基于UC3846的有源嵌位單級(jí)PFC開(kāi)關(guān)電源

一般地，普通的單級(jí)隔離式PFC變換器與傳統(tǒng)的DC／DC變換器相比，具有電壓應(yīng)力高、損耗大的缺點(diǎn)。針對(duì)上述問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一種單級(jí)PFC變換器，采用帶有源嵌位和軟開(kāi)關(guān)的Boost-Flyback拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而有效地限制開(kāi)關(guān)管的電壓尖峰。電路主、輔開(kāi)關(guān)管在軟開(kāi)關(guān)條件下，減少了其自身的開(kāi)關(guān)損耗，提高了電源系統(tǒng)的整體輸出效率。另外，主、輔開(kāi)關(guān)管共用一組控制電路，有較強(qiáng)的實(shí)用性。

1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1．1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

一個(gè)完整的、獨(dú)立工作的AC／DC開(kāi)關(guān)電源通常包括EMC（electromagneticcompatibility）濾波整流電路、主電路（含功率變換器、隔離變壓器）、PWM（pulsewidthmodulation）產(chǎn)生及控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、輸出電路、輔助電源電路、取樣電路。本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。其工作原理是：輸入交流市電220V，經(jīng)過(guò)EMC濾波整流電路、主電路、輸出電路后，得到24V直流電壓；同時(shí)，采用電流取樣和電壓取樣構(gòu)成雙閉環(huán)控制機(jī)制，經(jīng)PWM控制芯片調(diào)節(jié)PWM波形，再通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制功率開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)24V直流電壓的穩(wěn)定輸出。

1．2、主電路

圖2是帶有源嵌位與軟開(kāi)關(guān)的單級(jí)PFC變換器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本文在基本的單級(jí)隔離式PFC變換器電路的基礎(chǔ)上，添加了一個(gè)輔助開(kāi)關(guān)管Q，和一個(gè)嵌位電容c。，構(gòu)成有源嵌位；利用變壓器漏感作為諧振電感L，主開(kāi)關(guān)管Q和輔助開(kāi)關(guān)管Q：的輸出電容及電路中其他的寄生電容總和作為諧振電容c，（虛線部分），通過(guò)L和c的諧振來(lái)實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)。

1．3、PWM產(chǎn)生及控制電路和驅(qū)動(dòng)電路

就整個(gè)系統(tǒng)而言，PWM產(chǎn)生及控制電路和驅(qū)動(dòng)電路就像人的大腦，控制著整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。本文舍棄傳統(tǒng)的PFC專業(yè)芯片（如L6561），選用PWM控制芯片UC3846。這種方案不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)PFC升壓電路和反激式電路的實(shí)時(shí)控制，且能簡(jiǎn)化外圍電路，降低成本。

UC3846是美國(guó)德州儀器生產(chǎn)的一款高性能固定頻率電流型PWM控制芯片，采用雙路互補(bǔ)輸出，常作為半橋、全橋雙極性變換器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)源。該芯片的優(yōu)點(diǎn)是功能齊全，內(nèi)置高頻振蕩器、差動(dòng)電流檢測(cè)放大器、精密基準(zhǔn)電壓、欠電壓鎖定電路以及軟啟動(dòng)電路，具有自我保護(hù)功能。外部控制電路較為簡(jiǎn)單，工作頻率最高可達(dá)500kHz，適應(yīng)于-165—150℃的外部環(huán)境，輸人電壓范圍為8～40v。該芯片的結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。