UC3844的多路輸出IGBT驅(qū)動電源設(shè)計(jì)
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
導(dǎo)線截面積為
Sx=Iin(max)/j=0.28/3=0.09 mm2 (4)
可選擇直徑為0.41 mm的漆包線。初級匝數(shù)為:
Np= Vs×ton/(△Bac×Ae)=123 (5)
式中：Vs為原邊所加的直流電壓的平均值，取264V；
ton為最大占空比下的開通時間，為1.2×12.5×10-6s。
次級匝數(shù)為
Ns=Np×U2/U1=24.6，取25。
式中：U2/U1為變壓器原副邊的電壓比，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值以及所選開關(guān)管的耐壓值(500 V)，設(shè)定原副邊的電壓比為5：1)。
1.3 變壓器原邊緩沖電路設(shè)計(jì)
每當(dāng)開關(guān)管由導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r，在變壓器的一次繞組上就會產(chǎn)生尖峰電壓和感應(yīng)電壓。其中的尖峰電壓是由于高頻變壓器存在漏感而形成的，它與直流高壓 和感應(yīng)電壓 疊加后很容易損壞開關(guān)管。為此，加入RCD緩沖電路，對尖峰電壓進(jìn)行箝位或吸收。
緩沖電容要滿足當(dāng)開關(guān)管集電極電流達(dá)到0時，其集電極電壓不能超過Vceo的70% ，即C=1/2×Iptf/0.7Vceo =8nF，取10nF/400V (6)
式中：Ip是原邊電流(0.28A)；tf是集電極電流下降時間(20us)；Vceo是所用晶體管的Vceo額定值(500V)。
按在Tr最小導(dǎo)通時間里電容能充分放電來選擇緩沖器放電電阻(R)。最小導(dǎo)通時間在最大輸人電壓Vsmax、最小負(fù)載電流Iomin時發(fā)生。為使C在ton時能完全充分放電，電阻不能過大。因此，按RC時間常數(shù)等于0.5 toff(min)(toff(min)取2.5us)來計(jì)算R值，即
R=0.5toff(min)/C×102=12.5 kΩ，取15 kΩ (7)
電阻上消耗的功率為：
P=1/5CVc2f=2.79W (8)
式中：Vc為整流后的直流電壓264V；
f為工作頻率40 kHz。
為保證此電源能長時間工作，電阻的額定功率應(yīng)留有一定余量，故選用5w 的功率電阻。
2 控制電路設(shè)計(jì)
2.1 UC3844外圍電路設(shè)計(jì)
UC3844內(nèi)部主要由5.0V基準(zhǔn)電壓源、振蕩器(用來精確地控制占空比調(diào)節(jié))、降壓器、電流測定比較器、PWM鎖存器、高增益E/A誤差放大器和適用于驅(qū)動功率MOSFET的大電流推挽輸出電路等構(gòu)成。
UC3844的典型外圍電路如圖2所示，圖中腳7是其電源端，芯片工作的開啟電壓為16V，欠壓鎖定電壓為10V，上限為34V，這里設(shè)定20V給它供電，用穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓，同時并聯(lián)電解電容濾波，其值為10uF。開始時由原邊主電路向其供電，電路正常工作以后由副邊供電。原邊主電路向其供電時需加限流電阻，考慮發(fā)熱及散熱條件，其值取為62kΩ/5W，為了防止輸出電壓不穩(wěn)定時較高的電壓直接灌人穩(wěn)壓二極管，導(dǎo)致其過壓燒壞，在輸出端給UC3844供電的線路與穩(wěn)壓管相連接處串入一只二極管。
腳4接振蕩電路，產(chǎn)生所需頻率的鋸齒波，工作頻率為=1.8/CTRT，振蕩電阻RT和電容CT的值分別為100kΩ、200pF。腳8是其內(nèi)部基準(zhǔn)電壓(5V)，給光耦副邊的三極管提供偏壓。腳2及腳1為內(nèi)部電壓比較器的反相輸入端和輸出端，它們之間接一個15 kΩ的電阻構(gòu)成比例調(diào)節(jié)器，這里采用比例調(diào)節(jié)而不用PI調(diào)節(jié)的目的是為了保證反饋回路的響應(yīng)速度。腳6是輸出端，經(jīng)一個限流電阻(22Ω/0.25 w)限流后驅(qū)動功率MOSFET(IRF840)，為保護(hù)功率MOSFET，在腳6并聯(lián)一支15V的穩(wěn)壓二極管。
2.2 電流反饋電路設(shè)計(jì)
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