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移相型PWM控制器UCC3895

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标签: 电源

电源

移相型PWM控制器UCC3895移相型PWM控制器UCC3895

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移相型 P
WM 控 制 器 U C 8 5
C 3 9 
●新 特 器 件 应 用  
—3 
4一
移 相 型 P M 控 制 器 UC 3 9  
C 85
徐 婷 ,李 宏 
( 安 石 油大 学, 西 西安 7 0 6 )
西
10 5 
摘 要 : 细介 绍 了移相 型 P
WM 控 制 器 U C 8 5的特 性 、
C 39
引脚 功 ½ 、
主要 参数 、
工½ 原 理 以及 典 型 
应 用 电路 等 。
 
词:
移相 ; P
WM 控 制 器;U C 8 5
C 39 
中图分类号: N 6
T 8 
文献标识码 : 
文章编号 : 0 — 9 7 0 71—0 3 0 
1 6 6 7( 0) 0 4- 4
P ½½ ½½ ½  
½ ½ - ½  ̄ ½ PW M   ½ ½ ½ ½½ UCC3 9  
½½½½  
½
85
XU  ½ ,LIH½ ½
T½ ½
  ½ 
( ’½S ½ ½U ½ ½½, ’½ 10 5 C
½½  ½½   ½ ½½½ X½½ 70 6 ,  
½
½
½ ½
A½ ½ ½ ½ T ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½  ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ P M  ½ ½ ½ ½ UC 8 5 ½ ½
½½ ½ : ½   ½ ½ ½½ ½½   ½   ½ ½ ½   ½ ½ ½ ½ ½   ½ ½ - ½ ½ ½   W
½ ½
½ ½
½
½ ½ ½ ½   C3 9   ½ 
½ ½
½ ½ ½ ½ ½ ½  ½ ½ ½ ½ ½ . ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½½ ½   ½   ½½ ½½ ½ 
½ ½ ½ ½  ½ ½ ½  ½½ ½A½  ½  ½ ½ ½  ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½   ½½ .
½
½
½ ½
K½   ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ P M  ½ ½½½ ½ UC 8 5
½ ½½ ½ : ½ ½ - ½ ½ ½ ; W
½
½ ½½½ ;
½
C3 9  
1 引言 
 
U C 8 5是 美 ½德 州 仪 器 公 司 生 产 的移 相 型 
C 39
WM控 制器 ( 称 为移相 谐振 全 桥½ 开关 控制 器 )
 
器 反 相输 入端 。
 
E O T(
A U 引脚 2 :
) 误差 放 大器输 出端 。 控制 器 
内部 分别 与 P
WM 比较 器 和空 ½½ 比较 器 的 非反 相 输 
入 端 相 连 . 箝 ½ 于½ 启 动 电压 。½该 端 电压 ½ 于 
5 0½V时 。控制 器 的输 出级 将 被空 ½½ 比较器 关 断 。
0 
 
主 要用 于 定频 脉 ½调 制 ,
同时 配合 零 电压 开 关 工 ½ 
以实现在 高频 时 的局 部½ 开关 性 ½ 。 C 8 5的特 
UC 3 9
性 : 出导 通 延 迟 时 间可 编程 ;
自适 应 延 迟 时 间 设 
½ 功 ½ ; 向振 荡 器 同 步功 ½ ;
电压 模 式 控 制 或 电 
½该 端 电压 升至 6 0½V时 。 出级重 新导 通 。
0 
 
AMP 引 脚 3 :WM 比较 器 的非 反 相输 入端 。
)P
 
在 电压模 式 或平 均 电流模 式 下 , 端接 C (
T 引脚 7  
上 的锯 ½ 波 信 号 ;而 在 峰 值 电流 模 式 下 接 电流 信 
号。A
R MP内接 放 电晶½ 管 。 晶½管 可 在振 荡器死 
区时 间 内触 发 。
 
流模式 控 制 ;
½启 动/
½关 机 和控 制器 片选 功 ½编 程 
可控 , 引脚控 制 ;
占空 比控 制 范 围 0 10 内½ 
%½ 0 %;
7MH½ 差放 大器 : 高工 ½频 率 达 到 1MH ;
 
  ½ 工½ 
电流 ½ ,0  H½ 的 工½ 电流仅 为 5½A:欠 压 锁 
5 0½ 下
 
定状态 下 的 电流仅 为 1 0 A。
5   
R F 引脚 4 : 密 5V基 准 电压 输 出端 。控 制 
E (
)精
 
器 的基 准 电源 一 方 面为 控 制器 内部 的 电路 供 电 .
另 
2 引脚 功 ½ 描 述 
U C 8 5移 相 型 P
C 39
WM 控 
制 器 采 用 S I (W) 2 、
OC D
一 0 
E P
A  
E N
A  
EP
A  
宝 
0  Z  
S DI B
E O T
S/ S  
A U  
OT 
UA
OT 
UB
P N  
G D
V D
D  
R M  
A P
R F
E  
G D
N  
S/IB
S DS  
OT  
UA
OT 
UB
PN  
GD
VD
D 
OT  
UC
O TD
U  
C 
A S
D  
 
S / IB
SDS 
O TA
U  
O TB
U  
P D
GN  
V D
D 
RF
E 
GD
N 
S N 
YC
C 
R 
P I()2 、S O (W)2
DPN一 0T S PP 一 0和 
P C ()2
L CQ一 0四种 封装 。 引脚 
排 列如 图 1 示 。
 
以图 1½所 示 的 N和 J
()
 
型封装 为例 。
介绍 引脚 功 ½ 。
 
AN( 脚 1 : 差 放 大 
)误
SN 
YC
C 
R  
D L B
E A  
OT 
UC
OT 
UD
C 
A S
D 
O T 
UC
½--
½- ∞
-,
½-
-,
 
U   0   U   F- 
½3
.  
½
½-  
-,
DLD
EC 
0  
() ½ ½
½ P 和D 封装 
( N 封装
½ 和J  
图 1 U 38
 U C 9 5的 引脚 排 列 
( Q 封装
½ 和L  
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4一
4 
½外 电 子元器 ½)07年 第 1
½20
2期  2 0
0 7年 1  
2月
而 言 , U D的相 ½也 发生 移动 。
O T
 
VD 引脚 1 ) 偏½ 电源 V
D(
5:
加输 入端 。 端需接 
方 面还 ½ 向外 接负 ½½提 供 5½ 的偏 ½ 电流 。该 
 A
基 准 电源仅 在欠 压 锁存 状 态 下关 断 , 在其 他 失 效 
状 态 下 仍 继 续 工 ½ 。实 际 应 用 中 ,该 端 应 外 接½ 
½ E R、 E L的旁路 电容 , 容值不 ½½ 于 1½ 。
S ½ S
  F 
½
P N 引脚 1 ) 功 率地 。
G D(
6:
该端 是 大 电流输 出级 
的接地 端 。
 
E R和½ E L的旁 路 电容 , 容值 至少 为 01I 。
.½  
 F
G D(
N 引脚 5 : 号地 。
)信
 
S N 引脚 6 : 荡 器 同步 信 号输 出端 。该端 
Y C(
)振
S / S 引脚 1 ) ½启 动/ 止端 。
SDIB(
9:
通过 该 端实 
现 ½启 动 和控制 器快 速禁 止 。½发 生下 面 的 4种情 
况 之 一 时 , 制 器 将 被 快 速 关 断 : 端 的 电 压½ 于 
05V; E
  R F上 的 电压 跌 ½ 到 4V 以下 ; D
 
V D上 的电 
是双 向的。½ 为输 出时 , 端输 出时钟 信 号 ; 为输 
½
入 时 , 端 输 入 外 部 同步 信 号 .
实现 多个 控 制 器 同 
步 工 ½ 。该 引 脚 还 可 对 C
 引 脚 上 的 定 时 电 容 和 
R MP引脚 上 的滤波 电容 进行 放 电 。同步 电路输 入 
电压 的下 限 阈值为 1   上 限 阈 值为 21V。为 了 
. V,
 
减 小 同步 脉冲½ 度 ,
应在 S N
Y C和 G D引脚 之 间接 
人 一 只 39Q 的 电阻 。
 
 
压½ 于欠 压 锁存 下 限 阈值 ; 生 过 零故 障 。 ½故 障 
排 除或 禁 止 状态 结 束 时 ,如 果 V D上 的 电压 超过 
启 动 阈值 ,而 该 端 的 电压 在 ½ 关 断 过 程 中跌 ½ 到 
O5V 以 下 ,器 件 则 将 进 入 ½ 启 动 模 式 。此 时 ,S
 
S/
 
D S 的灌 人 电流 等 于  。½ 启 动 时 间 取 决 于 S /
IB
 
DS
IB引脚上 的½启 动 电容 。另外 , 了限制 该 端上 
的最 大 电压 ,还需 在 ½启 动 电容 上并 联 一 只 电阻 。
 
C(
  引脚 7 : 荡 器定 时 电容 C 接 人 端 。定 时 
)振
电容 的充 电电 流 由控制 器 控制 . 定 时 电容 上 的 锯 
½波 峰值 电压 为 23   
.5V。
R(
½ 引脚 8 : 荡 器定 时 电阻  接 人 端 。定 时 
)振
注 意 , 论 是 在 ½ 启 动 、 关 断 , 是 在 禁 止 状 态 
½
下 , 端 的 电压½ 将 被 有 源箝 ½ 。 值 与 E O T引 
A U
脚 的 电压相 等 。
 
E P 引脚 2 )误 差放 大器 的非 反 相输入 端 。
A (
0:
 
电容 的充 电电流为 固定值 , 大小 由
  决定。
 
D L B ( 脚 9/E C (
EA
) L D 引脚 1 )
0 :输 出端 
O T — U D延 迟控 制 信号输 入端 。延 迟 时 间应加 
U AO T
在 同一桥 臂 中一 个 开 关管 关 断后 . 一 个 开 关管 开 
通 之前 , 而实 现谐振 。延迟 时 间的估算 公式 为 :
 
3 主 要 参 数 及 内部 结构 
31 额 定参数 
½½[ 5 1 
 ̄ =(  ̄ 0
田L
 
+ 5½ 
2 ½
()
 
D L
E AB和 D L D提 供 最 大值 为 1½ 的灌 电 
EC
 A
如 表 1所 示 ,可 以看 出 U C 8 5的工 ½ 电流 
C 39
½ 。 驱 动 电流小 。这 说 明 U C 8 5内部 采用 先进 
C 39
的 B DM
C OS技术 , 其 功耗 小 ,
½
工½ 频率 高 , 合 电 
力 电子装 ½ 高效率 、 可靠 的要 求 。
 
表 1 UC 9
  C_ 5的额定 参数 
38
流 。实 际应 用 中 , 保证 D L B和 D L D引脚 的 
EA
EC
杂散 电容小 于 1  F 
0½ 。
A S  ̄ 脚 1 )延迟 时间设½端 。 A S引脚直 
D ( I 1:
½ D
接与 C
S引脚相连 时 , 出延 迟死 区时 间为零 :
½接地 
时 , 出延迟 时间最 大。C
S引脚上 的电压 为 2  
. V时 
参 
数 
额定值 
1 
3 
½0
0 
1 
单½ 
 
½  
½  
½  
的延迟 时间是 C 电 压为 0V时 的 4倍 。输 出端 
½
 
O T — U½ 延迟控制信 号输入端 上的 电压 :
U AO  
 
½ -½7 ½ V ½V ½½05V
 ̄- .5 ( ½  ̄ ) .  
+  
()
2 
A S引脚 上 的 电压 限制在 0V 25V范 围 内 ,
 ½ .
 
 
并且 不½超过 C
S引 脚 上 的 电压 。另 外 ,输 出 端 
偏 ½电压(D <1  A)
ID 0½  
偏½ 电流 
输 出电流 
基 准 电流 
存储温度范 围 
结 温 
½ 5—10
5 
½ 5—10
5 
℃ 
℃ 
O T   U½ 延 迟控 制信 号输 入端 上 的 电压 的最 小 
UAO 
值应箝 ½ 于 05V。
.  
 
O T ,U BO T / U D (引 脚 1 、7 1 、
U A0 T /U CO T
8 1 、 4 
32 内部 结构 
U C 8 5采 用 B D S技 术 的移 相全 桥 P
C 39
C MO
WM 
控制 器 .将 定频 P
WM 技术 与 零 电压 开 关 技术 相结 
1 )驱 动输 出端 。 四个输 出端 是 由互补 MO
3:
S驱 动 
电路 构成 , 供 10½ 的驱动 电流 , 驱动 F T驱 
0  A
动 电路 。 U A和 O T
O T
U B是完全 互 补 的 , 占空 比接 
近 5% ,
0 可驱 动半 桥 电路 ; U C和 O T
O T
U D类似 。对 
于 O T 而言 . U C的相½ 发 生 移 动 : 于 O T  
UA
O T
UB
合 ,大 大提 高 了变 频 器 在 高频 下 的½ 换 频 率 。
 
U C 8 5内部集 成 有 精 密基 准 电源 、高 频 振荡 器 、
C 39
 
½ 启 动 电路 、 流保 护 电路 、 流检 测 电路 、 ½½ 比 
较 器 、 压 锁定 电路 、 动 输 出 电路 、 准 电压 监测 
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移相型 P
WM 控 制 器 UC 3 9  
C 85
振荡器旦
½I
 
 
 
 
½
 
 
 
—5  
4一
1 
 
7 一
   
 
. 
1 
 
^L½— 
0 I
   
 
P ̄ 器
WL  
M较
 
_
 
= 
½
½旃 
 
L_
J 
 
 
½ 
I。
 
½
 
误差补偿器 
叫 
—1/  
L 卜 
 
½ 
 
* L 
-/
 
½  。
/ 
L广 -
。1 
— ½½ 
½
乜 
— 
L J
 
—芷½
I  
½
 
½
1 
LJ
—  
一  
 
时 
 
½
、 
 
½ J
 
 
 
 
 
1 
 
 
½ 
 
● I
   
 
过流比较器 
 
½ ½  
  一
一 一
 
½1
_ 
½
½
 
½
½ \卜  
 
½
时 器
   
 
½
 
 
’ 一
   
上 
忙  
 
 
½ I’
竺  
 
图 2 U C 8 5内 部 结 构 框 图
  C 39
 
电 
诗 詈 由 赂
蕉 I特 本 I
½
-  垦 ½ 厂½
P铸 晏
½ 
½
½
扫∈由  己 ^ 壬   — T 1
½ D ½TT,
 ½T个½ Ⅱ  
 
 ;
爪 
拓 
器、
D触 发器 等 , 内部 结构 框 图如 图 2所 示 。工 ½ 
原理 不再 赘述 。
 
 
扑 C和 D。全 桥变 换器 通 过变 压器输 出。输入 电压 
( ½) 用 变压器 ½ 为传 感器 , 检测 信号 分别 经 引 
U½ 利
脚 C 、引脚 A S和 引脚 R MP分别 输 至 电流检 测 
及 过 电流 比较 器 、 自适 应 延 时设 定放 大器 和 P
WM 
4 应 用 电路 
41 典型应 用 电路 
比较器 。输 出电压 ( ½ ½经 电 阻分压 器采 样 、 L 3 
U ½)
T 41
U C 8 5控制 器 主 要 应用 于 全 桥变 换 器 电路 .
C 39
 
如 图 3所 示 。输 出端 O T O T
U A、 U B通 过 变压 器 驱动 
和 光 电耦 合 器 ( I等 馈 送 至 S /IB( 脚 1 )从 
Q)
SDS 引
9。
而实 现反 馈控 制 功 ½ 。
 
图 3 U C 8 5典 型 应 用 电路 
  C 39
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4一
6 
½外 电子元器 ̄)0 7
2 0 年第 1 期  20
07年 1  
2月
V  
CC
H 
V  
V 
VC
C 
CM
O 
L 
10
1 
C1  
R1  
H 
V 
C1  
T N
D C
B C哪 一
 
E E C D8
队 
 S  
A A S
C ½
P R
  R
 
  
   。 T _
A G 。
SR
B T YR ½
½
CO½
 
厂— 
V 
C1  
½N
I 
VC
C 
CM
O 
LO
 
习 
V I 
D 
R1  
图4
 UC 3 9
C 8 5的 DC D 变 换 器 控 制 电 路  
/C
42 CC 8 5在 DC DC变 换器 中 的应 用 
 U 3 9
采用 U C 8 5的 D /
C 39
CDC变换 器 控制 电路 如 图 
4所示 。
变换 器 主 电路 前级 采用 全桥 逆变 、
变压器 隔 
值 电流 模 式 , 具有 自动 对 称抗 偏 磁 、 入 电压 波 
动 的前 馈 自动调 节 、
内在 限流 、
闭环 补偿 设 计 简 单 、
 
负 ½½ 响 应 速 度 快 、 易 整 机 均 流并 联 等优 点 , 应 
离 、后级 全波 整 流 ,其 输 入 电压 范 围为 20V 3 0
8  ½ 2 
V, 出 电压 为 2   , 出频 率为 5   H , 出功率 为 
4V 输
0½ ½
10W 。在 控制 电路 中 , C 3 9
0  
叭  ½ 
U C 8 5½ 为 主控 制器 ,
由 
D  N  
N  S  
用 于较 高指标 要求 的开 关 电源 中 。根 据技 术指标 要 
求 ,以 U C 8 5为核 心 设 计 的 开 关 电 源控 制 器 由
C 39
 
U C 8 5 时钟 与锯 ½ 波½成 电路 、
C 39、
电压 和 电流 采样 
两片 I21
R 10组成 驱 动器 件 , 别 驱 动 V S 、 F 2 
F 1V S 、
V 3 VF 4 实 现 移 相输 出 信 号 , 而 为 D / C 电 
  、 S,
CD
源控 制 实 现超 前 桥 臂 和滞 后 桥 臂 的 零 电压 开 关 提 
电路 、
斜坡 补偿 、 节器 、 离 驱 动及 保 护 电路等 部 
分组 成 。
 
供 可靠 保证 。
 
43 大功 率 P
WM- 1 开 关 电源 中的应 用 
½ 
5 结 束 语 
移相型 P
WM 控制 器 U C 8 5
C 3 9 ,在 保 留基 本 功 
½ 的前 提下 改 进 设 计 , 小 功 耗 , 一 步 提 高 变 换 
采 用 U C 8 5针 对 大 功 率 P
C 39
WM— V
Z S开关 电 
源 设计 的 电源控 制 器如 图 5所 示 。输 入 三 相整 流 ,
 
输 出 电压 为 5 0V; F 1VF 2 V S 、 F 4为 A
0  V S 、 S 、 F 3V S
 
器 的效 率及 可靠 性 ,
功½ 完善 , ½优越 。
 
参 考 文献 :
 
82 B L
0 4 2 L型 功率 MO
S管 ;
T为高 频主 变压 器 , 为 
 
『1 宏.
1李
电力 电子 设备 用 器件 与集成 电路 应 用指 南 
其 漏感 ; ½ 阻断 电容 ; D1V 2L C组成 副边 全 
½为
V 、 D 、、
波 整流 滤波 电路 ; 负½½ 电 阻 , 出功 率 为 4½ ,
R为
 W  
主 电 路开 关工 ½频 率 为 10½ ½
0   H 。控 制 结 构采 用 峰 
U 
½
第二 册 , 制 用集成 电路) .
【 北京 : 械 工业 出
M】
 
版 社 .0 1
20.
 
『1 ½ ½ ½ ½½ ½ ½ UC 3 9   CMOSA½ ½ ½ ½
2  ½ ½I ½ ½½ ½. ’C 8 5 B½
½
  ½½ ½ 
P ½½S ½ W M C ½½½ ½ ½½ ½ ½ 【 BO 1
½ ½ ½½ P   ½½ ½   ½ ½½ D / L.
½
½½ D S
 
½ ½ : / ½ ½ ½ ½ ½.½ ½ / ½ ½½ ½½ ½ ½ ½ 8 5 
½ / ½ ½ . ½ ½ ½ / ½ ½ / /½ ½ / ½ 3 9 .
½ ½
½½
½
½ ½ 0 7 
½ ,2 0 .
【】
3 ½希 才 ,
邹炳 强. 用 电子 电路 应 用 4 0例【 .
M】
北 
京:
电子 工业 出版杜 ,0 5
20.
 
『1 强 , 波 ,
4孙
张微 娜.
移相 全桥 P
WM 开 关电 源控 
制设 计与 仿 真研 究[.
J 西安 理 工大 学 学报 ,0 6
½
20 .
 
½ 者简 介 : 婷 , ,
女 西安石 油大 学 电子 工程 学 院硕 
士 研 究生 。 究方 向电 力电子 变流技 术 。
 
收稿 日期 :0 7 ½ — 4
2 0一 6 2  
咨 询编 号 :7 2 4
½ 11 
图 5 C 39
 U C 85的移 相 全桥 P
WM 开 关 电 源 主 电路 及 控 制 结 构 
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