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功率MOSFET管驱动芯片UC3875

来源:小侦探旅游网


功率 MOSFET 管驱动芯片 UC3875

Unitrode 公司的 UC3875,它有 4 个独立的输出驱动端可以直接驱动四只功

率 MOSFET 管,见图 5,其中 OUTA 和 OUTB 相位相反, OUTC 和 OUTD 相位相反,而 OUTC 和 OUTD 相对于 OUTA 和 OUTB 的相位 θ是可调的, 也正是通过调节 θ 的大小来进行 PWM 控制的。

图 1 UC3875 芯片引脚图

UC3875 有 20 脚和 28 脚两种,这里仅介绍 PIN

20 脚的 UC3875 的管脚功能

功能

P IN

基准电压

1 0 1 1 1 2 1 6 1 7 1 8 1 9

VCC VIN

功能

1

VREF

电源电压

2

E/AOUT E/A -

误差放大器的输

出 误差放大器的反

相输入 误差放大器的同

相输入

电流检测

芯片供电

电源

3

PWRGND

电源地

4

E/A + C/S+

FREQSET CLOCK/SY

NC

SLOPE

频率设置

5

时钟/同

步 陡度

6

SOFT-START

软起动 输出延迟控制

7,15

DELAYSETA/B,C

/D

RAMP

斜波

14,13,

OUTA ~OUTD

输出 A~D

2

GND

信号地

9,8 0 PIN 功能

1 VREF 基准电压 10 VCC 电源电压 2 E/AOUT 误差放大器的输出 11 VIN 芯片供电电源 3 E/A- 误差放大器的反相输入 12 PWRGND 电源地

4 E/A+ 误差放大器的同相输入 16 FREQSET 频率设置端 5 C/S+ 电流检测 17 CLOCK/SYNC 时钟 /同步 6 SOFT-START 软起动 18 SLOPE 陡度

7,15 DELAYSETA/B,C/D 输出延迟控制 19 RAMP 斜波 14,13,9,8 OUTA~ OUTD 输出 A~D 20 GND 信号地

UC3875各个管脚的具体使用说明

管脚 1可输出精确的 5V基准电压,其电流可以达到 60mA。当 VIN 比较低时,芯片进入欠压锁定状态 VREF 消失。直到 VREF 达到 4.75V以上时才脱离欠压锁定状态。最好的办法是接一个 0.1μF旁路电容到信号地。

管脚 2为电压反馈增益控制端,当误差放大器的输出电压低于 1V 时实现 0°相移。

管脚 3为误差放大器的反相输入端, 该脚通常利用分压电阻检测输出电源电压。

管脚 4为误差放大器的同相输入端,该脚与基准电压相连,以检测 端的输出电源电压。

E/A (-)

管脚 5 为电流检测端,该脚为电流故障比较器的同相输入端,其基准设置为内

部固定 2.5V(由 VREF 分压)。当该脚的电压超过 2.5V 时电流故障动作, 输出被关断,软起动复位,此脚可实现过流保护。

管脚 6 为软起动端,当输入电压( VIN )低于欠压锁定阈值( 10.75V)时,该脚保持地电平, 当 VIN 正常时该脚通过内部 9μ A 电流源上升到 4.8V ,如果出现电流故障时该脚电压从 4.8V 下降到 0V,此脚可实现过压保护。

管脚 7、15 为输出延迟控制端,通过设置该脚到地之间的电流来设置死区,加于同一桥臂两管驱动脉冲之间,以实现两管零电压开通时的瞬态时间,两个半桥死区可单独提供以满足不同的瞬态时间。

管脚 14、13、9、8 为输出 OUTA ~OUTD 端,该脚为 2A 的图腾柱输出,可驱 动 MOSFET 和变压器。

管脚 10 为电源电压端,该脚提供输出级所需电源, Vcc 通常接 3V 以上电源,最佳为 12V。此脚应接一旁路电容到电源地。

管脚 11 为芯片供电电源端,该脚提供芯片内部数字、模拟电路部分的电源,

接于 12V 稳压电源。为保证芯片正常工作,在该脚电压低于欠压锁定阈值 ( 10.75V)时停止工作。此脚应接一旁路电容到信号地。

当电源电压超过欠压锁定阈值时,电源电流( IIN )从 100μ A 猛增到 20mA。 如果接一旁路电容,它就很快脱离欠压锁定状态。

管脚 12 为电源地端。其它相关的阻容网络与之并联,电源地和信号地应一点接地以降低噪声和直流降落。

管脚 16 为频率设置端,该脚与地之间通过一个电阻和电容来设置振荡频率,具体计算公式为:

f=4/ (RfCf )

管脚 17 为时钟 /同步端,作为输出,提供时钟信号;作为输入,该脚提供一个同步点。最简单的用法是:具有不同振荡频率的多个 UC3875 可通过连接其同步端,使它们同步工作于最高频率。该脚也可使其同步工作于外部时钟频率,但外部时钟频率需大于芯片的时钟频率。

管脚 18 为陡度端,该脚接一个电阻 Rs 将产生电流以形成斜波, 连接这个电阻到输入电压将提供电压反馈。

管脚 19 为斜波端,该脚是 PWM 比较器的一个输入端, 可通过一个电容 CR 连接到地,电压以下式陡度建立:

dv/dt=Vs/(RsCR)

该脚可通过很少的器件实现电流方式控制,同时提供陡度补偿。

管脚 20 为信号地端, GND 是所有电压的参考基准。频率设置端( FREQSET)的振荡电容 (Cf) ,基准电压( VREF)端的旁路电容和 VIN 的旁路电容以及 RAMP 端斜波电容 (CR) 都应就近可靠地接于信号地。

外围电路设计

图 2 UC3875 构成的移相全桥变换器

图 2 为 UC3875 构成的移相全桥变换器电路。在移相全桥开关电路中,驱动信号不仅要驱动桥的两个对角臂, 还要使两个对角桥臂的导通有一定的时间延时,有效占空比由图 7 所示的延迟时间控制。 由于两个桥臂的开关元件不是同时被驱动的,所以需要精确设置“移相”导通波形之间的延迟时间间隔,延迟时间间隔由谐振控制电路的电压回路进行调节,最终充当两个驱动信号的移相信号。

此时串联在变压器的上半桥或下半桥中的两个开关管均处于导通状态, 而变压器在开关管导通时刻的电压为零, 即变压器的初级处于短接状态, 并箝位初级电流保持原值。当半桥中的一个开关器件经适当的延迟时间后关断时, 变压器初级电流又流过该开关管的输出寄生电容,从而与开关管的漏极电压谐振且与电压反 相,使对角臂开关上的电压为零,从而保证了零电压开关工作状态。

图 3 移相全桥变换器工作波形图

控制电路设计

图 4 控制电路图

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