开关电源实验指导
开关电源技术实验指导书
信息工程学院电气及自动化教研室
2009.04.18
实验一电流控制型脉宽调制开关稳压电源研究
一．实验目的
1．掌握电流控制型脉宽调制开关电源的工作原理，特点与构成。
2．熟悉电流控制型脉宽调制芯片UC3842的工作原理与使用方法。
3．掌握开关电源的调试方法与参数测试方法。
二．实验内容
1．利用芯片UC3842，连接实验线路，构成一个实用的开关稳压电源电路。
2．芯片UC3842的波形与性能测试
（1）开启与关闭阀值电压。
（2）锯齿波，包括周期、占空比、幅值等，并与理论值相比较。
（3）不同负载以及不同交流输入电压时的输出PWM波形，并与正确波形相对比。
（4）反馈电压端（即UC38422号脚）与电源端（即7号脚）波形。
（5）输出PWM脉冲封锁方法测试。
3．开关电源波形测试
（1）GTR集电极电流与集-射极电压波形。
（2）变压器原边绕组两端波形。
（3）输出电压V O波形。
4．开关电源性能测试
（1）电压调整率（抗电压波动能力）测试。
（2）负载调整率（抗负载波动能力）测试。
（3）缓冲电路性能测试。
三．实验系统组成及工作原理
电源装置是电力电子技术应用的一个重要领域。其中高频开关式直流稳压电源由于具有效率高，体积小和重量轻等突出优点，获得了广泛的应用。
开关电源的控制电路可分为电压控制型和电流控制型。前者是一个单闭环电压控制系统，后者是一个电压、电流双闭环控制系统，电流控制型较电压控制型有不可比拟的优点。
具体实验原理可参见附录。
具体线路见图5—4。
四．实验设备和仪器
1．MCL-08直流斩波及开关电源实验挂箱
2．双踪示波器
3．万用表
五．实验方法
电位器RP1和RP3都左旋到底。合上电源后，用示波器观察“7”与“16”（锯齿波）及“10”与“16”（UC3842电源电压）波形，将RP2顺时针慢慢旋转，直到锯齿波刚产生为止，用万用表测出“10”与“16”之间电压，该电压即为开启阀值电压U T。
U T=
3．芯片UC3842的波形与性能测试
（1）测试7p-p
（2）不同直流输入电压时的输出PWM 波形。
开关电源工作后，用万用表测“1”与“16”端间电压，该电压即为直流输入电压V d ，用示波器观察“12”与“16”及“7”与“16”之间波形，然后将RP1顺时针慢慢旋转，边旋转边观察，并记录输出PWM 波形的变化情况，一直观察到V d 约减小20%时止，同时测量V d 变化前后的“8”与“16”及“10”与“16”
（3）不同负载变化时的输出PWM 波形
RP3左旋到底，观察波形同上。RP3顺时针慢慢旋转，边旋转边观察，并记录输出PWM 波形的变化情况，一直观察到该电位器顺时针旋转到底为止，这时候负载增大了约25%，同时测量负载变化前后的“8”与“16”及“10
(4)不同直流输入电压时的反馈电压端（8端）与电源端（10端）波形
减小直流输入电压V d ，同时观察并记录8与16及10与16间波形，直到V d 约减小20%时止，测试结束后，将RP1左旋到底。
(5)输出PWM 脉冲封锁方法测试
a.改变3脚电压封锁输出脉冲，将“14”与“15”断开，“5”与“14”相连，电位器RP4左旋到底，用示波器观察“7”端锯齿波。将RP4顺时针慢慢旋转，直到锯齿波完全消失时止，测出“5”与“16”间电压，该电压即为3脚的输出脉冲封锁电压。
U 3=
b ．改变1脚电平封锁输出脉冲
“5”与“14”、“6”与“9”断开，“14”与“15”、“5”与“9”相连，RP4右旋到底。观察波形同上，将RP4逆时针慢慢旋转，直到锯齿波完全消失时止，测出“5”与“16”间电压，该电压即为1脚的输出脉冲封锁电压。
U 1=
4．开关电源波形测试
将“5”与“9”断开，“6”与“9”相连
（1）用示波器观察“15”与“16”及“2”与“16”间波形。 （2）用示波器观察“1”与“2”间波形。 （3）用示波器观察输出电压V O 波形。 5．开关电源性能测试
（1）电压调整率（抗电压波动能力）测试
调节RP1使V d 减小20%，用万用表测量V d 改变前后的输出电压V O1和V O2，则电压调整率为
%1001
2
1?-O O O V V V 。
（2）负载调整率（抗负载波动能力）测试
将RP3左旋到底，用万用表测量输出电压（设为V O1），再将RP3右旋到底（负载增加约25%），测量输出电压（设为V O2），则负载调整率为
%1002
1?-O O V V V 。
（3）缓冲电路性能测试
在开关S 1合上（C 1+C 7=0.101μF ）与断开（C 1=1000P ）条件下，观察“2”与“16”间波形变化。
六．实验报告
1．列出开启阀值电压值以及3脚与1脚的脉冲封锁电压值。 2．画出UC3842的4脚的锯齿波，并注明周期、幅值，占空比等。 3．画出所测的各点波形。
4．根据实际测量值，计算出电压调整率与负载调整率，并就这两个指标对实验系统这种类型的开关电源所适用的场合作出评价。
5．试分析直流输入电压V d 与负载变化时，开关电源的稳压调节过程。 6．你对实验中一些感兴趣现象的分析。 7．实验收获、体会和意见。
七．思考题
1．缓冲电路中的电阻R=2.2k Ω,您能否根据不同缓冲电容所观察的GTR 集-射极波形,分析如何合理地选用缓冲电阻与电容值。
2．有人为了简化电路，不用反馈绕组，而是将电容C 6增大，这时候系统能否稳定工作，为什么？
实验二直流斩波电路（Buck—Boost变换器）研究
一．实验目的
1．掌握Buck—Boost变换器的工作原理、特点与电路组成。
2．熟悉Buck—Boost变换器连续与不连续工作模式的工作波形图。
3．掌握Buck—Boost变换器的调试方法。
二．实验内容
1．连接实验线路，构成一个实用的Buck—Boost变换器。
2．调节占空比，测出电感电流i L处于连续与不连续临界状态时的占空比D，并与理论值相比较。
3．将电感L增大一倍，测出i L处于连续与不连续临界状态时的占空比D，并与理论值相比较。
4．测出连续与不连续工作状态时的V be、V ce、V D、V L、i L、i C、i D等波形。
5．测出直流电压增益M=V O/V S与占空比D的函数关系。
6．测试输入、输出滤波环节分别对输入电流i S与输出电流i O影响。
三．实验线路
见图5—5。
四．实验设备和仪器
1．MCL-08直流斩波及开关电源实验挂箱
2．万用表
3．双踪示波器
五．实验方法
1．检查PWM信号发生器与驱动电路工作是否正常
连接有关线路，观察信号发生器输出与驱动电路的输出波形是否正常，如有异常现象，则先设法排除故障。
2．电感L=1.6mH，电感电流i L处于连续与不连续临界状态时的占空比D测试
将“16”与“18”、“21”与“4”、“22”与“5”、“19”与“6”、“1”与“4”、“9”与“12”
D
4．L=1.6mH,测出连续工作状态时的V be、V ce、V D、i L、i C、i D等波形
调节RP1，使i L处于连续工作状态，用双踪示波器观察上述波形。
5．L=1.6mH,测出不连续工作状态时的V be、V ce、V D、i L、i C、i D等波形
调节RP1，使i L处于不连续工作状态，用双踪示波器观察上述波形。
6．L=1.6mH，i L处于连续与不连续临界状态时的占空比D测试
将开关S2断开，观察i L波形，调节RP1，使i L处于连续与不连续的临界状态，记录这时候的占空比D 与工作周期T。
7．L=3.2mH，测出连续工作状态时的V be、V ce、V D、i L、i C、i D等波形
调节RP1，使i L处于连续工作状态，测试方法同前。
8．L=3.2mH，测出不连续工作状态时的V be、V ce、V D、i L、i C、i D等波形
9．测出M=V O/V S与占空比D的函数关系
（1）V O。
（2）
9．输入滤波器功能测试
有与没有输入滤波器时，电源电流（即15～14两端）波形测试。
10．输出滤波器功能测试
有与没有输出滤波器时，输出电流纹波测试。
五．实验报告
1．分别在L=1.6mH与3.2mH条件下,列出i L连续与不连续临界状态时的占空比D,并与理论值相比较。
理论上i L连续与断续的临界条件为τLC=（1-D）2/2，式中τLC=L/RT为连续与断续临界状态时的临界时间常数，负载电阻R=300Ω，工作周期T按实测数据。
2．画出不同L，连续与断续时的V be、V ce、V D、i L、i C、i D等波形，并与理论上的正确波形相比较。
3．根据不同的L值，按所测的D，V O值计算出M值，列出表格，并画出曲线。连续工作状态时的直流电压增益表达式为M=D/（1-D），请在同一图上画出该曲线，并在图上注明连续工作与断续工作区间。
4．试对Buck-Boost变换器的优缺点作一评述。
5．试说明输入、输出滤波器在该变换中起何作用？
6．实验的收获、体会与改进意见。
六．思考题
试分析连续工作状态时，输出电压V O由哪个参数决定？当断续工作状态时，V O又由哪些参数决定？
实验三移相控制全桥零电压开关PWM变换器研究
一．实验目的
1．掌握移相控制全桥零电压开关PWM变换器（简称PS-FB-ZVS-PWM变换器）的组成，工作原理与波形。
2．熟悉移相控制零电压开关（ZVS）专用集成芯片UC3875的工作原理与使用方法。
3．掌握PS-FB-ZVS-PWM变换器的调试方法，主要参数变化对实现ZVS的影响。
二．实验内容
1．熟悉实验系统面板布置并连接实验线路，构成一个实用的PS-FB-ZVS-PWM变换器。
2．芯片UC3875的波形与性能测试：
（1）谐振频率与锯齿波的周期与幅值。
（2）输出脉冲的相位与死区时间。
（3）管脚2，3（10端），4，5的电压值。
3．变换器波形测试：
（1）两个桥臂开关管的驱动波形与其漏源电压波形。
（2）逆变桥输出电压U AB与输出变压器原边电压波形。
（3）输出变压器副边整流后的电压与输出直流电压波形。
（4）输出变压器原边电流波形。
4．电路参数变化对实现零电压开关性能影响的测试：
（1）当谐振电感、主电路电压以及负载变化时对实现零电压开关的影响。
（2）当谐振电感、主电路电压以及负载变化时对占空比丢失的影响。
三．实验系统组成及工作原理
电力电子技术的发展方向之一是高频化，其实现的途径，其一是发展高频化的开关器件与配套元件；其二是高频电力电子变换器电路拓扑的发展。后者主要指软开关技术的发展。应用软开关技术可以大幅度降低开关损耗和开关噪声，可使开关频率获得大幅度提高，从而可使电力变换器具有更高的效率、更高的功率密度、更高的可靠性以及可有效地减小电力变换器所引起的电磁污染和环境污染，为大力发展绿色电力电子产品提供了有效的途径和方法。正因为软开关技术具有诸多的显著优点，因此该理论从80年代提出后受到了国内外科技界的极大重视，已成为当前电力电子变换器领域的热门研究技术。
实验系统原理框图如图5-18所示。系统采用移相控制方式实现零电压开与关（简称ZVS）。移相控制方式是近年来在全桥变换电路拓扑中广泛应用的一种软开关控制方式，它是谐振变换技术与常规PWM 技术的巧妙结合，既实现了软开关又保持了常规全桥PWM变换电路所具有的拓扑结构简单、控制方式简单、开关频率恒定、元器件的电压和电流应力小等一系列优点。
移相控制方式的基本工作原理为；每个桥臂的两个开关管180o互补导通，两个桥臂的导通之间相差一个相位，即所谓移相角，通过调节此移相角的大小，来调节输出电压脉冲宽度，从而达到调节输出电压的目的。
移相控制软开关的一个特有现象，也可以说是其主要不足的是存在副边占空比丢失现象，即副边占空比小于原边的占空比，两者的差值通常用D loss表示，而且谐振电感越大、负载越大、主电路电压越低则D loss越大。
系统工作原理如下：如果能使VT1与VT3分别在VT2和VT4之前先关断，而后再关断VT2和VT4，即
可实现ZVS，为此可称VT1与VT3为超前桥臂，而VT2与VT4则称滞后桥臂。
两个桥臂开关管的软关断均靠与其并联的吸收电容（C1-C4）实现，这是很显然的，因为当开关管导通时，与其并联的吸收电容两端电压为零，当其关断时，高频变压器原边电流对其充电，这样就限制了该关断管子的电压上升率，从而实现了软关断。
超前桥臂当VT1关断后，线路电感与开关管并联电容C1、C2谐振，使C1充电，C2放电，当C2上电压下降到零时，变压器原边电流通过VD3与VT4续流，显然这时VT3管两端电压近似为零，如果在续流期间开通VT3，VT3就实现了零电压开通。
VT3开通后，在变压器原边电流续流期间如果关断VT4，这时谐振电感与电容C2、C4发生谐振，即将原通过VT4的原边电流转移到C2与C4支路中，即给C4充电，同时给C2放电，当C4两端电压充电到主电路电源电压时（此时C2两端电压则放电到零），与VT2反并联的二极管VD2自然导通，即这时原边电流通过VD2、VD3续流，如果在此期间开通VT2，即实现了滞后桥臂VT2的零电压开通。
控制电路主要由芯片UC3875与相关外围器件构成，UC3875是美国UNITRODE公司专门为移相控制软开关所设计的，称为移相谐振控制器。芯片主要功能包括工作电源、基准电源、振荡器、锯齿波、误差放大器和软启动、移相控制信号发生电路、过流保护、死区时间设置、输出级等。
在频率设置脚（16脚）与信号地GND之间接一个电容和电阻，即可设置振荡频率，从而设置输出级的开关频率（注意：输出开关频率为振荡频率的1/2）。
锯齿波斜率设置脚（18脚）与5V基准电源（1脚）之间接一个电阻，再在锯齿波电压产生脚（19脚）与GND间接一个电容，即可设置锯齿波的幅值。
误差放大器的同相输入端（4脚）接从基准电压处分压后得到的一个固定电压，反相端（3脚）接由输出电压处分压后得到的反馈电压，误差放大器的输出（2脚）接到PWM比较器的一端，与锯齿波电压相比较，以调节移相角的大小，从而达到调节输出电压的目的。可见，这样的接线构成了一个电压闭环的自动调压系统，调节反馈电压的大小，即可方便地调节输出电压的大小。
芯片的14与13脚输出一对互补的方波信号OUT A与OUT B，而9与8脚则输出另一对互补的方波信号OUT C与OUT D，且在相位上后者领先于前者，两者相差一个移相角。该移相角的大小决定于误差放大器的输出与锯齿波的交截点。
为了防止同一桥臂的两个开关管同时导通，同时给开关管提供软开关时间，两个开关管的驱动信号之间应该设置一个死区时间。如果在芯片的15脚、7脚与GND之间接一个电阻和电容，就可以分别为两对互补的输出OUT A-B、OUT C-D设置死区时间。
有关UC3875的更详细说明，可参阅有关资料和附录中的UC3875芯片的介绍。
四．实验设备和仪器
1．MCL－17实验挂箱
2．万用表
3．双踪示波器
五．实验方法
1．认真阅读实验指导书与有关资料，掌握移相控制全桥软开关变换器的基本工作原理、有关波形分析、参数变化对实现软开关的影响，并熟悉UC3875的管脚功能。
2．UC3875的波形与性能测试。
合上控制电源SW3后即可进行下述测试：
（1）测量16脚的波形，读取该波形的最大与最小值及其周期时间。
（2）测量19脚的波形，读取锯齿波的峰点与谷点电压及其周期时间。
（3）将4脚与3脚（10端）对地短接，并用数字万用表和双线示波器测量：
a) 2脚的电压。
b) 14、13脚与20脚及9、8脚与20脚的波形，读取脉冲幅值、死区时间与周期时间。
c) 14与8脚及13与9脚的波形，记录其相位时序关系及占空比D值（即14与8脚同为高电平
的时间与半个周期时间之比）。
（4）将4脚对地的短接线去掉，用万用表和示波器测量：
a）2、4、5脚的电压。
b) 14与8脚及13与9脚的波形，记录其相位时序关系及此时的最大占空比。
3．变换器波形测试。
将10端与地间的连线断开并与9端相连，再将6与7端相连，并将开关SW1与SW2断开。合上控制电源SW3与主回路电源SW0，观察系统工作是否正常，待系统工作正常后，合上SW1，调节反馈电位器RP1，使输出（即C与D两端）电压为5V左右。
（1）将示波器的地线接S3端，其他两个探头分别接G3与A端，测量与描绘超前桥臂VT3的驱动波形与其漏源电压波形，仔细观察超前桥臂的零电压开与关的过程。
（2）用示波器测量与描绘滞后桥臂VT4的驱动与其漏源电压波形，仔细观察滞后桥臂的零电压开与关的过程。
（3）示波器地线接A端，另两个探头分别接7与B端，即可测量与描绘输出电压U AB与输出变压器原边电压U T1波形，仔细观察两个波形的脉冲宽度，其差值即为副边脉冲丢失部分。
（4）测量与描绘输出变压器副边整流后的8与D端电压以及C与D端输出直流电压波形。
（5）示波器地线接B端，另两端分别接A端与4端，即可同时测量与描绘输出电压U AB与原边电流i P的波形。
4．电路参数变化对实现零电压开关性能影响的测试。
系统工作在开环状态（即9与10端的连续断开），分别在下列情况下测量U AB与原边电压U T1、U AB 与原边电流i P以及滞后桥臂VT4的驱动与漏源电压波形。
（1）改变谐振电感，即谐振电感用L1+L2或L2时。
（2）改变负载大小，即将开关SW2合上或断开时。
（3）改变主回路电源电压，即将开关SW1合上或断开时。
六．实验报告
1．画出UC3875 16脚与19脚的实测波形，注明锯齿波的峰点、谷点电压与周期时间。
2．列出所测的UC3875的2、3（10端）、4、5脚电压及超前与滞后桥臂的死区时间。
3．画出下列波形：
（1）在最小移相角（即2脚电压为零）时的14、13、9、8脚与地间波形。
（2）在最大移相角（即2脚电压为最大）时的14、13、9、8脚与地间波形。
（3）超前桥臂VT3与滞后桥臂VT4的驱动及其漏源电压波形。
（4）不同电路参数时的逆变桥输出电压U AB、输出变压器原边电压U T1与原边电流i P波形。
（5）输出变压器副边整流后的电压与输出直流电压波形。
4．实验的收获、体会与改进意见。
七．思考题
1．两个桥臂的开关管如何实现零电压关断。
2．为了可靠实现滞后桥臂的零电压开通应如何改变电路参数。
3．当主电源电压或负载大小变化时，试简述系统的闭环调节过程。
4．试分析副边占空比丢失与哪些参数有关，并对试验现象进行理论分析。
参考资料
电流控制型脉宽调制器
一般脉宽调制器是按反馈电压来调节脉宽的。所谓电流控制型脉宽调制器是按反馈电流来调节脉宽的。在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感电流的信号与误差放大器输出信号进行比较，从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。由于结构上有电压环、电流环双环系统，因此，无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高，是目前比较理想的新型的控制器。
一．UC3842脉宽调制器的工作原理及方框图
UC3842A是高性能固定频率电流型控制器。它们用于脱机和DC-DC的变换器，为设计人员提供了一
CC T T
率。端5为地。端6为推挽输出端，有拉、灌电流的力。由于误差放大器控制着电感电流峰值（参见图2－5），因此也是电流型脉冲宽度调制器。
二．UC3842脉宽调制器优点
兹列下面几点分述之：
（1）电压调整率（抗电压波动能力）很好
利用这种型号的调制器很容易达到0.0l%／V的调整率。其原因是电压V S波动立即反映在电感电流的变化。不象其它方案要经过输出电压V0反馈到误差放大器的调节的复杂过程。所以响应快，如果波动是持续的，电压反馈环也起作用，所以可以达到较高的线性调整率精度。
（2）负载调整率改善明显
因为误差放大器E／A可专门用于控制占空比适应负载变化造成的输出电压变化，负载调整率好。一般调制器在轻载时输出电压V0会有一定的升高，使用本调制器可明显的减小。例如，从100％的负载卸载2／3时，负载调整率只有8％，卸载1／3时，负载调整率只有3％。
（3）误差放大器E ／A 补偿电路（1、2端间RC ）简化，频响特性好，稳定幅度大。
由于电感电流是连续的，所以R S （可参见图2－35b ）上所检测的电流峰值能代表平均电流，整个电路可以当成一个误差电压控制的电流源。变换器的幅频特性由双极点变成单极点，因此增益带宽乘积提高，稳定幅度大，频率响应特性改善。
（4）过流限制特性好
从R S 测得的电流峰值信号快速参与当前工作周波的占空比控制，因此是当前工作周波的电流限制。事实上只要R S 的电平达到1V ，电流测定比较器立即动作，输出端6立即使导通管T r 关断。由于能精密地灵敏地限制输出最大电流，高频变压器功耗，晶体开关管的功耗幅度都可以减小，因此，对整个开关电源成本、重量、体积都将有良好的影响。
（5）过压保护和欠压锁定功能
当工作电压V CC 大于34V 时稳压管稳压（参见图2－34），使内部电路在小于34V 下可靠工作。 当欠压时有锁定电路。其开启阀值为16V ，关闭阀值为10V 。在V S 小于16V 时，整个电路耗电1mA 。开启和关闭阀值有6V 的回差，可有效地防止电路在阀值电压附近工作时的跳动。由于开启阀值16V ，在16V 以下只耗电很小因此降压电阻功耗很小。一般设置自供电的感应绕组，当开关电源正常工作后，转由自供电给1842，电流将升至15mA 。在此之前可设置储能电容，推动建立电压。储能电容也就不用选得很大了。
三．UC3842脉宽调制器振荡器及输出端
振荡器频率由R T ，C T 设定。4端与8端之间接R T ；4端与地（5端）接C T ，8是V ref ＝5V ，因此，5V 基准源经R T 向C T 电容充电。充、放电时间分别为t c 和t d ，频率f 0
d
c 0t t 1
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当R T ＞5k Ω时，t d < T T T c 0C R 8.1C R 55.01t 1f =?== UC3842的输出级为图腾柱式电路，与1525A 的一端完全相同。输出晶体管的平均电流值为±200mA ，最大峰值电流±1A 。由于峰值电流自限，可以不要串入什么限流电阻。 使电路输出端关闭的方法有二： ①将3脚电压升高到1V 以上； ②将1脚电压降低到1V 以下。 上述两种情况都使电流测定比较器输出高电平，PWM 锁存器复位，关闭了输出端，直至下一个时钟脉冲将PWM 锁存器置位为止。 根据上述原理，可以控制1、3脚电平的变化，实现各种必要的保护，具体线路不作一一介绍了。 四．UC3842脉宽调制器驱动电路 驱动MOS 管，双极型晶体管和直接式或隔离式都一样方便，可参考图3－35（a ）所示。 对MOS 管来说工作频率可高达500kHz ，但一般建议用到250kHz 较易获得稳定；而且用来驱动双极型晶体管时，工作频率尚应降到40kHz 以下。 图2－35（b ）示出构成开关电源的电路图。图中R 2、(C 2＋C 4)构成启动电路，在（C 2＋C 4）上电压超过15V 时电路启支，然后由N S2、D 2、C 4构成的自馈电电路供电，启动电流＜1mA ，正常工作电流15mA 左右。高频变压器和晶体管开关均接有缓冲器RCD 电路，用于吸收尖峰电压，防止开关晶体管的损坏。R S 上电压控制了当前工作周波电流峰值。V CCS 电压除是芯片工作电压外，也是电压闭环的信号电压。 五．UC3842脉宽调制器参数 移相控制芯片UC3875 UC3875是美国Unitrode公司针对移相控制方案推出的PWM控制芯片，适用于全桥变换器中驱动四个开关管，四个输出均为图腾柱式结构，可以直接驱动MOSFET或经过驱动电路放大，驱动大功率MOSFET 或IGBT。 UC3875主要包括以下九个方面的功能：工作电源、基准电源、振荡器、锯齿波、误差放大器和软起动、移相控制信号发生电路、过流保护、死区时间设置、输出级。其内部机构框图如图2-6所示。 1．工作电源 UC3875的工作电源分为两个：V IN(pin11)和V C(pin10)，其中V IN是供给内部逻辑电路用，它对应与信号地GND(pin20)；V C供给输出级用，它对应于电源地PWR GND(pin12)。这两个工作电源应分别外接有相应的高频滤波电容，而且GND和PWR GND应该相联于一点以减小噪声干扰和减少直流压降。 V IN设有欠压锁定输出功能（Under-Voltage Lock-Out，简称UVLO），当V IN的电压低于UVLO门槛电压时，输出级信号全部为低电平，当V IN高于UVLO门槛电压时，输出级才会开启，UC3875的UVLO 门槛电压为10.75V。一般而言，V IN最好高于12V，这样能保证芯片更好地工作。V C一般在3V以上时就能正常工作，在12V以上工作性能会更好。因此一般可以把V IN和V C接到同一个12V的电源上。 2．基准电源 UC3875在1脚提供一个5V的精密基准电源V REF，它可以为外部电路提供大约60mA的电流，内部设有短路保护电路。同时，V REF也有UVLO功能，只有当V REF达到4.75V时，芯片才能正常工作。 3．振荡器 芯片内有一个高速振荡器，在频率设置脚FREQ SET(pin16)与信号地GND之间接一个电容和一个电阻可以设置振荡频率，从而设置输出级的开关频率。 4．锯齿波 斜率设置脚SLOPE(pin18)与某一个电源V X之间接一个电阻R SLOPE，为锯齿波脚RAMP(pin19)提供一 个电流为V X /R SLOPE的恒流源。在RAMP与信号地GND之间接一个电 容C RAMP，就决定了锯齿波的斜率dv／dt=V X／R SLOPE ·C RAMP，选定R SLOPE和C RAMP，就决定了锯齿波的幅值。一般在电压型调节方式中，V X直接接1脚的5V基准电压。 RAMP是PWM比较器的一个输入端，PWM比较器的另一端是误差放大器的输出端。在RAMP和PWM 比较器的输入端之间有一个1.3V的偏置，因此适当地选择R SLOPE和C RAMP的值，就可使误差放大器的输出电压不能超过锯齿波的幅值，从而实现最大占空比限制。 5．误差放大器和软起动 误差放大器实际上是一个运算放大器，在电压型调节方式中，其同相端E/A+(pin4)一般接基准电压，反相端E/A-(pin3)一般接输出反馈电压，反相端E/A-与输出端E/A OUT(COMP)(pin2)之间接一个补偿网络，E/A OUT接到PWM比较器的一端。 软起动功能脚SOFT-START(pin6)与信号地GND之间接一个电容C SS，当SOFT-START正常工作时，芯片内有一个9μA的恒流源给C SS充电，SOFT-START的电压线性升高，最后达到4.8V。SOFT-START 在芯片内与误差放大器的输出相接，当误差放大器的输出电压高于SOFT-START的电压时，误差放大器的输出电压被箝在SOFT-START的电压值。因此SOFT-START工作时，输出级的移相角从0o逐渐增加，使全桥变换器的脉宽从0开始慢慢增大，直到稳定工作，这样可以减小主功率开关管的开机冲击。当V IN 低于UVLO门槛电压时，或电流检测端C/S+(pin5)电压高于2.5V时，SOFT-START的电压被拉到0V。当上述两种情况均不存在时，SOFT-START恢复正常工作。 6．移相控制信号发生电路 移相控制信号发生电路是UC3875的核心部分。振荡器产生的时钟信号经过D触发器(Toggle FF)2分频后，从D触发器的“Q”和“Q”得到两个180°互补的方波信号。这两个方波信号从OUTA和OUTB 输出，延时电路为这两个方波信号设置死区。OUTA和OUTB与振荡时钟信号同步。 PWM比较器将锯齿波和误差放大器的信号比较后，输出一个方波信号，这个信号与时钟信号经过“或非门”后送到RS触发器，RS触发器的输出“Q”和D触发器的“Q”运算后，得到两个180°互补的方波信号。这两个方波信号从OUTC和OUTD输出，延时电路为这两个方波信号设置死区。OUTC和OUTD 分别领先于OUTB和OUTA，之间相差一个移相角，移相角的大小决定于误差放大器的输出与锯齿波的交截点。 7．过流保护 在芯片内有一个电流比较器，其同相端接电流检测端C/S+(pin5)，反相端在内部接一个2.5V电压。当C/S+电压超过2.5V时，电流比较器输出高电平，使输出级全部为低电平，同时，将软起动脚的电压拉到0V。当C/S+电压低于2.5V后，电流比较器输出低电平，软起动电路工作，输出级的移相角从0°慢慢增大。实际上，也可以把C/S+用作一个故障保护电路，例如输出过压、输出欠压、输入过压、输入欠压等。当这些故障发生时，通过一定的电路转换成高于2.5V的电压，接到C/S+端，就可以对电路实现保护了。 8．死区时间设置 为了防止同一桥臂的两个开关管同时导通，同时给开关管提供软开关的时间，两个开关管的驱动信号之间应该设置一个死区时间。芯片为用户提供了两个脚：A-B死区设置脚DELAY SET A-B(pin15)和C-D 死区设置脚DELAY SET C-D(pin7)。在死区设置脚与信号地GND之间并接一个电阻和一个电容，就可以分别为两对互补的输出信号A-B，C-D设置死区时间。选择不同的电阻和电容，就可以设置不同的死区时间。 9．输出级 UC3875最终的输出就是四个驱动信号：OUTA(pin14)，OUTB(pin13)，OUTC(pin9)和OUTD(pin8)，他们用于驱动全桥变换器的四个开关管。这四个输出均为图腾柱(totem-pole)驱动方式，都可以提供2A的驱动峰值电流，因此他们可以直接用于驱动MOSFET或经过隔离变压器来驱动MOSFET。