一种高频开关电源的设计方法

管脚功能如下：1脚（Vref），基准电压；2脚（E/A OUT），误差放大器的反相输出；3脚（E/A-）误差放大器的反相输入；4脚（E/A+）误差放大器的同相输入；5脚（C/S+）电流检测；6脚（SOFRSTART）软起动；7脚（DELAY SET C/D）输出延迟控制；8脚（OUT D）输出D；9脚（OUT C）输出C；10脚（Vcc ）电源电压；11脚（ Vin）芯片供电电源；12脚（PWR GND）电源地；13脚（OUTB）输出B；14脚（OUTA）输出A；15脚（DELAY SETA/B）输出延迟控制；16脚（FREQ SET）频率设置端；17脚（CLOCK/SYNC）时钟/同步；18脚（SLOPE）陡度；19脚（斜波）20脚（信号地）。

1.2.1.2 UC3875的工作

1脚输出+5V基准电压，可作为内部或外部电路的其他元件的电源。2脚作为电压反馈控制端，当引输出信号高到一定值时，由内部RS触发器及门电路作用使C输出与A输出反相，即A、C输出信号移相180度；同样，当引脚2输出信号低于1V时，通过内部RS触发器及门电路作用使C输出与A输出同相，即A、C输出信号移相0度。可见通过控制引脚2端的输出可以控制A、C间相位在0~180度之间变化。B、D的工作原理与A、C相似。 3脚作为误差放大器的反相输入端，通常利用分压电阻检测输出电源电压。4脚作为误差放大器的同相输入端，和1脚基准电压相连，检测3脚的输出电源电压。5脚作为电流检测端，其基准设置为内部固定2.5V（由 分压），当电压超过2.5V时输出即被关断，软起动6脚复位，即可实现过流保护。7脚和15脚作为输出延迟控制端，通过设置该脚对地之间的电流来设置死区，加在同一桥臂两管驱动脉冲之间，以实现零电压开通时的瞬态时间。8、9、13、14脚作为输出端，可驱动MOSFET和变压器。10脚作为电源电压端，为输出级提供所需电源。11脚 作为芯片供电电源，为芯片内部数字、模拟电路部分提供电源，内部有欠压锁定电路，其开启阈值为10.75V，关闭阈值为9.25V。开启和关闭之间有1.5V的回差，可有效防止电路在阈值电压附近工作时的跳动。16脚作为频率设置端，需外接电阻和电容来设置振荡频率。17脚作为输出时，提供时钟信号；作为输入，提供同步点。18脚作为陡度端，需外接一个电阻以产生斜波。19脚作为斜波端，需外接电容到地。20脚作为信号地，是所有电压的参考基准。

1.2.2控制电路

控制电路的原理图主要部分如图3所示。

图3 控制电路原理图

UC3875的核心是相位调制器， 其13脚B输出信号与14脚A输出信号反相， 9脚C输出信号与8脚D输出信号反相， 这四个驱动信号经扩流后由驱动变压器去驱动 ～ MOS管。相位控制的特点体现在UC3875的四个输出端具有相同的驱动脉冲分别驱动A／B、C／D两个半桥，通过移相错位控制有源时间，使全桥的四个开关轮流导通。每个输出级导通前都有一个死区，而且可以调整死区时间。在该死区时间内确保下一个功率开关器件的输出电容放电完毕，为即将导通的开关器件提供电压开通条件。因此，每对输出级（A/B，C/D）的谐振开关作用时间，可以单独控制。在全桥变换拓扑模式下，移相控制的优点得到最充分的体现。UC3875在电压模式和电流模式下均可工作，并具有过电流关断以实现故障的快速保护。图4为移相控制全桥电路的控制波形。

图4 移相控制全桥电路的控制波形

移相控制全桥电路的控制方式有以下几个特点：

（1）在同一开关周期Ts 内，每一个开关的导通的时间略小于Ts /2，而关断时间都略大于 Ts/2。

（2）同一个半桥中上下两个开关不能同时处于通态，每一个开关关断到另一个开关开通都要经过一定的死区时间。

（3）比较互为对角的两对开关T1 、T2 和 T3、T4 开关函数波形， T1的波形比T2 超前0～Ts /2时间，而T3 的波形比 T4超前0～ Ts/2时间，因此 T1和T3 称为超前桥臂，而 T2和 T4称为滞后桥臂。

2.结束语

本文介绍了由UC3875芯片作为控制电路的2KW移相控制全桥变换（PSC FB ZVS-PWM）软开关电源，由于开关管在ZVS条件下运行，可实现高频化，而且控制简单，性能可靠，适用于大功率场合。且能保持恒频运行，就不会同时出现大电压、大电流，减少了开关所受的应力，实现了高效化。大大减小了电源的体积。