電壓采樣及反饋電路 - UC3842及其應(yīng)用簡介

2012年07月18日 13:59 來源:互聯(lián)網(wǎng) 作者:秩名 我要評(píng)論(0)


  電壓采樣及反饋電路由光耦PS2701、TL431和阻容網(wǎng)絡(luò)組成,圖中R5和C5用于TL431的頻率補(bǔ)償,不能缺少。通過調(diào)節(jié)由R6,R7組成的分壓網(wǎng)絡(luò)后得到采樣電壓,該采樣電壓與三端可調(diào)穩(wěn)壓塊TL431提供的2.5 V基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,當(dāng)輸出電壓正常時(shí),采樣電壓與TL431提供的2.5 V電壓基準(zhǔn)相等,則TL431的K極電位保持不變,從而流過光耦U3二極管的電流不變,進(jìn)而流過光耦CE的電流也不變,UC3842引腳2的反饋電位Uf保持不變,則引腳6輸出驅(qū)動(dòng)的占空比不變,輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定值不變。當(dāng)輸出5 V電壓因?yàn)槟撤N原因升高時(shí),分壓網(wǎng)絡(luò)上得到的輸出電壓采樣值會(huì)隨之升高,從而TL431的K極電位下降,流過光耦二極管的電流增大,進(jìn)而流過CE的電流增大,從而UC3842的引腳2的電位升高。由UC3842內(nèi)部示意圖可知:誤差放大器A1的輸出電壓減小,亦即電流檢測比較器鉗位電壓減小,所以由圖2可知:UC3842引腳6輸出驅(qū)動(dòng)的占空比減小,從而使輸出電壓減小,這樣就完成了反饋穩(wěn)壓的過程。

  2.2 初級(jí)線圈充磁峰值電流取樣反饋內(nèi)回路

  初級(jí)線圈充磁峰值電流取樣的內(nèi)回路反饋也是開關(guān)電源設(shè)計(jì)起決定作用的環(huán)節(jié),如果內(nèi)回路反饋設(shè)計(jì)不符合電路要求,開關(guān)電源就無法正常工作。

  設(shè)計(jì)內(nèi)回路反饋時(shí),需要在開關(guān)管上串聯(lián)一個(gè)以地為參考的取樣電阻Rs(見圖1、圖4中的R1和圖3中的R8),將初級(jí)線圈的電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào),此電壓由電流檢測比較器A2監(jiān)視并與來自誤差放大器A1的輸出電平比較。

  在正常的工作條件下,峰值電感電流由引腳1上的電壓控制,其中:

  當(dāng)電源輸出過載或者輸出取樣丟失時(shí),異常的工作條件將出現(xiàn),在這些條件下,電流比較器的門限被內(nèi)部鉗位至1.0 V,則

  而開關(guān)電源初級(jí)線圈最大峰值電流為短路保護(hù)時(shí)變壓器初級(jí)線圈流過的最大電流:

  式中:Ip為初級(jí)線圈電感電流;Pout為開關(guān)電源設(shè)計(jì)輸出功率;Viin為開關(guān)電源輸人電壓;D為PWM的輸出信號(hào)占空比;N為電源效率。

  根據(jù)式(2)、式(3)可以推算:

  根據(jù)計(jì)算得出的Rs阻值可以進(jìn)一步計(jì)算出電流取樣電阻的功率:

  選定電流取樣電阻后,需要通過一個(gè)L型的RC低通濾波網(wǎng)絡(luò),將這個(gè)采樣信號(hào)送給UC3842的電流比較器。L型RC低通濾波網(wǎng)絡(luò)的上限截止頻率為:

  從低通濾波器的對(duì)數(shù)幅頻特性可知,當(dāng)輸入信號(hào)頻率低于fh時(shí),輸出信號(hào)與輸入信號(hào)幾乎完全相同;當(dāng)輸人信號(hào)頻率高于fh時(shí),輸出信號(hào)會(huì)大幅度衰減。

  利用示波器可以測量Rs采樣電阻上的信號(hào)頻率,因此,選擇低通濾波器的RC參數(shù)時(shí)必須要保證Rs電阻上正常的采樣電壓不能被濾波器衰減。

  設(shè)計(jì)開關(guān)電源時(shí),如果RC參數(shù)選擇不當(dāng),使濾波器的上限截止頻率fh偏小,導(dǎo)致正常的Rs采樣信號(hào)被衰減,這樣當(dāng)負(fù)載增大時(shí),PWM無法將控制脈沖的占空比調(diào)大,變壓器會(huì)因?yàn)樨?fù)載過重而發(fā)生嘯叫。為解決這一問題,將濾波電容C的取值減小,進(jìn)而提高fh,使正常的Rs采樣信號(hào)通過濾波器,當(dāng)負(fù)載加重時(shí),開關(guān)電源可以很好地穩(wěn)壓,變壓器的嘯叫現(xiàn)象也沒有出現(xiàn)。

  3 結(jié)束語

  開關(guān)電源的設(shè)計(jì)是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的課題,本文給出的方法僅作為一種參考,許多實(shí)際問題需要在實(shí)踐中不斷加以總結(jié)和完善,只有通過實(shí)踐才能使設(shè)計(jì)不斷臻于完美。

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