基于UC3845的反激式開關電源設計
引言
反激式開關電源以其結構簡單、元器件少等優(yōu)點在自動控制及智能儀表的電源中得到廣泛的應用。開關電源的調節(jié)部分通常采用脈寬調制(PWM)技術,即在主變換器周期不變的情況下,根據輸入電壓或負載的變化來調節(jié)功率MOSFET管導通的占空比,從而使輸出電壓穩(wěn)定。脈寬調制的方法很多,本文中所介紹的是一種高性能的固定頻率電流型脈寬集成控制芯片UC3845。該芯片是專為離線的直流至直流變換器應用而設計的。其主要特點是具有內部振蕩器、高精度誤差比較器、逐周電流取樣比較、啟動電流小、大電流圖騰柱輸出等,是驅動MOSFET的理想器件。
1 UC3845簡介
UC3845芯片為SO8或SO14管腳塑料表貼元件。專為低壓應用設計。其欠壓鎖定門限為8.5v(通),7.6V(斷);電流模式工作達500千赫輸出開關頻率;在反激式應用中最大占空比為0.5;輸出靜區(qū)時間從50%~70%可調;自動前饋補償;鎖存脈寬調制,用于逐周期限流;內部微調的參考源;帶欠壓鎖定;大電流圖騰柱輸出;輸入欠壓鎖定,帶滯后;啟動及工作電流低。
芯片管腳圖及管腳功能如圖1所示。
圖1 UC3845芯片管腳圖
1腳:輸出/補償,內部誤差放大器的輸出端。通常此腳與腳2之間接有反饋網絡,以確定誤差放大器的增益和頻響。
2腳:電壓反饋輸入端。此腳與內部誤差放大器同向輸入端的基準電壓(2.5 V)進行比較,調整脈寬。
3腳:電流取樣輸入端。
4腳:R T/CT振蕩器的外接電容C和電阻R的公共端。通過一個電阻接Vref通過一個電阻接地。
5腳:接地。
6腳:圖騰柱式PWM輸出,驅動能力為土1A.
7腳:正電源腳。
8腳:V ref,5V基準電壓,輸出電流可達50mA.
2 設計方法
如圖2為基于U C3845反激式開關電源的電路圖,虛線框內為UC3845內部簡化方框圖。
1)啟動電壓和電容的選擇
交流電源115VAC經整流、濾波后為一個紋波非常小的直流高壓Udc,該電壓根據交流電源范圍往往可得到一個最大Udcmax, 一 和最小電壓Udcmin 。
當直流輸入電壓大于1 44V以上時,U C3845應啟動開始工作,啟動電阻應由線路直流電壓和啟動所需電流來確定。
根據UC3845的參數分析可知,當啟動電壓低于8.5V時,UC3845的整個電路僅消耗lmA的電流,即UC3845的典型啟動電壓為8.5V,電流為1mA.加上外圍電路損耗約0.5mA,即整個電路損耗約1.5mA.在輸入直流電壓為最小電壓 Ddcmmn時,啟動電阻Rin的計算如下:
圖2 基于UC3845反激式開關電源的電路圖
啟動過程完成后,UC3845的消耗電流會隨著MOSFET管的開通增至100mA左右。該電流由啟動電容在啟動時儲存的電荷量來提供。此時,啟動電容上的電壓會發(fā)生跌落到7.6V以上,要使UC3845fj~保持工作,反饋繞組L 應能及時提供饋電電壓。如電壓低于7.6V欠壓比較器動作,PWM輸出低電平。自饋電時間由UC3845的開關周期決定,取U C3845的振蕩頻率 54kHz.啟動電容的容量可由下式計算得到: