基于UC3825的低壓大電流開關(guān)電源(2)

　　1.3 保護電路

　　考慮到開關(guān)電源的特點和實際的電氣特性， 為了使其能在惡劣環(huán)境以及突發(fā)故障情況下安全可靠地工作， 在實際的制作中充分利用UC3825的特性， 設(shè)計了電壓電流保護電路以及軟啟動保護等保護電路。軟啟動是通過軟啟動( SOFT、START )腳的外接電容實現(xiàn)的。接通電源后， 軟啟動腳外接電容放電， 該腳處于低電平， 誤差放大器輸出低電平， 開關(guān)電源無輸出電壓。

　　當(dāng)內(nèi)部電流源給軟啟動腳外接電容充電時， 誤差放大器輸出電壓逐漸升高， 直到閉環(huán)調(diào)節(jié)功能開始工作， 開關(guān)電源輸出電壓逐漸升高到額定值。一旦限流( ILIM )腳的電平超過1. 2 V, 故障鎖存器置位， 輸出腳變?yōu)榈碗娖? 同時， 軟啟動腳外接電容以250uA的電流放電。在軟啟動電容放完電后， 限流腳電平降到1. 2 V以下時， 故障鎖存器就不輸出脈沖。這時， 故障鎖存器復(fù)位， 芯片開始軟啟動過程。

　　過流保護和過壓保護是在主電路中采樣輸入到保護電路中， 對電源起到保護作用。保護電路如圖5、圖6所示。

　　在開關(guān)變換電路和高頻變壓器之間加上一個檢測電流的互感器， 將檢測量輸入到UC3825的9腳限流端， 當(dāng)檢測到開關(guān)電流達到上限電流時， 上限電流比較器輸出為高電平， 比較器的輸出就是上限電流觸發(fā)器的S端， 當(dāng)S 為高電平時， 觸發(fā)器輸出為高， 即觸發(fā)器輸出連接的NPN 管子基極變高， NPN 管子導(dǎo)通， FB被拉低， 從而保護電路的過流問題。

　　在主電路輸出端直接實時采樣電壓， 與給定電壓比較后，把信號放大， 經(jīng)過隔離后輸入到UC3825的2腳， 控制PWM 信號的占空比， 從而控制主電路輸出電壓的變化。

　　過熱保護是通過檢驗系統(tǒng)中的熱繼電器通斷來具體實現(xiàn)的， 當(dāng)開關(guān)電源正常工作時， 熱繼電器處于常通狀態(tài)， 一旦溫度過熱， 超過額定值， 熱繼電器開關(guān)會斷開， 通斷的信號會反饋到控制電路中， 達到過熱保護的作用。

　　1. 4 輔助電源

　　輔助電源是給控制電路供電的， 分為2 部分： 一部分是UC3825以及其他控制部分的電源， 控制部分的輔助電源。另一部分是電壓反饋環(huán)節(jié)的電源。該設(shè)計將電網(wǎng)的220 V 電壓接到工頻變壓器上， 為芯片UC3825, 缺相保護、欠壓、過壓保護等電路提供5 V、12 V、18 V 等工作電壓。

　　1.5 顯示電路

　　在開關(guān)電源的控制面板上， 設(shè)有電流表、電壓表， 顯示輸出的電流值、電壓值， 輔助電源給電流表， 電壓表提供5 V電壓驅(qū)動數(shù)碼管， 顯示面板上還設(shè)置了過熱、缺相、異常指示燈、恒流恒壓轉(zhuǎn)換開關(guān)。作為外在顯示部分， 可以清楚地觀察到系統(tǒng)的實時工作情況， 保證開關(guān)電源安全穩(wěn)定的工作。

　　2 實驗測試與結(jié)果

　　在測試實驗中， 采用可變負(fù)載車作為調(diào)試負(fù)載， 根據(jù)需要改變電阻絲的并聯(lián)條數(shù)， 對于輸出電壓、電流的控制， 可以通過改變控制板上的可變采樣電阻， 進而由UC3825調(diào)整PWM 信號的占空比， 達到預(yù)期的輸出值。調(diào)試完畢， 還要對機器進行老化試驗。該樣機的測試結(jié)果表明： 電源輸出的脈動電壓尖峰小， 輸出電流平緩穩(wěn)定， 波動幅值小， 而且具備高效節(jié)能， 體積重量小的優(yōu)點。

　　3 結(jié)束語

　　開發(fā)了15 V /1 200 A的低電壓大電流的大功率開關(guān)電源，采用脈寬調(diào)制芯片UC3825作為控制核心， 對整個系統(tǒng)進行控制。同時， 設(shè)計的軟啟動電路、欠壓過壓及過流保護電路， 增加開關(guān)電源工作的可靠性和穩(wěn)定性。目前系統(tǒng)已經(jīng)完成了實驗調(diào)試， 主電路已經(jīng)能夠安全穩(wěn)定的帶載工作， 該設(shè)計為高頻開關(guān)電壓在電鍍行業(yè)中的應(yīng)用提供了理論和實踐的有力保證。