Boost升壓電路原理
3.4 輸出二極管D和輸出電容器C2
升壓電路中輸出二極管D必須承受和輸出電壓值相等的反向電壓,并傳導負載所需的最大電流。二極管的峰值電流Id(max)=ILP=5.11A,本電路可選用6A/50V以上的快恢復二極管,若采用正向壓降低的肖特基二極管,整個電路的效率將得到提高。
輸出電容C2的選定取決于對輸出紋波電壓的要求,紋波電壓與電容的等效串聯(lián)電阻ESR有關(guān),電容器的容許紋波電流要大于電路中的紋波電流。
電容的ESR△Vo/△IL=40x1%/1.33=O.3Ω。
另外,為滿足輸出紋波電壓相對值的要求,濾波電容量應(yīng)滿足
根據(jù)計算出的ESR值和容量值選擇電容器,由于低溫時ESR值增大,故應(yīng)按低溫下的ESR來選擇電容,因此,選用560μF/50V以上頻率特性好的電解電容可滿足要求。
3.5 外補償網(wǎng)絡(luò)
UC3842誤差放大器的輸出端腳l與反相輸入端腳2之間外接補償網(wǎng)絡(luò)Rf、Cf。 Rf、Cf的取值取決于UC3842環(huán)路電壓增益、額定輸出電流和輸出電容,通過改變Rf、Cf的值可改變放大器閉環(huán)增益和頻響。為使環(huán)路得到最佳補償,可測試環(huán)路的穩(wěn)定度,測量Io脈動時輸出電壓Vo的瞬態(tài)響應(yīng)來加以判斷。
圖5為Cf選用0.0lμF和470pF時動態(tài)響應(yīng)控制波形的區(qū)別,上沖下降幅度和復位時間都有差別。
3.6 斜坡補償
在實用電路中,增加斜坡補償網(wǎng)絡(luò),一般有二種方法,一是從斜坡端腳4接補償網(wǎng)絡(luò)Rx、Cx至誤差放大器反相輸入端腳2,使誤差放大器輸出為斜坡狀,再與Rs上感應(yīng)的電壓比較。二是從斜坡端腳4接補償網(wǎng)絡(luò)Rx、Cx到電流感應(yīng)端腳3,將在Rs的感應(yīng)電壓上增加斜坡的斜率,再與平滑的誤差電壓進行比較,作用是防止諧波振蕩現(xiàn)象,避免UC3842工作不穩(wěn)定,同時改善電流型控制開關(guān)電壓的噪聲特性。本文采用方法二。
3.7 保護電路
當UC3842的腳3電壓升高超過1V或腳1電壓降到1V以下,都可使PWM比較器輸出高電平,造成PWM鎖存器復位。根據(jù)UC3842關(guān)閉特性,可以很容易在電路中設(shè)置過壓保護和過流保護。本電路中Rs上感應(yīng)出的峰值電流形成逐個脈沖限流電路,當腳3達到1V時就會出現(xiàn)限流現(xiàn)象,所以,整個電路中的電感磁性元件和功率開關(guān)管不必設(shè)計較大的余量,就能保證穩(wěn)壓電路工作可靠,降低成本。
4 結(jié)語
按以上原理和計算設(shè)計丁輸入18V,輸出40V的80W升壓DC/DC電路,整個電路調(diào)試容易,工作穩(wěn)定,可靠性高,效率達80%以上,特別是成本低,已應(yīng)用于實際設(shè)備中。另外,可根據(jù)具體的電路指標要求,對電路靈活控制、變動,設(shè)計出其他的應(yīng)用電路。
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