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1000W大功率开关电源设计(7)

来源:网络收集 时间:2019-04-14 下载这篇文档 手机版
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洛阳理工学院毕业设计(论文)

内有逐脉冲限流比较器; 具有软启动控制;

上升沿封锁阈值可调,同时上升沿噪音可调,带隙基准电压可调; 启动电流小—(典型值为100mA); 在欠压锁定期间,输出低电平; 欠压锁定—16V/10V(B型);

4.2.2 极限参数

电源电压(15,B脚) 22V 输出脚电流(流出或流入) (11,14脚) 直流 0.5A 脉冲(0.5ms) 2.2A 地线(12脚) -0.2V 模拟输入

(1,2,7脚) -0.3~-7V (8,9脚) -0.3~-6V 时钟输出电流(4脚) -5mA 误差放大器输出电流(3脚) 5mA 软启动电流(8脚) 20mA 振荡器充电电流(5脚) -5mA 功耗(60℃时) 1W

储存温度范围 -65~-150℃ 焊接温度(焊接时长为10s) 300℃

(注:管脚电压以地线电压为基准;电流正方向以流入管脚为准)

4.2.3 内部工作原理

UC3825的内部工作电路结构如图4-1所示,主要由PWM比较器、PWM锁存器、输出驱动器、基准电压源、软启动电路、故障锁存器等部分组成。

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图4-1UC3825内部工作电路

(1)振荡器

UC3825569V5.1V4400uA Blanking 图4-2 振荡电路

通过图4-2可以看出,锯齿波上升沿的斜率由RT、CT决定,确定RT、

CT的方法是:通过最大占空比Dmax计算选用的RT,进一步计算选用的CT。

则其计算公式为:

RT?3V (4-1)

(100mA)(1?Dmax)27

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CT?1.6?Dmax (4-2)

RT?F在设计应用中,RT选为6.65k?,CT选为0.005μF。 (2)上升沿封锁

图4-3上升沿封锁工作波形

由上升沿封锁工作波形如图4-3所示,输出脉冲的频率是振荡器频率的1/2。所以,输出脉冲的频率是100KHz。由于功率管截止时间的问题,使得桥臂容易短路,所以输出脉冲占空比应该在50%以下。同时,为了实现限制最大占空比的目的,在振荡电容放电期间,内部时钟脉冲对两路输出进行封锁。在内部时钟脉冲的下降沿,输出端为高电平。

一般情况下,脉宽调制比较器会检测误差放大器的输出电压,从而终止输出脉冲。因为采用了上升沿封锁,在脉冲前沿的某一段时间内,脉宽调制比较器失效,从而有效抑制开关电源的固有噪声。而且在上升沿封锁的作用下,脉宽调制比较器的谐波输入不需要经过滤波环节。

我们在CLK/LEB脚应接入电容C,使上升沿封锁时间得到了有效地调整。另外,为了更准确控制前沿封锁时间,可以在外部并联一个2k?(2%)电阻R。前沿封锁时间tLED为:

tLED?0.5?(R/10k)?C (4-3)

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(3)软启动以及故障处理

图4-4软启动和故障处理波形

软启动是通过软启动脚(SOFT、START)脚的外接电容来实现的。通过图4-4的分析可知,当接通电源以后,外接电容开始放电,软启动脚处于低电平,误差放大器输出低电压,开关电源没有输出电压。当软启动脚的外接电容开始充电时,误差放大器的输出电压开始逐渐升高,闭环调节装置开始工作,开关电源输出电压逐渐升高,直到达到输出电压额定值,完成充电。

当限流脚(ILIM)的电压大于1.2V时,故障锁存器置位,输出脚变为低电平,软启动脚的外接电容放电。当软启动脚的外接电容放电结束后,限流脚电压降到1.2V以下时,故障锁存器复位,芯片开始软启动过程。

在软启动期间,若故障锁存器突然置位,输出会立即中止。但是软启动脚外接电容在充足电之前不会放电。这样,在故障连续出现的情况下,输出就会出现一个间断期。

(4)大电流输出电路

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UC3825UcUcC1C2VD1OUTRVD2Pgnd 图4-5功率MOSFET的驱动电路

功率MOSFET驱动电路如图4-5所示。UC3825推拉式输出电路的每个输出端都可输出峰值为2A的电流。该输出电流在20ns内可使1000pF电容两端的电压上升15V。采用独立的集电极电源Uc和功率地线Pgnd脚,能够减小大功率门极驱动噪声对集成电路内模拟电路的干扰。每个输出端(OUT)到Uc和Pgnd之间都应加入一个3A的肖特基二极管(IN5120,USD245或相同性能的器件),如图4-5所示。

该二极管可将输出电压的幅值箝位在电源电压,对任何感性和容性负载都是必不可少的。

4.3 UC3825的调试

UC3825作为控制电路的核心,集成了相当多的功能。过去需要用分立单元完成的功能,现在都可以通过UC3825来完成,其一般结构如下图4-6所示。

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