UC3842的斜坡补偿设计-综合电源技术-世纪电源网社区

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2021-1-27 14:55:38

前文《简述斜坡补偿》中已简单介绍了斜坡补偿原理，这里以UC3842芯片为例分析一下如何在实际电路运用斜坡补偿。

从原理到实际需要增加两步操作：

1、要产生一个补偿斜坡

2、对电流、电压信号进行转换

产生斜坡的方法可以通过PWM信号或者直接利用Rt、Ct震荡电路产生的三角波信号。

图1 两种斜坡产生电路

上图(a)从RtCt震荡电路出来的三角波经过一个三极管隔离，可以避免震荡频率受后级电路影响，上图(b)利用PWM信号产生三角波不会影响震荡电路，不过PWM信号的输出幅值不如参考电压Vref稳定。

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		2 boy59 boy59 离线 LV10 总工程师积分：16430 \| 主题：118 \| 帖子：2779 访问空间发消息积分:16430 LV10 总工程师 2021-1-27 14:58:49 倒数5
		在另一个帖子里《UC3842频率设计》里有分析Rt、Ct震荡电路原理及波形规律这里就不展开分析，内部震荡电路及波形.jpg (72.14 KB, 下载次数: 30) 下载附件 2021-1-27 14:57 上传图2 RtCt震荡电路原理图及波形震荡波是由RC充电及恒流放电两部分组成，因为在恒流放电同时Rt电阻仍然会充电所以波形会受到电阻Rt的影响，如上图2右侧波形所示同样的100kHz震荡频率，电阻Rt取值越小对应的斜坡（RC充电）斜率越大。 RC充电这一段（上升曲线）是PWM有效输出区域也决定了最大占空比Dmax，这里的Dmax只与电阻Rt有关，见下图：最大占空比与Rt.jpg (34.98 KB, 下载次数: 30) 下载附件 2021-1-27 14:58 上传图3 电阻Rt与最大占空的关系 RtCt震荡幅值恒等于滞回比较器的上下限之差△V=2.7-1=1.7V，再参考电阻Rt找出最大占空比则补偿斜坡的斜率为1.7V/Ton.Max 涉及到最大Dmax 顺便提一下次谐波震荡的危害，如果逐渐取消最大Dmax限制，见下图次谐波震荡危害.jpg (75.98 KB, 下载次数: 32) 下载附件 2021-1-27 14:58 上传图4 次谐波震荡等效降频最严重的次谐波震荡相当于开关频率降一半，带来的危害是纹波变大输出功率降低。回复 \| 举报 \|

			3 boy59 boy59 离线 LV10 总工程师积分：16430 \| 主题：118 \| 帖子：2779 访问空间发消息积分:16430 LV10 总工程师 2021-1-27 15:02:19 倒数4
			接下来需要解决电流、电压的转换问题。斜坡一般指的是电流信号而控制器处理的是电压信号所以需要通过采样电阻Rcs（或其它方法）将电流信号转换为电压信号。当电阻Rcs不同时斜率也会发生变化并且还有兼顾功耗及OCP（过流保护），所以一般会引入电阻Rramp用来调节补偿斜坡。以参考手册电路为例：电路.jpg (78.09 KB, 下载次数: 43) 下载附件 2021-1-27 15:01 上传图5 参考电路参考电路中跟斜坡补偿有关的有三点： 1、震荡波形 RtCt波形.jpg (22.42 KB, 下载次数: 34) 下载附件 2021-1-27 15:01 上传图6 RtCt震荡波形参考电路给出的参数震荡电路占空比接近1震荡周期为8.733uS，可得斜率约等于1.7V/8.523uS。 2、消隐电路用来消除由变压器等的寄生电容及输出二极管反向恢复等造成的电流前沿尖峰问题，消隐电路.jpg (55.59 KB, 下载次数: 34) 下载附件 2021-1-27 15:01 上传图7 消隐电路一般将消隐电路的RC截止频率设计为开关频率的3倍以上（尽量降低对电流波形的影响）。 3、隔直电容 RtCt震荡波叠加到采样电流上后会抬升采样电流导致OCP提前触发，增加一个隔直电容Cramp可以解决这一问题。隔直电容.jpg (45.88 KB, 下载次数: 36) 下载附件 2021-1-27 15:14 上传图8 隔直电容的效果对比根据参考资料中的参数计算如下： m1=VinRcs/Lm=750.75/1.5103=3.75104 m2=VorRcs/Lm=1270.75/1.5103=6.35104 m=(m2-m1)/2=1.3104 Vosc=1.7/8.523106=1.995105 Vosc/m=Rramp/Rcsf=15.343 Vosc/m2=Rramp/Rcsf=3.141 可知斜坡调节用的电阻Rramp与消隐电阻Rcsf之比在3.14~15.3之间，下面验证一下计算结果。临界斜坡补偿.jpg* (77.18 KB, 下载次数: 33) 下载附件 2021-1-27 15:14 上传图9 最小斜坡补偿仿真验证上图9仿真结果显示当两电阻比值＞15.2时发生次谐波震荡与计算结果非常接近。参考电路中给的参数Rramp/Rcsf =24.9/4.2=6:1可见参考资料取的是折中值。回复 \| 举报 \|

				5 anfe09 anfe09 离线 LV6 高级工程师积分：928 \| 主题：0 \| 帖子：43 访问空间发消息积分:928 LV6 高级工程师 2021-11-5 20:00:19 倒数2
				boy大 m2=Vor*Rcs/Lm 这个算的是Toff期间折算到原边斜率m是两个斜率不平衡的差值 Vosc是RTCT斜率 Vosc/m 和 Vosc/m2 为啥能=Rramp/Rcsf，有点不理解回复 \| 举报 \|

					6 anfe09 anfe09 离线 LV6 高级工程师积分：928 \| 主题：0 \| 帖子：43 访问空间发消息积分:928 LV6 高级工程师最新回复 2021-11-6 10:50:11 倒数1
					比如反射电压较高，导致Vosc/m2=Rramp/Rcsf=0.9，小于1了。这样设计参数有问题嘛输入24V，Dmax=0.55，反射电压24V，占空比，输出300V，用你给的方法算出来是Rramp/Rcsf= 17至1.7，TI手册里那个方法算出来是1.3左右回复 \| 举报 \|

			4 BingSun BingSun 离线 LV10 总工程师积分：10963 \| 主题：54 \| 帖子：1975 访问空间发消息积分:10963 LV10 总工程师 2021-1-27 15:56:20 倒数3
			还以为动手干了，还在纸上再谈谈。回复 \| 举报 \|