摘要:在傳統(tǒng)的電壓型控制中,只有一個環(huán)路,動態(tài)性能差。當(dāng)輸入電壓有擾動時,通過電壓環(huán)反饋引起占空比的改變速度比較慢。因此,在要求輸出電壓的瞬態(tài)誤差較小的場合,電壓型控制模式是不理想的。為了解決這個問題,可以采用電流型控制模式。下文將介紹電流型開關(guān)電源中電壓反饋電路的設(shè)計方案。
1 電路類別、實現(xiàn)主要功能描述
下圖所示電路屬于電壓反饋電路,當(dāng)輸出電壓變化時,通過此反饋電路反饋給控制芯片,從而調(diào)節(jié)輸出電壓,使輸出電壓穩(wěn)定。 電路如下圖:
電壓反饋電路
1.2工作原理分析
當(dāng)輸出電壓變化時,通過R27和R28分壓,U15的反相輸入端電壓變化,通過和U15的同相輸入端的固定電壓比較,通過運(yùn)放放大輸出變化的電壓,從而通過光耦發(fā)光二極管端的電流變化,傳 到光耦的三級管輸出變化,再輸入到控制芯片,控制芯片再調(diào)節(jié)輸出電壓,從而達(dá)到輸出電壓穩(wěn)定。
2 uc3842簡介
圖1為UC3842PWM控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。其內(nèi)部基準(zhǔn)電路產(chǎn)生+5V基準(zhǔn)電壓作為UC3842內(nèi)部電源,經(jīng)衰減得2.5V電壓作為誤差放大器基準(zhǔn),并可作為電路輸出5V/50mA的電源。振蕩器產(chǎn)生方波振蕩,振蕩頻率取決于外接定時元件,接在4腳與8腳之間的電阻R與接在4腳與地之間的電容C共同決定了振蕩器的振蕩頻率,f=1.8/RC.反饋電壓由2腳接誤差放大器反相端。1腳外接RC網(wǎng)絡(luò)以改變誤差放大器的閉環(huán)增益和頻率特性,6腳輸出驅(qū)動開關(guān)管的方波為圖騰柱輸出。3腳為電流檢測端,用于檢測開關(guān)管的電流,當(dāng)3腳電壓≥1V時,UC3842就關(guān)閉輸出脈沖,保護(hù)開關(guān)管不至于過流損壞。 UC3842PWM控制器設(shè)有欠壓鎖定電路,其開啟閾值為16V,關(guān)閉閾值為10V.正因如此,可有效地防止電路在閾值電壓附近工作時的振蕩。
1.1 UC3842具有以下特點(diǎn):
1、管腳數(shù)量少,外圍電路簡單,價格低廉;
2、電壓調(diào)整率很好;
3、負(fù)載調(diào)整率明顯改善;
4、頻響特性好,穩(wěn)定幅度大;
5、具有過流限制、過壓保護(hù)和欠壓鎖定功能。
1.2 UC3842具有良好的線性調(diào)整率
因為輸入電壓Vi的變化立即反應(yīng)為電感電流的變化,它不經(jīng)過任何誤差放大器就能在比較器中改變輸出脈沖寬度,再增加一級輸出電壓Vo至誤差放大器的控制,能使線性調(diào)整率更好;可明顯地改善負(fù)載調(diào)整率,因為誤差放大器可專門用于控制由于負(fù)載變化造成的輸出電壓變化,特別使輕負(fù)載時電壓升高的幅度大大減小。誤差放大器的外電路補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)得到簡化,穩(wěn)定度提高并改善了頻響,具有更大的增益帶寬乘積。電流限制電路得到簡化,由于電阻上感應(yīng)出尖峰電感電流,故能自然形成逐個脈沖限制電路,只要Rs上電平達(dá)到1V,PWM就立即關(guān)斷,而且這種峰值電感電流檢測技術(shù)可以靈敏地限制輸出的最大電流。
3 UC3842常用的電壓反饋電路
3.1輸出電壓直接分壓作為誤差放大器的輸入
輸出電壓Vo經(jīng)兩電阻分壓后作為采樣信號,輸入UC3842腳2(誤差放大器的反向輸入端)。如圖2.
這種電路的優(yōu)點(diǎn)是采樣電路簡單,缺點(diǎn)是輸入電壓和輸出電壓必須共地,不能做到電氣隔離。勢必引起電源布線的困難,而且電源工作在高頻開關(guān)狀態(tài),容易引起電磁干擾,必然帶來電路設(shè)計的困難,所以這種方法很少使用。
3.2 輔助電源輸出電壓分壓作為誤差放大器的輸入
單端反激式變壓器T的輔助繞組上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓隨著輸出電壓升高而升高,該電壓經(jīng)過整流、濾波和穩(wěn)壓網(wǎng)絡(luò)后得到一直流電壓,給UC3842供電。同時該電壓經(jīng)兩電阻分壓后作為采樣電壓,送入UC3842的腳2.
當(dāng)UC3842啟動后,若反饋繞組不能提供足夠的UF,電路就會不停地起動 ,出現(xiàn)打嗝現(xiàn)象。另外,根據(jù)經(jīng)驗,若UF大于17.5V時, 也會引起UC3842工作異常,導(dǎo)致輸出脈沖占空比變小,輸出電壓變低。故而反饋繞組匝數(shù)的選取及其纏繞是非常重要的,一般可按13~15V設(shè)計,使 UC3842正常工作時,7腳的電壓維持 在13V左右。
這種電路的優(yōu)點(diǎn)是采樣電路簡單,副邊繞組、原邊繞組和輔助繞組之間沒有任何的電氣通路,容易布線。缺點(diǎn)是并非從副邊繞組直接得到采樣電壓,穩(wěn)壓效果不好,實驗中發(fā)現(xiàn),當(dāng)電源的負(fù)載變化較大時,基本上不能實現(xiàn)穩(wěn)壓。該電路適用于針對某種固定負(fù)載的情況。
3.3 采用線性光耦改變誤差放大器的輸入誤差電壓
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