UC3846實(shí)現(xiàn)48V/50A通信電源

概述

開關(guān)功率電路分為電流模式控制和電壓模式控制兩種，UC3846是峰值電流模式控制的芯片。對(duì)于如圖1所示電壓模式控制，其優(yōu)點(diǎn)是：只有電壓環(huán)，單環(huán)控制容易設(shè)計(jì)和分析；波形振幅坡度大，因而噪聲小，工作穩(wěn)定；多模塊輸出時(shí)，低阻抗輸出能提供很好的交互控制。缺點(diǎn)是：電網(wǎng)或負(fù)載的擾動(dòng)必須轉(zhuǎn)化為輸出擾動(dòng)，才能被電壓環(huán)反饋，因此系統(tǒng)響應(yīng)慢；輸出LC濾波電路給系統(tǒng)增加了兩個(gè)極點(diǎn)，這就需要在補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)增加零點(diǎn)或者需要一個(gè)低轉(zhuǎn)折頻率的主極點(diǎn)；環(huán)路增益隨輸入電壓而變化，因而補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)較復(fù)雜。

圖1 ?電壓模式控制

圖2所示電流模式控制在BUCK電路中的應(yīng)用，和電壓模式控制比較時(shí)鐘信號(hào)只是使電源工作在固定的頻率，PWM比較器的另一個(gè)輸入是用從電感電流取得的信號(hào)代替了晶振，當(dāng)電感電流的模擬信號(hào)超過了誤差放大器輸出的值Ve，脈寬關(guān)斷。

圖2 ?電流模式控制

電流模式控制的優(yōu)點(diǎn)是：電感電流的上升坡度為Vin-Vo，所以電感電流的波形對(duì)電網(wǎng)電壓的變化能迅速響應(yīng)，避免了響應(yīng)延時(shí)和增益隨輸入電壓的變化而變化；誤差放大器用來控制輸出電流而不是輸出電壓，所以電感可以看作誤差電壓控制的電流源，輸出濾波電路可以簡(jiǎn)化為單極點(diǎn)電路（輸出電容并聯(lián)負(fù)載電阻），這就使補(bǔ)償電路簡(jiǎn)化，并且比電壓模式控制具有更大的增益帶寬；誤差放大器的輸出鉗位達(dá)到逐脈沖電流限制的目的；電源模塊并聯(lián)時(shí)均流容易實(shí)現(xiàn)。

電壓模式控制的所有顯著缺點(diǎn)都被電流模式控制克服了，所以電流模式控制得到了越來越普遍的關(guān)注和應(yīng)用。但在應(yīng)用電流模式控制時(shí)也要注意以下問題：占空比大于50%時(shí)，控制回路不穩(wěn)定，這時(shí)需加斜坡補(bǔ)償；控制調(diào)節(jié)電路是基于從電感電流取得的信號(hào)，因此功率部分的振蕩容易將噪聲引入控制電路。

芯片結(jié)構(gòu)

圖3 ?UC3846結(jié)構(gòu)圖

由圖3我們可以看到，UC3846通過用一個(gè)放大倍數(shù)固定為3的差動(dòng)電流檢測(cè)放大器（其輸入小于1.2V）來獲得電感電流或開關(guān)電流信號(hào)，該電流檢測(cè)放大器即使在低檢測(cè)電壓時(shí)也能保持高噪聲抑制。PWM比較器的另一端接電壓誤差放大器，電壓誤差放大器的輸出作為給定信號(hào)，電壓誤差放大器的輸出同時(shí)被限流調(diào)整端（腳1）鉗位在V腳1+0.7，從而完成了逐脈沖限流的目的。當(dāng)差動(dòng)電流檢測(cè)放大器檢測(cè)的是開關(guān)電流而不是電感電流時(shí)，由于開關(guān)管寄生電容放電，檢測(cè)電流會(huì)有一個(gè)較大的尖峰前沿，可能使電流檢測(cè)鎖存和PWM電路誤動(dòng)作，所以我們?cè)陔娏鳈z測(cè)輸入端加RC濾波。