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基于UCC3895的移相全桥变换器的设计  HYPERLINK ???2008年07月24日 ??? HYPERLINK 社区交流 关键字：  HYPERLINK /search.php?key=分频器 \t _blank 分频器  HYPERLINK /search.php?key=信号调理 \t _blank 信号调理  HYPERLINK /search.php?key=信号调理电路 \t _blank 信号调理电路  HYPERLINK /search.php?key=箝位级联拓扑 \t _blank 箝位级联拓扑  HYPERLINK /search.php?key=隔离放大器 \t _blank 隔离放大器  HYPERLINK /search.php?key=数据采集器 \t _blank 数据采集器 内容摘要：针对新型的移相PWM控制器UCC3895，介绍了其基本的功能及与UC3875(79)系列的控制器相比所具有的特点。并将该控制器应用于20kHz／500W移相全桥电源，进行了开环和闭环的系统实验，实验结果表明所进行的设计是合理的，UCC，3895有较强的实用价值。 　0 引言 　　移相全桥(Full-Bridge，FB)PWM变换器是一种应用广泛，适用于较大功率、低电压等场合的变换器。该变换器采用PWM移相控制，在不附加其他额外元器件，电路成本和复杂程度基本不变的情况下，利用变压器的漏感和功率开关管的结电容进行谐振，使功率管实现零电压开关(ZVS)，从而减小了开关损耗，变换器的效率可大于80％，并且开关电压应力的减小使得开关频率可以进一步得到提高，可达到100 kHz～500 kHz，故该变换器适应当今开关电源高频化、高效化的发展趋势，有广阔的应用前景。 　　实现全桥变换器的移相PWM控制的方法很多，比如：采用分立器件进行逻辑组合，采用专用的集成控制芯片，采用DSP或CPLD数字实现等。第一种方法较为复杂，不利于工业应用，第三种方法的成本相对较高；而采用专用的集成控制器是电源开发设计者们较多采用的方法。当今应用较多的移相全桥集成控制芯片主要是UC3879和UC3875／6／7／8系列。UC3879作为UC3875的改进型，其工作原理和基本结构是相同的，但在一些功能上进行了改进。UCC3895是TI公司生产的又一种高性能PWM移相型控制器。它是UC3879的改进型，除了具有UC38779的功能外，最大的改进是增加了自适应死区设置，以适应负载变化时不同的准谐振软开关要求。新增加了PWM软关断能力。同时由于它采用了BCDMOS工艺，使得它的功耗更小，工作频率更高，因而更加符合电力电子装置高效率、高频率、高可靠的发展要求。 　　本文首先介绍了UCC3895的电气特性、管脚的基本功能及电压型控制或峰值电流控制的实现。然后应用UCC3895设计了220 V输入、24 V输出、开关频率20kHz、功率500W的移相全桥电源，并给出了开环和闭环实验的主要波形。 　　1 UCC3895应用特性 　　UCC3895有以下特性：可编程输出开通延时和自适应延时设置；既可用于电流模式，又可用于电压模式；可实现输出脉冲占空比从0％～100％相移控制；内置7 MHz带宽的误差比较放大器，最高工作频率1 MHz等。它的内部结构框图如图1所示。 　　脚ADS是该控制芯片新增的控制管脚，其功能是设置所设定输出延时死区最大值与最小值之间的比。 　　当脚ADS与电流传感脚CS直接相连时，延时死区时间最小；当脚ADS直接接地时，延时死区时间最大。 　　脚ADS可通过式(1)所列关系改变脚DELAB和脚DELCD上的电压，从而改变输出延时。 　　式中：VDEL为脚DELAB和DELCD上的电压； 　　VCS为脚CS上取样电流的电压； 　　VADS为脚ADS上所施加的设定电压。 　　脚CS为电流检测比较器的反相输入端。当电路工作在峰值电流模式下时，该引脚信号可实现逐个周期的电流限制功能，同时在任何情况下当电路过流时，芯片立刻封锁输出进入软启动周期实现有效的保护功能。 　　脚RAMP、当UCC3895工作于电压或平均电流控制模式下，该脚接振荡器输出脚CT时，该引脚接电流信号脚CS时，则UCC3895工作在峰值电流模式下。 　　同步振荡器的工作频率由定时电容CT和定时电阻RT决定。振荡周期可由式(2)近似得到 　　同一桥臂上的两个管子的死区延时时间可由式(3)确定， 　式中：RDEL为脚DELAB与地间所接的电阻。 　　UCC3895与UC3875、UC3879等传统的移相控制芯片的参数比较如表l所列。 　　从表1可看出UCC3895的功耗明显减小，相应速度最快，但是驱动能力相对UC3875而言较小