相控制全橋電路的控制方式有以下幾個特點:
(1)在同一開關周期Ts 內,每一個開關的導通的時間略小于Ts /2,而關斷時間都略大于 Ts/2。
(2)同一個半橋中上下兩個開關不能同時處于通態,每一個開關關斷到另一個開關開通都要經過一定的死區時間。
(3)比較互為對角的兩對開關T1 、T2 和 T3、T4 開關函數波形, T1的波形比T2 超前0~Ts /2時間,而T3 的波形比 T4超前0~ Ts/2時間,因此 T1和T3 稱為超前橋臂,而 T2和 T4稱為滯后橋臂。
2.結束語
本文介紹了由UC3875芯片作為控制電路的2KW移相控制全橋變換(PSC FB ZVS-PWM)軟開關電源,由于開關管在ZVS條件下運行,可實現高頻化,而且控制簡單,性能可靠,適用于大功率場合。且能保持恒頻運行,就不會同時出現大電壓、大電流,減少了開關所受的應力,實現了高效化。大大減小了電源的體積。
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( 發表人:大本 )