UC3875在移相式零电压PWM软开关电源中的应用
基于UC3875全桥移相DCDC变换器
电气控制课程设计题目：基于UC3875全桥移相DC/DC变换电路设计作者班级08-1BF院系信息学院专业自动化学号 *********** 序号35指导老师荣军完成时间2011年12月目录摘要 (3)关键字 (3)1 概论 (3)2 电路原理和各工作模态分析 (3)2.1电路原理 (3)2.1.1 全桥移相（ZVS-PWM）变换器工作原理 (3)2.1.2 全桥移相（ZVZCS-PWM）变换器工作原理 (4)2.2模态分析 (6)3 开关变压器与功率器件选择 (6)3.1功率器件选择 (6)3.2变压器选择 (7)4 控制电路设计 (7)4.1UC3875芯片简介 (7)4.2外围电路设计 (8)4.3控制电路设计 (10)5 系统仿真 (11)6 心得与体会 (14)参考文献 (14)基于UC3875全桥移相DC/DC变换电路设计摘要：全桥移相PWM开关电源具有拓扑结构简单、输出功率大、功率变压器利用率高、易于实现软开关、功率开关器件电压电流应力小等一系列优点，在中大功率应用场合受到普遍重视。
而传统的全桥PWM开关电源，功率器件处于硬开关状态，在较大的电压、电流应力下实现开关，因此产生很大的开关损耗，降低了电源运行的可靠性。
在DC/DC变换器中，则多采用以全桥移相控制软开关PWM变换器，它是直流电源实现高频化的理想拓扑之一，尤其是在中、大功率变换器应用场合。
用软开关技术实现的DC/DC变换器其效率可达90%以上，本文就由UC3875芯片组成3kWDC/DC变换器作了分析和研究。
关键字：UC3875，全桥移相，DC/DC变换，ZVS-PWM1 概论上世纪60年代开始起步的DC/DC-PWM功率变换技术出现了很大的发展。
但于其通常采用调频稳压控制方式，使得软开关的范围受到限制，且其设计复杂，不利于输出滤波器的优化设计。
因此，在上世纪80年代初，文献提出了移相控制和谐振变换器相结合的思想，开关频率固定，仅调节开关之间的相角，就可以实现稳压，这样很好地解决了单纯谐振变换器调频控制的缺点。
基于UC3875的开关电源设计
Ｖ Ｄ ４ 进行放 电， Ｃ ｂ 两端 电压维 持不 变 ， 这 时 流过Ｖ Ｔ ４ 电流为零 ， 关断ｖ Ｔ ４ 即是零 电流 关 断 。 关断ｖ Ｔ４ 以后 ， 经过 预先 设置 的 死区 时间 后开 通Ｖ Ｔ ３ ， 由于 电压器 漏 感的 存在 ， 原边 电流 不能 突变 ， 因此 Ｖ Ｔ ３ ￣ ｐ 是 零 电流开 通 。 ｖｒ ２ 、 ｖｒ ３ 同时导 通后原 边 向负载提 供能量 ， 一 定 时间后 关断Ｖｒ ２ ， 由于Ｃ ２ 的 存在 ， Ｖ Ｔ ２ 是 零 电压 关 断 ， 如 同 前 面分析 ， 原 边 电流 这 时 不能 突变 ， ｃ１ 经过 Ｖ Ｄ ３ 、 ｖ Ｔ３ 、 Ｃ ５ 放 电完 毕后 ， Ｖ Ｄ１ 自然导 通 ， 此 时开通Ｖ Ｔ１ 即是 零 电压开 通 ， 由于 Ｖ Ｄ ３ 的阻断 ， 原边 电流 降为 零 以后 ， 关断 Ｖ Ｔ ３ ， 则Ｖ Ｔ ３ 即是 零 电流 关断 ， 经 过预 选设 置好 的死 区时 间延 迟后 开 通Ｖ Ｔ４ ， 由于变 压器 漏 感及 副边 滤 波 电感 的作 用， 原 边 电流不 能 突变 ， Ｖ Ｔ ４ ￣ ｐ 是零 电流 开通 。 ３ Ｕ Ｃ３ ８ ７ 构成 的 驱动 电路 设 计 ＵＣ ３ ８ ７ ５ 是美 国Ｕｎ ｉ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ 公司针 对移 相控 制方 案推 出的Ｐ ＷＭ控制芯 片 ， 实 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ＭＯ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔ或经过 驱动 电路放 大 ， 驱动 大功 ￣ ２ ｇ ＭＯ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔ 或Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ 。 由于 该期 间设 计巧 妙 ， 是一 种 应用 前景 较 好 的控制 芯片 。 本 电源的主 功率 管选 用 的ＭＯ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔ， 是 电压 型驱 动方 式 ， 驱动 功率 要求 比 较小 。 采 用脉冲 变压器 将功 率管 的驱动 端和控 制 电路 隔离 。 ＵＣ ３ ８ ７ ５ 的驱 动端具 有２ Ａ的 电流峰值 ， 但 为 了提高 电路 的可 靠性 ， 防止 ＵＣ ３ ８ ７ ５ 因为 功率 太大 而损 坏， 所 以采用 达林 顿驱 动 的晶体 管组 成输 出 电路来驱 动 脉冲变 压器 的原 边 。 超
学士学位毕业设计基于uc3875控制的移相全桥软开关电源的设计
学士学位毕业设计基于uc3875控制的移相全桥软开关电源的设计移相全桥软开关电源是一种常见的电源设计，通过使用uc3875控制器来实现对电源的控制和调节。
设计步骤如下：
1. 确定电源的输出需求：包括输出电压和电流要求。
根据实际应用需求确定。
2. 选择开关元件：根据输出电压和电流要求，选择合适的开关元件。
常用的开关元件包括IGBT和MOSFET等。
3. 选择变压器：根据输入电压和输出电压要求，选择合适的变压器。
变压器应具有足够的功率容量和高效率。
4. 设计控制电路：使用uc3875控制器来实现对开关元件的控制和调节。
uc3875是一种常用的PWM控制器，具有多种保护功能和调节特性。
5. 设计反馈电路：为了实现稳定的输出电压，需要设计合适的反馈电路。
反馈电路通常包括误差放大器和比较器等。
6. 进行仿真和优化：使用电路仿真软件进行电路仿真，并根据仿真结果对电路进行优化。
7. 制作电路原型：根据设计结果，制作电路原型进行测试和验证。
8. 进行性能测试：通过对电路原型进行性能测试，验证电源的输出性能和稳定性。
9. 进行安全测试：进行安全测试，确保电源符合相关的安全标
准和规定。
10. 进行系统集成：将电源集成到目标系统中，并进行系统测试和调试。
以上是基于uc3875控制的移相全桥软开关电源的设计步骤。
具体的设计过程中，还需要根据实际情况进行一些细节调整和优化。
UC3875的工作
UC3875的工作1脚输出+5V基准电压，可作为内部或外部电路的其他元件的电源。
2脚作为电压反馈控制端，当引输出信号高到一定值时，由内部RS触发器及门电路作用使C输出与A输出反相，即A、C输出信号移相180度；同样，当引脚2输出信号低于1V时，通过内部RS触发器及门电路作用使C输出与A输出同相，即A、C输出信号移相0度。
可见通过控制引脚2端的输出可以控制A、C间相位在0~180度之间变化。
B、D的工作原理与A、C 相似。
3脚作为误差放大器的反相输入端，通常利用分压电阻检测输出电源电压。
4脚作为误差放大器的同相输入端，和1脚基准电压相连，检测3脚的输出电源电压。
5脚作为电流检测端，其基准设置为内部固定2.5V（由分压），当电压超过2.5V时输出即被关断，软起动6脚复位，即可实现过流保护。
7脚和15脚作为输出延迟控制端，通过设置该脚对地之间的电流来设置死区，加在同一桥臂两管驱动脉冲之间，以实现零电压开通时的瞬态时间。
8、9、13、14脚作为输出端，可驱动MOSFET和变压器。
10脚作为电源电压端，为输出级提供所需电源。
11脚作为芯片供电电源，为芯片内部数字、模拟电路部分提供电源，内部有欠压锁定电路，其开启阈值为10.75V，关闭阈值为9.25V。
开启和关闭之间有1.5V 的回差，可有效防止电路在阈值电压附近工作时的跳动。
16脚作为频率设置端，需外接电阻和电容来设置振荡频率。
17脚作为输出时，提供时钟信号；作为输入，提供同步点。
18脚作为陡度端，需外接一个电阻以产生斜波。
19脚作为斜波端，需外接电容到地。
20脚作为信号地，是所有电压的参考基准。
1.2.2控制电路控制电路的原理图主要部分如图3所示。
图3 控制电路原理图UC3875的核心是相位调制器，其13脚B输出信号与14脚A输出信号反相，9脚C输出信号与8脚D输出信号反相，这四个驱动信号经扩流后由驱动变压器去驱动～MOS管。
相位控制的特点体现在UC3875的四个输出端具有相同的驱动脉冲分别驱动A／B、C／D两个半桥，通过移相错位控制有源时间，使全桥的四个开关轮流导通。
uc3875应用
移 动
电 源
与 车 辆
当采用外同步时， 可简单地将 同步信号接人 Ｃ Ｏ ＫＳ Ｎ Ｌ Ｃ ／Ｙ Ｃ端子， 若采用多个 Ｕ ３７ 时， Ｃ８５ 可将 每个 Ｕ ３７ Ｃ ８５的 Ｃ Ｏ Ｋ Ｓ Ｎ Ｌ Ｃ ／Ｙ Ｃ端连接在一起， 如 图２ 所示。所有集成电路将被最高频率同步， 但为
卿
、 Ｉ
也可将多个器件的 Ｃ Ｏ Ｋ Ｓ Ｎ Ｌ Ｃ ／Ｙ Ｃ端连接在一起， 按最高频率同步使用。
＂ Ａ Ｅ Ａ ＢＣ Ｄ为输出延迟控制 ＳＴ 一 ， 一 Ｄ Ｌ Ｙ Ｅ 端。对两个半桥提供各自的延迟来适应谐振电容充
电电流的差别。
．ＬＰ ＳＯ Ｅ为斜面斜度设定及补偿端。从 ＳＯ Ｅ到 Ｖ 连接电阻 Ｒ Ｅ可调整用于产生斜 ＬＰ ｝ Ｓ Ｐ， Ｌ Ｏ 面的电流， 产生适当的斜面， 提供电压前馈。
＂ ＭＰ为斜面产生端子。接斜面电容 Ｃ 适 Ｒ Ａ ，
・ Ｒ 为５ Ｖ电压基准。有 ６ ｍ ＶＥ Ｆ ０ Ａ容量供外 围电路， 并具内部短路电流限制。 ２２ 振荡器频率的 ． 设定及同步
振荡器可工作在自 激振荡或外同步状态。对于 自 激工作，Ｒ Ｑ端到地外接电阻、 ＦＥ 电容， 振荡器输 出频率 ｆ 的调整公式为：
・ Ｒ Ｑ Ｔ振荡器频率设定端子。选择 １ Ｅ ＦＥ Ｓ ６ 脚到地电阻和电容， 可调整振荡器输出频率 ｆ ．
一个半桥支路， 输出ＣＤ用时钟同步驱动与Ａ Ｂ ， ，具
有相移的另一个半桥支路。
＂ Ｃ ／Ｙ Ｃ Ｓ Ｎ 时钟／ ＣＯ Ｋ Ｌ 同步端子。作为输出， 该端可提供时钟信号， 作为输人可被外部信号同步；
无损耗转换时间约为８ ｎ， ２％负载下， ０ 在 ５ ｓ 无损耗 转换时间约为２０ 左支路保持无损耗， ２ ｎ， ｓ 右支路转
基于UC3875的ZVZCSPWM软开关直流电源的研制(1)
第４５卷第４期２００８年７月真空ＶＡＣＵＵＭＶｏｌ．４５，Ｎｏ．４Ｊｕｌ．２００８收稿日期：２００８－０２－０５作者简介：牟翔永（１９７９－），男，四川省宜宾县人，硕士。
联系人：陈庆川，研究员，博导。
基于ＵＣ３８７５的ＺＶＺＣＳＰＷＭ软开关直流电源的研制牟翔永１，陈庆川１，朱明２（１．核工业西南物理研究院，四川成都６１００４１；２．成都普斯特电气有限责任公司，四川成都６１００４１）摘要：本文介绍了移相谐振控制器ＵＣ３８７５的电气特性与基本功能，详细分析了以ＵＣ３８７５作为控制核心设计的一台１．２ｋＷ、７０ｋＨｚ的移相式ＺＶＺＣＳＰＷＭ软开关直流电源，并运用ＰＳｐｉｃｅ进行了仿真，给出了该电源控制电路、主电路基本电路拓扑，列出了相关参数的仿真波形与实验波形。
关键词：ＵＣ３８７５；ＺＶＺＣＳ；软开关中图分类号：ＴＭ４５文献标识码：Ａ文章编号：１００２－０３２２（２００８）０４－０１０１－０５ＵＣ３８７５－ｂａｓｅｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＺＶＺＣＳＰＷＭＳｏｆｔＳｗｉｔｃｈｉｎｇＤＣｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙＭＵＸｉａｎｇ－Ｙｏｎｇ１，ＣＨＥＮＱｉｎｇ－Ｃｈｕａｎ１，ＺＨＵＭｉｎｇ２（１．ＳｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００４１，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｅｎｇｄｕＰｕｌｓｅｔｅｃｈＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００４１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＤｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｂａｓｉｃｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｈａｓｅｓｈｉｆｔｒｅｓｏｎａｎｔｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒＵＣ３８７５．Ａｎ１．２ｋＷｐｈａｓｅｓｈｉｆｔｆｕｌｌ－ｂｒｉｄｇｅＺＶＺＣＳＰＷＭＤＣ／ＤＣｓｏｆｔ－ｓｗｉｔｃｈｉｎｇＤＣｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙａｔ７０ｋＨｚｗｉｔｈＵＣ３８７５ａｓｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｃｏｒｅｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｂｕｉｌｔｕｐ，ｗｈｉｃｈｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｗｉｔｈＰＳｐｉｃｅ．Ｔｈｅｔｏｐｏｌｏｇｉｅｓｏｆｂｏｔｈｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｍａｉｎｃｉｒｃｕｉｔｓａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｗａｖｅｆｏｒｍｓｏｆｒｅｌｅｖａｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｒｏｍｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｇｉｖｅｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＵＣ３８７５；ＺＶＺＣＳ；ｓｏｆｔ－ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ目前，中、大功率开关电源的主电路基本上都是采用全桥变换器结构，其相应的软开关工作方式有三种，即零电压开关（ＺＶＳ）、零电流开关（ＺＣＳ）和零电压零电流开关（ＺＶＺＣＳ）。
UC3875的应用及管脚功能.1
UC3875的应用及管脚功能4 UC3875的应用Unitrode公司的UC3875，它有4个独立的输出驱动端可以直接驱动四只功率MOSFET管，见图4，其中OUTA和OUTB相位相反，OUTC和OUTD相位相反，而OUTC和OUTD相对于OUTA和OUTB 的相位θ是可调的，也正是通过调节θ的大小来进行PWM控制的。
图4管脚示意图4．1UC3875的管脚功能UC3875有20脚和28脚两种，这里仅介绍20脚的UC3875的管脚功能，表1为管脚功能简要说明。
表14．2UC3875各个管脚的使用说明管脚1可输出精确的5V基准电压，其电流可以达到60mA。
当VIN比较低时，芯片进入欠压锁定状态VREF消失。
直到VREF达到4.75V以上时才脱离欠压锁定状态。
最好的办法是接一个0.1μF旁路电容到信号地。
管脚2为电压反馈增益控制端，当误差放大器的输出电压低于1V时实现0°相移。
管脚3为误差放大器的反相输入端，该脚通常利用分压电阻检测输出电源电压。
管脚4为误差放大器的同相输入端，该脚与基准电压相连，以检测E/A（－）端的输出电源电压。
管脚5为电流检测端，该脚为电流故障比较器的同相输入端，其基准设置为内部固定2.5V（由VREF 分压）。
当该脚的电压超过2.5V时电流故障动作，输出被关断，软起动复位，此脚可实现过流保护。
管脚6为软起动端，当输入电压（VIN）低于欠压锁定阈值（10.75V）时，该脚保持地电平，当VIN 正常时该脚通过内部9μA电流源上升到4.8V，如果出现电流故障时该脚电压从4.8V下降到0V，此脚可实现过压保护。
管脚7、15为输出延迟控制端，通过设置该脚到地之间的电流来设置死区，加于同一桥臂两管驱动脉冲之间，以实现两管零电压开通时的瞬态时间，两个半桥死区可单独提供以满足不同的瞬态时间。
管脚14、13、9、8为输出OUTA～OUTD端，该脚为2A的图腾柱输出，可驱动MOSFET和变压器。
UC3875及在全桥软开关DCDC变换器中的应用
传统的 PWM 型开关电源具有控制简单的优 点 ,缺点是开关损失随开关频率的提高而增加 。 造成 PWM 变换器开关损失较大的原因是 :a . 开关 器件的通 、断都是强制的 ; b. 开关器件是非理想 的 ,即开和关不能瞬间完成 ,都需要一定时间 ;c . 开关器件及与之相连的器件都有寄生参数 ,使通 过开关器件的电压和电流不是纯方波 ,功率管在 开 、关过程中会产生开关器件的电压 、电流波形交 叠现象 ,从而产生开关损失 。随着频率的增加 ,开 关损失在全部损失中所占比例也随着增加 。
应用·交流 ———UC3875 及在全桥软开关 DC/ DC 变换器中的应用
机床电器 200416
且还要使两个对角桥臂的导通有一定的时间延 时 ,有效占空比由图 3 所示的延迟时间控制 。由 于两个桥臂的开关元件不是同时被驱动的 ,所以 需要精确设置“移相”导通波形之间的延迟时间间 隔 ,延迟时间间隔由谐振腔控制电路的电压回路 进行调节 , 最终充当两个驱动信号的移相信号 。 此时串联在变压器的上半桥或下半桥中的两个开 关管均处于导通状态 ,而变压器在开关管导通时 刻的电压为零 ,即变压器的初级处于短接状态 ,并 箝位初级电流保持原值 。当半桥中的一个开关器 件经适当的延迟时间后关断时 ,变压器初级电流 又流过该开关管的输出寄生电容 ,从而与开关管 的漏极电压谐振且与电压反相 ,使对角臂开关上 的电压为零 ,从而保证了零电压开关工作状态 。
参考文献 : [1 ] 李宏编著 1 电力电子设备用器件与集成电路应用指南
[M ]1 北京 :机械工业出版社 ,20011 [ 2 ] 叶慧贞 ,等编著 1 新颖开关稳压电源[M ]1 北京 :国防工
业出版社 ,19991 [3 ] 邹旭东 1 半桥软开关 DC/ DC 变换器研究 [ C ]1 华中理
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文章编号:1004-289X(2008)02-0046-05UC3875在移相式零电压P WM软开关电源中的应用杨旭丽(湖南铁道职业技术学院,湖南株洲4120001)摘要:采用UC3875作控制的移相式零电压P WM软开关电源,具有高频、高效节能、体积小等优点,同时电源工作波形干净,减少了输出电压的脉动分量,抑制了开关尖峰嗓声,且运行可靠。
关键词:移相控制;UC3875单片机中图分类号:TM76文献标识码:BApp licati on of UC3875i n P WM Soft S w itchi ngPo w er Supply of Phase-shift Zero-voltageY ANG X u-li(H unan Ra il w ay Po lyterchn ic Co llege,Zhuzhou412000,Ch i n a)Abstract:The phase-shift zero-vo ltage P WM soft s w itching po w er supp ly con tro ll e d by UC3875is of adventages of high frequency,h i g h e ffi c iency,ener gy conservation and s m a ll vo l u m e.M eanwh ile t h e w ork w ave for m s of the po w er supp l y are clean,reduce pulse co m ponent of output vo ltage,con tro l s w itch i n g spike no ise and re liable in operation.K ey words:phase sh ift contro;l UC3875si n g le ch i p processo r1前言移相控制电路是高频开关电源的重要组成部分,很大程度上决定了开关电源的性能,其作用在于使全桥变换器的两个桥臂开关管的导通角错开一个角度,以获得不同的占空比,从而调节输出电压的高低。
其核心是移相P WM控制器。
本设计采用了专用移相控制集成芯片UC3875,它能够产生四路移相控制的P WM信号,并且具有稳压、稳流及多种保护功能。
2UC3875概述UC3875软开关移相P WM控制集成电路由美国Un itrode公司生产。
该芯片的简要介绍如下:UC3875能够对两个半桥开关的相位进行移动控制,实现半桥功率级的恒频P WM控制。
UC3875的四个输出分别驱动两个半桥,并都能单独进行导通延时调节,即死区时间的调节,该死区时间可以确保下一个要导通的开关管的输出电容能够放电完毕,也就是开关管两端的电压可以在该时间内降到零,因而实现了零电压开通。
其特性如下:(1)实用的开关频率可达2MH z,可实现0%~100%占空比控制;(2)两个半桥的输出导通可单独编程控制;(3)具有软起动功能;(4)具有4个2A图腾柱式输出级;(5)有10MH z误差放大器;(6)具有独立的过流保护电路,可实现快速故障保护。
过流故障发生后70ns内,全部输出级都能转入关断状态。
过流故障消除后,该器件能够自动重新开始工作;(7)欠压锁定功能;211UC3875特点及引脚功能的介绍(1)UC3875特点的介绍¹输出导通延迟时间编程可控;º自适应延迟时间设置功能;»双向振荡器同步功能;¼电压模式控制或电流模式控制;½软起动/软关机和控制器片选功能编程可控,单引脚控制;¾占空比控制范围0%~100%;¿内置7MH z误差放大器;À最高工作频率达到1MH z;Á工作电流低,500k H z下的工作电流仅为5mA;Â欠压锁定状态下的电流仅为150L A。
(2)引脚说明UC3875移相谐振全桥软开关控制器采用SO I C-20、PDI P-20、TSSOP-20和PLCC-20四种封装形式,下面以PD I P-20为例进行介绍,其引脚排列如图1所示。
UCC3875系列移相谐振控制器采的引脚功能简介如下:图1UC3875引脚图#EAN(引脚1):误差放大器反相输入端。
#EAOUT(引脚2):误差放大器输出端。
在控制器内部,该端分别与P WM比较器和空载比较器的非反相输入端相连,并钳位于软起动电压。
当该端上的电压低于500mV时,控制器的输出级将被空载比较器关断。
当该端上的电压升至600mV时,输出级重新开通。
#RAMP(引脚3):P WM比较器的非反相输入端。
在电压模式或平均电流模式下,该端接CT(引脚7)上的锯齿波信号;而在峰值电流模式下,该端接电流信号。
RAM P内接放电晶体管,该晶体管在振荡器死区时间内触发。
#REF(引脚4):精密5V基准电压输出端。
控制器内部的基准电源一方面为控制器内部的电路供电,另一方面还能够向外接负载提供5mA的偏置电流。
该基准电源仅在欠压锁定状态下关断,而在其他失效状态下仍能继续工作。
实际当中,该端应外接低ESR 和低ESL的旁路电容,其大小至少应为011L F。
#GND(引脚5):信号地。
#SYNC(引脚6):振荡器同步信号输出端。
该端是双向的,作为输出端时,该端可以输出时钟信号。
作为输入端时,该端可以输入外部同步信号,可实现多只控制器同步工作。
该引脚还可以起到对CT引脚上的定时电容以及RAM P引脚上的滤波电容进行放电的作用。
同步电路输入电压的下限阈值为119V,上限阈值为211V。
为了减小同步脉冲的宽度,在SYNC和GND引脚之间应接入一只3198的电阻。
#CT(引脚7):振荡器定时电容击接入端。
定时电容的充电电流由控制器控制,该定时电容上的锯齿波峰值电压为2135V。
振荡周期t osc可按下式进行估算:t osc=5R T C T48+120ns(1)式中,C T的单位取法拉;R T的单位取欧姆;t osc的单位取秒。
#RT(引脚8):振荡器定时电阻接入端。
定时电容的充电电流是一个固定值,其大小由定时电阻RT 决定,如下式所示:I RT=310VR T(2)#DELAB(引脚9)/DELCD(引脚10):输出端A -D延迟控制信号输入端。
延迟时间应在同一桥臂中一只开关管关断之后,另一只开关管开通之前加入,为谐振创造条件。
延迟时间的估算可参照式(3):t dekay=25@10-2@R DELV DEL+25ns(3)式中,V DEL的单位取伏特;R T的单位取欧姆;t dek ay 的单位取秒。
#DELAB和DELCD能够提供最大值为1mA的灌电流。
实际当中,应保证DELAB和DELCD引脚的杂散电容小于10PF。
#ADS(引脚11):延迟时间设置端。
当ADS引脚直接与C/S引脚相连时,输出延迟死区时间为零。
当ADS引脚接地时,输出延迟时间最大。
C/S引脚上的电压为210V时的延迟时间是C/S电压为0V时的4倍。
输出端A-D延迟控制信号输入端上的电压由下式决定:V DEL=0175@(V CS-V ADS)+015V(4)式中,V CS和V AD S的单位取伏特。
ADS引脚上的电压需限制在0~215V范围内,并且不能超过C/S引脚上的电压。
另外,输出端A-D 延迟控制信号输入端上的电压的最小值应钳位于015V,当C/S上引脚上为高电平时,回路P WM波全部被封锁,OUTA-OUTD输出为低电平。
在设计时可通过单片机来检测是否发生了故障,再发信号送C/S。
#OUTA/OUTB/OUTC/OUTD(引脚18、17、14、13):驱动输出端。
这4个输出端由互补MOS驱动电路构成,能够提供100mA的驱动电流,可以驱动FET 驱动电路。
OUTA和OUTB是完全互补的,其占空比接近50%,可以驱动半桥电路。
OUTC和OUTD也是如此。
对于OUTA而言,OUTC的相位发生了移动;对于OUTB 而言,OUTD 的相位也发生了移动。
#VDD(引脚15):偏置电源输入端。
该端需接低ESR 、低ESL 的旁路电容,其容量不可低于1L F 。
#PGND (引脚16):功率地。
该端为大电流输出级的接地端。
#SS /D I SB(引脚19):软起动/禁止端。
通过该端可以实现软起动和控制器快速禁止两项独立的功能。
当下面的四种情况之一发生时,控制器将被快速关断:(1)该端的电压低于015V;(2)REF 上的电压跌落到4V 以下;(3)VDD 上的电压低于欠压锁定下限阈值;(4)发生过零故障。
当故障排除或禁止状态结束后,如果VDD 上的电压超过了起动阈值,而该端上的电压在软关断过程中跌落到015V 以下,则将进入软起动模式。
此时,SS /D I SB 引脚上灌电流的大小将等于I R T 。
软起动时间的大小由SS /D I SB 引脚上的软起动电容决定。
另外,为了对该端上的最高电压进行限制,还需要在软起动电容上并联一只电阻。
注意,无论是在软起动、软关断,还是在禁止状态下,该端上的电压都将被有源钳位,其大小与E AOUT 上引脚上的电压相等。
#EAP(引脚20):误差放大器的非反相输入端。
3 UC3875的参数设置电路设计UC3875的外围电路典型结构如图2所示。
图2 U C3875外围电路311 开关频率的设置FREQSET 脚的设定决定开关频率的大小。
在图2中,由R 9、C 9决定此数值。
如欲设计开关频率为50k H z 的开关电源,根据式315,取C 9=4700PF ,R 9=17k 8,则可算出f =50k H z 。
f =4R FREQ SET@C FREQ SET(5)其中:R FREQSET )频率设置电阻阻值;C FREQSET )频率设置电容容量。
312 死区时间的设置UC3875的输出驱动信号和零电压开关的延迟时间由延迟设定端子(DELAYSETA /B ,DELAYSETC /D )的R 7、C 7和R 8、C 8确定。
可分别对A 、B 和C 、D 两对开关器件进行编程。
当我们使用MOSFET 作为功率开关管时,延时时间一般可设置为2~3L s ,在图312中,R 7、R 8取为100K,C 7、C 8取0101L F 即可满足要求。
313 保护设置图2中,LF 来自运放的输出,R 45是下拉电阻,保证当LF 为低时C /S+脚为可靠低电平,R 6和C 6构成一个缓冲回路。
314 其他设置为保证供电的可靠性,采用两组独立的电源供电,每组都有大电容旁路。
两组电源在一点接地。
图2中,C 3为基准旁路电容,C 4为软起动电容,C 5为斜面补偿电容,R 1为斜坡电阻。