本節主要分享推挽(諧振)變換器建模,第一節分享的論文中對推挽變換器工作原理進行了詳細講述。建模內容較多,將按時分開更新。
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這里介紹兩種常用的PWM調節器,型號分別為UC3825A和SG3525,它們的內部工作原理基本相同,包括內部供電、OSC、PWM調節、軟啟動、保護等單元。下面分別介紹UC3825A和SG3525內部工作原理與建模。
㈠ UC3825A High-Speed PWM Controller
⑴ Oscillator
振蕩器實際是利用對電容充放電實現脈沖輸出,Figure1中,PIN5內部為一個電流源。通過改變RT電阻值從而改變電容充電電流的大小。
結合圖Figure2,假設振蕩器需要工作為500kHz,RT取值為12kΩ,最大占空比D=0.5。參數計算方法如式(1)所示。
前沿消隱(LEB):在原邊電流控制環路中,由于開關導通瞬間會有脈沖峰值電流,如果采樣此時的電流值并進行控制,會因脈沖前沿的尖峰產生誤觸發動作,前沿消隱就是用于消除這種誤觸發隱患的。
振蕩器與前沿消隱輸出波形如圖1所示。
圖1 振蕩器和前沿消隱仿真波形
Figure1原理圖的仿真模型如圖2所示。
圖2 Figure1仿真模型
㈡ SG3525 PWM Controller
SG3525內部原理圖
1、引腳功能介紹
pin1和pin2為誤差放大器的反相輸入和同相輸入引腳;pin3為振蕩器外接同步信號輸入引腳;pin4為振蕩器輸出引腳;pin5振蕩器定時電容引腳;pin6為定時電阻引腳;pin8為軟啟動時間設置引腳;pin9為PWM比較器信號補償引腳;pin10為外部故障輸入引腳;pin11為PWMA輸出引腳;pin12為GND引腳;pin13為Vcc引腳;pin14為PWMB輸出引腳;pin15為偏置電源輸入引腳;pin16為輸出電源基準。
2、工作原理
高頻逆變器工作頻率取fs=40kHz,
振蕩器:一個雙門限電壓比較器,電壓均取自于基準電源,其上門限制Vh=3.9V,低門限值Vl=0.9V,內部恒流源向CT充電,端電壓Vc線性上升,構成鋸齒波的上升沿,當Vc=Vh時比較器輸出反向,充電過程結束,上升時間Trise=0.67RtCt。比較器動作后,放電電路工作,CT放電,Vc下降并形成鋸齒波的下降沿,當Vc=Vl時比較器輸出反向,放電過程結束,下降時間Tfall=1.3RdCt,完成一個工作周期。
3、建模
(1) 脈沖產生模塊原理:利用電容的充電/放電特性,設置充電電壓的上限與下限比較值,與比較器比較,結合SR觸發器控制電容充放電時間,從而產生三角波和振蕩器脈沖波形。
(2)PWM生成模塊:結合第一部分工作時序波形和數字電路技術,設計數字電路,生成兩路PWM驅動波形。
(3) 仿真輸出波形
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