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开关电源原理与分析第四章PWM控制芯片及其应用•4.1PWM控制原理及控制芯片4.1.1电压模式PWM控制技术PWM控制技术主要分为两种：电压模式PWM控制技术；电流模式PWM控制技术。开关电源最初采用的是电压模式PWM控制技术，其工作原理如图4-1所示。输出电压Vout与基准电压相比较后得到误差信号Verror。此误差电压与锯齿波信号进行比较，由PWM比较器输出占空比变化的矩形波驱动信号，这就是电压模式PWM控制技术的工作原理。此系统是单环控制系统，其缺点是没有反馈信号。由于开关电源的电流都要流经电感，因此相应的电压信号都会有一定的延时。然而对于稳定电压电源需要不断的调节输入电流，适应输入电压的变化和负载的要求，达到稳定输出电压的目的，因此仅采用输出电压的方法是不够的，其稳压响应速度慢，甚至在输入电压或者负载变化很大时会因为产生振荡造成功率开关管的损坏。这是电压模式PWM控制技术的最大不足之处。4.1.2电流模式PWM控制技术电流模式PWM控制技术是针对电压模式PWM控制技术的缺点而发展起来的。所谓电流模式PWM控制，就是在PWM比较器的输入端直接用输出电感电流检测信号与误差放大器的输出信号进行比较，实现对输出脉冲占空比的控制，使输出电感的峰值电流跟随误差电压变化。这种控制方式可以有效地改善开关电源的输入电压调整率和输出电流调整率。也可以改善整个系统的动态响应。电流模式PWM控制技术的工作原理如图4-2所示。电流型PWM控制技术又分为峰值电流控制技术和平均电流控制技术。这两种控制技术检测并反馈的是一个导通周期内电流变化的峰值和平均值。峰值电流型控制技术的特点是方便、快速，但是响应速度较慢，而且控制起来也比较麻烦。•1.电流模式PWM控制技术的优点1）采用逐个脉冲控制，动态响应快，调节性能好。当输入线电压或输出负载变化时，马上引起电感中电流的变化，检测信号也随着变化，脉冲宽度立即被调整，而在电压模式控制技术中，检测电流对输入电压信号没有直接的反应，需要输出电压发生了一定的变化之后才能对脉冲宽度进行调节，通常需要5~10个工频周期之后才能响应输入电压的变化。因此，在采用电压模式PWM控制技术的开关电源中，开关管经常会因为输入电压浪涌造成的电压尖峰信号而损坏。电流模式PWM控制技术则能够很好的避免类似的故障发生。•2）一阶系统稳定性好，负载响应速度快。•3）具有自动限电流作用，限电流保护和过电流保护容易实现。•4）采用逐个电流脉冲峰值检测，可以有效抑制变压器偏磁引起的饱和问题。在全桥转换器或推挽转换器中，无需增加去磁耦合电容。而电压模式PWM控制技术很难实现这一点。•5）输入线电压的交流纹波可以比较大，减少了输入滤波电容，可靠性也得到提高。•6）并联运行时，均流效果好。•2.电流模式PWM控制技术的缺点1）对电感峰值与输出平均电流之间存在误差，控制精度不高。2）对高频噪音衰减的速度较慢，抗高频能力差。由于电流模式PWM控制技术与电压模式PWM控制技术相比，具有不可比拟的优势，因此，电流模式PWM控制芯片成为PWM控制芯片的主流。比较具有代表性的电流模式PWM控制芯片有UC3842、UC3846/47、UC3823X、UC3825X和MC44603。2020/2/1511控制电路的作用：1.对输出电压进行采样，稳定所需要的输出电压；2.设置电路工作的频率。3.保护功能：如OCP、OVP、OTP等。4.实现电路中其他的一些功能：如控制LED指示灯的颜色：正常工作时灯的颜色，报警时灯的颜色。2020/2/15124.1.3典型的电流模式PWM控制芯片电流模式PWM控制器电路有两个控制环：外环检测输出电压并提供一个误差信号给内环；内环比较误差信号与电感电流，决定关断功率开关管的时刻。最终结果是改变脉冲宽度，达到输出电压稳定。以UC384X系列为例讲解电流模式的PWM控制方法Datasheet见UC3842.pdf文档UC384X系列PWM控制芯片，首先要掌握以下几个知识要点：1.每个的引脚的名称；2.每个引脚的作用，以及它在电路中的连接；3.弄懂一些简单的曲线图（参数之间的函数关系）比如振荡频率与RT、CT之间的关系。2020/2/1513UC384X系列的结构框图VFB检测输出电压–电压误差放大器比较器---电压误差放大器的输出与检测电感电流的大小进行比较，输出PWM波去控制MOS的导通与关断。升压式电源电路图如下图：检测电感电流2020/2/1515PWM控制芯片UC3842的介绍PinConnection---脚分布（脚连接）Minidip/SO8-----封装2020/2/15引脚功能描述1补偿误差放大器的输出，可用于环路补偿2电压反馈误差放大器的反相输入端，通过一个电阻分压器连接到输出端3电流取样一个正比于电感电流的电压接至此输入端，PWM用此信息停止开关管的导通162020/2/154RT/CT通过连接RT到Vref和电容CT到地使振荡器频率和最大占空比可调，输出频率可达到500KHz。5地此管脚是控制电路和功率电路公共的地。6输出输出可直接驱动功率MOS管的门极，高达1A峰值电流经过此引脚拉和灌。7Vcc此引脚是控制IC的正电源（工作电压）8Vref该管脚是参考输出（基准电压输出）它通过RT给CT提供充电电流。172020/2/15最大占空比fs开关频率UC3842/4396%振荡频率foscUC3844/4548%1/2fosc18启动电压X842B/4B/3B/5B的差别：最小的工作电压最大占空比、开关频率与振荡频率2020/2/1519振荡电阻和振荡频率之间的关系振荡电阻与最大占空比之间的关系（CT固定）2020/2/1520振荡器和输出波形电阻和电容的值决定最大占空比2020/2/1521欠电压锁定（Vcc）迟滞（hysteresis）2020/2/1522电流检测电路2020/2/1523隔离MOS管驱动和电流变压器检测隔离MOS管驱动电流变压器检测电流变压器的基本知识2020/2/1524关闭----IC停止工作（通过Pin1实现保护功能）高电平----IC停止工作；低电平----IC正常工作2020/2/1525误差放大器的补偿采样电阻—电阻分压器补偿网络补偿网络的作用及测试（相角裕度和幅值裕度）（1）稳定输出电压；（2）改善动态响应。2020/2/1526外部时钟同步外部时钟同步:UC3842工作的频率与另外一个UC3842工作的频率相一致。2020/2/1527Soft-Start————软启动通过1Mohm电阻给C充电，实现软启动，二极管起箝位作用。电容电压逐渐增加，Pin1的电压逐渐增加，占空比逐渐增加。积分电路或者微分电路？2020/2/1528（7）Vcc---芯片的工作电压启动电压16V/启动电流0.3mA---启动电路如右图：工作电压12V/工作电流12mA---工作电压由变压器的辅助绕组来提供。UC3842控制Buck变换器电路分析Boost变换器UC3842在非隔离型电路中的应用Buck变换器UC3842控制Buck变换器电路分析谢谢！