ZHCSQS7H September 1994 – October 2024 UC1842A , UC1843A , UC1844A , UC1845A , UC2842A , UC2843A , UC2844A , UC2845A , UC3842A , UC3843A , UC3844A , UC3845A
PRODUCTION DATA
- 1
- 1 特性
- 2 應(yīng)用
- 3 說(shuō)明
- 4 引腳配置和功能
- 5 規(guī)格
- 6 詳細(xì)說(shuō)明
- 7 應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)
- 8 電源相關(guān)建議
- 9 布局
- 10器件和文檔支持
- 11修訂歷史記錄
- 12機(jī)械、封裝和可訂購(gòu)信息
封裝選項(xiàng)
機(jī)械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
散熱焊盤(pán)機(jī)械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
- DW|16
訂購(gòu)信息
7.2.2.2 UC2842A 設(shè)計(jì)過(guò)程
該應(yīng)用設(shè)計(jì)過(guò)程展示了如何在離線反激式轉(zhuǎn)換器中設(shè)置和使用 UC2842A 峰值電流模式控制器，該控制器通過(guò)通用輸入轉(zhuǎn)換為 12V、48W 的穩(wěn)壓輸出。
若要在連續(xù)模式反激式應(yīng)用中使用 UC2842A 峰值電流模式控制器進(jìn)行設(shè)置和設(shè)計(jì)，需要了解關(guān)于功率級(jí)的一些知識(shí)。首先，根據(jù)輸出功率級(jí)別 (POUT)、效率 (?)、最小輸入電壓 (VIN(min))、線路頻率 (fLINE) 和最小體電壓計(jì)算所需的輸入大容量電容 (CIN)。對(duì)于此設(shè)計(jì)示例，讓 VBULK(min) = 95V。
輸出電容 (COUT) 的容值旨在確保在大信號(hào)瞬態(tài)響應(yīng)期間，輸出電壓下降不超過(guò) 10%。在該設(shè)計(jì)中，此時(shí)的電壓環(huán)路交叉頻率 (fC) 預(yù)計(jì)為 2.5kHz。
該設(shè)計(jì)中所選的 COUT 為 2200μF 電容器，等效串聯(lián)電阻 (ESR) 為 45mΩ。
下一步，根據(jù)最小輸入電壓和輸出電壓來(lái)計(jì)算變壓器的最大初級(jí)與次級(jí)匝數(shù)比 (NPS)。
下一步，根據(jù) UC2842A 的輸出電壓和偏置電壓來(lái)計(jì)算變壓器的輔助與次級(jí)匝數(shù)比 (NAS)。
一旦確定了變壓器匝數(shù)比，就可以根據(jù)最小體電壓、占空比 (D)、反射輸出電流和效率，計(jì)算變壓器的最小初級(jí)磁化電感 (LPM)。該設(shè)計(jì)中使用的變壓器的 LPM 為 1.7mH，NPS = 10，NAS = 1，fsw = 100kHz
選擇變壓器后，可以根據(jù)初級(jí)磁化電感紋波 (ILPM) 和通過(guò)變壓器的反射輸出電流，計(jì)算變壓器的初級(jí)峰值電流 (ILpPK)。
一旦計(jì)算出了初級(jí)峰值電流，就可以選擇電流檢測(cè)電阻器 (RCS)。
電阻器 RS1 和 RS2 用于設(shè)置該設(shè)計(jì)的斜率補(bǔ)償。電容器 CS1 是直流阻斷電容器，上拉電阻 RP 用于為電流檢測(cè)信號(hào)提供一定的失調(diào)電壓，以實(shí)現(xiàn)抗噪性。預(yù)選 RP 和 RS2 以向電流檢測(cè)信號(hào)添加 50mV 的直流失調(diào)電壓。
選擇 RS1 以將斜率補(bǔ)償設(shè)置為反激式電感器的紋波電流下降斜率的一半。這可以通過(guò)計(jì)算次級(jí)磁化電感 (LSM) 并對(duì) RS1 進(jìn)行以下計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。RS1 公式中的 1.7V 是振蕩器的峰-峰值紋波電壓幅值。
其中
選擇電阻器 RI 和 RK 作為輸出基準(zhǔn)，并可通過(guò)預(yù)選 RK 的值以及知曉的 TL431 基準(zhǔn)電壓 (VTL431REF) 來(lái)計(jì)算電阻器值。為 RK 選擇 2.49kΩ 后，計(jì)算 RI 并為該電阻器選擇 9.53kΩ 的標(biāo)準(zhǔn)電阻器值。
這種使用 UC2842A 控制器的設(shè)計(jì)具有一個(gè)有趣的控制環(huán)路，其中包含許多組件。GOPTO(f) 是該設(shè)計(jì)中所用光隔離器的近似傳遞函數(shù)。光隔離器的極點(diǎn)頻率用 fP 表示。該設(shè)計(jì)中所用光隔離器的電流傳輸比為 1，極點(diǎn)頻率約為 5kHz。有關(guān)組件放置和節(jié)點(diǎn)電壓，請(qǐng)參見(jiàn)圖 7-1。為了簡(jiǎn)化補(bǔ)償，電壓環(huán)路 (fC) 的交叉點(diǎn)必須小于光隔離器極點(diǎn)。
GBC(f) 是從光隔離器輸出到 PWM 控制電壓 的傳遞函數(shù)估計(jì)值。
占空比隨輸入的體電壓 (VBULK) 而變化。正常運(yùn)行期間，VBULK 的范圍為 95V 至 375V。這導(dǎo)致占空比在 24% 到 56% 之間變化。
GCO(f) 是控制電壓 (VC) 對(duì)輸出傳遞函數(shù)的估計(jì)值，其中變量 Q 是品質(zhì)因數(shù)。
品質(zhì)因數(shù) (Q) 由電壓中的初級(jí)磁化電感變化 (SN) 定義為占空比的函數(shù)；以及增加的斜率補(bǔ)償 (SE)。
為驗(yàn)證電壓環(huán)路穩(wěn)定，交叉頻率必須比反激式轉(zhuǎn)換器右半平面零點(diǎn)頻率 (fRHPZ) 的一半要小。在最小體電壓下的右半平面零點(diǎn)頻率約為 9.8kHz。對(duì)于本設(shè)計(jì)示例，電壓環(huán)路的目標(biāo)交叉頻率為 1kHz。實(shí)際 fC 可能高于或低于目標(biāo)值。
GCO(f) 的直流增益隨輸入的體電壓而變化。選擇電阻器 RZ 以在輸入到轉(zhuǎn)換器的電壓為 VBULK(min) 時(shí)交叉電壓環(huán)路，并在最大交叉頻率的 1/5 處進(jìn)行交叉。
選擇電容器 CZ，以在電壓環(huán)路交叉處增加 45° 的相位裕度。本設(shè)計(jì)示例使用了 6.8nF 電容器。
選擇電容器 CP 以衰減控制環(huán)路的高頻增益。
GC(f) 是 TL431 補(bǔ)償?shù)墓烙?jì)傳遞函數(shù)。
TV(f) 是系統(tǒng)閉環(huán)增益的估計(jì)理論傳遞函數(shù)。反饋環(huán)路響應(yīng)在實(shí)際電路中可能有所不同，可能必須使用網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行調(diào)整，以滿足實(shí)際電路的性能和可靠性需求。必須針對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)的最壞情況變化對(duì)反饋環(huán)路響應(yīng)進(jìn)行評(píng)估。
對(duì)于本應(yīng)用示例，該設(shè)計(jì)技術(shù)在 1kHz 時(shí)生成了一個(gè)理論反饋環(huán)路 (TV(f)) 交叉，在 95V 的最小輸入體電壓下具有大約 55° 的相位裕度。高壓線的理論電壓環(huán)路以 2.7kHz 的頻率進(jìn)行交叉，相位裕度為 72°。請(qǐng)參閱圖 7-2 和圖 7-3。必須使用網(wǎng)絡(luò)分析器評(píng)估 TV(f)，并根據(jù)實(shí)際電路行為按需調(diào)整環(huán)路補(bǔ)償。還要進(jìn)行瞬態(tài)測(cè)試以驗(yàn)證器件保持穩(wěn)定。