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带斜坡补偿的BOOST变换器

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摘要 本文根据UC3842芯片输出脉冲脉宽可调的特性,结合Boost拓扑结构以及斜坡补偿的基本原理,设计出具有良好输出特性的升压boost变换器

关键词 Boost变换器;斜坡补偿 ;UC3842

中图分类号TN86 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)83-0201-02

Boost变换器有很多优点,首先它结构比较简单,所以体积较小;又因为它具有较高的转换效率,所以它克服了传统串联型稳压电源能耗大的缺点。但它也有一些缺点:第一,变换器的输入、输出电流存在着脉动现象,这就对输入电源有着电磁干扰且输出有较大纹波的电流。所以实际应用时常加有电容作为输入,输出源的滤波器;第二,开关管发射极不接地,这使得驱动电路复杂化。这些都是限制升压Boost变换器在实际中的应用的主要因素。

总之,在Boost变压器自身的电路结构的基础上,结合PWM控制芯片的特点,再参考斜坡补偿的作用,设计出了的大功率输出且具有良好输出特性的升压电路结构。

1 电路原理分析和开关芯片的介绍

1.1 Boost变换器

Boost变换器是输出电压高于输入电压的一种升压电路,开关通的是直流。假设所有的器件都工作在理想的状态下,我们从变换器充电和放电这两个过程分析电路。

充电过程:开关闭合,开关可以用导线代替。电流从电感流过。这里二极管的作用是为了防止电容与地短路,击穿。由于电感的特性,电感上的直流电流会缓慢的增大,而随着电感中电流的增大,电感储存越来越多的能量。

放电过程:开关断开,相当于断路。由于电感具有阻碍其自身电流变化的特性,电感的电流值会由充电完毕时的电流值缓缓趋于零。而此时开关管已断开,电感通过输出电路开始对电容充电,那么随着充电的继续,输出电路中电容两端的电压就高于了输入电压。

总之,说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程。充电时,电感吸收能量,放电时电感放出能量。

1.2 UC3842控制芯片

UC3842 是一个PWM脉冲宽度可调的控制芯片,以下为其几个主要引脚的说明:

1脚接的是芯片内部误差放大器的输出端;2脚接的是反馈电压的输入端,使测得的电压与2.5V 基准电压进行比较,从而产生电压差值,达到控制输出脉宽的目的;3脚的作用是对电流进行检测;4脚接的是芯片内的振荡器,而振荡器的频率则由芯片外部连接的阻容时间常数决定,,5脚是接地端;6脚是空脚;7脚是直流电源供电端;8脚是内部自带5V 基准电压输出端。

UC3842芯片一般输入电源为15V,控制频率的电容值一般取10kΩ,电容值为3.3nF。

1.3 斜坡补偿

斜坡补偿基本上是在电流上迭加一个固定斜坡的信号。事实上,斜坡补偿的真正作用是使控制环更像电压模式控制。

2 电路设计及仿真结果图

参考文献

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