第8章_控制电路

1、第第8章章 控制电路设计控制电路设计 主要内容主要内容： 控制电路的结构控制电路的结构和原理和原理 开关电源的常用开关电源的常用控制芯片控制芯片 智能功率开关智能功率开关目标目标：控制电路的构成和工控制电路的构成和工作原理作原理常用芯片的基本工作常用芯片的基本工作原理、特点、应用原理、特点、应用智能功率开关的工作智能功率开关的工作原理、特点、应用原理、特点、应用8.1 控制电路结构和原理控制电路结构和原理 驱动电路驱动电路：接口电路；要求快速、驱动功率、抗干扰。接口电路；要求快速、驱动功率、抗干扰。 调节器电路调节器电路：运放构成；进行比较和运算，得到控制量。：运放构成；进行比较和运算，得到控

2、制量。 并机均流电路并机均流电路：并机运行；集成均流控制器，正常和故：并机运行；集成均流控制器，正常和故障情况下的工作。障情况下的工作。 保护电路保护电路： 包含在控制电路中，具备自身保护（输入过电压和欠包含在控制电路中，具备自身保护（输入过电压和欠电压、系统过热、过电流）和负载保护（输出过电压电压、系统过热、过电流）和负载保护（输出过电压和欠电压）；滞环比较器，锁存器和欠电压）；滞环比较器，锁存器 PWM控制电路：控制电路： 连续变化的控制量模拟信号转换为连续变化的控制量模拟信号转换为PWM信号，开关频信号，开关频率固定，占空比连续变化。率固定，占空比连续变化。 电压模式控制器和电流模式控制

3、器（峰值电流模式、电压模式控制器和电流模式控制器（峰值电流模式、平均电流模式和电荷模式）平均电流模式和电荷模式） 8.2 开关电源系统的隔离技术开关电源系统的隔离技术 为了人身和低压电子元器件的安全，主回路与为了人身和低压电子元器件的安全，主回路与输出回路应该电气隔离，即两者不共地。输出回路应该电气隔离，即两者不共地。 变压器，光耦元件变压器，光耦元件 8.3 开关电源开关电源PWM控制芯片控制芯片 脉宽调制式脉宽调制式PWM； 谐振式谐振式QRS； 工作原理：工作原理： 8.3.1 1524/2524/3524芯片简介芯片简介 1特点特点 完整的完整的PWM控制电路的功能；控制电路的功能；

4、频率的温度稳定性频率的温度稳定性2； 推挽输出或单端输出；推挽输出或单端输出； 频率可调到频率可调到100kHz至至350kHz； 超结温保护和过流保护；超结温保护和过流保护； 总的静态电流总的静态电流10mA； 有有5V/ /50mA的直流稳压输出的直流稳压输出。 2.极限参数极限参数输入电压：输入电压：40V；外加基准电压：外加基准电压：6V；输出基准电流：输出基准电流：50mA；每个输出电流：每个输出电流：100mA；振荡器充电电流：振荡器充电电流：5mA；内部功能：内部功能：1W；最高结温：最高结温：J封装封装150；N封装封装125。3结构结构 基准电压调整器基准电压调整器 振荡器振

5、荡器 误差放大器误差放大器 电流限制器电流限制器A A1 1 闭锁控制端闭锁控制端10 比较器比较器 触发器和或非门触发器和或非门 输出级输出级 8.3.2 芯片的工作过程芯片的工作过程 直流电源直流电源VS ：或非门工作电源或非门工作电源；基准电压稳压器产生基准电压稳压器产生+5V+5V基准电压基准电压V Vrefref。 振荡器：外接电容振荡器：外接电容C CT T、电阻、电阻R RT T，可调节其频率。输出两，可调节其频率。输出两路至双稳态触发器及两个或非门，至比较器的同路至双稳态触发器及两个或非门，至比较器的同相端。相端。 误差放大器：两个输入端，可根据应用需要连接。误差放大器：两个输

6、入端，可根据应用需要连接。 比较器：误差放大器的输出与锯齿波电压比较，误差比较器：误差放大器的输出与锯齿波电压比较，误差放大器的输出电压的高低改变宽度的方波脉冲。放大器的输出电压的高低改变宽度的方波脉冲。 或非门：输入端为双稳态触发器、振荡器脉冲波。或非门：输入端为双稳态触发器、振荡器脉冲波。 输出级：脉冲宽度随输出级：脉冲宽度随VoVo变化而变化的脉冲波。变化而变化的脉冲波。 8.4 功率场效应管的控制芯片功率场效应管的控制芯片 SG l525A /SG l527A ：1524的改进8.4.1 1525A与与1524的差别的差别 增设欠压锁定电路增设欠压锁定电路 有软启动电路有软启动电路 提

7、高了输出基准电压提高了输出基准电压Vref精度精度 改进过流保护改进过流保护 增加增加PWM锁存器锁存器 改进了振荡器改进了振荡器 输出级结构性改进输出级结构性改进8.5 电流控制型脉宽调制器电流控制型脉宽调制器 电流反馈电流反馈PWM，取输出电感线圈电流的信号，取输出电感线圈电流的信号与误差放大器输出信号进行比较，调节占空比与误差放大器输出信号进行比较，调节占空比电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。8.5.1 UCl846UCl847工作原理工作原理结构：结构：电流测定放大器电流测定放大器误差放大器误差放大器 比较器比较器 振荡器振荡器 锁存器锁存器 欠压

8、锁定电路欠压锁定电路关闭信号关闭信号电流限制电流限制软启动软启动输出端工作频率输出端工作频率500kHz 500kHz 8.5.2 1842/2842/3842 8脚脉宽调制器脚脉宽调制器 11842/2842/3842的工作原理的工作原理 应用：应用：直接或隔离方式驱动直接或隔离方式驱动MOS管、管、GTR8.6 智能功率开关及其应用智能功率开关及其应用 8.6.1 概述概述 智能功率开关：集成控制电路、功率开关元件于智能功率开关：集成控制电路、功率开关元件于一起。包括了检测电路，保护电路，驱动电路。一起。包括了检测电路，保护电路，驱动电路。 特点：特点： 输入电压输入电压(AC) 8527

9、0V，功率，功率150W以下以下 空载损耗小，效率、可靠性提高空载损耗小，效率、可靠性提高 元件少，体积小，成本下降元件少，体积小，成本下降 设计容易，缩短设计、生产周期设计容易，缩短设计、生产周期 引脚有引脚有35端端 工作模式工作模式 ： PWM电压型电压型 PWM电流型电流型 ONOFF控制型控制型 恒频恒频PWM型型 8.6.2 工作原理工作原理 l. PWM电流型VIPER50 引脚端：漏极、源极、反馈、偏压和振荡引脚端：漏极、源极、反馈、偏压和振荡2ON/OFF控制型：控制型：Tiny Switch-系列系列 应用举例应用举例：8.6.3 用用LinkSwitch智能功率开关组构开

10、关电源智能功率开关组构开关电源 引脚：漏极引脚：漏极(D)、控制极、控制极(C)、源极、源极(S) 内部内部集成集成：功率功率MOSFET及及PWM控制、高电控制、高电压启动、限流、热关闭等多种功能电路。压启动、限流、热关闭等多种功能电路。 功能：原边钳位、反馈、内部供电、回路补偿、功能：原边钳位、反馈、内部供电、回路补偿、输出短路和过载保护、过热和过流保护、短路输出短路和过载保护、过热和过流保护、短路自动重新启动、开路故障保护等。自动重新启动、开路故障保护等。 用于反激变换器用于反激变换器 8.6.4 PFC集成控制电路集成控制电路UC3854A/B 1616管脚高功率因数校正器集成控制电路芯片管脚高功率因数校正器集成控制电路芯片 特点：特点：控制控制AC-DC Boost PWM变换器的输入变换器的输入端功率因数接近于端功率因数接近于1 ；限制输入电流的限制输入电流的THD小小于于3；采用平均电流控制方法；恒频控制；采用平均电流控制方法；恒频控制 内部包括：电压放大器内部包括：电压放大器VAVA，模拟乘法，模拟乘法/ /除法器除法器M