第8章控制電路的設(shè)計(jì)§引言§8.1控制電路結(jié)構(gòu)和主要組成部分的原理§8.2電壓模式控制電路的設(shè)計(jì)§8.3峰值電流模式控制電路的設(shè)計(jì)§8.4平均電流模式控制電路的設(shè)計(jì)1第8章控制電路的設(shè)計(jì)§引言1§引言開關(guān)電源的主電路主要處理電能，而控制電路主要處理電信號(hào)，屬于“弱電”電路，它控制著主電路開關(guān)器件的工作。電源的很多指標(biāo)，如穩(wěn)壓穩(wěn)流精度、紋波、輸出特性等也與控制電路相關(guān)?？刂齐娐返脑O(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)電源的性能至關(guān)重要，是設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)。控制電路功能眾多，相對(duì)復(fù)雜，設(shè)計(jì)內(nèi)容復(fù)雜，周期較長(zhǎng)，甚至可能出現(xiàn)反復(fù)，有時(shí)一些參數(shù)的確定還需要通過試驗(yàn)來得到。2§引言開關(guān)電源的主電路主要處理電能，而控制電路主要處理電§8.1控制電路結(jié)構(gòu)和主要組成部分的原理控制電路的結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)器PWM驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)源保護(hù)并機(jī)均流反饋封鎖信號(hào)去主電路電壓/電流/溫度連接并機(jī)線u*i*ufif圖（8-1）3§8.1控制電路結(jié)構(gòu)和主要組成部分的原理控制電路的結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)一、驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路是控制電路與主電路的接口，同開關(guān)電源的可靠性、效率等性能密切相關(guān)。驅(qū)動(dòng)電路需要有很高的快速性，能提供一定的驅(qū)動(dòng)功率，并具有較高的抗干擾和隔離噪聲能力。二、調(diào)節(jié)器電路調(diào)節(jié)器的作用是將給定量和反饋量進(jìn)行比較和運(yùn)算，得到控制量。調(diào)節(jié)器的核心是運(yùn)算放大器。4一、驅(qū)動(dòng)電路4三、并機(jī)均流電路開關(guān)電源經(jīng)常需要并機(jī)組成系統(tǒng)運(yùn)行，以獲得更大的容量和更高的可靠性。根據(jù)各種負(fù)載對(duì)供電可靠性要求的不同，電源可以采用以下幾種不同的運(yùn)行方式：?jiǎn)螜C(jī)運(yùn)行采用單一電源向負(fù)載供電。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、但可靠性不高，一旦電源發(fā)生故障，供電中斷。5三、并機(jī)均流電路5并機(jī)均流控制的原理并聯(lián)運(yùn)行N個(gè)電源并聯(lián)構(gòu)成的電源系統(tǒng)向負(fù)載供電，每個(gè)電源的功率為負(fù)載所需功率的1/N。特點(diǎn)：每個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，供電不中斷，僅是最大供電能力有所降低。電源數(shù)量多，成本上升。用于可靠性要求較高的場(chǎng)合。6并機(jī)均流控制的原理并聯(lián)運(yùn)行6并聯(lián)冗余運(yùn)行N+M個(gè)電源并聯(lián)工作，每個(gè)電源的功率為負(fù)載最大功率的1/N。運(yùn)行時(shí)，每個(gè)電源平均承擔(dān)負(fù)載功率。特點(diǎn)：發(fā)生故障的電源數(shù)量小于等于M時(shí)，電源系統(tǒng)仍能提供負(fù)載所需的全部功率。電源數(shù)量多，成本更高。用于可靠性要求非常高的場(chǎng)合。為了達(dá)到可靠性目的，應(yīng)盡量使并聯(lián)運(yùn)行的每個(gè)電源的輸出電流分配均衡。7并聯(lián)冗余運(yùn)行7電源并聯(lián)后輸出電流不相等的原因：在輸出電壓相同的條件下，電壓調(diào)節(jié)器誤差信號(hào)不同，這反映了電路參數(shù)的分散性。為了補(bǔ)償這種分散性，使各電源的輸出電流相等，并且電壓調(diào)節(jié)器誤差信號(hào)都等于零。必須采取控制措施—設(shè)置均流電路。并聯(lián)均流方式可以分為：利用輸出電壓調(diào)整率均流（電源輸出電壓隨輸出電流變化而變化的程度，即兩者之比稱為輸出電壓調(diào)整率，它反映了電源等效內(nèi)阻的大小。人為增大各電源等效內(nèi)阻，并保證一定的一致性。）8電源并聯(lián)后輸出電流不相等的原因：8主從方式均流（主控制器穩(wěn)壓，其電壓調(diào)節(jié)器輸出作為其他從控制器的電流參考信號(hào)，其他從電源按照電流源運(yùn)行，均流精度高，可達(dá)0.5%。缺點(diǎn)是主控制器一旦損壞，則系統(tǒng)癱瘓。）無主或自動(dòng)選主的均流方式（基本思路是在電源間通過并機(jī)電纜或稱均流總線來傳遞均流信號(hào)，每個(gè)電源根據(jù)均流信號(hào)調(diào)節(jié)自身輸出電流，達(dá)到相互一致目的。）最大電流自動(dòng)均流法自動(dòng)選主的主從均流法等9主從方式均流（主控制器穩(wěn)壓，其電壓調(diào)節(jié)器輸出作為其他從控制器最大電流自動(dòng)均流法原理均流母線電壓正比于輸出電流最大的電源的電流，即均流信號(hào)為各電源電流的最大值。各電源調(diào)節(jié)自身電流方法：均流信號(hào)與本電源反饋電流信號(hào)之差乘以比例系數(shù)，加到本電源的電壓給定中。當(dāng)誤差增大時(shí)，本電源電壓給定略微提高，使得本電源開環(huán)電壓提高，分得更多的負(fù)載電流。缺點(diǎn)：通過調(diào)節(jié)電壓給定來調(diào)節(jié)輸出電流，會(huì)造成輸出電壓的波動(dòng)，影響穩(wěn)壓精度；同時(shí)若比例系數(shù)過大，則會(huì)造成輸出電壓競(jìng)相上升，可能導(dǎo)致嚴(yán)重事故。若限定電壓范圍，則當(dāng)均流電路調(diào)節(jié)能力達(dá)到極限時(shí)，電源只能退出均流。10最大電流自動(dòng)均流法原理10自動(dòng)選主的主從均流法原理各電源公用一個(gè)電壓調(diào)節(jié)器，其輸出作為電源的電流給定，每個(gè)電源含有電流調(diào)節(jié)器，由于每個(gè)電源的電流給定相同，因此各自輸出電流是一樣的。實(shí)際系統(tǒng)中，每個(gè)電源都含有電壓調(diào)節(jié)器，在運(yùn)行時(shí)電壓調(diào)節(jié)器都處于工作狀態(tài)，其輸出通過均流母線仲裁處最大值，對(duì)應(yīng)最大值的是主機(jī)，其他電源為從機(jī)。

注意：均流電路的設(shè)計(jì)，不僅要使各并聯(lián)開關(guān)電源模塊在正常工作情況下能夠均流運(yùn)行，而且應(yīng)該考慮當(dāng)本模塊發(fā)生故障時(shí)，不應(yīng)顯著影響其他模塊的工作。1111四、保護(hù)電路控制電路應(yīng)包含保護(hù)電路，保護(hù)電路包含自身保護(hù)和負(fù)載保護(hù)兩方面的功能。一旦出現(xiàn)故障，立即使開關(guān)電路停止工作，并以聲或光的形式報(bào)警，以保證在任何情況下，自身不損壞，并且不損壞負(fù)載。自我保護(hù)功能：輸入過電壓系統(tǒng)過熱輸入欠電壓、過電流負(fù)載保護(hù)功能：輸出過電壓輸出欠電壓12四、保護(hù)電路12輸入過電壓、輸入欠電壓、過熱保護(hù)電路中，應(yīng)采用滯環(huán)比較器，以便在故障情況消失后，電源可以自動(dòng)恢復(fù)工作。過電流保護(hù)電路應(yīng)采用鎖存器將過電流信號(hào)鎖存。并且，鎖存器應(yīng)附加復(fù)位電路，以便在故障排除后重新開始工作，或者采用時(shí)間較長(zhǎng)的延時(shí)復(fù)位電路，以降低過電流保護(hù)的頻度。輸出過電壓和欠電壓通常由電源或負(fù)載的嚴(yán)重故障引起，也應(yīng)采用鎖存器將故障信號(hào)鎖存，一旦出現(xiàn)，應(yīng)立即停機(jī)報(bào)警，等待人工干預(yù)。13輸入過電壓、輸入欠電壓、過熱保護(hù)電路中，應(yīng)采用滯環(huán)比較器，以典型的過電壓保護(hù)電路R1、R2構(gòu)成的分壓電路作為輸入電壓Ui的檢測(cè)電路，A點(diǎn)電壓為UA=UiR2/(R1+R2)，R3、R4、RP與比較器C1構(gòu)成滯環(huán)比較電路，環(huán)寬為UCCR3/R4。調(diào)節(jié)RP可以改變過電壓保護(hù)的限值。原理：UA*R4/(R3+R4)高于UH→比較器翻轉(zhuǎn)→輸出電壓Uo變?yōu)殡娫措妷篣CC。(虛斷)輸入電壓回落，UA+R3*(UCC-UH)/R4低于UH→比較器再次翻轉(zhuǎn)→輸出電壓Uo回到零。（虛短）圖（8-2）+-R1R2UiAR3R4RPUoUccUccUHC1GNDGND14典型的過電壓保護(hù)電路圖（8-2）+-R1R2UiAR3R4R典型的過電流鎖存電路電流互感器的一次側(cè)串入主電路中，變壓器一次側(cè)支路或開關(guān)支路，用以檢測(cè)電流。R1是電流互感器二次側(cè)的電流采樣電阻，uR1=R1iS/n，n為電流互感器二次繞組與一次繞組的匝數(shù)比。原理:主電路電流增大→uR1=R1iS/n增大→uR1大于UH→

C1→輸出由低電平變?yōu)楦唠娖健鶵S觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)→Q變?yōu)楦唠娖健怄iPWM輸出→主電路中開關(guān)全部關(guān)斷→主電路各支路電流為零→保護(hù)。復(fù)位去封鎖PWM輸出is+-SRQ1:n電流互感器R1uR1uH圖（8-3）C115典型的過電流鎖存電路復(fù)位去封鎖is+-SRQ1:nR1uR1一次電流保護(hù)后，若要重啟電路，則必須在RS觸發(fā)器的R端施加復(fù)位信號(hào)，使RS觸發(fā)器的輸出狀態(tài)重新變?yōu)榈碗娖?，主電路重新開始工作。16一次電流保護(hù)后，若要重啟電路，則必須在RS觸發(fā)器的R端施加復(fù)五、PWM控制電路作用:將在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化的控制量(模擬信號(hào))轉(zhuǎn)換為PWM信號(hào)，該信號(hào)的開關(guān)頻率固定，占空比跟隨輸入信號(hào)連續(xù)變化。常用的集成PWM控制器:SG3525、TL494和UC3825、UC3842/3/4/5/6、UC3875/6/7/8/9等。集成PWM控制器電壓模式控制器電流模式控制器峰值電流模式平均電流模式電荷模式17五、PWM控制電路作用:將在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化的控制量(模擬開關(guān)電源的控制方式電壓模式：電壓反饋控制環(huán)電流模式：電壓反饋控制外環(huán)，電流控制內(nèi)環(huán)電流模式控制方式的基本思想：在輸出電壓閉環(huán)的控制系統(tǒng)中，增加了直接或間接的電流反饋控制。電流控制方式的優(yōu)點(diǎn)：（1）系統(tǒng)的穩(wěn)定性增強(qiáng)，穩(wěn)定域擴(kuò)大。（2）系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性改善。輸出電壓中由輸入電壓引入的低頻紋波被完全消除。（3）具有快速限制電流的能力。采用電流控制模式后，電源中可以不必再設(shè)置輸出短路保護(hù)電路。18開關(guān)電源的控制方式18電壓控制模式的結(jié)構(gòu)圖—+u*VRPWMufLCRL—+u*VRPWMufLCRL+i*IRifk—電流控制模式的結(jié)構(gòu)圖19—+u*VRPWMufLCRL—+u*VRPWMufLCRL峰值電流模式峰值電流模式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖a，主要的波形如圖b。(a)(b)+Ui-LS+-RQSiSiRiSiLCLKttttCLK0SiRiRiLiSt0t1000t220峰值電流模式(a)(b)+LS+-RQiSiRiSiLCL基本原理開關(guān)的開通由CLK信號(hào)控制，CLK信號(hào)每隔一定時(shí)間使RSFF置位，Q=1→開關(guān)開通→iL上升至給定值iR→比較器輸出信號(hào)翻轉(zhuǎn)→RSFF復(fù)位,Q=0→開關(guān)復(fù)位。峰值電流模式控制采用電流給定信號(hào)與電感電流直接比較的方法，并含有RS觸發(fā)電路。峰值電流模式優(yōu)點(diǎn)：控制系統(tǒng)穩(wěn)定性好、響應(yīng)速度快、實(shí)現(xiàn)容易、并能限制電路中的峰值電流，從而保護(hù)器件，因此得到了廣泛應(yīng)用，是目前使用最為廣泛的電流模式控制方法。21基本原理21峰值電流模式的缺點(diǎn)：該方法控制的是電感電流的峰值。對(duì)很多需要精確控制電感電流平均值的開關(guān)電源來說，是不允許的。峰值電流模式控制電路中，將電感電流直接與電流給定信號(hào)比較，但電感電流中通常含有一些開關(guān)過程的噪聲信號(hào)，容易造成比較器的誤動(dòng)作，使電感電流發(fā)生不規(guī)則的波動(dòng)。針對(duì)這些問題，提出了平均電流模式控制。2222平均電流模式控制平均電流模式控制的原理該模式采用PI調(diào)節(jié)器作為電流調(diào)節(jié)器，并將調(diào)節(jié)器輸出的控制量uc與鋸齒波信號(hào)us相比較，得到周期固定、占空比變化的PWM信號(hào)，用以控制開關(guān)的通與斷。+Ui-S+-+-usucLSiL-iRiL+-+-us23平均電流模式控制+S+-+-usucLSiL-iRiL+-+常見的集成PWM控制器內(nèi)部電路的典型結(jié)構(gòu)如圖圖（8-4）+-基準(zhǔn)源欠電壓保護(hù)封鎖振蕩器分頻器驅(qū)動(dòng)A驅(qū)動(dòng)BPWM比較器+-ucEA24常見的集成PWM控制器內(nèi)部電路的典型結(jié)構(gòu)如圖圖（8-4）+-通常集成PWM控制器將誤差電壓放大器（EA）、振蕩器、PWM比較器、驅(qū)動(dòng)、基準(zhǔn)源、保護(hù)電路等常用開關(guān)電源控制電路集成在同一芯片中，形成功能完整的集成電路：基準(zhǔn)源：提高穩(wěn)定度的基準(zhǔn)電壓，作為電路中給定的基準(zhǔn)。振蕩器：產(chǎn)生固定頻率的時(shí)鐘信號(hào)，以控制開關(guān)頻率。誤差電壓放大器：實(shí)際上是一個(gè)運(yùn)放，用來構(gòu)成電壓或電流調(diào)節(jié)器。PWM比較器：將調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)uc轉(zhuǎn)換成PWM脈沖的占空比。25通常集成PWM控制器將誤差電壓放大器（EA）、振蕩器、PWM驅(qū)動(dòng)電路：結(jié)構(gòu)通常為推挽結(jié)構(gòu)的跟隨電路，用來提供足夠的驅(qū)動(dòng)功率，以有效地驅(qū)動(dòng)主電路的開關(guān)器件。欠電壓保護(hù)電路：對(duì)集成PWM控制器的電源實(shí)施監(jiān)控，一旦電源跌落至閾值以下時(shí)，就封鎖輸出驅(qū)動(dòng)脈沖，以免電源掉電過程中，輸出混亂的脈沖信號(hào)而造成開關(guān)器件的損壞。封鎖電路：由外部信號(hào)控制，一旦有外部信號(hào)出發(fā)，立即封鎖輸出脈沖信號(hào)，給外部保護(hù)電路提供了一個(gè)可控的封鎖信號(hào)。26驅(qū)動(dòng)電路：結(jié)構(gòu)通常為推挽結(jié)構(gòu)的跟隨電路，用來提供足夠的驅(qū)動(dòng)功1.UC1842/2842/3842采用峰值電流模式控制，專門用于構(gòu)成正激型、反激型等開關(guān)電源的控制電路。UC3842主要性能指標(biāo)最大電源電壓/V:36驅(qū)動(dòng)輸出峰值電流/mA:1000最高工作頻率/kHz:500基準(zhǔn)源電壓/V:5基準(zhǔn)源溫度穩(wěn)定性/(mV/℃):0.2誤差放大器開環(huán)增益/dB:90誤差放大器單位增益帶寬/MHz:1誤差放大器輸入失調(diào)電壓/uA:0.1六、常用的集成PWM控制器介紹271.UC1842/2842/3842六、常用的集成PWM控制UC3842主要性能指標(biāo)電流放大器增益/倍:3電流放大器最大輸入差分電壓/V:1啟動(dòng)電壓/V:16啟動(dòng)電流/mA:128UC3842主要性能指標(biāo)28封裝及管腳圖29封裝及管腳圖293030UC3842內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖31UC3842內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖31UC3842各組成部分的原理內(nèi)部包含5V基準(zhǔn)源，用于電壓調(diào)節(jié)器的誤差放大器和峰值電流比較器等。具有可以提供1A峰值電流的驅(qū)動(dòng)電路、電源欠電壓保護(hù)電路等。振蕩器的振蕩頻率由外接電阻RT和電容CT決定，CT也決定死區(qū)時(shí)間的長(zhǎng)短。死區(qū)時(shí)間、開關(guān)頻率同RT和CT關(guān)系如下驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)為推挽結(jié)構(gòu)的跟隨電路，輸出峰值電流可達(dá)500mA，可直接驅(qū)動(dòng)主電路的開關(guān)器件。ft：時(shí)鐘頻率(kHz)RT：外接電阻(kΩ)CT：外接電容(uF)tD：死區(qū)時(shí)間(us)32UC3842各組成部分的原理ft：時(shí)鐘頻率(kHz)32UC3842各組成部分的原理欠電壓保護(hù)電路對(duì)集成PWM控制器的電源實(shí)施監(jiān)控。初上電時(shí)，當(dāng)電源電壓低于啟動(dòng)電壓（約16V）時(shí)→封鎖PWM信號(hào)輸出→輸出端(引腳6)為低電平。當(dāng)電源電壓大于啟動(dòng)電壓→經(jīng)過軟啟動(dòng)→UC3842內(nèi)部電路開始工作→PWM信號(hào)輸出。若電源電壓跌至保護(hù)閾值（約10V）以下→PWM信號(hào)被封鎖，避免輸出混亂脈沖，以保護(hù)主電路開關(guān)器件。當(dāng)電源電壓再次大于啟動(dòng)電壓→再經(jīng)軟啟動(dòng)→UC3842內(nèi)部電路重新工作→恢復(fù)PWM信號(hào)輸出。33UC3842各組成部分的原理33采用UC3842為控制器構(gòu)成的功率為27W反激型多路輸出開關(guān)電源。34采用UC3842為控制器構(gòu)成的功率為27W反激型多路輸出開關(guān)2.SG1525/2525/3525SG3525主要性能指標(biāo)最大電源電壓/V:40驅(qū)動(dòng)輸出峰值電流/mA:500最高工作頻率/kHz:500基準(zhǔn)源電壓/V:5.1基準(zhǔn)源溫度穩(wěn)定性/(mV/℃):0.3誤差放大器開環(huán)增益/dB:75誤差放大器單位增益帶寬/MHz:2誤差放大器輸入失調(diào)電壓/mV:2封鎖閾值電壓/V:0.4啟動(dòng)電壓/V:8待機(jī)電流/mA:143535封裝36封裝36管腳37管腳37SG3525內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖38SG3525內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖38SG3525各組成部分的原理SG3525采用精度為±1%的5.1V帶隙基準(zhǔn)源，溫度穩(wěn)定性較高、噪聲等級(jí)較低，能提供1-20mA的電流，可作為電路中電壓和電流的給定基準(zhǔn)。振蕩器的振蕩頻率由外接電阻RT和電容CT決定，CT也決定死區(qū)時(shí)間的長(zhǎng)短。開關(guān)頻率同RT和CT關(guān)系如下ft：時(shí)鐘頻率(kHz)RT：外接電阻(kΩ)CT：外接電容(uF)RD：引腳6、7間跨接的電阻值(kΩ)39SG3525各組成部分的原理ft：時(shí)鐘頻率(kHz)39SG3525各組成部分的原理SG3525采用電壓模式控制方法振蕩器輸出的時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)RS觸發(fā)器→形成PWM信號(hào)上升沿→主電路的開關(guān)器件導(dǎo)通。EA的輸出信號(hào)同振蕩器輸出的三角波信號(hào)相比較→三角波瞬時(shí)值高于EA的輸出→PWM比較器翻轉(zhuǎn)→觸發(fā)RS觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)→形成PWM信號(hào)下降沿→主電路的開關(guān)器件關(guān)斷。RS觸發(fā)器輸出的PWM信號(hào)的占空比為0-100%，考慮到死區(qū)，最大占空比通常為90%-95%。40SG3525各組成部分的原理40SG3525各組成部分的原理T觸發(fā)器作用為分頻器將RS觸發(fā)器的輸出分頻→得到占空比為50%、頻率為振蕩器頻率1/2的方波。T觸發(fā)器輸出的兩路互補(bǔ)方波同RS觸發(fā)器輸出的PWM信號(hào)相“或”→得到兩路互補(bǔ)的占空比為0-50%的PWM信號(hào)?？紤]到死區(qū)，最大占空比通常為45%-47.5%。PWM信號(hào)適用于半橋、全橋、推挽等雙端電路的控制。41SG3525各組成部分的原理41SG3525各組成部分的原理驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)為推挽結(jié)構(gòu)的跟隨電路，輸出峰值電流可達(dá)500mA，可直接驅(qū)動(dòng)主電路的開關(guān)器件。欠電壓保護(hù)電路對(duì)集成PWM控制器的電源實(shí)施監(jiān)控。初上電時(shí)，當(dāng)電源電壓低于啟動(dòng)電壓（約8V）時(shí)→封鎖PWM信號(hào)輸出→輸出端A、B為低電平。當(dāng)電源電壓大于啟動(dòng)電壓→經(jīng)過軟啟動(dòng)→SG3525內(nèi)部電路開始工作→PWM信號(hào)輸出。若電源電壓跌至保護(hù)閾值（約7V）以下→PWM信號(hào)被封鎖，避免輸出混亂脈沖，以保護(hù)主電路開關(guān)器件。當(dāng)電源電壓再次大于啟動(dòng)電壓→再經(jīng)軟啟動(dòng)→SG3525內(nèi)部電路重新工作→恢復(fù)PWM信號(hào)輸出。42SG3525各組成部分的原理42SG3525各組成部分的原理封鎖電路由引腳10的信號(hào)控制，一旦有外部信號(hào)觸發(fā)，立即封鎖輸出脈沖信號(hào)，給外部保護(hù)電路提供一個(gè)可控的封鎖信號(hào)。當(dāng)外部封鎖信號(hào)撤銷后，SG3525要再經(jīng)過一次軟啟動(dòng)過程，才重新開始工作。43SG3525各組成部分的原理43控制電路以SG3525為核心的推挽型開關(guān)電源44控制電路以SG3525為核心的推挽型開關(guān)電源44振蕩器部分的RT和CT端(引腳5、6)分別對(duì)地連接電容和電阻，其取值按下式確定：在CT端和放電端(引腳5、7)間跨接放電電阻，通常其值為數(shù)歐至數(shù)百歐。調(diào)整放電電阻的大小可以改變死區(qū)時(shí)間。誤差放大器通常用作電壓調(diào)節(jié)器，其外圍電路通常接成PID電路，以達(dá)到較好的穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)精度、動(dòng)態(tài)性能。45振蕩器部分的RT和CT端(引腳5、6)分別對(duì)地連接電容和電阻3.UC1846/2846/3846采用峰值電流模式控制，用于半橋型、全橋型、推挽型開關(guān)電源的控制。UC3846主要性能指標(biāo)最大電源電壓/V:40驅(qū)動(dòng)輸出峰值電流/mA:500最高工作頻率/kHz:500基準(zhǔn)源電壓/V:5基準(zhǔn)源溫度穩(wěn)定性/(mV/℃):0.4誤差放大器開環(huán)增益/dB:105誤差放大器單位增益帶寬/MHz:1誤差放大器輸入失調(diào)電壓/mV:0.5463.UC1846/2846/384646UC3846主要性能指標(biāo)電流放大器增益/倍:2.75電流放大器最大輸入差分電壓/V:1.2限流偏置電壓/V:0.5封鎖閾值電壓/V:0.35啟動(dòng)電壓/V:7.7欠電壓保護(hù)閾值滯環(huán)寬度/V:0.75待機(jī)電流/mA:1747UC3846主要性能指標(biāo)47UC3846內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖48UC3846內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖48UC3846各組成部分的原理UC3846采用精度為±1%的帶隙基準(zhǔn)源，溫度穩(wěn)定性較高、噪聲等級(jí)較低，能提供1-10mA的電流，可作為電路中電壓和電流的給定基準(zhǔn)。振蕩器的振蕩頻率由外接電阻RT和電容CT決定，CT也決定死區(qū)時(shí)間的長(zhǎng)短。死區(qū)時(shí)間、開關(guān)頻率同RT和CT關(guān)系如下ft：時(shí)鐘頻率(kHz)RT：外接電阻(kΩ)CT：外接電容(uF)tD：死區(qū)時(shí)間(us)49UC3846各組成部分的原理ft：時(shí)鐘頻率(kHz)49UC3846各組成部分的原理UC3846采用峰值電流模式控制方法。時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)RS觸發(fā)器→形成PWM信號(hào)上升沿→主電路的開關(guān)器件導(dǎo)通。開關(guān)器件導(dǎo)通→電感電流增長(zhǎng)→CA輸出增長(zhǎng)→CA輸出高于EA的輸出→比較器翻轉(zhuǎn)→觸發(fā)RS觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)→形成PWM信號(hào)下降沿→主電路的開關(guān)器件關(guān)斷。RS觸發(fā)器輸出的PWM信號(hào)的占空比為0-100%，考慮到死區(qū)，最大占空比通常為90%-95%。簡(jiǎn)單地說，即“開關(guān)器件在固定時(shí)刻開通，電流瞬時(shí)值達(dá)到電流給定值時(shí)，開關(guān)器件關(guān)斷”。50UC3846各組成部分的原理50UC3846各組成部分的原理T觸發(fā)器作用為分頻器。將RS觸發(fā)器的輸出分頻→得到占空比為50%、頻率為振蕩器頻率1/2的方波。T觸發(fā)器輸出的兩路互補(bǔ)方波同RS觸發(fā)器輸出的PWM信號(hào)相“或”→得到兩路互補(bǔ)的占空比為0-50%的PWM信號(hào)?？紤]到死區(qū)，最大占空比通常為45%-47.5%。PWM信號(hào)適用于半橋、全橋、推挽等雙端電路的控制。驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)為推挽結(jié)構(gòu)的跟隨電路，輸出峰值電流可達(dá)500mA，可直接驅(qū)動(dòng)主電路的開關(guān)器件。51UC3846各組成部分的原理51UC3846各組成部分的原理欠電壓保護(hù)電路對(duì)集成PWM控制器的電源實(shí)施監(jiān)控。初上電時(shí)，當(dāng)電源電壓低于啟動(dòng)電壓（約7.7V）時(shí)→封鎖PWM信號(hào)輸出→輸出端A、B為低電平。當(dāng)電源電壓大于啟動(dòng)電壓→經(jīng)過軟啟動(dòng)→UC3846內(nèi)部電路開始工作→PWM信號(hào)輸出。若電源電壓跌至保護(hù)閾值（約7V）以下→PWM信號(hào)被封鎖，避免輸出混亂脈沖，以保護(hù)主電路開關(guān)器件。當(dāng)電源電壓再次大于啟動(dòng)電壓→再經(jīng)軟啟動(dòng)→UC3846內(nèi)部電路重新工作→恢復(fù)PWM信號(hào)輸出。52UC3846各組成部分的原理52UC3846各組成部分的原理封鎖電路由引腳16的信號(hào)控制，一旦有外部信號(hào)觸發(fā)，立即封鎖輸出脈沖信號(hào)，給外部保護(hù)電路提供一個(gè)可控的封鎖信號(hào)。當(dāng)外部封鎖信號(hào)撤銷后，UC3846要再經(jīng)過一次軟啟動(dòng)過程，才重新開始工作。53UC3846各組成部分的原理53圖8-10為一個(gè)控制電路以UC3846為核心的推挽型開關(guān)電源的原理圖54圖8-10為一個(gè)控制電路以UC3846為核心的推挽型開關(guān)電源振蕩器部分的RT和CT端(引腳8、9)分別對(duì)地連接電容和電阻，其取值按下式確定：誤差放大器通常用作電壓調(diào)節(jié)器，其外圍電路通常接成PID電路(圖中采用PI電路)，以達(dá)到較好的穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)精度、動(dòng)態(tài)性能。55振蕩器部分的RT和CT端(引腳8、9)分別對(duì)地連接電容和電阻4.UC1875/2875/3875采用峰值電流模式控制，用于半橋型、全橋型、推挽型開關(guān)電源的控制。UC3875主要性能指標(biāo)最大電源電壓/V:20驅(qū)動(dòng)輸出峰值電流/mA:3000最高工作頻率/kHz:2000基準(zhǔn)源電壓/V:5誤差放大器開環(huán)增益/dB:60誤差放大器單位增益帶寬/MHz:11誤差放大器輸入失調(diào)電流/uA:0.6啟動(dòng)電壓/V:10.75啟動(dòng)電流/mA:0.15564.UC1875/2875/387556UC3875內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖8-1157UC3875內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖8-1157UC3875工作時(shí)間信號(hào)關(guān)系如圖8-12000000000鋸齒波信號(hào)(18)同步信號(hào)(17)振蕩器輸出(16)A路輸出(14)B路輸出(13)A、B間死區(qū)C路輸出(9)D路輸出(8)C、D間死區(qū)tttttttttφ58UC3875工作時(shí)間信號(hào)關(guān)系如圖8-12000000000鋸UC3875通過改變外圍電路的接法，可以構(gòu)成電壓模式控制電路或峰值電流模式控制電路。電壓模式控制電路的接法將斜率控制引腳18連接到鋸齒波輸入引腳19，EA的輸出信號(hào)直接與鋸齒波相比較，控制移相角φ。EA的輸出電壓越高，φ越接近0°；EA的輸出電壓越低，φ越接近180°。峰值電流模式控制電路的接法將電路中的電流反饋連接到鋸齒波輸入引腳19，此時(shí)EA作為電壓控制器，EA的輸出為峰值電流控制環(huán)的給定信號(hào)，當(dāng)電流反饋達(dá)到EA輸出值時(shí)，超前臂換相。59UC3875通過改變外圍電路的接法，可以構(gòu)成電壓模式控制電路UC3875構(gòu)成的典型峰值電流模式控制電路如圖8-1360UC3875構(gòu)成的典型峰值電流模式控制電路如圖8-1360該電路采用電流互感器構(gòu)成電流反饋，互感器可以串入移相全橋型主電路中變壓器的一次側(cè)，VD9-VD12構(gòu)成橋式整流電路，將交流的電流反饋信號(hào)整流成直流脈動(dòng)信號(hào)。A、B、C、D各路輸出引腳直接驅(qū)動(dòng)脈沖變壓器，用以驅(qū)動(dòng)全橋電路中的4個(gè)開關(guān)器件，VD1-VD8用于保護(hù)UC3875，防止脈沖變壓器的漏感造成過電壓而損壞UC3875。61該電路采用電流互感器構(gòu)成電流反饋，互感器可以串入移相全橋型主§8.2電壓模式控制電路的設(shè)計(jì)電壓模式控制電路的主要內(nèi)容是電壓調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)的確定。一、電壓調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)形式開關(guān)電源通常都要求有較高的輸出電壓穩(wěn)壓精度，一般要求達(dá)到2%以內(nèi)，較好的電源應(yīng)該優(yōu)于0.5%，這樣高的穩(wěn)態(tài)精度采用P調(diào)節(jié)器很難達(dá)到，因此，電壓調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)形式都采用PI或PID調(diào)節(jié)器，由于積分環(huán)節(jié)的存在，理論上，輸出電壓的穩(wěn)態(tài)誤差為零。實(shí)際電路中，由于運(yùn)放零偏、漂移和基準(zhǔn)源與反饋電路的誤差等問題，實(shí)際穩(wěn)態(tài)誤差不會(huì)為零，但已可以達(dá)到較高的精度。62§8.2電壓模式控制電路的設(shè)計(jì)電壓模式控制電路的主要內(nèi)容是上述三種調(diào)節(jié)器的電路形式如圖8-14在電壓模式控制中，控制量用來直接控制占空比。在電流模式控制中，電壓調(diào)節(jié)器的控制量作為電流環(huán)的給定信號(hào)，用來控制輸出電流。圖（8-14）ur:電壓參考信號(hào)，是電壓給定uf:電壓反饋uc:控制量+-ucR1RufurR2+-ucR1RufurR2C1+-ucR1RufurR2C2C163上述三種調(diào)節(jié)器的電路形式如圖8-14圖（8-14）ur:電這三種調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)分別為PI調(diào)節(jié)器具有1個(gè)零點(diǎn)，而PID調(diào)節(jié)器具有2個(gè)零點(diǎn)。通常電壓調(diào)節(jié)器都采用PI調(diào)節(jié)器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，參數(shù)整定比較容易。在某些動(dòng)態(tài)性能要求較高的電源中，可采用PID調(diào)節(jié)器。注意：微分環(huán)節(jié)的引入會(huì)導(dǎo)致反饋信號(hào)中高頻成分被放大，容易受到高頻信號(hào)的干擾。64這三種調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)分別為64二、電壓調(diào)節(jié)器的參數(shù)若電壓調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)器，需確定2個(gè)參數(shù)：零點(diǎn)1/(R2C1)，一般首先確定增益R2/R1零點(diǎn)確定后，可以根據(jù)Bode圖確定增益。確定增益的原則：使相位裕量為30°～50°。確定零點(diǎn)的原則：開關(guān)電源電路的傳函是二階振蕩環(huán)節(jié)，其共軛極點(diǎn)由濾波參數(shù)決定。這一對(duì)共軛極點(diǎn)是開關(guān)電路的主導(dǎo)極點(diǎn)，為了較好地補(bǔ)償這一對(duì)極點(diǎn)造成的相位滯后，電壓調(diào)節(jié)器的零點(diǎn)1/(R2C1)應(yīng)選取在這一對(duì)共軛極點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率處，即。65二、電壓調(diào)節(jié)器的參數(shù)若電壓調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)器，需確定2個(gè)參§8.3峰值電流模式控制電路的設(shè)計(jì)峰值電流模式控制系統(tǒng)包括：電流反饋控制環(huán)電壓反饋控制環(huán)注意：電流環(huán)是內(nèi)環(huán)，應(yīng)先設(shè)計(jì)；電壓環(huán)是外環(huán)，后設(shè)計(jì)。峰值電流環(huán)需要通過設(shè)計(jì)過程來確定的參數(shù)主要是：峰值電流比較補(bǔ)償斜率，按如下公式設(shè)計(jì)因?yàn)镸1>0,M2>0，因此，可以選取Mc的公式為66§8.3峰值電流模式控制電路的設(shè)計(jì)峰值電流模式控制系統(tǒng)包括在峰值電流控制電路的設(shè)計(jì)過程中，需要根據(jù)電路參數(shù)計(jì)算M1和