50w閉環控制Boost DC-DC變換器樣機開發pdf資料

ID:978759 · 發表于 2022-5-22 23:58

Boost DC-DC開環電路反映了boost 升壓電路的基本工作原理。其簡易拓撲結構如圖1-1所示，下面以該圖為基礎，詳細分析其原理。
Boost開環電路主要由電源、電感、MOS管，二級管，電容，電阻組成。其基本作用如下：
電源：提供升壓所需的電能，其電壓和電流可以存在一定的波動，如果在輸出電壓在穩定的情況下，其輸入電壓可以波動的范圍越大，則變壓的效果就越理想。
電感：作為儲能元件，當MOS管ON時，積累電源流入電感的電流，當 MOS管OFF時，由于電感的電流具有不能突變的性質，電流使二極管導通，作為獨立電流源與輸入電源共同向負載輸出電流，使的負載的電壓提升。在電感的值比較大的情況下，電感中的電流持續不斷。
二極管：防止在MOS管ON期間，電容中的電流回流到電感端。
電容：電容作存儲能源在MOS管OFF時，電源流經負載時，儲存能源。電容較大時，在 MOS管ON時，作為獨立電壓源給負載輸入在一定時間內相對穩定的電壓。
下面對MOS管ON和OFF期間，電路中電能的變化情況進行分析。

在MOS管ON期間，MOS管所在支路相當于導線，則負載所在支路被短路，電路在邏輯上可以被近視為如圖 1-2所示的兩部分。
在電源所在的回路中，此時電源的電能主要被電感儲存了起來，為了維持電感的電源，電感中的電流不斷增加。
在負載所在的回路中，當處在升壓的初始階段，電容中的電壓相對較少，作為獨立電壓源在該期間向負載供電，此時負載的電源相對比較小；當電路進入穩定狀態時，在電容足夠容量大的前提下，電容中的電壓比較大，在一定時間內提供相對穩定的電壓，給負載供電，以確保升壓地平穩。

在MOS管OFF期間，MOS管所在的電路相當于開路。
由于電感的電流具有不能突變的性質，電流使二極管導通，作為獨立電流源與輸入電源共同向負載輸出電流。此時負載的電壓升高，而電容則處在充電狀態，積累電壓能，為下一次MOS管ON期間，需要給負載供電做準備。
下面對MOS管ON的占空比與輸入、輸出電壓的關系做分析:
占空比為一個周期內，MOS管ON的時間與一個開關周期的比值，記作：Don，一個

2.1.2控制回路參數設計
1、輸出電壓取樣電阻 R1、R2
  因UC3842的腳2為誤差放大器反向輸入端,芯片內正向輸入端為基準 2.5v,可知輸出電壓Vo=2.5(1+R1／R2),根據輸出電壓可確定取樣電阻R1、R2的取值。
  由于儲能電感的作用,在開關管開啟和關閉時會形成大的尖峰電流,在檢測電阻Rs 上產生一個尖峰脈沖,為防止造成UC3842的誤動作,在Rs取樣點到UC3842 的腳3間加入R、C濾波電路,R、C 時間常數約等于電流尖峰的持續時間。
2、外補償網絡
UC3842 誤差放大器的輸出端腳 l與反相輸入端腳 2之間外接補償網絡Rf、Cf。 Rf、Cf的取值取決于UC3842環路電壓增益、額定輸出電流和輸出電容,通過改變Rf、Cf的值可改變放大器閉環增益和頻響。為使環路得到最佳補償,可測試環路的穩定度,測量Io脈動時輸出電壓Vo的瞬態響應來加以判斷。
3、斜坡補償
  在實用電路中,增加斜坡補償網絡,一般有二種方法,一是從斜坡端腳4接補償網絡Rx、Cx 至誤差放大器反相輸入端腳 2,使誤差放大器輸出為斜坡狀,再與Rs 上感應的電壓比較。二是從斜坡端腳4接補償網絡Rx、Cx到電流感應端腳3,將在Rs的感應電壓上增加斜坡的斜率,再與平滑的誤差電壓進行比較,作用是防止諧波振蕩現象,避免UC3842 工作不穩定,同時改善電流型控制開關電壓的噪聲特性。
4、保護電路
  當UC3842的腳3電壓升高超過1V 或腳1電壓降到1V 以下,都可使PWM比較器輸出高電平,造成PWM鎖存器復位。根據 UC3842關閉特性,可以很容易在電路中設置過壓保護和過流保護。本電路中Rs上感應出的峰值電流形成逐個脈沖限流電路,當腳3達到1V時就會出現限流現象,所以,整個電路中的電感磁性元件和功率開關管不必設計較大的余量,就能保證穩壓電路工作可靠,降低成本。

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