UC3842A、UC3843A系列高性能固定频率电流模式控制器

元器件信息   2022-11-23 10:50   163   0  

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UC3842A、UC3843A系列高性能固定频率电流模式控制器是专为离线和DC-to-DC转换器应用而设计的,为设计师提供了一个成本效益高、外部组件最少的解决方案。这些集成电路具有用于精确占空比控制的修剪振荡器、温度补偿基准、高增益误差放大器、电流传感比较器和非常适合驱动功率mosfet的大电流图腾极输出。
还包括保护功能,包括输入和参考欠压闭锁,每个闭锁都有滞后、逐周电流限制、可编程输出死区时间和用于单脉冲计量的锁存器。
这些设备有8针双列直插式塑料封装和14针塑料表面安装(SO-14)两种。SO-14封装有独立的电源和接地引脚,用于图腾柱输出级。
UCX842A的UYLO阈值为16 V(开)和10 V(关),非常适合离线转换器。UCX843A专为低电压应用而设计,其紫外线阈值为8.5 V(开)和7.6 V(关)。8226;微调振荡器放电电流,用于精确占空比控制
电流模式运行至500 kHz
自动前馈补偿
逐周限流的闭锁式脉宽调制
带欠压锁定的内部调整基准
大电流图腾极输出
带滞后的欠压锁定
启动和运行电流低
与摩托罗拉Sensefet产品直接接口

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操作说明
UC3842A、UC3843A系列是高性能、固定频率、电流模式控制器。它们是专为离线和直流-直流转换器应用而设计的,为设计者提供了一个具有成本效益的解决方案,只需最少的外部组件。

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振荡器
振荡器频率由为定时部件rt和ct选择的值进行编程。电容器CT通过电阻RT从5.0V参考电压充电至约2.8V,并通过内部电流接收器放电至1.2V。在ct放电过程中,振荡器产生内部消隐脉冲,使nor门的中心输入保持在高电平。这会导致输出处于低状态,从而产生受控量的输出死区时间。图1显示了给定CT值下的RT与振荡器频率的关系,图2显示了输出死区时间与频率的关系。注意,rt和ct的许多值将给出相同的振荡器频率,但只有一个组合将在给定频率下产生特定的输出死区时间。振荡器阈值经过温度补偿,放电电流在Tj=25°C时被微调并保证在±10%范围内。这些内部电路改进将振荡器频率和最大输出占空比的变化最小化。结果如图3和4所示。
在许多噪声敏感的应用中,可能需要将转换器频率锁定到外部系统时钟。这可以通过向图20所示的电路应用时钟信号来实现。为了可靠锁定,自由运行的振荡器频率应设置为比时钟频率低10%左右。多单元同步的方法如图21所示。通过调整时钟波形,可以实现精确的输出占空比箝位。
误差放大器
本发明提供了一种能够访问反向输入和输出的全补偿误差放大器。它的特点是典型的直流电压增益为90分贝,单位增益带宽为1.0兆赫,相位裕度为57度。非垂直输入内部偏置在2.5 V,未固定。变换器输出电压通常被向下分配,并由逆变输入进行监控。最大输入偏置电流为–2.0微安,这可能导致输出电压误差,该误差等于输入偏置电流和等效输入分压器源电阻的乘积。
误差放大器输出(引脚1)用于外部回路补偿,输出电压偏移两个二极管压降(≈1.4V)并除以三,然后连接到电流感应比较器的反向输入。这保证当引脚1处于最低状态(vol)时,输出端(引脚6)不会出现驱动脉冲。当电源工作且负载被移除时,或在软启动间隔开始时,会发生这种情况,误差放大器最小反馈电阻受放大器源电流(0.5毫安)和所需输出电压(VOH)的限制,以达到比较器的1.0伏钳位电平

电流感应比较器和pwm锁存器
uc3842a、uc3843a用作电流模式控制器,由此,当峰值电感电流达到由误差放大器输出/补偿(pin1)建立的阈值水平时,输出开关传导由振荡器启动并终止。因此,误差信号以周期为基础控制峰值电感电流。所使用的电流感应比较器pwm锁存配置确保在任何给定的振荡器周期内,在输出端仅出现一个脉冲。通过将接地参考感测电阻器rs与输出开关q1的源串联插入,将电感电流转换为电压。该电压由电流感应输入(引脚3)监控,并比较由误差放大器输出导出的电平。正常工作条件下的峰值电感电流由引脚1处的电压控制,其中:

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当电源输出过载或输出电压感测丢失时,会出现异常工作条件。在这些条件下,电流感应比较器阈值将被内部钳制为1.0V。因此,最大峰值开关电流为:

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在设计大功率开关稳压器时,为了使开关稳压器的功耗保持在一个合理的水平,需要降低内部钳位电压。调整此电压的简单方法如图22所示。两个外部二极管用于补偿内部二极管产生恒定的钳位电压。如果IPK(最大)钳位电压降低过大,则可能会由于噪声拾取而导致工作不稳定。
通常可以观察到电流波形前缘的窄尖峰,当输出负载较轻时,可能导致电源出现不稳定。这个尖峰是由于电力变压器绕组间电容和输出整流器恢复时间。在电流检测输入端增加一个RC滤波器,其时间常数接近尖峰持续时间,通常可以消除不稳定性

欠压闭锁
两个欠压锁定比较器已被纳入,以确保集成电路在输出级启用前完全工作。正极电源端子(VCC)和参考输出(VREF)分别由单独的比较器监控。每一个都有内置的滞后,以防止不稳定的输出行为,因为他们各自的阈值是交叉的。VCC比较器的上限和下限分别为16 V/10 V和8.4 V/7.6 V。VREF比较器的上限和下限分别为3.6 V/3.4 V。UCX842A的大迟滞和低启动电流使其非常适合于需要有效引导启动技术的离线转换器应用。ED(图33)。UCX843A适用于低压DC-DC转换器应用。一个36V的齐纳管作为并联调节器从VCC接地。其目的是保护集成电路不受系统启动过程中可能出现的过电压的影响。UCX842A的最低工作电压为11 V,UCX843A为8.2 V。
产量
这些器件包含一个图腾极输出级,专门设计用于直接驱动功率mosfet。它的峰值驱动电流可达±1.0A,典型的上升和下降时间为50ns,负载为1.0nF。增加了额外的内部电路,以在欠压锁定激活时保持输出在下沉模式。这种特性不需要外部下拉电阻器。
SO–14表面贴装组件为VC(输出电源)和电源接地提供单独的引脚。适当的实现将显著降低施加在控制电路上的开关瞬态噪声水平。这在降低IPK(最大)钳位电平时特别有用。独立的VC电源输入允许设计师在定制独立于VCC的驱动电压时增加灵活性。在VCC大于20V的系统中驱动功率mosfet时,齐纳钳通常连接到该输入端。图25显示了电流感应功率mosfet应用中的正确功率和控制接地连接。
5.0V带隙基准在UC284KA上的Tj=25°C时被修剪为±1.0%公差,在UC384KA上被修剪为±2.0%。其主要目的是为振荡器定时电容器提供充电电流。该参考具有短路保护,能够提供超过20毫安的额外控制系统电路供电。

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