1 引言《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
电源是一切设备的核心,重要性犹如人体的心脏,但是电源却有许多形式。电源的参数有电压,功率,负载电流,噪声以及在负载动态下各个参数的变化等等,在同一个参数下面,又有重量、体积、效率、可靠度等指标,电源的形式是极其多的。通常的电力(市电)转换才可以变成我们各种设备所的,例如:交流变成直流,高电压变为低电压,低频变为高频等等。其实变换的过程我们通过的手段获得我们的电源形式。《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
按业界的称呼,AC-DC(AC转换成DC,AC为交流,DC为直流)称为整流,整流和离线式变换;DC-AC称为逆变,AC-AC称为交流-交流变频(伴随变电压),DC-DC称为直流-直流变换
2 高频电流型脉宽控制器 UC3825B《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
UC3825B 是高性能脉宽控制器.该控制器包含精确的电压基准、微功率启动电路、软启动、高频振荡器、宽带误带放大器、快速电流限制比较器、双脉冲抑制逻辑和双图腾柱输出驱动器。信号电流限制和比较器,逻辑和输出驱动器,具有很短的传输延时。《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
UC3825B 具有以下特点:适用于电压型或电流型开关电源电路;开关频率可达1MHz;输出脉冲最大传输延迟时间为50ns;具有两路大电流推拉式输出,峰值电流为2A,;具有软启动控制;具有逐脉冲限流比较器;具有全周期再启动的封锁式过流比较器;启动电流很小--典型值为100mA;在欠压锁定期间,输出低电平及空载电流可降低到启动电流值。《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
3 1MHz 电流型 PWM DC/DC变换器《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
3.1 主要技术参数《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
输出电压:36V±3V《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
开关频率:1MHz《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
输出电压:5V《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
输出电流:20A《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
额定输出功率:100W《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
效率:86%《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
3.2 电路原理框图《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
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图1为该1MHz 电流型 PWM DC/DC变换器的原理框图;变换器的主电路原理见图2.电流型控制电路以 UC3825B 为核心,开关频率为1MHz;变换器采用推挽式[3]主电路 ;同步整流采用功率 MOSFET 可控整流电路;辅助电流由电阻和12V稳压管组成(也可采用自举电路),为 UC3825B 提供+12V 电源;电流采样是取变压器初级串联电阻上的电压(见图2中电阻R)。《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
3.3 UC3825B 的限流和占空比控制《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
变压器初级电流流过取样电阻R后,在R两端产生正比于初级电流的电压,该电压经 RC 滤波加到 UC3825B 的9脚,从而实现逐周限流。正常工作下,UC3825的9脚输入电压低于1V 门限电压。9脚输入电压超过1V时,脉宽将随之变窄。当9脚输入电压超过1.4V时,输出电流中断,并且 UC3825B 开始软启动程序。《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
斜坡 RAMP 脚(7脚)输入信号, UC3825B 可以实现电流型控制或常规的占空比控制。当该脚接定时电容器时,UC3825B 可以实现占空比控制。当 RAMP 脚接电流取样电阻时,UC3825B 可以实现电流型控制。在这种应用电路中,初级电流波形很小的RC滤波网络后,产生斜坡波形。RC网络的作用是斜率补偿。该输入信号的动态范围为1.3V,通常用来产生 PWM 斜率补偿。《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
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3.4 同步整流电路《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
过去低电压输出的 DC/DC 开关变换器采用肖特基二级管同步整流管,其正向压降约为0.4 ~0.65V,低电压、大电流时通态功耗很大。因功率MOSFET管的正向压降很小,用功率MOSFET管输出的整流管。与肖特基二极管相比,用功率 MOSFET 管的优点除了正向压降很小外,还有阻断电压高,反向电流小等优点。图2为输出全波同步整流电路。功率MOSFET管VT1、VT2为两个整流管(VD1、VD2分别为VT1、VT2内部反并联二极管)。当变压器次级绕组同名端为正时,VT2、VD2导通,VT1、VD1阻断 ,在L1续流期间,VT1、VT2截止,VD1、VD2导通续流;反之,当变压器次级绕组同名端为负时,VT1、VD1导通,VT2、VD2阻断,在 L1续流期间,VT1、VT2截止,VD1、VD2导通续流。《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
采取此功率 MOSFET 管整流电路,可以大大提高整流效率。输出+5V/20A,采取导通电阻10mΩ的功率 MOSFET 管,则导通损耗为:《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
PON=10mΩ×(20A)2=4×103mW=4w《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
采取肖特基二极管整流电路,肖特基二极管的导通压降取0.6V,则导通损耗为:《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
PON=0.6V×20A=12w《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
可见仅整流管损耗就减小8W,效率约能提高6%.《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
3.5 变压器的制造《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
初级绕组 N2与次级绕组 N4具有较紧密的耦合;而初级绕组 N1到初级绕组 N2的耦合不很严格。《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
3.6 高频设计《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
特别注意外部导体和元件的布置,减小不必要的电感和电容影响。的导线长度尽地短。印制电路板应仔细地布置元件连接。功率 MOSFET 管栅极的电阻应选碳成分的电阻,以降低串联电感。《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
4 结论《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
高频电流型 PWM 控制器 UC3825B 研制的100W、1MHz 电流型 DC/DC 变换器在设计上满足指标要求;并且,采用功率 MOSFET 管全波同步整流电路,使效率高达86%;这也表明电流型控制具有许多优势。《版权声明:本文由www.dziuu.com整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。》
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