《基于UC2844的单端反激电源原理及波形》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于UC2844的单端反激电源原理及波形(35页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、单端反激拓扑的基本电路单端反激拓扑的基本电路( b)为 Q1 电流,( c)为次级整流二极管电流,( d)为 Q1 的 Vce 电压工作原理如下: 当 Q1 导通时,所有的次级侧整流二极管都反向截止,输出电容 (Co 、C1) 给负载供电。T1 相当于一个纯电感,流过 Np 的电流线性上升,达到峰值 Ip。当 Q1 关断时,所有绕组电压反向,次级侧整流二极管导通,同时初级侧线圈储存的能量传递到次级,提供负载电流,同时给输出电容充电。若次级侧电流在下一周期 Q1 导通前下降到零,则电路工作于断续模式( DCM ),波形如上图( b )( c)( d ),反之则处于连续模式( CCM )专业文档供
2、参考,如有帮助请下载。电流模式控制芯片UC2844/3844内部框图如下工作时序图如下专业文档供参考,如有帮助请下载。开关电源启动时输出时序不正确的案例:电动汽车驱动板有两路开关电源,如下图开关电源1 的 UC2844 启动电路,其输出包含VDD5开关电源2 的 UC2844启动电路,其输出包含+5V 电路尽管两路开关电源的启动电路中电容都是200uF ,充电电阻是30k ,但由于开关电源2 中 D26 的存在,使得开关电源2 充电快,先开始工作,导致光耦U24 的副边电源 +5V 比原边电源先建立。专业文档供参考,如有帮助请下载。当光耦 U24 的副边电源比原边电源先建立时,光耦会输出负压(
3、V out+ 相对于 V out- 的电压 ),如下图。CH1:VDD5 电压CH2:+5V 电压CH3:U31 pin6CH4 : U31 Pin7光耦的负压会让运放U20 输出一段600mV 的负压,如下图U20 Pin1电压这段负压输入到控制板的比较器U5 反向输入端, 此时 GENERATRIX信号的电压为-470mV ,这个电压已经超过了比较器允许的最大负压(器件资料规定输入负压不得大于0.3V ),在环境温度超过73 时,-470mV的电压会导致比较器U5 输出异常。专业文档供参考,如有帮助请下载。高温上电报 Er004故障分析报告 .docxSIZE-D 旧版开关电源UC2844
4、 电路1、电路正常工作时( 1)启动初始开始的一段时间Pin1 电压维持在7.2V ,原因:( 1)+15 电压较低,反馈电路的光耦U17 初级侧的二极管两端电压未达到导通门限,因而U17 次级侧阻抗无穷大(开路)(2 )2844 的 Pin2 (内部误差放大器“-”端)接地,因此误差放大器输出为高电平,电压由芯片内部决定注:UC284X/UC384X芯片资料中误差放大器输出高电平的典型值为6.2V ,测量其他产品开关电源启动时 Pin1 电压也都在6V 左右,唯有这个电路Pin1 电压偏高,但器件资料并没有给出高电平的最大值CH1:UC2844 Pin1CH2:UC2844 Pin3CH3:
5、MOS驱动CH4 : +15V专业文档供参考,如有帮助请下载。这 段 时 间Pin1 电压为 7.2V当 Pin1 电压为 7.2V时, Pin3电压达到1V 则电流取样比较器输出翻转为高,驱动关闭。从2844 内部框图可以看出当 Pin1电压大于4.4V 时( 2 个二极管压降为 0.7V*2 ),电流取样比较器 “-”端电压会被稳压二极管钳位到 1V 。当 Pin1 电压小于 4.4V时,电流取样比较器“-”端电压 =(Vcom -1.4 ) /3。CH1:UC2844 Pin1CH2:UC2844 Pin3CH3:MOS 驱动CH4 : +15VCH1: 电流检测电阻上的电压CH2:UC
6、2844 Pin3CH3:MOS驱动专业文档供参考,如有帮助请下载。启动时第一个驱动脉冲,电流检测电阻上的电压从0 开始启动时的第二个脉冲上升,驱动持续时间比较长(10uS 左右)观察第二个驱动脉冲波形,电流检测电阻上的电压不是从0 开始上升,也就是说开关管的电流不是从0 开始,所以此时电路工作在CCM (电流连续模式) ,这是因为启动时负载电流比较大(给各电路的储能电容充电)。从下图的电路中可以看到,开关管Q2 的电流检测电阻后端接了一个RC 滤波,然后才接到UC2844 的 Pin3 ,由于经过了滤波, Pin3 电压是从 0V 开始逐渐上升的,并不像电流检测电阻上的电压那样陡峭开关管电流
7、检测增加RC 滤波的原b 因:( 1 )变压器初级侧线圈匝与匝之间有分布电容,当 MOSFET每次开通时, 输入电压会给此电容充电,充电电流会流过开通的MOSFET ,导致 MOSFET 电流上有尖峰, 此尖峰会体现在电流检测电阻的电压上,并可能超过UC2844 电流取样比较器的门限导致MOSFET误关断,因此需要将此尖峰滤除。输入电压越大,匝间电容充电电流尖峰越大,如下图所示(MOSFET电流采样电阻上的波形,SIZE-D 驱动板 )120V 输入电压,最大尖峰411mV300V 输入电压,最大尖峰730mV专业文档供参考,如有帮助请下载。( 2 )在 CCM (电流连续模式)状态下,初级侧
8、MOSFET开通时,次级侧整流二极管反向恢复,反向恢复电流经过变压器反射到初级侧,在MOSFET电流上形成一个尖峰,如下图所示(电动汽车24V 输入驱动板 ),此尖峰会超过UC2844 电流取样比较器的门限导致MOSFET误关断, 因此同样需要将此尖峰滤除。在 DCM (电流不连续模式)时,整流二极管不会有反向恢复电流,则MOSFET开通时没有电流尖峰。CH1 :电流采样电阻上的电压CH2 :UC2844 Pin3CCM ,电流采样电阻上的尖峰DCM ,电流采样电阻的波形无尖峰电 流尖峰关于二极管反向恢复的详细讲解请参考二极管的反向恢复.docx增加 RC 滤波的影响:滤波电容容值偏小,电流尖
9、峰不能有效消除;容值偏大会造成电流反馈延时过大, UC2844电流采样脚Pin3 的电压低于电流采样电阻的电压,会造成输出限电流/限功率不准,重载或者输出短路时导致MOSFET 、整流二极管损坏。经验案例参考:专业文档供参考,如有帮助请下载。( 2) Pin1 电压下降主反馈( +15V )电压达到11.5V 时,UC2844 Pin1电压开始从7.2V 往下降, 此时光耦 U17 Pin1 为 9.6V ,Pin2 为 8.7V ,光耦 U17 的发光二级管导通(管压降1.0V ),Vce 电压下降(即UC2844 Pin1电压下降)注:从原理上来说, 主反馈电压要达到15V 才能使得 TL431 基准输入电压为2.5V ,这样才能保证TL431开始工作, 光耦二极管开始导通;而这里主反馈在11.5V 时光耦二极管就导通,并不是因为TL431 开始工作了,具体原因后文有详细说明CH1 : UC2844 Pin1CH2:U17 Pin1CH3:U17 Pin2CH4:+15V随着 UC2844的 Pin1 电压降低到低于4.4V ,电流取样比较器反相输入端电压不再被钳位到1V ,而是随着 Pin