基于UC3845的反激式開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)

　　 引言

　　反激式開(kāi)關(guān)電源以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、元器件少等優(yōu)點(diǎn)在自動(dòng)控制及智能儀表的電源中得到廣泛的應(yīng)用。開(kāi)關(guān)電源的調(diào)節(jié)部分通常采用脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)，即在主變換器周期不變的情況下，根據(jù)輸入電壓或負(fù)載的變化來(lái)調(diào)節(jié)功率MOSFET管導(dǎo)通的占空比，從而使輸出電壓穩(wěn)定。脈寬調(diào)制的方法很多，本文中所介紹的是一種高性能的固定頻率電流型脈寬集成控制芯片UC3845。該芯片是專為離線的直流至直流變換器應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。其主要特點(diǎn)是具有內(nèi)部振蕩器、高精度誤差比較器、逐周電流取樣比較、啟動(dòng)電流小、大電流圖騰柱輸出等，是驅(qū)動(dòng)MOSFET的理想器件。

　　1 UC3845簡(jiǎn)介

　　UC3845芯片為SO8或SO14管腳塑料表貼元件。專為低壓應(yīng)用設(shè)計(jì)。其欠壓鎖定門(mén)限為8.5v（通），7.6V（斷）；電流模式工作達(dá)500千赫輸出開(kāi)關(guān)頻率；在反激式應(yīng)用中最大占空比為0.5;輸出靜區(qū)時(shí)間從50%~70%可調(diào)；自動(dòng)前饋補(bǔ)償；鎖存脈寬調(diào)制，用于逐周期限流；內(nèi)部微調(diào)的參考源；帶欠壓鎖定；大電流圖騰柱輸出；輸入欠壓鎖定，帶滯后；啟動(dòng)及工作電流低。

　　芯片管腳圖及管腳功能如圖1所示。

圖1 UC3845芯片管腳圖

　　1腳：輸出/補(bǔ)償，內(nèi)部誤差放大器的輸出端。通常此腳與腳2之間接有反饋網(wǎng)絡(luò)，以確定誤差放大器的增益和頻響。

　　2腳：電壓反饋輸入端。此腳與內(nèi)部誤差放大器同向輸入端的基準(zhǔn)電壓（2.5 V）進(jìn)行比較，調(diào)整脈寬。

　　3腳：電流取樣輸入端。

　　4腳：R T/CT振蕩器的外接電容C和電阻R的公共端。通過(guò)一個(gè)電阻接Vref通過(guò)一個(gè)電阻接地。

　　5腳：接地。

　　6腳：圖騰柱式PWM輸出，驅(qū)動(dòng)能力為土1A.

　　7腳：正電源腳。

　　8腳：V ref，5V基準(zhǔn)電壓，輸出電流可達(dá)50mA.

　　2 設(shè)計(jì)方法

　　如圖2為基于U C3845反激式開(kāi)關(guān)電源的電路圖，虛線框內(nèi)為UC3845內(nèi)部簡(jiǎn)化方框圖。

　　1）啟動(dòng)電壓和電容的選擇

　　交流電源115VAC經(jīng)整流、濾波后為一個(gè)紋波非常小的直流高壓Udc,該電壓根據(jù)交流電源范圍往往可得到一個(gè)最大Udcmax， 一 和最小電壓Udcmin 。

　　當(dāng)直流輸入電壓大于1 44V以上時(shí)，U C3845應(yīng)啟動(dòng)開(kāi)始工作，啟動(dòng)電阻應(yīng)由線路直流電壓和啟動(dòng)所需電流來(lái)確定。

根據(jù)UC3845的參數(shù)分析可知，當(dāng)啟動(dòng)電壓低于8.5V時(shí)，UC3845的整個(gè)電路僅消耗lmA的電流，即UC3845的典型啟動(dòng)電壓為8.5V,電流為1mA.加上外圍電路損耗約0.5mA,即整個(gè)電路損耗約1.5mA.在輸入直流電壓為最小電壓 Ddcmmn時(shí)，啟動(dòng)電阻Rin的計(jì)算如下：

圖2 基于UC3845反激式開(kāi)關(guān)電源的電路圖

　　啟動(dòng)過(guò)程完成后，UC3845的消耗電流會(huì)隨著MOSFET管的開(kāi)通增至100mA左右。該電流由啟動(dòng)電容在啟動(dòng)時(shí)儲(chǔ)存的電荷量來(lái)提供。此時(shí)，啟動(dòng)電容上的電壓會(huì)發(fā)生跌落到7.6V以上，要使UC3845fj~保持工作，反饋繞組L 應(yīng)能及時(shí)提供饋電電壓。如電壓低于7.6V欠壓比較器動(dòng)作，PWM輸出低電平。自饋電時(shí)間由UC3845的開(kāi)關(guān)周期決定，取U C3845的振蕩頻率 54kHz.啟動(dòng)電容的容量可由下式計(jì)算得到：