电流型PWM控制器UC3844及其在微机电源中的应用
UC3844 的输出级为图腾柱式电路,与SG3525 的一端完全相同。输出平均电流值为±200mA ,最大峰值电流±1A ,可直接驱动功率管。由于峰值电流自限,可以不要串入限流电阻。
对于电流型控制芯片UC3844 ,使输出驱动信号关断的方法有两种:一种是将引脚1 电压降至1V 以下,另一种是将引脚3 电压升至1V 以上。这两种方法都是使电流比较器输出高电平,PWM 锁存器复位,关闭输出端,直至下一个时钟将PWM 锁存器置位为止。根据这一原理,可以控制引脚1 、3 电压的变化,实现各种必要的保护。
UC3844 的外围电路简单,所用元件少,并且性能优越,成本低。该芯片的最大占空比为50 % ,通常用于单端他激式变换器中。图4 所示为由UC3844 构成的微机电源主电路。
电路主拓扑采用单端反激式电路,由UC3844 构成主控芯片。单端反激式电路具有结构简单、适宜多组输出、可靠性高等特点。使用电流型控制模式将进一步强化这些优点。
在反激变换器中,开关管所受应力较高,这主要是开关关断时漏电感引起开关管集电极电压突然升高所致。抑制开关应力有两个方法:一种是减小漏电感;另一种是耗散过压的能量,或者使能量反馈回电源中。本文采用了第二种方法,在变压器原边并联RCD 缓冲器。耗散过电压的能量依靠并联的RC 电路,能量反馈回电源依靠定向二极管D1 。
变压器的设计是整个电路的关键之一。在设计变压器时,原边电感量不能太大,并且磁心中要增加气隙,否则会出现电流上升率小、导通时间短、电流上升值不大,导致电路没有能力传递所需功率。同时,在设计变压器时必须认真考虑变压器的磁饱和瞬时效应。在瞬变负载情况下,当输入电压较高而负载电流较小时,如果负载电流突然增加,则控制电路会立即加宽输出脉冲宽度来提供补充功率。这样,输入电压和脉冲宽度同时变为最大,即使只是一个短暂的时间,但变压器也会出现饱和,引起失控和故障。这就要求变压器设计时应按高输入电压、宽脉冲进行设计。
图中R1 、C4 构成启动电路,当C4 上的电压超过15V 时电路启动,然后由N4 、D1 、D2 、C2 、C4 、C5 、R6构成自馈电路供电。该电压同时也是电压闭环的信号电压。R10 为电流取样电阻,流经该电阻的电流产生的电压经滤波后送入引脚3 ,构成电流控制闭环。与引脚4 、引脚8 相连的R5 、C8 是UC3844 的外部定时电阻和定时电容。引脚6 经限流电阻直接驱动功率管。引脚5 为输入公共端。输出与输入相隔离,避免共地干扰。高频变压器和功率开关管都接有RCD 缓冲器,用于吸收尖峰电压,防止功率开关管的损伤。
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