您好, 登录| 注册|
子站:
论坛首页    电源技术综合区
  •  发帖
  • 收藏

UC3842的斜坡补偿设计
阅读: 515 |  回复: 2 楼层直达

2021/01/27 14:54:15
1
boy59[版主]
电源币:1652 | 积分:113 主题帖:88 | 回复帖:366
LV9
军长

  前文《简述斜坡补偿》中已简单介绍了斜坡补偿原理,这里以UC3842芯片为例分析一下如何在实际电路运用斜坡补偿。

  从原理到实际需要增加两步操作:

  • 1、要产生一个补偿斜坡
  • 2、对电流、电压信号进行转换

  产生斜坡的方法可以通过PWM信号或者直接利用Rt、Ct震荡电路产生的三角波信号。

                                   图1 两种斜坡产生电路

  上图(a)从RtCt震荡电路出来的三角波经过一个三极管隔离,可以避免震荡频率受后级电路影响,上图(b)利用PWM信号产生三角波不会影响震荡电路,不过PWM信号的输出幅值不如参考电压Vref稳定。

标签 UC3842 UC3843
2021/01/27 14:57:28
2
boy59[版主]
电源币:1652 | 积分:113 主题帖:88 | 回复帖:366
LV9
军长

在另一个帖子里《UC3842频率设计》里有分析RtCt震荡电路原理及波形规律这里就不展开分析,

内部震荡电路及波形

                               2 RtCt震荡电路原理图及波形

震荡波是由RC充电及恒流放电两部分组成,因为在恒流放电同时Rt电阻仍然会充电所以波形会受到电阻Rt的影响,如上图2右侧波形所示同样的100kHz震荡频率,电阻Rt取值越小对应的斜坡(RC充电)斜率越大。

RC充电这一段(上升曲线)是PWM有效输出区域也决定了最大占空比Dmax,这里的Dmax只与电阻Rt有关,见下图:

最大占空比与Rt

                           3 电阻Rt与最大占空的关系

RtCt震荡幅值恒等于滞回比较器的上下限之差△V=2.7-1=1.7V,再参考电阻Rt找出最大占空比则补偿斜坡的斜率为1.7V/Ton.Max

涉及到最大Dmax 顺便提一下次谐波震荡的危害,如果逐渐取消最大Dmax限制,见下图

次谐波震荡危害

                               4 次谐波震荡等效降频

最严重的次谐波震荡相当于开关频率降一半,带来的危害是纹波变大输出功率降低。

2021/01/27 15:00:32
3
boy59[版主]
电源币:1652 | 积分:113 主题帖:88 | 回复帖:366
LV9
军长

接下来需要解决电流、电压的转换问题。 斜坡一般指的是电流信号而控制器处理的是电压信号所以需要通过采样电阻Rcs(或其它方法)将电流信号转换为电压信号。当电阻Rcs不同时斜率也会发生变化并且还要兼顾功耗及OCP(过流保护),所以一般会引入电阻Rramp用来调节补偿斜坡。

以参考手册电路为例:

电路

                             5 参考电路

  参考电路中跟斜坡补偿有关的有三点:

1、震荡波形

RtCt波形

                         6 RtCt震荡波形

  参考电路给出的参数震荡电路占空比接近1震荡周期为8.733uS,可得斜率约等于1.7V/8.523uS

2、消隐电路

  用来消除由变压器等的寄生电容及输出二极管反向恢复等造成的电流前沿尖峰问题,

消隐电路

                            7 消隐电路

一般将消隐电路的RC截止频率设计为开关频率的3倍以上(尽量降低对电流波形的影响)。

3、隔直电容

RtCt震荡波叠加到采样电流上后会抬升采样电流导致OCP提前触发,增加一个隔直电容Cramp可以解决这一问题。

隔直电容

                                  8 隔直电容的效果对比

根据参考资料中的参数计算如下:

m1=Vin*Rcs/Lm=75*0.75/1.5*103=3.75*104

m2=Vor*Rcs/Lm=127*0.75/1.5*103=6.35*104

m=(m2-m1)/2=1.3*104

Vosc=1.7/8.523*106=1.995*105

Vosc/m=Rramp/Rcsf=15.343

Vosc/m2=Rramp/Rcsf=3.141

可知斜坡调节用的电阻Rramp与消隐电阻Rcsf之比在3.14~15.3之间,下面验证一下计算结果。

临界斜坡补偿

                             9 最小斜坡补偿仿真验证

 上图9仿真结果显示当两电阻比值>15.2时发生次谐波震荡与计算结果非常接近。

参考电路中给的参数Rramp/Rcsf =24.9/4.2=6:1可见参考资料取的是折中值。

客服热线
服务时间:周一至周五9:00-18:00
微信关注
免费技术研讨会
获取一手干货分享

互联网违法不良信息举报

Reporting Internet Illegal and Bad Information
editor@netbroad.com
400-003-2006