本节主要分享推挽(谐振)变换器建模,第一节分享的论文中对推挽变换器工作原理进行了详细讲述。建模内容较多,将按时分开更新。
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这里介绍两种常用的PWM调节器,型号分别为UC3825A和SG3525,它们的内部工作原理基本相同,包括内部供电、OSC、PWM调节、软启动、保护等单元。下面分别介绍UC3825A和SG3525内部工作原理与建模。
㈠ UC3825A High-Speed PWM Controller
⑴ Oscillator
振荡器实际是利用对电容充放电实现脉冲输出,Figure1中,PIN5内部为一个电流源。通过改变RT电阻值从而改变电容充电电流的大小。
结合图Figure2,假设振荡器需要工作为500kHz,RT取值为12kΩ,最大占空比D=0.5。参数计算方法如式(1)所示。
前沿消隐(LEB):在原边电流控制环路中,由于开关导通瞬间会有脉冲峰值电流,如果采样此时的电流值并进行控制,会因脉冲前沿的尖峰产生误触发动作,前沿消隐就是用于消除这种误触发隐患的。
振荡器与前沿消隐输出波形如图1所示。
图1 振荡器和前沿消隐仿真波形
Figure1原理图的仿真模型如图2所示。
图2 Figure1仿真模型
㈡ SG3525 PWM Controller
SG3525内部原理图
1、引脚功能介绍
pin1和pin2为误差放大器的反相输入和同相输入引脚;pin3为振荡器外接同步信号输入引脚;pin4为振荡器输出引脚;pin5振荡器定时电容引脚;pin6为定时电阻引脚;pin8为软启动时间设置引脚;pin9为PWM比较器信号补偿引脚;pin10为外部故障输入引脚;pin11为PWMA输出引脚;pin12为GND引脚;pin13为Vcc引脚;pin14为PWMB输出引脚;pin15为偏置电源输入引脚;pin16为输出电源基准。
2、工作原理
高频逆变器工作频率取fs=40kHz,
振荡器:一个双门限电压比较器,电压均取自于基准电源,其上门限制Vh=3.9V,低门限值Vl=0.9V,内部恒流源向CT充电,端电压Vc线性上升,构成锯齿波的上升沿,当Vc=Vh时比较器输出反向,充电过程结束,上升时间Trise=0.67RtCt。比较器动作后,放电电路工作,CT放电,Vc下降并形成锯齿波的下降沿,当Vc=Vl时比较器输出反向,放电过程结束,下降时间Tfall=1.3RdCt,完成一个工作周期。
3、建模
(1) 脉冲产生模块原理:利用电容的充电/放电特性,设置充电电压的上限与下限比较值,与比较器比较,结合SR触发器控制电容充放电时间,从而产生三角波和振荡器脉冲波形。
(2)PWM生成模块:结合第一部分工作时序波形和数字电路技术,设计数字电路,生成两路PWM驱动波形。
(3) 仿真输出波形
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