UC3844、UC3845、UC2844、UC2845操作说明

UC3844、UC3845、UC2844、UC2845操作说明UC3844、UC3845系列是高性能、固定频率、电流模式控制器。它们专为离线和直流-直流转换器应用而设计为设计人员提供了一种成本效益高且外部元件最少的解决方案。图16展示了一个代表性的框图。振荡器 振荡器频率由为定时元件RT和CT选择的值编程设置。电容器CT通过电阻RT从5.0 V的参考电压充电至约2.8 V并通过内部电流阱放电至1.2 V。在CT放电期间振荡器产生一个内部消隐脉冲使NOR门的中心输入保持高电平。这导致输出处于低电平状态从而产生可控的输出死区时间。UCX844/5中内置了一个内部触发器通过将NOR门的一个输入保持高电平每隔一个时钟周期将输出消隐一次。这与CT放电周期相结合使得输出死区时间可编程设置为50%至70%。图2显示了RT与振荡器频率的关系图3显示了输出死区时间与频率的关系两者均为给定的CT值。请注意许多RT和CT的值会产生相同的振荡器频率但只有一个组合会在给定频率下产生特定的输出死区时间。在许多对噪声敏感的应用中可能希望将转换器频率锁定到外部系统时钟。这可以通过向图18所示的电路施加时钟信号来实现。为了实现可靠的锁定自激振荡器的频率应设置为比时钟频率低约10%。图19展示了一种多单元同步的方法。通过调整时钟波形可以实现精确的输出占空比钳制从而实现大于70%的输出死区时间误差放大器提供了一个完全补偿的误差放大器可访问反相输入和输出。其典型直流电压增益为90 dB单位增益带宽为1.0 MHz相位裕度为57度图6。非反相输入内部偏置为2.5 V且不引脚已固定。转换器的输出电压通常通过分压和反相输入进行监测。最大输入偏置电流为-2.0微安这可能导致输出电压误差该误差等于输入偏置电流与等效输入分压器源电阻的乘积。误差放大器输出引脚1用于外部环路补偿图29。输出电压在连接到电流检测比较器的反相输入之前会经过两个二极管压降约1.4伏的偏移并除以3。这确保了当引脚1处于其最低状态VoL时输出引脚6不会出现驱动脉冲。这种情况发生在电源正在运行且负载被移除时或者在软启动间隔开始时图21、22。误差放大器的最小反馈电阻受限于放大器的源电流0.5毫安和所需的输出电压VoH以达到比较器的1.0伏钳位电平3.01.0伏1.4伏电流检测比较器和PWM锁存器 UC3844、UC3845作为电流模式控制器工作输出开关的导通由振荡器启动当电感器峰值电流达到误差放大器输出/补偿引脚1设定的阈值水平时终止。因此误差信号逐周期控制电感器电流。所使用的电流检测比较器PWM锁存器配置确保在任何给定的振荡器周期内输出端仅出现一个脉冲。通过将接地参考的检测电阻Rs与输出开关Q1的源极串联将电感器电流转换为电压。该电压由电流检测输入引脚3监测并与误差放大器输出得出的电平进行比较。正常工作条件下的电感器峰值电流由引脚1处的电压控制V(引脚1)-1.4V3Rs当电源输出过载或输出电压检测丢失时会出现异常工作条件。在这些条件下电流检测比较器的阈值将在内部被钳制为1.0 V。因此最大峰值开关电流为1.0Vlpk(最大值)Rs在设计高功率开关稳压器时为了将Rs的功耗保持在合理水平降低内部钳位电压变得十分必要。图20展示了一种简单的电压调节方法。使用两个外部二极管来补偿内部二极管从而在温度变化时产生恒定的钳位电压。如果Ipk(max)钳位电压过度降低则可能会因噪声拾取而导致运行不稳定电压。电流波形前沿通常会出现一个窄尖峰当输出负载较轻时该尖峰可能会导致电源不稳定。此尖峰是由电源变压器的绕组间电容和输出整流器的恢复时间引起的。在电流检测输入端增加一个RC滤波器其时间常数接近尖峰持续时间通常可以消除这种不稳定性请参考图24。UC3844、UC3845、UC2844、UC2845欠压锁定 集成芯片内嵌有两个欠压锁定比较器以确保在输出级启用前芯片能够完全正常工作。正电源端Vcc和基准输出Vref分别由独立的比较器进行监测。每个比较器都内置有迟滞特性以防止在各自的阈值被跨越时产生不稳定的输出行为。对于UCX844Vcc比较器的上下阈值分别为16 V/10 V对于UCX845则为8.4 V/7.6 V。Vref比较器的上下阈值均为3.6 V/3.4 V。UCX844的大迟滞特性和低启动电流使其非常适合需要高效自举启动技术的离线转换器应用图30。UCX845则专为低电压直流到直流转换器应用而设计。从Vcc到地连接了一个36 V的齐纳二极管作为并联稳压器其目的是保护芯片在系统启动期间免受可能出现的过高电压的影响。UCX844的最低工作电压为11 VUCX845的最低工作电压为8.2 V。设计者在调整驱动电压时增加了灵活性使其不受Vcc的影响。在Vcc大于20V的系统中驱动功率MOSFET时通常将齐纳钳位电路连接到此输入端。图23展示了电流检测中正确的电源和控制接地连接功率MOSFET应用。参考在UC284X上5.0 V带隙基准电压在T 25°C时的容差被调整为≤1.0%而在UC384X上则为≤-2.0%。其主要目的是为振荡器定时电容器提供充电电流。该基准具有短路保护功能并且能够提供超过20 mA的电流为额外的控制系统电路供电。设计考量 切勿尝试在绕线或插入式原型板上构建转换器。为防止脉宽抖动必须采用高频电路布局技术。脉宽抖动通常是由电流检测或电压反馈输入端承受的过多噪声引起的。可通过降低这些点的电路阻抗来提高抗噪声能力。印刷电路布局应包含一个接地层其中低电流信号、高电流开关和输出接地分别通过不同的路径返回至输入滤波电容器。根据电路布局可能需要直接连接到Vcc、Vc和Vref的陶瓷旁路电容器0.1uF。这为过滤高频噪声提供了一条低阻抗路径。所有高电流回路应尽可能短并使用粗铜线以减少辐射电磁干扰EMI。误差放大器补偿电路和转换器输出分压器应靠近集成电路IC并尽可能远离电源开关和其他产生噪声的组件。输出这些设备包含一个专为直接驱动功率MOSFET而设计的单图腾柱输出级。它能够提供高达[1.0 A的峰值驱动电流在1.0 nF负载下其典型的上升和下降时间为50纳秒。此外还增加了额外的内部电路以便在欠压锁定激活时将输出保持在灌电流模式。这一特性消除了对外部下拉电阻的需求。SOIC-14表面贴装封装为Vc输出电源和电源地提供了单独的引脚。