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D组+UC3843/42用于直流变换器拓扑控制总结(附带闭环控制仿真 )【已OK】

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荨麻草
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  • 2016-7-19 16:15:05
1.Buck-------------------------------------------------------------6楼
2.正激(单管、双管)----------------------------------------------10楼
3.有源嵌位正激(高边钳位、低边钳位及其同步整流)-------------17楼、32楼
4.反激--------------------------------------------------------------18楼
5.有源嵌位反激-----------------------------------------------------19楼
6.半桥---------------------------------------------------------------26楼
7.输入串联输出并联(ISOP架构)高压半桥------------------------28楼
8.硬开关全桥+同步整流---------------------------------------------34楼
9.移相全桥+同步整流-----------------------------------------------36楼、37楼
10.有限双极性ZVS全桥----------------------------------------------41楼
11.有源嵌位正反激及其同步整流------------------------------------42楼

12.串联谐振LLC-----------------------------------------------------30楼

。。。
补充用法:
A.基于UC3843实现多相交错------------------------------------------46楼


好久没在论坛冒泡了,刷一波存在感
如三楼的兄弟所言,几乎所有的PWM类变换器,均可以通过在UC384X的外围加一些简单的逻辑IC及驱动电路来实现,以前也发过仿真的帖子,但因为标题过于庞大,加上本人比较懒,只写了一部分:Simplis仿真应用http://bbs.21dianyuan.com/thread-233723-1-1.html
索性,本帖就把标题写小一点,介绍UC384X在经典拓扑控制中的应用,每个线路,各举一个设计案例,所有线路均已仿真的形式出现。争取有始有终。
此外,由于篇幅有限,不过多的讨论细节。。。如果对细节感兴趣,也好,我正在利用业余时间撰写一本《直流变换器电气仿真与设计优化》的应用笔记,里面会详细的讨论拓扑、环路、仿真、设计、工程应用等方面的细节。(本人很懒,我也不知道啥时候能写完,写完了也不一定有人看,有人看了也不一定感兴趣....)
上述仿真案例,摘自《直流变换器电气仿真与设计优化》一部分案例,再次强调,本帖不会讲的太详细。。。

【主要内容已基本OK,过程比较粗略,如果对仿真细节感兴趣,可在对应部分下方留言,我会抽空回复,共同学习,共同讨论,共同进步。谢谢关注!】


本帖最后由 荨麻草 于 2016-8-7 12:45 编辑

rise_sight
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  • 2016-7-19 16:26:32
 
期待中。。。。。
tanb006
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  • 2016-7-19 16:39:31
 
想用384X搞定所有的拓扑吗?理论上是可以的,期待中。
世纪电源网雪花
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  • 2016-7-19 16:44:42
 
等的花都谢了
xkw1cn
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  • 2016-7-19 17:27:31
 
真是急性子啊!才一个小时就不耐烦了楼主等大鱼呐!
荨麻草
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  • 2016-7-19 19:48:01
 
1.Buck
2.1.1一款5V/6A电流模式控制同步Buck变换器
1.规格要求
输入电压Vin:10.8V~16V
输出电压Vo:5V
输出电流Io:8A
基本要求:空满载切换具有良好的动态响应,效率不低于90%,纹波噪声≤50mVpp,输出电压启动过程中最好不要有过冲现象。
2.设计分析
直流变换器的设计,先关注静态指标,再关注动态指标。
静态指标:效率,对于5V/8A输出的应用,受限于目前的半导体技术,欲达到90%的效率,必须采用同步整流技术;纹波噪声,一般只要布局合理,输出LC选用合理,达到50mVpp的指标压力不大。
动态指标:主要涉及到负载动态响应以及启动特性,商业化的Buck控制器,采用的控制方式主要有:电压模式控制、峰值电流模式控制、平均电流模式控制、COT控制、V2控制等。几种控制方式各有优缺点,针对本设计而言,选用任何一种控制方式都是可行的。
UC3843是一款非常经典的峰值电流模式控制IC,下面以UC3843作为主控IC,在仿真环境下搭建同步整流线路,预测从启动到稳态,再到动态的的电路行为,并对电路结构进行优化设计。

3.基本电气功能验证
CMC Buck no AMP.png
图1.1  3843通过非门产生两路输出互补的PWM信号,开关频率200kHz,分别驱动Buck的主管和续流管,基本做法我在另一个SImplis仿真应用的帖子里介绍过了,此处不再赘述
,反馈部分采用UC3843内置的运算放大器,Type II补偿网络,采样主管开关电流做峰值采样信号,利用经典的斜坡补偿方法进行斜坡补偿。

CMC Buck no AMP-vo overshoot.png
图1.2 验证启动及稳态输出波形(环路已经经过优化,穿越频率20kHz,幅值裕量60°)。
4.设计优化
从图1.2可以看出,输出电压在启动过程中有过冲,为啥呢,原因很简单,没有软启动电路。控制直流变换器的启动波形的形状,大致与以下几处着手:1.环路响应速度----如图1.2所示,我们知道,对于UC3843构成的闭环Buck系统,其系统的给定,是UC3843内部运放同相端的2.5V基准,是个阶跃信号,基于经典控制理论知识,我们可以近似的得出如下结论,在保证相位余量的情况下,穿越频率越高,图1.2的启动过冲电压越小....这个不详细讨论,展开说来就扯远了,因为调整环路不是解决启动过冲问题的根本办法。
2.控制启动阶段电流环的基准,(即控制电压环误差放大器的输出电压,使其在启动阶段缓慢上升,进而使占空比缓慢展开)。具体到本电路上,就是控制UC3843的Comp引脚电压启动阶段的波形,只需要一个低成本的PNP三极管电路即可实现,如下图所示:
1.jpg

图1.3  控制电流环基准,做软启动控制


1.jpg
图1.4 满载输出启动波形,输出过冲得到有效控制。这种软启动的方式成本低,但它是一种听过控制电感电流而间接控制输出电压波形的方法,受负载影响:
1.jpg
图1.5  空载启动时,输出再次存在过冲现象。

3.直接控制电压环基准
在环路调好的情况下(穿越频率和幅值裕量足够),如果能控制电压环的基准缓慢上升,则输出电压可以有效地跟随电压基准的波形,进而实现比较理想的软启动效果。
1.jpg 1.jpg
图1.6  外置运放,并控制电压环基准波形,进而控制输出电压波形。
并且,输出电压波形不随负载的变化而变化:
1.jpg



本帖最后由 荨麻草 于 2016-7-19 20:36 编辑

hlp330
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  • 2016-7-19 20:12:59
 
变频的电路可以实现不?
荨麻草
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  • 2016-7-19 20:20:42
 
可以,将VREF与OSC引脚之间的电阻换成镜像电流源,控制镜像电流的大小,进而控制频率的高低----如果需要做闭环负反馈,将误差放大器的电压信号通过V-I变换电路转换成电流信号,传入镜像电流源即可.
荨麻草
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  • 2016-7-22 22:41:08
 
12  串联谐振LLC

UC3843是可以做LLC的,只不过要麻烦一些,以一个设计案例说明实现方法:

Vin:400V

Vo:24V

IO:12A

先贴仿真原理图以及关键点测试波形,有时间再探讨具体实现方法:

2.png
图12.1  基于3843实现闭环LLC控制的方法(参数随意取的)
1.jpg
图12.2  启动波形
3.jpg 4.jpg 图12.3  谐振腔关键点波形


1.jpg
图12.4  环路小信号分析
本帖最后由 荨麻草 于 2016-7-22 22:45 编辑

THTTH1982
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  • 2016-8-7 10:57:19
 
LLC 占空都是设定50的吗, 输出整流那里有一个电厂感,这个电感取多大的合适?
荨麻草
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  • 2016-8-7 12:42:06
 
1.对的,是用一个D触发器对UC3843的PWM信号做二分频处理,产生一组对称输出50%的占空比,然后通过HIP2101驱动芯片做死区,到MOS管的驱动信号死区是通过RCD调整的; 1.jpg
2.这个不是电感,是一个电流探头,测电流用的

本帖最后由 荨麻草 于 2016-8-7 12:48 编辑

THTTH1982
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  • 2016-8-11 09:40:39
 
我个人感觉,加了这么多的外部芯片,和外围成本加起来是不是会比专用的LLC芯片多呢.
荨麻草
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  • 2016-8-11 12:36:43
 
虽说这些外围芯片都不贵,但毫无疑问,加起来成本肯定会超过通用集成LLC控制器的...
这个仿真案例仅仅只是为了说明UC3843可以实现LLC控制...如果应用于工程中,唯一的优点(勉强能说得上是优点)是频率范围灵活可调。
另一方面,需要额外的OCP线路,也是一个阻碍该方法应用于工程实践的壁垒。
andywang
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高级工程师
  • 2018-1-8 14:04:46
 
@荨麻草,请问你是如何实现让UC3843出50%的占空比?请帮忙解释一下,谢谢!
直接用PIN4波形加到PIN3上,设置最大占空比为50%。但是你的原理图没有看明白。

anthony
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副总工程师
  • 2018-1-9 10:20:32
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好东西,谢谢!
知而行
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高级工程师
  • 2018-1-26 09:52:41
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楼主,请教下,你的D触发器从哪下载的,还是自己做的,能否发个链接用下?
李纪刚a
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本网技师
  • 2016-9-14 18:51:13
 
路过学习一下
zyzoops
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高级工程师
  • 2016-8-2 15:50:50
 
大神,求带。已经关注了!
YTDFWANGWEI
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  • 2016-8-11 11:10:56
 
顶楼的图及参数存在过充,直接在顶楼图上R4,也就是2.2k电阻两端,并联一个105电容串100欧姆电阻,你再仿真看看输出波形是否有改善?
jacobson
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高级工程师
  • 2016-11-26 22:19:26
 
试过了,过充更大,且不稳定了
jacobson
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高级工程师
  • 2016-11-26 21:38:52
 
按照楼主的参数,仿真了一下,但是在输入时12V的情况下,输出为0啊,是什么情况?

荨麻草
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  • 2017-1-11 18:17:45
 
可否上传源文件?
wtliu
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  • 2018-6-29 10:58:42
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楼主用啥软件仿真的,期待能上传仿真原文件。
Coming.Lu
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  • 2016-7-19 20:24:08
 
是该刷一刷存在感了。
荨麻草
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  • 2016-7-19 20:32:19
 
2.正激

2.1  单管正激(没什么好说的,隔离相当于隔离版本的Buck)
Vin:10~15V
Vo:24V
Po:200W
采用第三绕组复位,单管正激。


2.jpg 1.jpg
图2.1  单管正激基本功能验证电路(TL431 feedback )及启动波形验证
3.jpg 1.jpg


图2.2  单管正激启动波形优化电路(OP AMP feedback)及基本功能验证



2.2  双管正激变换器(原理比较简单,也没什么好说的,直接搭电路)
Vin:250V~420V
Vo:12V
Po:300W

计算功率级参数之后,设定变压器,电感,电流采样电路等参数,双管采用经典的变压器驱动方式,基本功能验证电路采用UC3844,输出二极管整流。
4.jpg 1.jpg
图2.3  双管正激基本功能验证电路

一般而言,12V/25A输出这种级别的电源,处于提升效率的考虑,需要采用同步整流技术,正激的同步整流驱动电路有许多种,大致包括自驱型、外驱型以及自驱和外驱相结合的混合驱动型,这些同步整流技术各有优缺点,下面以外驱型为例,将图2.3的二极管整流电路更换为同步整流线路:
5.jpg 1.jpg 2.jpg
图2.4  双管正激启动波形优化及同步整流控制电路及启动优化


本帖最后由 荨麻草 于 2016-7-21 20:41 编辑

xd285070
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  • 2016-7-19 23:56:07
 
把最后的同步整流原波形和同步管子时序画了哈,感觉把,整流管和续流管在关断的时候都和原波形有交叉,如果我没画错的话,要是搞成延迟导通,提前关断,就完美了
时序.jpg
荨麻草
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  • 2016-7-21 21:21:38
 
时序图是对的,与原波形交叉不是问题,出来的两路信号不交叉即可:
1.jpg
xd285070
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  • 2016-7-21 22:39:38
 
交叉吧,给我感觉就像用qr的同步IC,上到CCM状态。。。。
admin
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  • 2016-7-22 10:51:24
 
基于UC384X的8V到80V转4.2V的隔离DC/DC开关电源设计 http://bbs.21dianyuan.com/forum. ... 42472&fromuid=1
木木很-shy
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  • 2016-7-21 08:12:17
 
跟帖学习。。。
XIAOTU80
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  • 2016-7-21 08:15:59
 
用的啥仿真软件?PSPICE?
荨麻草
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  • 2016-7-21 21:21:54
 
Simplis
荨麻草
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  • 2016-7-21 20:53:53
 
3  有源嵌位正激

3.1 低边钳位(即P管钳位)
适用于低压输入场合,仿真电路搭建过程,在另一个帖子中提过,过程略。。。举一例:
Vin:36V~75V
Vo:5V
Io:40A
显然要用到同步整流技术,同步整流电路参考第2.2节双管正激同步整流驱动电路。P管为负压驱动,采用如LM5025/6的常规做法,做死区后利用电容和二极管产生负压。
1.png
图3.1  有源嵌位正激变换器(低边钳位)
1.jpg 2.jpg 3.jpg
图3.2  关键点波形




本帖最后由 荨麻草 于 2016-7-25 21:09 编辑

决战
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感谢版主,学得好多知识。
荨麻草
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  • 2016-8-27 15:47:17
 
努力成为一个仿真技术运用于电源设计的搬运工。
eric.wentx
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  • 2016-7-19 20:44:48
 
嗯,还不出来发霉了!
荨麻草
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  • 2016-7-25 21:31:11
 
3.2  高边钳位(即N管钳位)
适用于高压输入场合,驱动方式与不对称半桥类似,简单讲,高边MOS管驱动信号与主管驱动信号互补,同步整流驱动时序与普通正激一致,仿真电路搭建思路与低边钳位电路类似,举一例:

轨道交通DC-DC转换器:
Vin:60~166V
Vo:24V
Io:12.5A

采用常规的二极管整流技术,输出电感的计算与普通的Buck变换器无异,变压器匝比取5:3(或者玩极限一点,采用电压模式控制,将变压器匝比取到2:1),于是可以搭一个简单的原理性验证电路:
1.png 1.jpg
图3.3 高边钳位有源正激原理验证电路以及基本电气性能验证
1.jpg 2.jpg
图3.4  关键点信号波形


我们知道,有源嵌位正激的钳位电容Cclamp与变压器的励磁电感构成了一个讨厌的双零-双极点(Double zeros and poles):
1.jpg

图3.5  由Lm与Cclamp及Duty构成的双零-双极点

该双零双极点不是我们想要的,设计中应予以规避,通常Cclamp不超过0.1uF,变压器的励磁电感尽量取小一点,以不超过100uH为宜,简单研究一下,Lm的取值对功率级小信号的影响:
1.jpg
图3.6  励磁电感对环路小信号的影响



本帖最后由 荨麻草 于 2016-7-25 21:36 编辑

幻影觉123
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荨麻草大师,能分享下ACF扫描的Simplis仿真文件吗
djf390
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不得了了,大牛们在这聚首了
Origins
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楼主,到时候能不能加点数字控制进去?
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术业有专攻,不熟悉的领域,不敢胡说八道。。。
荨麻草
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4  反激

1.png


荨麻草
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5  有源嵌位反激

1.png
Origins
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硬开关全桥是否采用的是通常所说的双极性控制?也想问下双极性控制和移相控制对于变压器设计有和不一样?
荨麻草
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硬开关全桥属于对称控制....有限双极性控制指是四个管子的驱动信号,有两个管子的占空比固定为0.5,另外两个则是PWM脉宽可调的。至于普通全桥与移相全桥的变压器,个人理解,相同功率等级条件下,多半情况下是可以互换的,不过移相全桥考虑到ZVS的范围,一般倾向于把变压器的励磁电感取小一点。
荨麻草
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  • 2016-7-22 12:28:48
 
6  硬开关半桥

硬开关半桥的上下管驱动信号对称,同步整流管的驱动信号则分别与上下管的驱动信号互补。因此,若使用UC384X控制半桥,首先要产生一组对称输出的PWM波,其中一种思路为,先倍频,再分频成一组占空比为0.5的互补方波,原始信号通过与门芯片,与这组互补方波分别相与,于是就产生了一组占空比可调的对称输出的PWM波,具体实现方法如下:
1.jpg
图 6.1  利用D触发器将UC3843的输出信号二分频,通过双与门芯片,分别产生对称输出的信号A和B,同步整流信号的产生,与前面几个小节的做法类似,不再赘述,举个设计案例:

Vin:200V~400V

Vo:24V

IO:25A

一般情况下,半桥多采用电压模式控制,问题来了,如何利用峰值电流模式控制的芯片UC3843做电压模式控制?
其中一种方法是,利用PWM信号整形,通过RCD整形,得到RAMP信号。
3.png
图 6.2  电压模式控制半桥变换器(副边采用全桥同步整流)
2.jpg
图6.3  启动波形

1.jpg
图6.4  Open loop Gain
本帖最后由 荨麻草 于 2016-7-22 18:18 编辑

YTDFWANGWEI
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  • 2016-8-11 11:14:32
 
384X做电压型控制,将4脚的震荡波形分压引入3脚不就可以了吗?
荨麻草
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  • 2016-8-11 12:10:17
 
恐怕不行,因OSC的幅值和形状是确定的,那样做,无法实现占空比调节
YTDFWANGWEI
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  • 2016-8-11 13:41:46
 
电压型控制,不就是误差放大器输出跟固定的三角波进行比较,控制占空比吗?
荨麻草
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  • 2016-8-11 13:51:30
 
原理上是这样的,而且一般的电压模式控制芯片也是这样做的。
但是3843作为峰值电流模式控制IC,内部的比较器是三角波的峰值与误差放大器的输出相比较,三角波的峰值不改变,占空比就无法改变。所以三角波发生电路要从PWM信号取,PWM宽度改变,三角波的峰值跟着改变。

YTDFWANGWEI
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  • 2016-8-11 14:32:25
 
我想你的理解是错误。不是三角波的峰值与误差放大器的输出,而是3脚信号与误差放大器进行比较。只不过我们电流型控制,当驱动信号关闭后,没有了电流信号,所以你看到的好像是误差放大器输出与三角波的峰值进行的比较。
按照我说的,三角是固定三角波,当3脚低于1脚(有分压,但是这里这样描述简单),有驱动信号,当3脚等于1脚,驱动关闭,此时3脚及时高于1V,又有什么问题?没有任何问题,不信你可以仿真一下。
荨麻草
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  • 2016-8-11 14:42:31
 
我觉得我的理解应该是没错的,不过用OSC信号作为三角波发生信号的思路可以探讨一下,下班后试一试 本帖最后由 荨麻草 于 2016-8-11 14:51 编辑

YTDFWANGWEI
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  • 2016-8-11 16:17:23
 
你的理解应该是错误的,如果你测试过带斜坡补偿的3脚的波形,你就会明白我的意思。带斜坡补偿的波形,在驱动信号关闭后,3脚是仍存在信号的,当然调整参数,可以让这个信号幅度高于误差放大器输出。
荨麻草
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  • 2016-8-11 15:25:42
 
姜还是老的辣,虽然我还没想清楚原因,但王工说的这种方法是可行的
2.jpg

1.jpg
3.jpg




YTDFWANGWEI
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  • 2016-8-11 16:26:56
 
其实道理很简单,并不是误差放大器输出与电流信号的峰值进行比较(当然实际中是这样,但我们拿一个别的东西代替这个电流信号一样可以),驱动信号发生时刻没有问题,是一个震荡的开始时刻,但什么时候关闭呢?是3脚高于1脚就关闭,注意,无论3脚是什么无论是一个固定的三角波还是一个电流信号,只要这个店高于误差放大器,驱动就关闭,那么就好分析了。
假设原来是电流型控制,达到稳态后,误差放大器输出是一个固定值,当一个脉冲结束,我们将电流信号换成我说的固定的三角波,脉冲开始这个三角波开始从零开始增加,在低于误差放大器之前,RS触发器不动作,当三角波达到误差放大器的值后,RS动作关闭驱动信号,此时,三角波幅值继续增加,但此时已经没有任何影响了。
荨麻草
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  • 2016-8-12 09:15:59
 
想了想,还是我理解错了,多谢王工
andyxly
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  • 2019-3-17 15:34:50
  • 倒数4
 
这个D触发器在simplis仿真器下面,根本不能用啊? 版主你是在哪里添加的?
andyxly
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最新回复
  • 2019-4-9 22:04:10
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楼主能不能帮我看看,分成两路互补PWM了,我做半桥硬开关,为啥我的波形是这样的。 12V10A-V2.0-graph.png
捕获.PNG
荨麻草
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  • 2016-7-22 18:47:50
 
7.输入串联输出并联(ISOP架构)高压半桥

输入串联输出并联变换器,常用于高压输入场合,该线路架构最大的优点是将功率半导体的电压应力降低一半。
众所周时,寄生参数的缘故,串联的两组变换器输入阻抗很难做到相等,因此输入串联面临均压问题,根据公开的文献,解决输入均压的方法大致有三种(具体哪三种,我也不知道,可参考南航的两篇硕士学位论文,文中有比较详细的介绍)。。。最简单的一种输入均压方法是等占空比控制法。简单讲,就是两组变换器相同位置的开关管同步导通关断,实现自动均压。


举一个设计案例:
Vin:400~1000V
Vo:24V
Io:50A


这里采用半桥拓扑,接成ISOP架构,输出采用同步整流,在第6节半桥变换器的基础上,基于UC3843,搭建基本电路(先将两相功率级参数设定的完全一样),基本电气性能通过后,我们再研究寄生参数对系统动态及稳态的影响。
3.png 1.jpg
图 7.1  基于UC3843搭建ISOP架构高压半桥,副边全桥同步整流,并验证基本电气性能。
liaozhaocheng
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  • 2016-7-22 19:52:39
 
学懂这一贴,就可以出山了。
one-piece
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  • 2016-7-25 15:46:41
 
大神又开课了!
荨麻草
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  • 2016-7-25 21:37:27
 
荨麻草
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  • 2016-7-29 21:12:05
 
8 硬开关全桥+同步整流
与半桥的控制方法类似,不再赘述,举一设计案例:

Vin:200~400V
Vo:28V
Io:18A

采用峰值电流模式控制,输出全桥同步整流:
3.png
1.jpg 2.jpg
lvxingzhe
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  • 2016-7-30 19:19:40
 
厉害!
荨麻草
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  • 2016-7-31 19:32:11
 
9.移相全桥+同步整流

移相全桥的特点是:原边四个管子,对角同时导通向副边传递(严格来说,还要算上占空比丢失)。四个管子的驱动信号占空比均为50%,且两两互补。如何用UC3843实现移相呢?(事实上任何一款PWM芯片都能做移相全桥,不局限于3843)

其中一种思路:沿用前面讲的硬开关全桥/半桥的控制方法,用两个D触发器,分别取UC3843 PWM输出信号的上升沿和下降沿,生成两组0.5占空比对称输出的方波,做个死区,然后进行驱动放大,驱动MOS即可。举一例:

Vin:200~420V
Vo:13.8V
Io:145A

2kW级别的充电机,考虑成本和宽输入范围,移相全桥是常用的拓扑。进一步,若考虑效率,需要同步整流。
按照上面的思路,基于UC3843搭移相全桥及其同步整流的控制线路。

6.png
图9.1  移相全桥全波整流原理图
5.jpg
图9.2  启动
4.jpg
图9.3  关键点波形
本帖最后由 荨麻草 于 2016-8-4 09:53 编辑

何仙公
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  • 2016-8-1 17:10:25
 
我硬着头皮看下去,感慨道:楼主,你懂的
荨麻草
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  • 2016-8-3 21:05:52
 
9. 移相全桥+同步整流(续)

进一步考虑,145A的电流,对变压器和电感的线圈绕线、散热、结构等,是个不小的考验,应当考虑倍流整流,或者采用原边串联副边并联的方式。

1.png
图9.4  原理图
1.jpg
图9.5  启动
2.jpg
图9.6  移相全桥的占空比丢失现象
本帖最后由 荨麻草 于 2016-8-4 09:12 编辑

荨麻草
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  • 2016-8-3 21:29:29
 
奇怪,图片怎么上传不了?
XIAOTU80
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  • 2016-8-20 06:53:15
 
各种仿真电路都挺全的
没有飞过的天空
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  • 2017-3-7 22:02:39
 
楼主 这是车载DCDC的方案呀  
荨麻草
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  • 2016-8-4 11:25:08
 
10. 有限双极性ZVS全桥

关于这种拓扑的控制方法介绍,可参考Intersil的ISL6752/54系列的应用笔记及数据手册,同为软开关拓扑,与移相全桥不同的是,有限双极性全桥的两个桥臂上管固定50%的占空比,下管则是PWM脉宽调制,进而调节输出电压。从驱动控制上看,有限双极性的控制方式,更像是移相控制与普通PWM方式控制的结合。
用3843实现,我们可以从前面的硬开关控制全桥和移相控制全桥找一些灵感。

采用一个D触发器,二分频处理,产生一组50%占空比的方波,控制全桥的两个上管,用两个与门芯片,产生两路对称输出的PWM信号(注意死区问题),驱动两个下管。

举一例:
Vin:200~420V
Vo:13.8V
IO:110A

功率级电路的设计方法与移相全桥几乎一样。
2.png
图10.1原理图
1.jpg
图10.2 启动
3.jpg
图10.3  驱动波形
4.jpg
图10.4  开关管电流波形以及谐振电感电流波形
本帖最后由 荨麻草 于 2016-8-4 12:23 编辑

荨麻草
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  • 2016-8-4 11:32:27
 
11 有源嵌位正反激及其同步整流

控制方法与有源嵌位正激、不对称半桥、有源嵌位反激类似。在下面两个帖子中聊过,不再重复。
http://bbs.21dianyuan.com/forum. ... p;page=1#pid1052957

http://bbs.21dianyuan.com/forum. ... p;page=1#pid1040155


本帖最后由 荨麻草 于 2016-8-4 11:35 编辑

admin
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  • 2016-8-4 14:58:53
 
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THTTH1982
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  • 2016-8-7 10:51:31
 
6楼电路 空载电流是多大,仿仿看
荨麻草
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  • 2016-8-7 13:00:12
 
空载输入电流(注意输入没有加LC滤波器)的有效值和平均值,供参考:
1.jpg
荨麻草
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  • 2016-8-7 12:27:44
 
补充用法
A。  UC3843做多相交错

根据UC3843的数据手册,RT/CT引脚可通过外部信号进行同步控制,基于该原理,我们可以将UC3843拓展到多相交错并联应用。
1.jpg
图A1 外部时钟同步信号

以两相交错并联Buck为例(当然,1楼列举的例子同样可实现多相交错),如图A1所示,在外部同步信号的作用下,UC3843的PWM信号与外部时钟信号是同步的,如果用两个错相180度的外部时钟信号分别控制两片UC3843,便实现了交错控制(同理,三相,四相...n相,分别让外部时钟信号错相360°/n即可)。这里我们用D触发器通过分频的方式,产生两路错相180°的外部时钟信号:
3.jpg 2.jpg
图A2  利用D触发器产生错相180°的同步信号

应用于电路,举一例:
Vin:12V
Vo:5V
Io:16A

两相交错并联,通常采用峰值电流模式或者平均电流模式,共享电压外环,电流内环独立,原理上就实现了自动均流,以UC3843为例:
1.png
图A3  UC3843实现两相交错Buck
4.jpg
图A4 启动波形
5.jpg
图A5  驱动信号错相
6.jpg
图A6  电感电流错相
本帖最后由 荨麻草 于 2016-8-7 12:37 编辑

nc965
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  • 2016-8-7 16:21:25
 
嗯,不错
大道至简
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  • 2016-9-26 08:35:28
 
版主可以把仿真文件放上来哈,让大家也玩下
幻影觉123
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高级工程师
  • 2018-6-7 21:49:46
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            荨麻草大师,你的这个UC3842做的交错并联BUCK仿真文件能分享下吗
JamesHacker
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  • 2016-8-7 23:20:49
 
用3842搞这么多东西,菊花一紧,楼主受我一拜
wenchaokuan
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  • 2016-8-8 09:59:55
 
你喜欢用这仿真,这仿真建模容易。UC38系列其实做了不少的东西。
荨麻草
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  • 2016-8-8 10:55:19
 
384x是大部分流行于市面的PWM控制器的鼻祖,既然是鼻祖,按理说,就应该能实现绝大部分直流变换器的控制。
纯粹个人爱好,研究一下...实际产品开发中,不会这么干的,一般实际用什么芯片,就用什么芯片模型去仿,实在没有合适的模型,才考虑用384x去搭
康雨涵
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  • 2016-8-12 20:53:18
 
零极点是如何判断的(目测的方式,除了本身的属性判断),在环路补偿时候,比如我想加个零点或者极点,经典的431+817,在采样电阻并电容,或者串电容,
荨麻草
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  • 2016-8-12 21:49:48
 
我是估算的,这玩意儿调多了,基本就是凭感觉。
以前写的,供参考(从mathcad导出的,格式有些乱):
Mathcad - Loop compensation modified.pdf (1.15 MB, 下载次数: 932)
康雨涵
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  • 2016-8-12 22:32:39
 
用兵如神,草兄境界高深
jacobson
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  • 2016-11-26 22:31:31
 
太厉害了,真希望能跟你学习一段时间
ckj_ck
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  • 2016-8-19 12:59:05
 
大赞,顶
3843的确是个很方便的PWM Controller,对于仿真来说
ckj_ck
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  • 2016-8-19 13:01:55
 
其实老胡,你都把3843做到这地步了,干脆都可以直接把3843直接去了(因为对于某些拓扑,有3843里有某些东西多余了),稍微加一点电路,就能完全用自己的逻辑来实现了,关键是不用现成的控制模型,而用自己搭建的,仿真速度真能快不少,每个地方全部能自己调控,爽的不行
本帖最后由 ckj_ck 于 2016-8-19 13:03 编辑

荨麻草
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  • 2016-8-19 21:37:08
 
多谢建议,然而那样就跑题了……本帖从一开始就是着眼于产品级别的虚拟原型机验证(除驱动电路需要额外设计,其余的器件,如非门,与门,触发器,是可以直接买到的),而不侧重原理性的研究,也就是说,本帖力求直接照搬上面的电路就能搭实物,并且能work,如果考虑产品化,再加一些保护线路即可。如果拿掉3843,实物怎么搭呢?
ckj_ck
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  • 2016-8-21 19:47:46
 
嗯,这个的确
薛定谔的哈士奇
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  • 2016-9-7 12:35:14
 
等着你的《直流变换器电气仿真与设计优化》,太需要这本书了,期待您能早点让这本书面世。
荨麻草
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  • 2016-9-11 21:52:12
 
谢谢关注,保守估计,至少需要两年。
大小肖
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本网技工
  • 2017-6-6 11:06:39
 
什么时候出书,另外仿真源文件能否发一下,好好学习!
xkw1cn
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  • 2016-9-26 03:16:35
 
总结的不错!不知道有没有384X做PFC的。
荨麻草
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  • 2016-9-27 09:55:04
 
原理上是可以的,不过需要一个硬件乘法器,太复杂了,划不来。。。
李纪刚a
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本网技师
  • 2016-9-28 22:31:42
 
好好学习一下
西安龙腾技术宅
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LV3
助理工程师
  • 2016-9-26 15:21:39
 
说实话,我觉得你的分析的东西很有用
荨麻草
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版主
  • 2016-9-27 09:55:59
 
谢谢关注
haozi157
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LV1
本网技工
  • 2017-1-10 14:23:40
 
期待
ThaisenRen
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LV6
高级工程师
  • 2017-1-13 11:34:17
 
大神,好厉害,收藏了
cgf_nhb
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LV3
助理工程师
  • 2017-1-21 09:38:30
 
武汉杭久电气有限公司成立于2013年元月,位于武汉市东湖新技术开发区东二产业园内,是集研发、生产、销售为一体的高新技术企业,拥有现代化的生产厂房和专业的生产及检验设备,拥有一流的研发团队,是中国电源学会会员单位。公司产品主要包括以下四大类:交直流电路保护产品;特种电源产品;测检与监控产品;特种电感、变压器产品。以上产品拥有25项实用新型专利,5项发明专利,具有完整的知识产权,目前已全部应用于国内新型舰船中,其技术先进,国内领先,功能齐全可靠,用户反映良好。
   交直流电路保护产品主要有:混合型限流快速断路器;混合型限流快速熔断器等。产品广泛地应用于风能、太阳能等新能源及轨道交通等短路电流较大的直流电力系统场合。此类产品国内首创,国际领先,已远销海外。
   特种电源及电气自动化产品主要包括:变频电源;充电机;无功补偿装置;消磁电源;交直流配电柜及试验台架等。产品广泛应用于舰船、石油、铁路、电力、汽车、高等院校等特殊领域。产品特点为非标,可根据客户的要求研发、设计、生产。
   检测与监控产品主要包括:电力监控系统;CAN总线智能化仪表;现场检测模块;锂电池管理系统;电力综合测试台;便携式检测仪等。
   特种电感、变压器产品主要包括:特殊用途和特殊材料的变压器和电感产品;电磁兼容产品等。
   公司长期为广大军工单位、科研院所及电源设备厂家提供设计、生产。
   公司拥有完备的ISO9001质量体系,是多家军工企业的合格分承制方。
联系电话:13367295792 杨
qq:171669167
欢迎广大顾客前来选购定制








寻觅_123
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LV4
初级工程师
  • 2017-3-8 14:05:04
 
帖子不错,值得学习!
aa20897
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LV7
实习版主
  • 2017-5-16 23:18:58
 
楼主你的仿真文件能上传一下吗?对着你的仿真文件一个一个分析一下,看看发现啥问题再回来讨论一下
幻影觉123
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LV6
高级工程师
  • 2018-4-1 16:24:45
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赞,同样期待荨麻草大师的仿真文件
andyxly
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LV6
高级工程师
  • 2019-3-17 17:04:39
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你好,我用UC1825搭了一个半桥,仿真老是出差。
我注意到,你前面用UC3854搭的半桥,里面用了D触发器产生两路PWM,但是那个D触发器不是simplis下面的,这个是在哪里添加?

我是上传一下电路,你帮我看看是怎么回事. UC1825.zip (19.71 KB, 下载次数: 0)
zxs2000
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LV6
高级工程师
  • 2019-3-31 15:47:00
  • 倒数2
 
谢谢分享                           
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