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基于UC3846的大功率DC/DC變換器的研究
摘要：介紹并比較了電壓控制型和電流控制型DC/DC變換器的基本原理，設(shè)計(jì)出了基于電流控制型PWM控制芯片UC3846的大功率DC/DC變換器的實(shí)用電路，提出了兩種UC3846輸出脈沖封鎖方式，設(shè)計(jì)出一種新穎的IGBT驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,該電路具有較好的控制特性和穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：DC/DC變換器；脈寬調(diào)制；電壓控制型；電流控制型；IGBT驅(qū)動(dòng)引言
引言
隨著工業(yè)、航空、航天、軍事等應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的要求也越來(lái)越高。某系統(tǒng)對(duì)大功率開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源提出的要求是：輸入電壓為AC220V，輸出電壓為DC38V，輸出電流為100A。開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)一般為先進(jìn)行AC/DC然后再DC/DC的形式，考慮到論文篇幅的限制，僅對(duì)DC/DC變換部分進(jìn)行討論。
大功率DC/DC變換器主電路拓?fù)溆泻芏喾N，諸如雙管正激式、推挽式、半橋式和全橋式等。控制芯片的種類也非常多，主要分為電流控制型與電壓控制型兩大類。電壓控制型只對(duì)輸出電壓采樣，作為反饋信號(hào)進(jìn)行閉環(huán)控制，采用PWM技術(shù)調(diào)節(jié)輸出電壓，從控制理論的角度看，這是一種單環(huán)控制系統(tǒng)。電流控制型是在電壓控制型的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)電流負(fù)反饋環(huán)節(jié)，使其成為雙環(huán)控制系統(tǒng)，從而提高了電源的性能。
圖1
根據(jù)對(duì)各種拓?fù)浜涂刂品绞降募夹g(shù)成熟程度，工程化實(shí)現(xiàn)難度，電氣性能以及成本等指標(biāo)的比較，本文選用半橋式DC/DC變換器作為主電路，電流型PWM控制芯片UC3846作為該系統(tǒng)的控制單元。
1 電壓控制型脈寬調(diào)制器和電流控制型脈寬調(diào)制器[1]
圖1為電壓控制型變換器的原理框圖。電源輸出電壓的采樣反饋值Vf與參考電壓Vr進(jìn)行比較放大，得到誤差信號(hào)Ve，它與鋸齒波信號(hào)比較后，PWM比較器輸出PWM控制信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管通斷，產(chǎn)生高頻方波電壓，由高頻變壓器傳輸至副方，經(jīng)整流濾波得到所需要的電壓。改變電壓給定Vr，即可改變輸出電壓Vo。
圖2為電流控制型變換器的原理框圖。恒頻時(shí)鐘脈沖置位R－S鎖存器，輸出高電平，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，變壓器原邊的電流線性增大，當(dāng)電流在采樣電阻Rs上的壓降Vs達(dá)到Ve時(shí)，PWM比較器翻轉(zhuǎn)，輸出高電平，鎖存器復(fù)位，驅(qū)動(dòng)信號(hào)變低，開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，直到下一個(gè)時(shí)鐘脈沖使R－S鎖存器置位。電路就是這樣逐個(gè)地檢測(cè)和調(diào)節(jié)電流脈沖的。
圖2
當(dāng)電源輸入電壓和/或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，兩種控制類型的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度是不同的。如果電壓升高，則開(kāi)關(guān)管的電流增長(zhǎng)速度變快。對(duì)電流控制型而言，只要電流脈沖一達(dá)到設(shè)定的幅值，脈寬比較器就動(dòng)作，開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，保證了輸出電壓的穩(wěn)定。對(duì)電壓控制型而言，檢測(cè)電路對(duì)電流的變化沒(méi)有直接的反映，一直等到輸出電壓發(fā)生變化后才去調(diào)節(jié)脈寬，由于濾波電路的滯后效應(yīng)，這種
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