48V/50A通信电源的设计

出处:eeskill 发布于:2022-06-16 15:22:02

    开关功率电路分为电流模式控制和电压模式控制两种,UC3846是峰值电流模式控制的芯片。对于如图1所示电压模式控制,其优点是:只有电压环,单环控制容易设计和分析;波形振幅坡度大,因而噪声小,工作稳定;多模块输出时,低阻抗输出能提供很好的交互控制。缺点是:电网或负载的扰动必须转化为输出扰动,才能被电压环反馈,因此系统响应慢;输出LC滤波电路给系统增加了两个极点,这就需要在补偿网络增加零点或者需要一个低转折频率的主极点;环路增益随输入电压而变化,因而补偿网络设计较复杂。

    图1 电压模式控制

    图2所示电流模式控制在BUCK电路中的应用,和电压模式控制比较时钟信号只是使电源工作在固定的频率,PWM比较器的另一个输入是用从电感电流取得的信号代替了晶振,当电感电流的模拟信号超过了误差放大器输出的值Ve,脉宽关断。

    图2 电流模式控制

    电流模式控制的优点是:电感电流的上升坡度为Vin-Vo,所以电感电流的波形对电网电压的变化能迅速响应,避免了响应延时和增益随输入电压的变化而变化;误差放大器用来控制输出电流而不是输出电压,所以电感可以看作误差电压控制的电流源,输出滤波电路可以简化为单极点电路(输出电容并联负载电阻),这就使补偿电路简化,并且比电压模式控制具有更大的增益带宽;误差放大器的输出钳位达到逐脉冲电流限制的目的;电源模块并联时均流容易实现。

    电压模式控制的所有显著缺点都被电流模式控制克服了,所以电流模式控制得到了越来越普遍的关注和应用。但在应用电流模式控制时也要注意以下问题:占空比大于50%时,控制回路不稳定,这时需加斜坡补偿;控制调节电路是基于从电感电流取得的信号,因此功率部分的振荡容易将噪声引入控制电路。

    芯片结构

    图3 UC3846结构图

    由图3我们可以看到,UC3846通过用一个放大倍数固定为3的差动电流检测放大器(其输入小于1.2V)来获得电感电流或开关电流信号,该电流检测放大器即使在低检测电压时也能保持高噪声抑制。PWM比较器的另一端接电压误差放大器,电压误差放大器的输出作为给定信号,电压误差放大器的输出同时被限流调整端(脚1)钳位在V脚1+0.7,从而完成了逐脉冲限流的目的。当差动电流检测放大器检测的是开关电流而不是电感电流时,由于开关管寄生电容放电,检测电流会有一个较大的尖峰前沿,可能使电流检测锁存和PWM电路误动作,所以我们在电流检测输入端加RC滤波。


关键词:电源

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