UC3844、UC3845、UC2844、UC2845操作說明UC3844、UC3845系列是高性能、固定頻率、電流模式控制器。它們專為離線和直流-直流轉(zhuǎn)換器應(yīng)用而設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)人員提供了一種成本效益高且外部元件最少的解決方案。圖16展示了一個(gè)代表性的框圖。振蕩器 振蕩器頻率由為定時(shí)元件RT和CT選擇的值編程設(shè)置。電容器CT通過電阻RT從5.0 V的參考電壓充電至約2.8 V并通過內(nèi)部電流阱放電至1.2 V。在CT放電期間振蕩器產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)部消隱脈沖使NOR門的中心輸入保持高電平。這導(dǎo)致輸出處于低電平狀態(tài)從而產(chǎn)生可控的輸出死區(qū)時(shí)間。UCX844/5中內(nèi)置了一個(gè)內(nèi)部觸發(fā)器通過將NOR門的一個(gè)輸入保持高電平每隔一個(gè)時(shí)鐘周期將輸出消隱一次。這與CT放電周期相結(jié)合使得輸出死區(qū)時(shí)間可編程設(shè)置為50%至70%。圖2顯示了RT與振蕩器頻率的關(guān)系圖3顯示了輸出死區(qū)時(shí)間與頻率的關(guān)系兩者均為給定的CT值。請(qǐng)注意許多RT和CT的值會(huì)產(chǎn)生相同的振蕩器頻率但只有一個(gè)組合會(huì)在給定頻率下產(chǎn)生特定的輸出死區(qū)時(shí)間。在許多對(duì)噪聲敏感的應(yīng)用中可能希望將轉(zhuǎn)換器頻率鎖定到外部系統(tǒng)時(shí)鐘。這可以通過向圖18所示的電路施加時(shí)鐘信號(hào)來實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)可靠的鎖定自激振蕩器的頻率應(yīng)設(shè)置為比時(shí)鐘頻率低約10%。圖19展示了一種多單元同步的方法。通過調(diào)整時(shí)鐘波形可以實(shí)現(xiàn)精確的輸出占空比鉗制從而實(shí)現(xiàn)大于70%的輸出死區(qū)時(shí)間誤差放大器提供了一個(gè)完全補(bǔ)償?shù)恼`差放大器可訪問反相輸入和輸出。其典型直流電壓增益為90 dB單位增益帶寬為1.0 MHz相位裕度為57度圖6。非反相輸入內(nèi)部偏置為2.5 V且不引腳已固定。轉(zhuǎn)換器的輸出電壓通常通過分壓和反相輸入進(jìn)行監(jiān)測(cè)。最大輸入偏置電流為-2.0微安這可能導(dǎo)致輸出電壓誤差該誤差等于輸入偏置電流與等效輸入分壓器源電阻的乘積。誤差放大器輸出引腳1用于外部環(huán)路補(bǔ)償圖29。輸出電壓在連接到電流檢測(cè)比較器的反相輸入之前會(huì)經(jīng)過兩個(gè)二極管壓降約1.4伏的偏移并除以3。這確保了當(dāng)引腳1處于其最低狀態(tài)VoL時(shí)輸出引腳6不會(huì)出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)脈沖。這種情況發(fā)生在電源正在運(yùn)行且負(fù)載被移除時(shí)或者在軟啟動(dòng)間隔開始時(shí)圖21、22。誤差放大器的最小反饋電阻受限于放大器的源電流0.5毫安和所需的輸出電壓VoH以達(dá)到比較器的1.0伏鉗位電平3.01.0伏1.4伏電流檢測(cè)比較器和PWM鎖存器 UC3844、UC3845作為電流模式控制器工作輸出開關(guān)的導(dǎo)通由振蕩器啟動(dòng)當(dāng)電感器峰值電流達(dá)到誤差放大器輸出/補(bǔ)償引腳1設(shè)定的閾值水平時(shí)終止。因此誤差信號(hào)逐周期控制電感器電流。所使用的電流檢測(cè)比較器PWM鎖存器配置確保在任何給定的振蕩器周期內(nèi)輸出端僅出現(xiàn)一個(gè)脈沖。通過將接地參考的檢測(cè)電阻Rs與輸出開關(guān)Q1的源極串聯(lián)將電感器電流轉(zhuǎn)換為電壓。該電壓由電流檢測(cè)輸入引腳3監(jiān)測(cè)并與誤差放大器輸出得出的電平進(jìn)行比較。正常工作條件下的電感器峰值電流由引腳1處的電壓控制V(引腳1)-1.4V3Rs當(dāng)電源輸出過載或輸出電壓檢測(cè)丟失時(shí)會(huì)出現(xiàn)異常工作條件。在這些條件下電流檢測(cè)比較器的閾值將在內(nèi)部被鉗制為1.0 V。因此最大峰值開關(guān)電流為1.0Vlpk(最大值)Rs在設(shè)計(jì)高功率開關(guān)穩(wěn)壓器時(shí)為了將Rs的功耗保持在合理水平降低內(nèi)部鉗位電壓變得十分必要。圖20展示了一種簡(jiǎn)單的電壓調(diào)節(jié)方法。使用兩個(gè)外部二極管來補(bǔ)償內(nèi)部二極管從而在溫度變化時(shí)產(chǎn)生恒定的鉗位電壓。如果Ipk(max)鉗位電壓過度降低則可能會(huì)因噪聲拾取而導(dǎo)致運(yùn)行不穩(wěn)定電壓。電流波形前沿通常會(huì)出現(xiàn)一個(gè)窄尖峰當(dāng)輸出負(fù)載較輕時(shí)該尖峰可能會(huì)導(dǎo)致電源不穩(wěn)定。此尖峰是由電源變壓器的繞組間電容和輸出整流器的恢復(fù)時(shí)間引起的。在電流檢測(cè)輸入端增加一個(gè)RC濾波器其時(shí)間常數(shù)接近尖峰持續(xù)時(shí)間通常可以消除這種不穩(wěn)定性請(qǐng)參考圖24。UC3844、UC3845、UC2844、UC2845欠壓鎖定 集成芯片內(nèi)嵌有兩個(gè)欠壓鎖定比較器以確保在輸出級(jí)啟用前芯片能夠完全正常工作。正電源端Vcc和基準(zhǔn)輸出Vref分別由獨(dú)立的比較器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。每個(gè)比較器都內(nèi)置有遲滯特性以防止在各自的閾值被跨越時(shí)產(chǎn)生不穩(wěn)定的輸出行為。對(duì)于UCX844Vcc比較器的上下閾值分別為16 V/10 V對(duì)于UCX845則為8.4 V/7.6 V。Vref比較器的上下閾值均為3.6 V/3.4 V。UCX844的大遲滯特性和低啟動(dòng)電流使其非常適合需要高效自舉啟動(dòng)技術(shù)的離線轉(zhuǎn)換器應(yīng)用圖30。UCX845則專為低電壓直流到直流轉(zhuǎn)換器應(yīng)用而設(shè)計(jì)。從Vcc到地連接了一個(gè)36 V的齊納二極管作為并聯(lián)穩(wěn)壓器其目的是保護(hù)芯片在系統(tǒng)啟動(dòng)期間免受可能出現(xiàn)的過高電壓的影響。UCX844的最低工作電壓為11 VUCX845的最低工作電壓為8.2 V。設(shè)計(jì)者在調(diào)整驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)增加了靈活性使其不受Vcc的影響。在Vcc大于20V的系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)功率MOSFET時(shí)通常將齊納鉗位電路連接到此輸入端。圖23展示了電流檢測(cè)中正確的電源和控制接地連接功率MOSFET應(yīng)用。參考在UC284X上5.0 V帶隙基準(zhǔn)電壓在T 25°C時(shí)的容差被調(diào)整為≤1.0%而在UC384X上則為≤-2.0%。其主要目的是為振蕩器定時(shí)電容器提供充電電流。該基準(zhǔn)具有短路保護(hù)功能并且能夠提供超過20 mA的電流為額外的控制系統(tǒng)電路供電。設(shè)計(jì)考量 切勿嘗試在繞線或插入式原型板上構(gòu)建轉(zhuǎn)換器。為防止脈寬抖動(dòng)必須采用高頻電路布局技術(shù)。脈寬抖動(dòng)通常是由電流檢測(cè)或電壓反饋輸入端承受的過多噪聲引起的?？赏ㄟ^降低這些點(diǎn)的電路阻抗來提高抗噪聲能力。印刷電路布局應(yīng)包含一個(gè)接地層其中低電流信號(hào)、高電流開關(guān)和輸出接地分別通過不同的路徑返回至輸入濾波電容器。根據(jù)電路布局可能需要直接連接到Vcc、Vc和Vref的陶瓷旁路電容器0.1uF。這為過濾高頻噪聲提供了一條低阻抗路徑。所有高電流回路應(yīng)盡可能短并使用粗銅線以減少輻射電磁干擾EMI。誤差放大器補(bǔ)償電路和轉(zhuǎn)換器輸出分壓器應(yīng)靠近集成電路IC并盡可能遠(yuǎn)離電源開關(guān)和其他產(chǎn)生噪聲的組件。輸出這些設(shè)備包含一個(gè)專為直接驅(qū)動(dòng)功率MOSFET而設(shè)計(jì)的單圖騰柱輸出級(jí)。它能夠提供高達(dá)[1.0 A的峰值驅(qū)動(dòng)電流在1.0 nF負(fù)載下其典型的上升和下降時(shí)間為50納秒。此外還增加了額外的內(nèi)部電路以便在欠壓鎖定激活時(shí)將輸出保持在灌電流模式。這一特性消除了對(duì)外部下拉電阻的需求。SOIC-14表面貼裝封裝為Vc輸出電源和電源地提供了單獨(dú)的引腳。