我们熟知的PWM型开关电源,是把输出电压的采样作为PWM操控器的反应电压,该反应电压经过PWM操控器内部的差错扩大器后调整开关信号的占空比,以便输出愈加安稳的电压,当然,不同电压反应电路输出电压的安稳精度不同。本文详细讲解了电流型脉宽操控器UC3842常用的三种安稳输出电压电路,剖析各自优缺陷,在此基础上规划一种新的电压反应电路,试验证明新电路具有杰出的稳压作用。
UC3842常用的电压反应电路
输出电压可直接分压作为差错扩大器的输入。如图2所示,输出电压Vo经R2及R4分压后作为采样信号,输入UC3842脚2(差错扩大器的反向输入端)。差错扩大器的正向输入端接UC3842内部的2.5V的基准电压。当采样电压小于2.5V时,差错扩大器正向和反向输出端之间的电压差经扩大器扩大后,调理输出电压,使得UC3842的输出信号的占空比变大,输出电压上升,最终使输出电压安稳在设定的电压值。R3与C1并联构成电流型反应。
这种电路的长处是采样电路简略,缺陷是输入电压和输出电压有必要共地,不能做到电气阻隔。必定引起电源布线的困难,并且电源作业在高频开关状况,简略引起电磁搅扰,必定带来电路规划的困难,所以这种办法很少运用。
辅佐电源输出电压分压作为差错扩大器的输入。如图3所示,当输出电压升高时,单端反激式变压器T的辅佐绕组上产生的感应电压也升高,该电压经过D2,D3,C15,C14,C13和R15组成的整流、滤波和稳压网络后得到一向流电压,给UC3842供电。一起该电压经R2及R4分压后作为采样电压,送入UC3842的脚2,在与基准电压比较后,经差错扩大器扩大,使脚6输出脉冲的占空比变小,输出电压下降,到达稳压的意图。相同,当输出电压下降时,使脚6输出脉冲的占空比变大,输出电压上升,最终使输出电压安稳在设定的值。这种电路的长处是采样电路简略,副边绕组、原边绕组和辅佐绕组之间没有任何的电气通路,简略布线。缺陷是并非从副边绕组直接得到采样电压,稳压作用欠好,试验中发现,当电源的负载改动较大时,基本上不能完成稳压。该电路适用于针对某种固定负载的状况。
选用线性光耦改动差错扩大器的输入差错电压。如图4所示,该开关电源的电压采样电路有两路:一是辅佐绕组的电压经D1,D2,C1,C2,C3,R9组成的整流、滤波和稳压后得到16V的直流电压给UC3842供电,别的,该电压经R2及R4分压后得到一采样电压,该路采样电压首要反映了直流母线电压的改动;另一路是光电耦合器、三端可调稳压管Z和R4,R5,R6,R7,R8组成的电压采样电路,该路电压反映了输出电压的改动;当输出电压升高时,经电阻R7及R8分压后输入Z的参阅电压也升高,稳压管的稳压值升高,流过光耦中发光二极管的电流减小,流过光耦中的光电三极管的电流也相应的减小,差错扩大器的输入反应电压下降,导致UC3842脚6输出驱动信号的占空比变小,所以输出电压下降,到达稳压的意图。
该电路由于选用了光电耦合器,完成了输出和输入的阻隔,弱电和强电的阻隔,减少了电磁搅扰,抗搅扰才能较强,并且是对输出电压采样,有很好的稳压功能。缺陷是外接元器件增多,增加了布线的困难,增加了电源的本钱。
线性光耦改动差错扩大器增益电压反应电路及试验成果
选用线性光耦改动差错扩大器的增益。如图5所示,该电压采样及反应电路由R2,R5,R6,R7,R8,C1,光电耦合器、三端可调稳压管Z组成。当输出电压升高时,输出电压经R7及R8分压得到的采样电压(即Z的参阅电压)也升高,Z的稳压值也升高,流过光耦中发光二极管中的电流减小,导致流过光电三极管中的电流减小,相当于C1并联的可变电阻的阻值变大(该等效电阻的阻值受流过发光二极管电流的操控),差错扩大器的增益变大,导致UC3842脚6输出驱动信号的占空比变小,输出电压下降,到达稳压的意图。当输出电压下降时,差错扩大器的增益变小,输出的开关信号占空比变大,最终使输出电压安稳在设定的值。由于,UC3842的电压反应输入端脚2接地,所以,差错扩大器的输入差错总是固定的,改动的是差错扩大器的增益(可将线性光耦中的光电三极管视为一可变电阻),其等效电路图如图6所示。
电路经过调理差错扩大器的增益而不是调理差错扩大器的输入差错来改动差错扩大器的输出,然后改动开关信号的占空比。这种拓扑结构不只外接%&&&&&%较少,并且在电压采样电路中选用了三端可调稳压管,使得输出电压在负载产生较大的改动时,输出电压基本上没有改动。试验证明与上述三种反应电路比较,该电路具有很好的稳压作用。
将这种新的选用线性光耦改动差错扩大器增益的电压反应电路,用于一48V/12V的单端反激式DC/DC开关电源(最大输出电流5A),显现该电源输出电压安稳,带负载才能强。图7(a)-(h)别离给出了当负载为100Ω,25Ω,10Ω,3Ω时的输出电压和驱动波形,从波形能够看出,当负载电流逐步增大时,驱动信号的占空比相应增大,但输出电压一直安稳在12.16V。
总结
在单端阻隔式PWM型开关电源中,电流型脉宽调制器UC3842广泛应用与各个领域中。本文在剖析了三种常用电压反应电路的基础上,规划一种选用线性光耦改动UC3842差错扩大器增益的电压反应电路,经试验能够证明,这种电压反应电路稳压精度高、负载适应性强,是电源工程师的好帮手。