开关电源-控制电路的设计ppt课件

1、第第8章章 控制电路的设计控制电路的设计引言引言8.1 8.1 控制电路构造和主要组成部分的原理控制电路构造和主要组成部分的原理8.2 8.2 电压方式控制电路的设计电压方式控制电路的设计8.3 8.3 峰值电流方式控制电路的设计峰值电流方式控制电路的设计8.4 8.4 平均电流方式控制电路的设计平均电流方式控制电路的设计 引引 言言v开关电源的主电路主要处置电能，而控制电路主开关电源的主电路主要处置电能，而控制电路主要处置电信号，属于要处置电信号，属于“弱电电路，它控制着主电弱电电路，它控制着主电路开关器件的任务。电源的很多目的，如稳压稳路开关器件的任务。电源的很多目的，如稳压稳流精度、纹波

2、、输出特性等也与控制电路相关。流精度、纹波、输出特性等也与控制电路相关。控制电路的设计质量对电源的性能至关重要，是控制电路的设计质量对电源的性能至关重要，是设计任务的重点。设计任务的重点。v控制电路功能众多，相对复杂，设计内容复杂，控制电路功能众多，相对复杂，设计内容复杂，周期较长，甚至能够呈现反复，有时一些参数确周期较长，甚至能够呈现反复，有时一些参数确实定还需求经过实验来得到。实定还需求经过实验来得到。8.1 8.1 控制电路构造和主要组成部分的原理控制电路构造和主要组成部分的原理v控制电路的构造控制电路的构造调理器调理器PWM驱动驱动基准源基准源维护维护并机均流并机均流反响反响封锁信号封

3、锁信号去主电路去主电路电压电压/电流电流/温度温度衔接并机线衔接并机线u* i*ufif图8-1一、驱动电路一、驱动电路驱动电路是控制电路与主电路的接口，同开驱动电路是控制电路与主电路的接口，同开关电源的可靠性、效率等性能亲密相关。关电源的可靠性、效率等性能亲密相关。驱动电路需求有很高的快速性，能提供一驱动电路需求有很高的快速性，能提供一定的驱动功率，并具有较高的抗干扰和隔定的驱动功率，并具有较高的抗干扰和隔离噪声才干。离噪声才干。二、调理器电路二、调理器电路调理器的作用是将给定量和反响量进展比较调理器的作用是将给定量和反响量进展比较和运算，得到控制量。调理器的中心是运和运算，得到控制量。调理

4、器的中心是运算放大器。算放大器。三、并机均流电路三、并机均流电路开关电源经常需求并机组成系统运转，以获开关电源经常需求并机组成系统运转，以获得更大的容量和更高的可靠性。得更大的容量和更高的可靠性。根据各种负载对供电可靠性要求的不同，电根据各种负载对供电可靠性要求的不同，电源可以采用以下几种不同的运转方式：源可以采用以下几种不同的运转方式：单机运转单机运转采用单一电源向负载供电。采用单一电源向负载供电。特点：构造简单、本钱低、但可靠性不高，特点：构造简单、本钱低、但可靠性不高，一旦电源发生缺点，供电中断。一旦电源发生缺点，供电中断。并机均流控制的原理并机均流控制的原理并联运转并联运转N个电源并联

5、构成的电源系统向负载供电，每个个电源并联构成的电源系统向负载供电，每个电源的功率为负载所需功率的电源的功率为负载所需功率的1/N。特点：每个电源发生缺点时，供电不中断，仅是特点：每个电源发生缺点时，供电不中断，仅是最大供电才干有所降低。电源数量多，本钱上升。最大供电才干有所降低。电源数量多，本钱上升。用于可靠性要求较高的场所。用于可靠性要求较高的场所。并联冗余运转并联冗余运转N+M个电源并联任务，每个电源的功率为负载个电源并联任务，每个电源的功率为负载最大功率的最大功率的1/N。运转时，每个电源平均承当。运转时，每个电源平均承当负载功率。负载功率。特点：发生缺点的电源数量小于等于特点：发生缺点

6、的电源数量小于等于M时，电时，电源系统仍能提供负载所需的全部功率。电源数源系统仍能提供负载所需的全部功率。电源数量多，本钱更高。用于可靠性要求非常高的场量多，本钱更高。用于可靠性要求非常高的场所。所。为了到达可靠性目的，应尽量使并联运转的每为了到达可靠性目的，应尽量使并联运转的每个电源的输出电流分配平衡。个电源的输出电流分配平衡。v电源并联后输出电流不相等的缘由：电源并联后输出电流不相等的缘由：v在输出电压一样的条件下，电压调理器误差信号在输出电压一样的条件下，电压调理器误差信号 不同，这反映了电路参数的分散性。不同，这反映了电路参数的分散性。v为了补偿这种分散性，使各电源的输出电流相等，为了

7、补偿这种分散性，使各电源的输出电流相等，并且电压调理器误差信号都等于零。必需采取控制并且电压调理器误差信号都等于零。必需采取控制措施措施设置均流电路。设置均流电路。v并联均流方式可以分为：并联均流方式可以分为：v利用输出电压调整率均流电源输出电压随输出电利用输出电压调整率均流电源输出电压随输出电流变化而变化的程度，即两者之比称为输出电压调流变化而变化的程度，即两者之比称为输出电压调整率，它反映了电源等效内阻的大小。人为增大各整率，它反映了电源等效内阻的大小。人为增大各电源等效内阻，并保证一定的一致性。电源等效内阻，并保证一定的一致性。主从方式均流主控制器稳压，其电压调理器输出作为主从方式均流主

8、控制器稳压，其电压调理器输出作为其他从控制器的电流参考信号，其他从电源按照电流源其他从控制器的电流参考信号，其他从电源按照电流源运转，均流精度高，可达运转，均流精度高，可达0.5%。缺陷是主控制器一旦损。缺陷是主控制器一旦损坏，那么系统瘫痪。坏，那么系统瘫痪。无主或自动选主的均流方式根本思绪是在电源间经过无主或自动选主的均流方式根本思绪是在电源间经过并机电缆或称均流总线来传送均流信号，每个电源根据并机电缆或称均流总线来传送均流信号，每个电源根据均流信号调理本身输出电流，到达相互一致目的。均流信号调理本身输出电流，到达相互一致目的。最大电流自动均流法最大电流自动均流法自动选主的主从均流法等自动选

9、主的主从均流法等v最大电流自动均流法原理最大电流自动均流法原理v均流母线电压正比于输出电流最大的电源的电流，即均流信均流母线电压正比于输出电流最大的电源的电流，即均流信号为各电源电流的最大值。号为各电源电流的最大值。v各电源调理本身电流方法：均流信号与本电源反响电流信号各电源调理本身电流方法：均流信号与本电源反响电流信号之差乘以比例系数，加到本电源的电压给定中。当误差增大之差乘以比例系数，加到本电源的电压给定中。当误差增大时，本电源电压给定略微提高，使得本电源开环电压提高，时，本电源电压给定略微提高，使得本电源开环电压提高，分得更多的负载电流。分得更多的负载电流。v缺陷：经过调理电压给定来调理

10、输出电流，会构成输出电压缺陷：经过调理电压给定来调理输出电流，会构成输出电压的动摇，影响稳压精度；同时假设比例系数过大，那么会构的动摇，影响稳压精度；同时假设比例系数过大，那么会构成输出电压竞相上升，能够导致严重事故。假设限定电压范成输出电压竞相上升，能够导致严重事故。假设限定电压范围，那么当均流电路调理才干到达极限时，电源只能退出均围，那么当均流电路调理才干到达极限时，电源只能退出均流。流。v自动选主的主从均流法原理自动选主的主从均流法原理v各电源公用一个电压调理器，其输出作为电源的电流给定，各电源公用一个电压调理器，其输出作为电源的电流给定，每个电源含有电流调理器，由于每个电源的电流给定一

11、样，每个电源含有电流调理器，由于每个电源的电流给定一样，因此各自输出电流是一样的。实践系统中，每个电源都含有因此各自输出电流是一样的。实践系统中，每个电源都含有电压调理器，在运转时电压调理器都处于任务形状，其输出电压调理器，在运转时电压调理器都处于任务形状，其输出经过均流母线仲裁处最大值，对应最大值的是主机，其他电经过均流母线仲裁处最大值，对应最大值的是主机，其他电源为从机。源为从机。v v留意：均流电路的设计，不只需使各并联开关电源模块在正留意：均流电路的设计，不只需使各并联开关电源模块在正常任务情况下可以均流运转，而且应该思索当本模块发生缺常任务情况下可以均流运转，而且应该思索当本模块发生

12、缺点时，不应显著影响其他模块的任务。点时，不应显著影响其他模块的任务。四、维护电路四、维护电路控制电路应包含维护电路，维护电路包含本身控制电路应包含维护电路，维护电路包含本身维护和负载维护两方面的功能。一旦呈现缺维护和负载维护两方面的功能。一旦呈现缺点，立刻便开关电路停顿任务，并以声或光点，立刻便开关电路停顿任务，并以声或光的方式报警，以保证在任何情况下，本身不的方式报警，以保证在任何情况下，本身不损坏，并且不损坏负载。损坏，并且不损坏负载。自我维护功能：自我维护功能：输入过电压输入过电压系统过热系统过热输入欠电压、过电流输入欠电压、过电流负载维护功能：负载维护功能：输出过电压输出过电压输出欠

13、电压输出欠电压v输入过电压、输入欠电压、过热维护电路中，应输入过电压、输入欠电压、过热维护电路中，应采用滞环比较器，以便在缺点情况消逝后，电源采用滞环比较器，以便在缺点情况消逝后，电源可以自动恢复任务。可以自动恢复任务。v过电流维护电路应采用锁存器将过电流信号锁存。过电流维护电路应采用锁存器将过电流信号锁存。并且，锁存器应附加复位电路，以便在缺点排除并且，锁存器应附加复位电路，以便在缺点排除后重新开场任务，或者采用时间较长的延时复位后重新开场任务，或者采用时间较长的延时复位电路，以降低过电流维护的频度。电路，以降低过电流维护的频度。v输出过电压和欠电压通常由电源或负载的严重缺输出过电压和欠电压

14、通常由电源或负载的严重缺点引起，也应采用锁存器将缺点信号锁存，一旦点引起，也应采用锁存器将缺点信号锁存，一旦呈现，应立刻停机报警，等待人工干涉。呈现，应立刻停机报警，等待人工干涉。v典型的过电压维护电路典型的过电压维护电路vR1、R2构成的分压电路作为构成的分压电路作为v 输入电压输入电压Ui的检测电路，的检测电路，Av 点电压为点电压为UA=UiR2/R1+R2，R3、v R4、 RP与比较器与比较器C1构成滞环构成滞环v 比较电路，环宽为比较电路，环宽为UCCR3/R4。v 调理调理RP可以改动过电压保可以改动过电压保v 护的限值。护的限值。v原理：原理：vUA*R4/R3+R4高于高于U

15、H比较器翻转比较器翻转输出电压输出电压Uo变变为电源电压为电源电压UCC。虚断。虚断v输入电压回落，输入电压回落，UA+R3*UCC-UH/R4低于低于UH比较器比较器再次翻转再次翻转输出电压输出电压Uo回到零。虚短回到零。虚短图8-2+ +- -R1R1R2R2UiUiA AR3R3R4R4RPRPUoUoUccUccUccUccUHUHC1C1GNDGNDGNDGNDv典型的过电流锁存电路典型的过电流锁存电路v电流互感器的一次侧串电流互感器的一次侧串v 入主电路中，变压器一次入主电路中，变压器一次v 侧支路或开关支路，用侧支路或开关支路，用v 以检测电流。以检测电流。R1是电流是电流v 互

16、感器二次侧的电流采互感器二次侧的电流采v 样电阻，样电阻，uR1= R1iS/n，n为电流互感器二次绕为电流互感器二次绕组与一次绕组的匝数比。组与一次绕组的匝数比。v原理原理:v主电路电流增大主电路电流增大uR1= R1iS/n增大增大uR1大于大于UH C1输出由低电平变为高电平输出由低电平变为高电平RS触发触发器翻转器翻转Q变为高电平变为高电平封锁封锁PWM输出输出主电路主电路中开关全部关断中开关全部关断主电路各支路电流为零主电路各支路电流为零维护。维护。复位复位去封锁去封锁PWMPWM输出输出is+ +-SRQ1:n1:n电流电流互感器互感器R1uR1uH图8-3C1v一次电流维护后，假

17、设要重启电路，那么必需在一次电流维护后，假设要重启电路，那么必需在RSRS触发器的触发器的R R端施加复位信号，使端施加复位信号，使RSRS触发器的输出触发器的输出形状重新变为低电平，主电路重新开场任务。形状重新变为低电平，主电路重新开场任务。五、PWM控制电路v作用作用: :将在一定范围内延续变化的控制量模拟信将在一定范围内延续变化的控制量模拟信号转换为号转换为PWMPWM信号，该信号的开关频率固定，占信号，该信号的开关频率固定，占空比跟随输入信号延续变化。空比跟随输入信号延续变化。v常用的集成常用的集成PWMPWM控制器控制器:SG3525:SG3525、TL494TL494和和UC382

18、5UC3825、UC3842/3/4/5/6UC3842/3/4/5/6、UC3875/6/7/8/9UC3875/6/7/8/9等。等。v集成集成PWMPWM控制器控制器v电压方式控制器电压方式控制器v电流方式控制器电流方式控制器v峰值电流方式峰值电流方式v平均电流方式平均电流方式v电荷方式电荷方式v开关电源的控制方式开关电源的控制方式v电压方式：电压反响控制环电压方式：电压反响控制环v电流方式：电压反响控制外环，电流控制内环电流方式：电压反响控制外环，电流控制内环v电流方式控制方式的根本思想电流方式控制方式的根本思想 ：v在输出电压闭环的控制系统中，添加了直接或间接在输出电压闭环的控制系统

19、中，添加了直接或间接的电流反响控制。的电流反响控制。v电流控制方式的优点：电流控制方式的优点：v 1 1系统的稳定性加强，稳定域扩展。系统的稳定性加强，稳定域扩展。v 2 2系统动态特性改善。输出电压中由输入系统动态特性改善。输出电压中由输入电压引入的低频纹波被完全消除。电压引入的低频纹波被完全消除。v 3 3具有快速限制电流的才干。采用电流控制具有快速限制电流的才干。采用电流控制方式后，电源中可以不用再设置输出短路维护电路。方式后，电源中可以不用再设置输出短路维护电路。v电压控制方式的构造图电压控制方式的构造图+u u* *VRVRPWMPWMufufL LC CRLRL+u u* *VRV

20、RPWMPWMufufL LC CRLRL+i i* *IRIRififk k电流控制方式的构造图电流控制方式的构造图v峰值电流方式峰值电流方式v峰值电流方式控制系统的构造图如图峰值电流方式控制系统的构造图如图a，主要的波，主要的波形如图形如图b。ab+Ui-LS+ +- -R QR QS SiSiRiSiLCLKCLKttttCLK0SiRiRiLiSt0t1000t2v根本原理根本原理v开关的开通由开关的开通由CLK信号控制，信号控制，CLK信号每隔一定信号每隔一定时间使时间使RSFF置位，置位，Q=1开关开通开关开通iL上升至给上升至给定值定值iR比较器输出信号翻转比较器输出信号翻转RS

21、FF复复位位,Q=0开关复位。开关复位。v峰值电流方式控制采用电流给定信号与电感电流峰值电流方式控制采用电流给定信号与电感电流直接比较的方法，并含有直接比较的方法，并含有RS触发电路。触发电路。v峰值电流方式优点：控制系统稳定性好、呼应速峰值电流方式优点：控制系统稳定性好、呼应速度快、实现容易、并能限制电路中的峰值电流，度快、实现容易、并能限制电路中的峰值电流，从而维护器件，因此得到了广泛运用，是目前运从而维护器件，因此得到了广泛运用，是目前运用最为广泛的电流方式控制方法。用最为广泛的电流方式控制方法。v峰值电流方式的缺陷：峰值电流方式的缺陷：v该方法控制的是电感电流的峰值。对很多需求准确该方

22、法控制的是电感电流的峰值。对很多需求准确控制电感电流平均值的开关电源来说，是不允许的。控制电感电流平均值的开关电源来说，是不允许的。v峰值电流方式控制电路中，将电感电流直接与电流峰值电流方式控制电路中，将电感电流直接与电流给定信号比较，但电感电流中通常含有一些开关过给定信号比较，但电感电流中通常含有一些开关过程的噪声信号，容易构成比较器的误动作，使电感程的噪声信号，容易构成比较器的误动作，使电感电流发生不规那么的动摇。电流发生不规那么的动摇。v针对这些问题，提出了平均电流方式控制。针对这些问题，提出了平均电流方式控制。v平均电流方式控制平均电流方式控制v平均电流方式控制的原理平均电流方式控制的

23、原理v该方式采用该方式采用PI调理器作为电流调理器，并将调理器调理器作为电流调理器，并将调理器输出的控制量输出的控制量uc与锯齿波信号与锯齿波信号us相比较，得到周期相比较，得到周期固定、占空比变化的固定、占空比变化的PWM信号，用以控制开关的信号，用以控制开关的通与断。通与断。+Ui-S+ +- -+ +- -ususucucLSiL-iRiL+ +- -+ +- -ususv常见的集成PWM控制器内部电路的典型构造如图图8-4+ +- -基准源基准源欠电压维护欠电压维护封锁封锁振荡器振荡器分频器分频器驱动驱动A A驱动驱动B BPWMPWM比较器比较器+ +- -ucucEAEA驱动电路：

24、构造通常为推挽构造的跟随电路，驱动电路：构造通常为推挽构造的跟随电路，用来提供足够的驱动功率，以有效地驱动主电用来提供足够的驱动功率，以有效地驱动主电路的开关器件。路的开关器件。欠电压维护电路：对集成欠电压维护电路：对集成PWMPWM控制器的电源施控制器的电源施行监控，一旦电源跌落至阈值以下时，就封锁行监控，一旦电源跌落至阈值以下时，就封锁输出驱动脉冲，以免电源掉电过程中，输出混输出驱动脉冲，以免电源掉电过程中，输出混乱的脉冲信号而构成开关器件的损坏。乱的脉冲信号而构成开关器件的损坏。封锁电路：由外部信号控制，一旦有外部信号封锁电路：由外部信号控制，一旦有外部信号动身，立刻封锁输出脉冲信号，给

25、外部维护电动身，立刻封锁输出脉冲信号，给外部维护电路提供了一个可控的封锁信号。路提供了一个可控的封锁信号。1.UC1842/2842/38421.UC1842/2842/3842采用峰值电流方式控制，专门用于构成正激型、反采用峰值电流方式控制，专门用于构成正激型、反激型等开关电源的控制电路。激型等开关电源的控制电路。UC3842UC3842主要性能目的主要性能目的最大电源电压最大电源电压/V :36/V :36驱动输出峰值电流驱动输出峰值电流/mA :1000/mA :1000最高任务频率最高任务频率/kHz :500/kHz :500基准源电压基准源电压/V :5/V :5基准源温度稳定性基

26、准源温度稳定性/ /mV/mV/:0.2 :0.2 误差放大器开环增益误差放大器开环增益/dB :90/dB :90误差放大器单位增益带宽误差放大器单位增益带宽/MHz :1/MHz :1误差放大器输入失调电压误差放大器输入失调电压/uA :0.1/uA :0.1六、常用的集成六、常用的集成PWMPWM控制器引见控制器引见vUC3842UC3842主要性能目的主要性能目的v电流放大器增益电流放大器增益/ /倍倍 :3 :3v电流放大器最大输入差分电压电流放大器最大输入差分电压/V :1/V :1v启动电压启动电压/V :16/V :16v启动电流启动电流/mA :1/mA :1封装及管脚图vU

27、C3842内部构造如图vUC3842UC3842各组成部分的原理各组成部分的原理v内部包含内部包含5V5V基准源，用于电压调理器的误差放大基准源，用于电压调理器的误差放大器和峰值电流比较器等。具有可以提供器和峰值电流比较器等。具有可以提供1A1A峰值电峰值电流的驱动电路、电源欠电压维护电路等。流的驱动电路、电源欠电压维护电路等。v振荡器的振荡频率由外接电阻振荡器的振荡频率由外接电阻RTRT和电容和电容CTCT决议，决议， CTCT也决议死区时间的长短。死区时间、开关频率也决议死区时间的长短。死区时间、开关频率同同RTRT和和CTCT关系如下关系如下v驱动电路构造为推挽构造的跟随电路，输出峰值驱

28、动电路构造为推挽构造的跟随电路，输出峰值电流可达电流可达500mA500mA，可直接驱动主电路的开关器件。，可直接驱动主电路的开关器件。TDCt300TTTCRf75. 1ftft：时钟频率：时钟频率kHzkHzRTRT：外接电阻：外接电阻kkCTCT：外接电容：外接电容uFuFtDtD：死区时间：死区时间ususvUC3842UC3842各组成部分的原理各组成部分的原理v欠电压维护电路对集成欠电压维护电路对集成PWMPWM控制器的电源施行监控。控制器的电源施行监控。v初上电时，当电源电压低于启动电压约初上电时，当电源电压低于启动电压约16V16V时时封锁封锁PWMPWM信号输出信号输出输出端

29、引脚输出端引脚6 6为低电平。为低电平。v当电源电压大于启动电压当电源电压大于启动电压经过软启动经过软启动 UC3842 UC3842内部电路开场任务内部电路开场任务PWMPWM信号输出。信号输出。v假设电源电压跌至维护阈值约假设电源电压跌至维护阈值约10V10V以下以下PWMPWM信号被封锁，防止输出混乱脉冲，以维护主电路信号被封锁，防止输出混乱脉冲，以维护主电路开关器件。开关器件。v当电源电压再次大于启动电压当电源电压再次大于启动电压再经软启动再经软启动UC3842UC3842内部电路重新任务内部电路重新任务恢复恢复PWMPWM信号输出。信号输出。v采用采用UC3842UC3842为控制器

30、构成的功率为为控制器构成的功率为27W27W反激型多路反激型多路输出开关电源。输出开关电源。2.SG1525/2525/35252.SG1525/2525/3525SG3525SG3525主要性能目的主要性能目的最大电源电压最大电源电压/V :40/V :40驱动输出峰值电流驱动输出峰值电流/mA :500/mA :500最高任务频率最高任务频率/kHz :500/kHz :500基准源电压基准源电压/V :5.1/V :5.1基准源温度稳定性基准源温度稳定性/ /mV/mV/:0.3 :0.3 误差放大器开环增益误差放大器开环增益/dB :75/dB :75误差放大器单位增益带宽误差放大器单

31、位增益带宽/MHz :2/MHz :2误差放大器输入失调电压误差放大器输入失调电压/mV :2 /mV :2 封锁阈值电压封锁阈值电压/V :0.4/V :0.4启动电压启动电压/V :8/V :8待机电流待机电流/mA :14/mA :14封装管脚vSG3525内部构造图vSG3525SG3525各组成部分的原理各组成部分的原理vSG3525SG3525采用精度为采用精度为1%1%的的5.1V5.1V带隙基准源，温度稳带隙基准源，温度稳定性较高、噪声等级较低，能提供定性较高、噪声等级较低，能提供1-20mA1-20mA的电流，的电流，可作为电路中电压和电流的给定基准。可作为电路中电压和电流的

32、给定基准。v振荡器的振荡频率由外接电阻振荡器的振荡频率由外接电阻RTRT和电容和电容CTCT决议，决议， CTCT也决议死区时间的长短。开关频率同也决议死区时间的长短。开关频率同RTRT和和CTCT关关系如下系如下TDTtCRRf37 . 01ftft：时钟频率：时钟频率kHzkHzRTRT：外接电阻：外接电阻kkCTCT：外接电容：外接电容uFuFRDRD：引脚：引脚6 6、7 7间跨接的电阻值间跨接的电阻值kkvSG3525SG3525各组成部分的原理各组成部分的原理vSG3525SG3525采用电压方式控制方法采用电压方式控制方法v振荡器输出的时钟信号触发振荡器输出的时钟信号触发RSRS

33、触发器触发器构成构成PWMPWM信号上升沿信号上升沿主电路的开关器件导通。主电路的开关器件导通。vEAEA的输出信号同振荡器输出的三角波信号相比较的输出信号同振荡器输出的三角波信号相比较三角波瞬时值高于三角波瞬时值高于EAEA的输出的输出PWMPWM比较器翻转比较器翻转触发触发RSRS触发器翻转触发器翻转构成构成PWMPWM信号下降沿信号下降沿主主电路的开关器件关断。电路的开关器件关断。vRSRS触发器输出的触发器输出的PWMPWM信号的占空比为信号的占空比为0-100%0-100%，思，思索到死区，最大占空比通常为索到死区，最大占空比通常为90%-95%90%-95%。vSG3525SG35

34、25各组成部分的原理各组成部分的原理vT T触发器作用为分频器触发器作用为分频器v将将RSRS触发器的输出分频触发器的输出分频得到占空比为得到占空比为50%50%、频率、频率为振荡器频率为振荡器频率1/21/2的方波。的方波。vT T触发器输出的两路互补方波同触发器输出的两路互补方波同RSRS触发器输出的触发器输出的PWMPWM信号相信号相“或或 得到两路互补的占空比为得到两路互补的占空比为0-0-50%50%的的PWMPWM信号。信号。v思索到死区，最大占空比通常为思索到死区，最大占空比通常为45%-47.5%45%-47.5%。vPWMPWM信号适用于半桥、全桥、推挽等双端电路的控信号适用

35、于半桥、全桥、推挽等双端电路的控制。制。vSG3525SG3525各组成部分的原理各组成部分的原理v驱动电路构造为推挽构造的跟随电路，输出峰值电驱动电路构造为推挽构造的跟随电路，输出峰值电流可达流可达500mA500mA，可直接驱动主电路的开关器件。，可直接驱动主电路的开关器件。v欠电压维护电路对集成欠电压维护电路对集成PWMPWM控制器的电源施行监控。控制器的电源施行监控。v初上电时，当电源电压低于启动电压约初上电时，当电源电压低于启动电压约8V8V时时封锁封锁PWMPWM信号输出信号输出输出端输出端A A、B B为低电平。为低电平。v当电源电压大于启动电压当电源电压大于启动电压经过软启动经

36、过软启动 SG3525 SG3525内部电路开场任务内部电路开场任务PWMPWM信号输出。信号输出。v假设电源电压跌至维护阈值约假设电源电压跌至维护阈值约7V7V以下以下PWMPWM信信号被封锁，防止输出混乱脉冲，以维护主电路开关号被封锁，防止输出混乱脉冲，以维护主电路开关器件。器件。v当电源电压再次大于启动电压当电源电压再次大于启动电压再经软启动再经软启动 SG3525SG3525内部电路重新任务内部电路重新任务恢复恢复PWMPWM信号输出。信号输出。vSG3525SG3525各组成部分的原理各组成部分的原理v封锁电路由引脚封锁电路由引脚1010的信号控制，一旦有外部信号的信号控制，一旦有外

37、部信号触发，立刻封锁输出脉冲信号，给外部维护电路触发，立刻封锁输出脉冲信号，给外部维护电路提供一个可控的封锁信号。当外部封锁信号撤销提供一个可控的封锁信号。当外部封锁信号撤销后，后， SG3525 SG3525要再经过一次软启动过程，才重新开要再经过一次软启动过程，才重新开场任务。场任务。v控制电路以SG3525为中心的推挽型开关电源v振荡器部分的振荡器部分的RT和和CT端引脚端引脚5、6分别对地分别对地衔接电容和电阻，其取值按下式确定：衔接电容和电阻，其取值按下式确定：v在在CT端和放电端引脚端和放电端引脚5、7间跨接放电电阻，间跨接放电电阻，通常其值为数欧至数百欧。调整放电电阻的大小通常其

38、值为数欧至数百欧。调整放电电阻的大小可以改动死区时间。可以改动死区时间。v误差放大器通常用作电压调理器，其外围电路通误差放大器通常用作电压调理器，其外围电路通常接成常接成PID电路，以到达较好的稳定性、稳态精电路，以到达较好的稳定性、稳态精度、动态性能。度、动态性能。TDTtCRRf37 . 013.UC1846/2846/3846采用峰值电流方式控制，用于半桥型、全桥型、推挽型开关电源的控制。UC3846主要性能目的最大电源电压/V :40驱动输出峰值电流/mA :500最高任务频率/kHz :500基准源电压/V :5基准源温度稳定性/mV/:0.4 误差放大器开环增益/dB :105误差

39、放大器单位增益带宽/MHz :1误差放大器输入失调电压/mV :0.5 vUC3846主要性能目的v电流放大器增益/倍 :2.75v电流放大器最大输入差分电压/V :1.2v限流偏置电压/V :0.5v封锁阈值电压/V :0.35v启动电压/V :7.7v欠电压维护阈值滞环宽度/V :0.75v待机电流/mA :17vUC3846内部构造图如图vUC3846各组成部分的原理vUC3846采用精度为1%的带隙基准源，温度稳定性较高、噪声等级较低，能提供1-10mA的电流，可作为电路中电压和电流的给定基准。v振荡器的振荡频率由外接电阻RT和电容CT决议， CT也决议死区时间的长短。死区时间、开关频

40、率同RT和CT关系如下TDCt145TTTCRf2 . 2ft：时钟频率kHzRT：外接电阻kCT：外接电容uFtD：死区时间usvUC3846各组成部分的原理vUC3846采用峰值电流方式控制方法。v时钟信号触发RS触发器构成PWM信号上升沿主电路的开关器件导通。v开关器件导通电感电流增长CA输出增长CA输出高于EA的输出比较器翻转触发RS触发器翻转构成PWM信号下降沿主电路的开关器件关断。vRS触发器输出的PWM信号的占空比为0-100%，思索到死区，最大占空比通常为90%-95%。v简单地说，即“开关器件在固定时辰开通，电流瞬时值到达电流给定值时，开关器件关断。vUC3846各组成部分的

41、原理vT触发器作用为分频器。v将RS触发器的输出分频得到占空比为50%、频率为振荡器频率1/2的方波。vT触发器输出的两路互补方波同RS触发器输出的PWM信号相“或 得到两路互补的占空比为0-50%的PWM信号。v思索到死区，最大占空比通常为45%-47.5%。vPWM信号适用于半桥、全桥、推挽等双端电路的控制。v驱动电路构造为推挽构造的跟随电路，输出峰值电流可达500mA，可直接驱动主电路的开关器件。vUC3846各组成部分的原理v欠电压维护电路对集成PWM控制器的电源施行监控。v初上电时，当电源电压低于启动电压约7.7V时封锁PWM信号输出输出端A、B为低电平。v当电源电压大于启动电压经过

42、软启动 UC3846内部电路开场任务PWM信号输出。v假设电源电压跌至维护阈值约7V以下PWM信号被封锁，防止输出混乱脉冲，以维护主电路开关器件。v当电源电压再次大于启动电压再经软启动 UC3846内部电路重新任务恢复PWM信号输出。vUC3846各组成部分的原理v封锁电路由引脚16的信号控制，一旦有外部信号触发，立刻封锁输出脉冲信号，给外部维护电路提供一个可控的封锁信号。当外部封锁信号撤销后，UC3846要再经过一次软启动过程，才重新开场任务。v图8-10为一个控制电路以UC3846为中心的推挽型开关电源的原理图v振荡器部分的RT和CT端引脚8、9分别对地衔接电容和电阻，其取值按下式确定：v

43、误差放大器通常用作电压调理器，其外围电路通常接成PID电路 图中采用PI电路，以到达较好的稳定性、稳态精度、动态性能。TDCt145TTTCRf2 . 24.UC1875/2875/3875采用峰值电流方式控制，用于半桥型、全桥型、推挽型开关电源的控制。UC3875主要性能目的最大电源电压/V :20驱动输出峰值电流/mA :3000最高任务频率/kHz :2000基准源电压/V :5误差放大器开环增益/dB :60误差放大器单位增益带宽/MHz :11误差放大器输入失调电流/uA :0.6启动电压/V :10.75启动电流/mA :0.15vUC3875内部构造图如图8-11vUC3875任

44、务时间信号关系如图8-12000000000锯齿波信号(18)同步信号(17)振荡器输出(16)A路输出(14)B路输出(13)A、B间死区C路输出(9)D路输出(8)C、D间死区tttttttttvUC3875经过改动外围电路的接法，可以构成电压方式控制电路或峰值电流方式控制电路。v电压方式控制电路的接法v将斜率控制引脚18衔接到锯齿波输入引脚19，EA的输出信号直接与锯齿波相比较，控制移相角。EA的输出电压越高，越接近0；EA的输出电压越低，越接近180。v峰值电流方式控制电路的接法v将电路中的电流反响衔接到锯齿波输入引脚19，此时EA作为电压控制器，EA的输出为峰值电流控制环的给定信号，

45、当电流反响到达EA输出值时，超前臂换相。vUC3875构成的典型峰值电流方式控制电路如图8-13v该电路采用电流互感器构成电流反响，互感器可以串入移相全桥型主电路中变压器的一次侧，VD9-VD12构成桥式整流电路，将交流的电流反响信号整流成直流脉动信号。A、B、C、D各路输出引脚直接驱动脉冲变压器，用以驱动全桥电路中的4个开关器件，VD1-VD8用于维护UC3875，防止脉冲变压器的漏感构成过电压而损坏UC3875。8.2 电压方式控制电路的设计v电压方式控制电路的主要内容是电压调理器的构造方式和参数确实定。v一、电压调理器构造方式v开关电源通常都要求有较高的输出电压稳压精度，普通要求到达2%

46、以内，较好的电源应该优于0.5%，这样高的稳态精度采用P调理器很难到达，因此，电压调理器的构造方式都采用PI或PID调理器，由于积分环节的存在，实际上，输出电压的稳态误差为零。实践电路中，由于运放零偏、漂移和基准源与反响电路的误差等问题，实践稳态误差不会为零，但已可以到达较高的精度。v上述三种调理器的电路方式如图8-14v在电压方式控制中，控制量用来直接控制占空比。v在电流方式控制中，电压调理器的控制量作为电流环的给定信号，用来控制输出电流。图8-14ur :电压参考信号，是电压给定uf :电压反响uc :控制量+-ucR1RufurR2+-ucR1RufurR2 C1+-ucR1RufurR

47、2 C2C1v这三种调理器的传送函数分别为vPI调理器具有1个零点，而PID调理器具有2个零点。通常电压调理器都采用PI调理器，其构造简单，参数整定比较容易。在某些动态性能要求较高的电源中，可采用PID调理器。v留意：微分环节的引入会导致反响信号中高频成分被放大，容易遭到高频信号的干扰。12RRuuuufrrc sCRsRRsusususufrrc12121 sCRsCRsCRsusususufrrc21221111二、电压调理器的参数二、电压调理器的参数v假设电压调理器采用PI调理器，需确定2个参数：v零点1/R2C1，普通首先确定v增益R2/R1v零点确定后，可以根据Bode图确定增益。v确定增益的原那么：使相位裕量为3050。LC1确定零点的原那么：开关电源电路的传函是二阶振荡环节，其共轭极点由滤波参数决议。这一对共轭极点是开关电路的主导极点，为了较好地补偿这一对极点呵斥的相位滞后，电压调理器的零点1/(R2C1)应选取在这一对共轭极点对应的频率处，即 。8.3 峰值电流方式控制电路的设计v峰值