可多路獨立供電的半橋DC/DC變換器的設計
前級的R808和R809與穩(wěn)壓管構成一個啟動電路,觸發(fā)UC3825開始工作后,由反饋輸出OUT1自供電。PWM的調制波由R1和CT振蕩產生,RT、CT一般按式(1)及式(2)選取。
RT=3V/{(10mA)*(1-Dmax)} (1)
CT=(1.6*Dmax)/(Rt*f) (2)
式中:f=80kHz,為所取的頻率。
腳1(INV)、腳2(E/A)和腳3(HI)構成一誤差放大器,做為電壓反饋用,腳9(ILIM)為限流,腳8(SS)為軟啟動,腳11(0UTA)及腳14(0UTB)為輸出驅動信號。從圖3中可看出,UC3825功能比較全,外圍電路簡單,可有效減少PCB的布線與外圍元器件,提高了系統(tǒng)的可靠性。
2.3 驅動電路
MOSFET的驅動可采用脈沖變壓器,它具有體積小,價格低的優(yōu)點,但直接驅動時,脈沖的前沿與后沿不夠陡,影響MOSFET的開關速度。在此,采用了IR2304芯片,它是IR公司新推出的多功能600v高端及低端驅動集成電路,它具有以下優(yōu)點。
1)芯片體積小(DIP8),集成度高(可同時驅動同一橋臂的上、下兩只開關器件)。
2)動態(tài)響應快,通斷延遲時間220/220 ns(典型值)、內部死區(qū)時間1000ns、匹配延遲時間50ns。
3)驅動能力強,可驅動600v主電路系統(tǒng),具有61 mA/130mA輸出驅動能力,柵極驅動輸入電壓寬達10~20V。
4)工作頻率高,可支持100 kHz或以下的高頻開關。
5)輸入輸出同相設計,提供高端和低端獨立控制驅動輸出,可通過兩個兼容3.3v、5v和15v輸入邏輯的獨立CMOS或LSTFL輸入來控制,為設計帶來了很大的靈活性。
6)低功耗設計,堅固耐用且防噪效能高。IR2304采用高壓集成電路技術,整合設計既降低成本和簡化電路,又降低設計風險和節(jié)省電路板的空間,相比于其它分立式、脈沖變壓器及光耦解決方案,IR2304更能節(jié)省組件數量和空間,并提高可靠性。
7)具有電源欠壓保護和關斷邏輯,IR2304有兩個非倒相輸入及交叉?zhèn)鲗ПWo功能,整合了專為驅動電機的半橋MOSFET或IGBT電路而設的保護功能。當電源電壓降至4.7v以下時,欠壓鎖定(UVL0)功能會立即關掉兩個輸出,以防止直通電流及器件故障。當電源電壓大于5v時則會釋放輸出(綜合滯后一般為0.3v)。過壓(HVIC)及防閉鎖CMOS技術使IR2304非常堅固耐用。另外,IR2304還配備有大脈沖電流緩沖級,可將交叉?zhèn)鲗p至最低;同時采用具有下拉功能的施密特(Sohmill)觸發(fā)式輸入設計,可有效隔絕噪音,以防止器件意外開通。
如圖4所示為IR2304的連線圖,
可以看出,IR2304具有連線簡單,外圍元器件少的優(yōu)點。其中VCC由主電路中OUT2自供電,LIN和HIN分別接UC3825的兩個輸出端,VD要采用快恢復二極管,C1為濾波電容,C2為自舉電容,最好采用性能好的鉭電容,R1和R2為限流電阻。
2.4 保護電路設計
對于DC/DC電源產品都要求在出現(xiàn)異常情況(如過流、過載)時,系統(tǒng)的保護電路工作,使變換器及時停止工作。UC3825的保護電路設計也比較簡單,如圖5所示,
通過電流互感器得到的采樣電流,經過轉換后送到UC3825腳9(ILJIM),當電流超過預定值時,UC3825自動封鎖輸出脈沖,起到保護作用。
3 實驗結果及波形
圖6~圖9為樣機的部分實驗波形。
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