在昨天的開關(guān)電源方案分享過程中，本文為各位工程師們分享了一種100W的單端正激式開關(guān)電源設(shè)計方案，并針對其主電路的設(shè)計情況進(jìn)行了詳細(xì)介紹。在今天的方案分享中，本文將會繼續(xù)就這一開關(guān)電源方案中的控制電路設(shè)計情況進(jìn)行詳細(xì)分析，下面就讓我們一起來看看吧。

電流型控制模式分析

在控制電路的設(shè)計過程中，有兩種的控制方式可以選擇，分別是電壓型和電流型兩種。傳統(tǒng)的PWM開關(guān)穩(wěn)壓電源采用電壓型控制模式，其電路結(jié)構(gòu)如下圖圖1所示，以輸出電壓作為反饋信號，與給定電壓相比較，產(chǎn)生誤差控制電壓，然后在PWM比較器中與鋸齒波相比較，調(diào)節(jié)開關(guān)的觸發(fā)信號的占空比，實(shí)現(xiàn)輸出電壓調(diào)節(jié)，這種系統(tǒng)以電壓反饋構(gòu)成單環(huán)系統(tǒng)，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓目的。

圖1 電壓型控制模式原理圖

盡管傳統(tǒng)的電壓型控制電路在設(shè)計和元件選擇方面相對來說要簡單，但是存在動態(tài)響應(yīng)較差等問題，因此，本方案選擇使用電流型控制模式進(jìn)行控制電路的設(shè)計。電流控制模式如圖2所示。其控制部分主要由電壓采樣電阻和電流采樣電阻、誤差比較器和PWM比較器以及鎖存器組成。當(dāng)變換器工作時振蕩器產(chǎn)生固定時鐘使寄存器置位，從而使開關(guān)管開通。

圖2 電流型控制模式原理圖

UC3842外圍電路設(shè)計

在本方案中，本文所設(shè)計的這一100W開關(guān)電源的振蕩器頻率，主要是由接在升壓芯片UC3842的4腳上的電阻RTR和電容CTC決定，其頻率計算公式為：f=1.8/RC。此時，假設(shè)工作頻率小于20kHZ進(jìn)入音頻范圍則噪聲較大，紋波增大。若開關(guān)頻率較高時，則開關(guān)損耗增大，系統(tǒng)效率降低。因此確定工作頻率時要折衷考慮，實(shí)際選擇工作頻率為250KHZ。RTR選值為100K，CT選值為72nF的兩個電容并聯(lián)。為達(dá)到100W的輸出功率設(shè)計要求，本文中RT、CT分別為R19、C16，C15為消噪電容，取值為0.01μF。

由于本方案所采用的是電流型的控制電路設(shè)計方案，在這種電路結(jié)構(gòu)中由于儲能電感的作用，在開關(guān)管開啟和關(guān)閉時會形成大的尖峰電流，并會在檢測電阻Rs上產(chǎn)生一個尖峰脈沖。因此為防止造成UC3842的誤動作，在Rs取樣點(diǎn)到UC3842的腳3間加入R、C濾波電路，R、C時間常數(shù)約等于電流尖峰的持續(xù)時間。為了改善電流波形前沿尖脈沖所導(dǎo)致的不穩(wěn)定性，本文由R15、C13構(gòu)成RC濾波電路，其中R15取1k，C13取470pF，Rs取3.3Ω。

為了改善升壓芯片UC3842內(nèi)部誤差放大器的頻率響應(yīng)，本方案中，我們選擇在反饋補(bǔ)償端加上RC濾波電路，本文中由R16、R17、R14構(gòu)成，取值分別為150k、4.7k、100pF，外加一個接地電阻R18，取值為3.6k。啟動電路的設(shè)計為了降低功耗，3842采用兩條供電電路，一條是啟動時通過R2供電，另一條是啟動后輔助電源供電，電路如圖3所示。

圖3 UC3842供電電路

由于在開關(guān)電源的實(shí)際應(yīng)用過程中，正常工作情況下電源本身的驅(qū)動電流很大，為了安全和輸出功率的穩(wěn)定起見，本文選擇由變壓器分一個繞組進(jìn)行供電，這樣可以降低開關(guān)電源的功耗。圖中C12和R13起儲能和濾波作用，因?yàn)閁C3842的瞬態(tài)驅(qū)動功率較大，所以C12取值就比較大為470μF，R13取10k，R2取56k。UC3842的整體外圍電路如圖4所示。

圖4 UC3842的整體外圍電路

整流電路的選擇

在這一100W單端正激式開關(guān)電源的方案設(shè)計中，其內(nèi)部所設(shè)置的整流電路，主要任務(wù)是將交流電變換成直流電。完成這一任務(wù)主要靠二極管的單向?qū)щ娮饔?，因此二極管是構(gòu)成整流電路的關(guān)鍵元件。其設(shè)計完成后的單相橋式整流電路如圖5所示：

圖5 單相橋式整流電路圖

以上就是本文針對一種100W的單端正激式開關(guān)電源的控制電路，所進(jìn)行的設(shè)計分享。在明天的方案分享中，本文將會就這一方案中的保護(hù)電路設(shè)計思路進(jìn)行總結(jié)和詳細(xì)分析，歡迎大家繼續(xù)關(guān)注。