一種高頻開關電源的設計方法

　　管腳功能如下：1腳（Vref），基準電壓；2腳（E/A OUT），誤差放大器的反相輸出；3腳（E/A-）誤差放大器的反相輸入；4腳（E/A+）誤差放大器的同相輸入；5腳（C/S+）電流檢測；6腳（SOFRSTART）軟起動；7腳（DELAY SET C/D）輸出延遲控制；8腳（OUT D）輸出D；9腳（OUT C）輸出C；10腳（Vcc ）電源電壓；11腳（ Vin）芯片供電電源；12腳（PWR GND）電源地；13腳（OUTB）輸出B；14腳（OUTA）輸出A；15腳（DELAY SETA/B）輸出延遲控制；16腳（FREQ SET）頻率設置端；17腳（CLOCK/SYNC）時鐘/同步；18腳（SLOPE）陡度；19腳（斜波）20腳（信號地）。

　　1.2.1.2 UC3875的工作

　　1腳輸出+5V基準電壓，可作為內部或外部電路的其他元件的電源。2腳作為電壓反饋控制端，當引輸出信號高到一定值時，由內部RS觸發器及門電路作用使C輸出與A輸出反相，即A、C輸出信號移相180度；同樣，當引腳2輸出信號低于1V時，通過內部RS觸發器及門電路作用使C輸出與A輸出同相，即A、C輸出信號移相0度。可見通過控制引腳2端的輸出可以控制A、C間相位在0~180度之間變化。B、D的工作原理與A、C相似。 3腳作為誤差放大器的反相輸入端，通常利用分壓電阻檢測輸出電源電壓。4腳作為誤差放大器的同相輸入端，和1腳基準電壓相連，檢測3腳的輸出電源電壓。5腳作為電流檢測端，其基準設置為內部固定2.5V（由 分壓），當電壓超過2.5V時輸出即被關斷，軟起動6腳復位，即可實現過流保護。7腳和15腳作為輸出延遲控制端，通過設置該腳對地之間的電流來設置死區，加在同一橋臂兩管驅動脈沖之間，以實現零電壓開通時的瞬態時間。8、9、13、14腳作為輸出端，可驅動MOSFET和變壓器。10腳作為電源電壓端，為輸出級提供所需電源。11腳 作為芯片供電電源，為芯片內部數字、模擬電路部分提供電源，內部有欠壓鎖定電路，其開啟閾值為10.75V，關閉閾值為9.25V。開啟和關閉之間有1.5V的回差，可有效防止電路在閾值電壓附近工作時的跳動。16腳作為頻率設置端，需外接電阻和電容來設置振蕩頻率。17腳作為輸出時，提供時鐘信號；作為輸入，提供同步點。18腳作為陡度端，需外接一個電阻以產生斜波。19腳作為斜波端，需外接電容到地。20腳作為信號地，是所有電壓的參考基準。

　　1.2.2控制電路

　　控制電路的原理圖主要部分如圖3所示。

圖3 控制電路原理圖

　　UC3875的核心是相位調制器， 其13腳B輸出信號與14腳A輸出信號反相， 9腳C輸出信號與8腳D輸出信號反相， 這四個驅動信號經擴流后由驅動變壓器去驅動 ～ MOS管。相位控制的特點體現在UC3875的四個輸出端具有相同的驅動脈沖分別驅動A／B、C／D兩個半橋，通過移相錯位控制有源時間，使全橋的四個開關輪流導通。每個輸出級導通前都有一個死區，而且可以調整死區時間。在該死區時間內確保下一個功率開關器件的輸出電容放電完畢，為即將導通的開關器件提供電壓開通條件。因此，每對輸出級（A/B，C/D）的諧振開關作用時間，可以單獨控制。在全橋變換拓撲模式下，移相控制的優點得到最充分的體現。UC3875在電壓模式和電流模式下均可工作，并具有過電流關斷以實現故障的快速保護。圖4為移相控制全橋電路的控制波形。

圖4 移相控制全橋電路的控制波形

　　移相控制全橋電路的控制方式有以下幾個特點：

　　（1）在同一開關周期Ts 內，每一個開關的導通的時間略小于Ts /2，而關斷時間都略大于 Ts/2。

　?。?）同一個半橋中上下兩個開關不能同時處于通態，每一個開關關斷到另一個開關開通都要經過一定的死區時間。

　?。?）比較互為對角的兩對開關T1 、T2 和 T3、T4 開關函數波形， T1的波形比T2 超前0～Ts /2時間，而T3 的波形比 T4超前0～ Ts/2時間，因此 T1和T3 稱為超前橋臂，而 T2和 T4稱為滯后橋臂。

　　2.結束語

　　本文介紹了由UC3875芯片作為控制電路的2KW移相控制全橋變換（PSC FB ZVS-PWM）軟開關電源，由于開關管在ZVS條件下運行，可實現高頻化，而且控制簡單，性能可靠，適用于大功率場合。且能保持恒頻運行，就不會同時出現大電壓、大電流，減少了開關所受的應力，實現了高效化。大大減小了電源的體積。