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玩轉(zhuǎn)PSIM之UC3825芯片建模仿真

今天給大家介紹UC3825這款芯片，這個(gè)芯片可以說是我步入這個(gè)行業(yè)真正接觸的第一個(gè)芯片， 當(dāng)時(shí)是做一個(gè)逆變器的項(xiàng)目，采用3825兩路發(fā)波驅(qū)動(dòng)推挽電路，類似另外一個(gè)芯片3525，都是應(yīng)用非常廣泛的芯片。像PWM調(diào)節(jié)控制的芯片，形成完美的閉環(huán)工作，必須包含這四個(gè)部分，供電，內(nèi)部振蕩發(fā)生器，反饋調(diào)節(jié)，輸出驅(qū)動(dòng)。以下文章主要建模這四個(gè)模塊。

首先是如何實(shí)現(xiàn)PWM波，PWM芯片一般都是采用三角波來實(shí)現(xiàn)PWM波，也就是對(duì)電容的充放電，我們根據(jù)UC3825的規(guī)格書可以發(fā)現(xiàn)。


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5腳內(nèi)部是一個(gè)3V的直流源，5腳通過Rt電阻接地，上面就形成一個(gè)電流IR，此電流鏡像到Ic給6腳電容充電，6腳電壓上升到2.8V，CLK變高，Ct電容以10mA電流放電，到Ct電壓為1V的時(shí)候，CLK輸出為低，Ct電容開始下一個(gè)周期充電，不斷重復(fù)形成連續(xù)的三角波。其中CLK在放電時(shí)間為高電平，可以作為死區(qū)。

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三角波

PWM芯片一般還有另外一種功能就是前沿消隱功能，3825主要是通過4腳實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，從內(nèi)部模塊圖我們可以看到，當(dāng)CLK為高電平，會(huì)驅(qū)動(dòng)內(nèi)部三極管導(dǎo)通，從而會(huì)有一個(gè)4V電壓加到4腳上面，4腳電壓和2.4V電壓比較，大于2.4V輸出為低，低于2.4V輸出為高，其中從4V到2.4V，是4腳上的電容放電，這個(gè)時(shí)間就為前沿消隱時(shí)間，時(shí)間的長(zhǎng)短取決于電容的大小，可以根據(jù)實(shí)測(cè)管子開通瞬間電流的尖峰持續(xù)時(shí)間來選取，這個(gè)功能主要是避免，開通瞬間觸發(fā)逐周期保護(hù)。

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振蕩發(fā)生器建模

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如圖藍(lán)色為死區(qū)時(shí)間，剛好對(duì)應(yīng)三角波電壓從2.8V到1V區(qū)間。從三角波1V低點(diǎn)到綠色高電平之間的時(shí)間即為前沿消隱時(shí)間。


文章轉(zhuǎn)載自公眾號(hào)：開關(guān)電源之PSIM芯片建模與仿真。作者：原野。公眾號(hào)二維碼如下，歡迎前去關(guān)注：

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全部回復(fù)(3)
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蘭波
LV.8
2
2020-05-12 22:46
大家好，接著上面講3825其它幾個(gè)模塊的建模，主要詳細(xì)講述反饋調(diào)節(jié)以及保護(hù)模塊，并建立完整芯片的建模。

首先是反饋調(diào)節(jié)部分，我們還是需要結(jié)合芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)模塊圖做分解。

反饋調(diào)節(jié)部分，1腳是反相輸入，2腳是正向輸入，3腳是運(yùn)放輸出，通常3腳和1腳連在一起，做反饋補(bǔ)償，3腳輸出和7腳上面疊加1.25電壓進(jìn)行比較，進(jìn)而調(diào)節(jié)占空比。其中運(yùn)放通過一個(gè)三極管連接到8腳，當(dāng)8腳電壓比較低，也就是緩起的時(shí)候，可以限制運(yùn)放的環(huán)路輸出，達(dá)到軟起的目的。8腳是如何緩起以及控制的了，我們通過仿真建模詳細(xì)論述。

8腳連接電容到地，一個(gè)9uA的恒流源對(duì)電容充電，電容的大小決定了緩起的時(shí)間長(zhǎng)短，這里做了一個(gè)5V的電壓限制，緩起最高到5V，當(dāng)電壓緩起到5V的時(shí)候，U3比較器輸出為高，此時(shí)假設(shè)電路沒有過流故障，也就是ILIM腳電壓低于1.2V，U4的輸出Q為低電平，Q非為高電平，U5的輸出Q為低電平，此時(shí)SS腳電壓保持在5V，緩起完成，進(jìn)入正常工作狀態(tài)；當(dāng)ILIM高于1.2V，也就是出現(xiàn)過流故障，此時(shí)U2輸出為高，RS觸發(fā)器U4輸出Q為高，RS觸發(fā)器U5輸出Q為高，SS腳電容則以恒流源250uA進(jìn)行放電，當(dāng)放電到0.2V，RS觸發(fā)器U4復(fù)位，Q非輸出為高，RS觸發(fā)器U5也復(fù)位，Q輸出為低，SS腳電容則又以9uA電流進(jìn)行充電，從復(fù)上述步驟；當(dāng)在緩起過程中出現(xiàn)故障，則SS腳充電不受影響，直到5V，然后放電到0.2V觸發(fā)器復(fù)位，重新判斷狀態(tài)，也就是故障會(huì)鎖存到下一個(gè)緩起周期。

色部分即為SS腳電壓，藍(lán)色部分為ILIM腳電壓，當(dāng)ILIM腳變高的時(shí)候，SS腳電壓會(huì)繼續(xù)充電直到為5V，觸發(fā)器置位，然后放電復(fù)位，進(jìn)行下一個(gè)緩起狀態(tài)。

其它芯片內(nèi)部功能不做過多描述，建模按內(nèi)部模塊提供的邏輯即可。

為了有波形輸出，一些腳位進(jìn)行了電壓的置高或置低，對(duì)于電壓模式，可以用INI腳做反饋電壓，NI腳做基準(zhǔn)電壓，調(diào)節(jié)環(huán)路輸出，從而控制占空比。


環(huán)路輸出和三角波的切割，產(chǎn)生占空比。（未完待續(xù)，下貼介紹如何進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)）

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蘭波
LV.8
3
2020-05-12 23:02
本期主要是講述如何根據(jù)我們上兩期的功能模塊建成一個(gè)芯片，下面詳細(xì)細(xì)化步驟。

第一步，畫出上面的芯片內(nèi)部功能模塊圖

第二步，根據(jù)芯片的封裝腳數(shù)和腳位確定，芯片的擺放方式


1、Subcircuit(Set Size)，選擇芯片尺寸


2、查詢芯片腳位名稱，按芯片封裝順序，添加引腳Subcircuit(Place Bi-directional Port)，按順序添加




3、添加完畢之后保存，新建頁(yè)面，點(diǎn)擊Subcircuit(New Subcircuit) 會(huì)出現(xiàn)一個(gè)方框，選中方框，右鍵Attributes，會(huì)彈出如圖對(duì)話框，選中Change Subcircuit File添加上一步我們保存的芯片內(nèi)部功能模塊圖，就會(huì)出現(xiàn)芯片的封裝

創(chuàng)建好的芯片，雙擊芯片會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部功能模塊圖，根據(jù)新創(chuàng)建的芯片，我們搭一個(gè)推挽電路，電壓模式閉環(huán)控制，注意芯片的封裝圖需要和仿真原理圖放在同一目錄下。



整個(gè)原理圖如上所示，變壓器匝比1：12，輸出穩(wěn)定150V，負(fù)載7.5歐姆，整個(gè)閉環(huán)控制的原理是通過光耦進(jìn)行輸出反饋，反饋電壓接到NI腳，將INV和EAOUT連在一起，整個(gè)運(yùn)放就是一個(gè)電壓跟隨器，也就是EAOUT的電壓就是NI端的電壓，這個(gè)電壓和RAMP上面的電壓疊加1.25V之后進(jìn)行比較，切割三角波，調(diào)節(jié)占空比。


輸出電壓

占空比緩起

穩(wěn)定之后占空比
1
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2021-05-14 15:29
@蘭波
本期主要是講述如何根據(jù)我們上兩期的功能模塊建成一個(gè)芯片，下面詳細(xì)細(xì)化步驟。第一步，畫出上面的芯片內(nèi)部功能模塊圖第二步，根據(jù)芯片的封裝腳數(shù)和腳位確定，芯片的擺放方式1、Subcircuit(SetSize)，選擇芯片尺寸[圖片]2、查詢芯片腳位名稱，按芯片封裝順序，添加引腳Subcircuit(PlaceBi-directionalPort)，按順序添加[圖片]3、添加完畢之后保存，新建頁(yè)面，點(diǎn)擊Subcircuit(NewSubcircuit)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)方框，選中方框，右鍵Attributes，會(huì)彈出如圖對(duì)話框，選中ChangeSubcircuitFile添加上一步我們保存的芯片內(nèi)部功能模塊圖，就會(huì)出現(xiàn)芯片的封裝[圖片][圖片]創(chuàng)建好的芯片，雙擊芯片會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部功能模塊圖，根據(jù)新創(chuàng)建的芯片，我們搭一個(gè)推挽電路，電壓模式閉環(huán)控制，注意芯片的封裝圖需要和仿真原理圖放在同一目錄下。[圖片]整個(gè)原理圖如上所示，變壓器匝比1：12，輸出穩(wěn)定150V，負(fù)載7.5歐姆，整個(gè)閉環(huán)控制的原理是通過光耦進(jìn)行輸出反饋，反饋電壓接到NI腳，將INV和EAOUT連在一起，整個(gè)運(yùn)放就是一個(gè)電壓跟隨器，也就是EAOUT的電壓就是NI端的電壓，這個(gè)電壓和RAMP上面的電壓疊加1.25V之后進(jìn)行比較，切割三角波，調(diào)節(jié)占空比。[圖片]輸出電壓[圖片]占空比緩起[圖片]穩(wěn)定之后占空比

你好，蘭工程師，請(qǐng)教一下UC3825的頻率調(diào)節(jié)公式是多少。

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