管曉磊
哈爾濱九洲電氣股份有限公司
摘 要：電流型控制芯片UC3844已經(jīng)廣泛應(yīng)用在開關(guān)電源中，本文是基于其設(shè)計(jì)的控制環(huán)路，闡述了反激式開關(guān)電源控制環(huán)路的一般方法。
關(guān)鍵詞：控制環(huán)路 UC3844 反激式開關(guān)電源
引言
在開關(guān)電源的設(shè)計(jì)過程中，控制環(huán)路的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，控制環(huán)路的設(shè)計(jì)決定電源的成敗與否。開關(guān)電源的控制方式有電流控制方式和電壓控制方式兩種。電源系統(tǒng)的傳遞函數(shù)隨控制方式的不同而有很大差異，因此在環(huán)路設(shè)計(jì)分析時(shí)，應(yīng)獨(dú)立分開。本文對(duì)基于UC3844構(gòu)建的開關(guān)電源控制環(huán)路進(jìn)行設(shè)計(jì)分析．論述開關(guān)電源電流型控制環(huán)路設(shè)計(jì)的一般方法。
1. UC3844概述
UC3844是一種性能優(yōu)良的電流控制型脈寬調(diào)制芯片，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路如圖l所示，它集成了振蕩器、具有溫度補(bǔ)償?shù)母咴鲆嬲`差放大器、電流檢測(cè)比較器、圖騰柱輸出電路、輸入和基準(zhǔn)欠電壓鎖定電路及PWM鎖存器電路。
圖1
圖2（應(yīng)用在大功率UPS中的開關(guān)電源作輔助電源）
圖2中部分參數(shù)如下，交直流兩路輸入，額定直流電壓為243V，R6為20K,R4為4.7K,主電路采用單管反激式，通過變壓器給控制芯片供電并以此路為依據(jù)設(shè)計(jì)反饋補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。
2. 控制環(huán)路設(shè)計(jì)
通常，主電路是根據(jù)應(yīng)用要求設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)時(shí)一般不會(huì)提前考慮控制環(huán)路的設(shè)計(jì)。在這里，主要介紹控制環(huán)路的設(shè)計(jì)，其他主功率部分就不在敘述。本文直接根據(jù)控制到輸出特性來(lái)設(shè)計(jì)控制環(huán)，控制到輸出特性定義為電源系統(tǒng)中不考慮誤差放大器的特性，誤差電壓輸入到PWM的點(diǎn)作為系統(tǒng)輸入點(diǎn)，輸出反饋電壓輸入到誤差放大器負(fù)端的點(diǎn)作為系統(tǒng)輸出點(diǎn)，如圖3所示
圖3
（1）本文是采用電流型控制的反激式變換器，據(jù)此選用具有帶寬增益限制的單極點(diǎn)補(bǔ)償器，用這種方法補(bǔ)償?shù)膸捒梢猿鲚敵鰹V波器的極點(diǎn)，唯一的缺點(diǎn)就是其直流增益比其它補(bǔ)償器要低，使電源的負(fù)載特性變差。其電路圖和波德圖見圖4
圖4
該補(bǔ)償器在低頻時(shí)相位滯后-180°，從誤差放大器濾波極點(diǎn)頻率f 的1/10處相位開始下降，到高頻時(shí)，相位滯后-270°。
（2）先求電源控制到輸出特性上的直流增益A ，在輸入電壓最高時(shí)，直流增益最大。A =（（V -V ） / V △V）×（N /N ），如果閉環(huán)增益的穿越頻率太高，誤差放大器會(huì)把開關(guān)頻率諧波放大，這對(duì)電源工作很不利，所以一般把閉環(huán)增益的穿越頻率設(shè)在開關(guān)頻率的1/5處，f =0.2f ，式中f ——電源的開關(guān)頻率，
（3）由輸出濾波電容等效串聯(lián)電阻ESR與輸出濾波電容本身引起的零點(diǎn)，其轉(zhuǎn)折頻率f =1/2πR C ,如果不知道電容的ESR值，通常由輸出濾波電容引起的零點(diǎn)范圍如下；電解電容：1～5KHZ 鉭電容：10～25KHZ;誤差放大器極點(diǎn)位置為：f ≈f ，濾波器極點(diǎn)f =1/2πR C ,式中R =V /I ,
（4）接下來(lái)確定在閉環(huán)增益的穿越頻率處使控制到輸出特性的增益為0dB，誤差放大器所提供的增益量為G =20log（f / f ）-G ，誤差放大器極點(diǎn)前的增益為G =G +20log（ f / f ）
（5）A =10 ，反饋電容為C=1/2πR A f , 反饋電阻值為R =A R , A =10 ,至此就完成了具有帶寬增益限制的單極點(diǎn)補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)，圖5為補(bǔ)償示意圖
圖5
（6）經(jīng)過上述計(jì)算，圖2中C 為100pf，R 為130K。
3.結(jié)論
本電源采用電流型PWM控制芯片UC3844設(shè)計(jì)，相對(duì)于電壓控制模式．具有更好的電源調(diào)整率。本電路已經(jīng)隨產(chǎn)品應(yīng)用在電廠等領(lǐng)域，證明設(shè)計(jì)滿足實(shí)際要求。
參考文獻(xiàn)
[1 ] 張占松,蔡宣三. 開關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì). 北京:電子工業(yè)出版社,1998
[2 ]聶神怡，楊洪強(qiáng)，基于電流控制模式的開關(guān)電源的穩(wěn)定性分析，電源世界，2005，（6）.
[3 ]UC384Xdatasheet，www.21ic.com.2002.
作者簡(jiǎn)介：
管曉磊 男 （1984-） 助理工程師 現(xiàn)從事高頻開關(guān)電源研發(fā)工作
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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