UC3844是高性能固定頻率電流模式控制器專為離線和直流至直流變換器應(yīng)用而設(shè)計(jì)，為設(shè)計(jì)人員提供只需最少外部元件就能獲得成本效益高的解決方案。這些集成電路具有可微調(diào)的振蕩器、能進(jìn)行精確的占空比控制、溫度補(bǔ)償?shù)膮⒖?、高增益誤差放大器。電流取樣比較器和大電流圖騰柱式輸出，是驅(qū)動(dòng)功率MOSFET的理想器件。
其它的保護(hù)特性包括輸入和參考欠壓鎖定，各有滯后、逐周電流限制、可編程輸出靜區(qū)時(shí)間和單個(gè)脈沖測(cè)量鎖存。這些器件可提供8腳雙列直插塑料封裝和14腳塑料表面貼裝封裝（SO-14）。SO-14封裝的圖騰柱式輸出級(jí)有單獨(dú)的電源和接地管腳。
UC3844有16V（通）和10伏（斷）低壓鎖定門限，十分適合于離線變換器。
UC3844特點(diǎn)：
自動(dòng)前饋補(bǔ)償
鎖存脈寬調(diào)制，可逐周限流
內(nèi)部微調(diào)的參考電壓，帶欠壓鎖定
大電流圖騰柱輸出
欠壓鎖定，帶滯后
低啟動(dòng)和工作電流
直接與安森美半導(dǎo)體的SENSEFET產(chǎn)品接口
電流模式工作到500KHZ
輸出靜區(qū)時(shí)間從50%到70%可調(diào)
UC3844簡(jiǎn)化方框圖
UC3844引腳圖
UC3844引腳功能
UC3844的工作原理
作為電流模式控制器工作，輸出開關(guān)的導(dǎo)通由振蕩器起始，當(dāng)峰值電感電流到達(dá)誤差放大器輸出/補(bǔ)償建立的門限電平時(shí)終止，這樣在逐周基礎(chǔ)上誤差型號(hào)控制峰值電感電流，所用的電流比較器取樣器脈寬調(diào)制鎖存配置確保在任何給定的振蕩器周期內(nèi)，僅有一個(gè)單脈沖出現(xiàn)在輸出端，電感電流通過插入一個(gè)與輸出開關(guān)Q1的源極串聯(lián)的以地為參考取樣的電阻轉(zhuǎn)換成電壓，此電壓有電流取樣輸入監(jiān)視并于來自誤差放大器的輸出電平相比較，在正常的工作條件下，峰值電感電流由管腳上的電流控制。當(dāng)電源輸出過載或者如果輸出電壓取樣丟失時(shí)，異常的工作條件將出現(xiàn)。在這些條件下，電流取樣比較器門限將被內(nèi)部鉗位至1.0V。
UC3844應(yīng)用電路（一）
基于電流型PWM芯片UC3844的開關(guān)電源的反饋回路改進(jìn)，采用可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器加光電耦合器接法，具體使用TL431加PC817。這種方法由于使用了精密電壓源做控制參考電壓，控制精度非常高，性能穩(wěn)定。
基于UC3844的開關(guān)電源的電流反饋電路典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。220V交流電壓經(jīng)整流濾波后，得到300V直流電壓，主要功率經(jīng)串聯(lián)于高頻變壓器初級(jí)繞組N1，到大功率MOSFET開關(guān)管V1集電極，在UC3844的控制下，開關(guān)管V1周期性地導(dǎo)通和截止。300V直流電壓的另一路經(jīng)R2降壓后，施加到UC3844的供電端（7腳），為UC3844控制器提供啟動(dòng)電源電壓，此設(shè)計(jì)中UC3844采用恒定頻率方式工作。電路啟動(dòng)后，8腳輸出一個(gè)+5.0V的基準(zhǔn)參考電壓，作用于定時(shí)元件R5、C6上，在4腳產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩波形，振蕩頻率=1.8/R4&TImes;C6，6腳輸出驅(qū)動(dòng)脈沖激勵(lì)開關(guān)三極管V1在導(dǎo)通和截止之間工作。UC3844對(duì)于輸入電壓的變化立即反映為來自N2電感電流在取樣電阻R3上的電壓變化，不經(jīng)過外部誤差放大器就能在內(nèi)部比較器中改變輸出脈沖寬度。
圖1 UC3844的開關(guān)電源的電流反饋電路典型結(jié)構(gòu)
這種傳統(tǒng)的電流反饋回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單具有容易布線、成本低的優(yōu)點(diǎn)，但是電路的缺點(diǎn)在于反饋不能直接從輸出電壓取樣，輸出電壓穩(wěn)壓精度不高，當(dāng)電源的負(fù)載變化較大時(shí)很難實(shí)現(xiàn)精確穩(wěn)壓；同時(shí)沒有隔離，抗干擾能力也差，在負(fù)載變化大和輸出電壓變化大的情況下響應(yīng)慢，不適合精度要求較高或負(fù)載變化范圍較寬的場(chǎng)合，為了解決這些問題，可以采用可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431配合光耦。
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UC3844應(yīng)用電路（二）
主電路
圖1是所設(shè)計(jì)電源的原理圖，主電路采用單端反激式變換電路，220 V交流輸入電壓經(jīng)橋式整流、電容濾波變?yōu)橹绷骱螅┙o單端反激式變換電路，并通過電阻R1、C2為UC3844提供初始工作電壓。為提高電源的開關(guān)頻率，采用功率MOSFET作為功率開關(guān)管，在UC3844的控制下，將能量傳遞到輸出側(cè)。為抑制電壓尖峰，在高頻變壓器原邊設(shè)置了RCD緩沖電路。
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(cè)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(dòng)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(shí)并聯(lián)電解電容濾波，其值為10uF。開始時(shí)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(shí)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(shí)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(gè)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(gè)限流電阻（22Ω/0.25 w）限流后驅(qū)動(dòng)功率MOSFET（IRF840（＄0.6202）），為保護(hù)功率MOSFET，在腳6并聯(lián)一支15V的穩(wěn)壓二極管。
UC3844應(yīng)用電路（三）
本文所設(shè)計(jì)的充電器其充電對(duì)象為兩節(jié)12V/100Ah鉛酸蓄電池，輸入電壓范圍是130~240V，28V輸出時(shí)額定電流是15A，該充電器主要有兩部分組成：主電路和控制電路。
主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
圖1 雙管正激式變換器
如圖1所示，該充電器主電路采用雙管正激式變換器。其工作過程基本分成三個(gè)過程：能量轉(zhuǎn)移階段、變壓器磁復(fù)位階段和死區(qū)階段。在能量轉(zhuǎn)移階段，原邊的兩個(gè)MOSFET管Q1、Q2都導(dǎo)通，能量從輸入端向輸出端轉(zhuǎn)移。在變壓器磁復(fù)位階段，原邊的兩個(gè)快恢復(fù)二極管D1、D2都導(dǎo)通，使變壓器繞組承受反相輸入電壓，從而實(shí)現(xiàn)變壓器的磁復(fù)位。當(dāng)變壓器完全復(fù)位后，變換器工作在死區(qū)階段，即原邊無電流，副邊通過D5、L3續(xù)流。
MOSFET的驅(qū)動(dòng)部分采用帶有隔離變壓器的互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)電路，依靠隔直電容C6和變壓器T2使MOSFET可靠導(dǎo)通和關(guān)斷，抗干擾能力強(qiáng)。
MOSFET的驅(qū)動(dòng)控制主要采用電流型脈寬調(diào)制控制器UC3844， 如圖1所示，控制電路的V端連接到3844的電源腳。當(dāng)充電器工作開始時(shí)，整流輸出側(cè)通過R1、C5給UC3844提供電源，使其啟動(dòng)，變壓器T1開始工作，此時(shí)由副邊繞組N3，穩(wěn)壓二極管W1、W2，晶體管Q3，R7及D3構(gòu)成了串聯(lián)反饋型晶體管穩(wěn)壓電路開始給3844提供穩(wěn)定工作電源。其具體工作原理分析如下：當(dāng)T1的副邊供電繞組N3輸出電壓變大時(shí)，Q3的E端輸出電壓相應(yīng)變大，由于B端的基準(zhǔn)電壓被W2穩(wěn)住不變，故晶體管的基極電位Ub也不變，那么基－射極電壓Ube將減少，從而Ib減少，管壓降Uce增大，又讓Q3的E端輸出電壓相應(yīng)減小，故E端的輸出電壓保持不變。如果N3輸出電壓變小時(shí)，調(diào)節(jié)過程與上述正好相反。
控制電路組成
控制電路主要由電流型脈寬調(diào)制控制器UC3844和可調(diào)基準(zhǔn)電壓源TL431組成。
UC3844具有電壓環(huán)和電流環(huán)雙閉環(huán)控制性能，其內(nèi)部方框圖如圖2所示，其引腳共有8個(gè)，第2腳是電壓反饋端，將取樣電壓加至E/A誤差放大器的反相輸入端，與同相放大器的2.5V基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生誤差電壓。利用內(nèi)部E/A誤差放大器可以構(gòu)成電壓環(huán)。第3腳是電流反饋端，電流取樣電壓由第3腳輸入到電流比較器。利用第3腳和電流比較器可以構(gòu)成電流環(huán)。第1腳是補(bǔ)償端，外接阻容元件以補(bǔ)償誤差放大器的頻率特性.UC3844的振蕩工作頻率由4腳和8腳之間的所接定時(shí)電阻Rt以及4腳和地之間所接的定時(shí)電容Ct設(shè)定。
圖2 UC3844脈寬調(diào)制器內(nèi)部方框圖
其中利用TL431穩(wěn)壓的性能代替UC3844中的E/A誤差放大器的功能，實(shí)現(xiàn)電壓閉環(huán)控制，這樣可以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，同時(shí)采用了光耦隔離技術(shù)，使整個(gè)反饋系統(tǒng)更安全可靠。內(nèi)環(huán)依然通過UC3844的電流測(cè)量腳和內(nèi)部電流測(cè)定比較器構(gòu)成電流環(huán)?？紤]到過流對(duì)系統(tǒng)的影響，在電壓環(huán)（外環(huán)）調(diào)節(jié)的輸出端，即電流環(huán)（內(nèi)環(huán)）調(diào)節(jié)的給定端，進(jìn)行幅值限定，
如圖5所示，R15就是分流限幅作用。控制電路的工作原理分析如下：當(dāng)F端電壓升高時(shí)，取樣電壓UREF也隨之升高，使UREF》 Uref，比較器輸出高電平，使VT導(dǎo)通，TL431分流增加，從而使F端電壓回落。同時(shí)電流環(huán)也在起作用，TL431分流增加，即光耦發(fā)光加強(qiáng)，感光端得到的反饋信號(hào)就越大，UC3844根據(jù)這個(gè)反饋信號(hào)，調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比，使F端電壓回落。當(dāng)F端電壓減少時(shí)，調(diào)節(jié)方式正好相反。這樣循環(huán)下去，從動(dòng)態(tài)平衡的角度來看，系統(tǒng)輸出電壓趨于穩(wěn)定，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。
圖5 控制電路