电路工作原理

该芯片内部电路如图4-2所示。它由振荡器、PWM 比较器、限流比较器、过流比较器、基准电压源、故障锁存器、软启动电路、欠压锁定、PWM锁存器、输出驱动器等组成。我们将详细介绍各部分的情况，以理解开关电源芯片的工作原理。

(1振荡器

振荡电路如图4-3所示。UC3823A、B和UC3825A、B内部都有一个锯齿波振荡器。锯齿波上升沿的斜率由RT 、Cr决定，确定RT、CT的方法是:首先根据要求的最大占空比Dmax、选择RT，再根据要求的频率以及RT和 Dmax选择CT 计算公式为:

RT的最佳阻值应为1～10k2之间,Dmax应大于70%。

在实际的开关电源应用中，RT选为6.65k ，CT选为2nf，工作频率为20OKHZ.。

(2)上升沿封锁

上升沿封锁工作波形如图4-4所示，UC3823A、B和UC3825A、B采用固定频率脉宽调制。UC3823A、B的两个输出端可同时输出脉冲，输出脉冲的频率与振荡器频率相等，脉冲占空比可在0%~100%内调整。UC3825A、B的两个输出端交替输出脉冲，因此，每个输出端输出脉冲的频率是振荡器频率的1/2，振荡器的频率为200KHZ，所以输出PWM-脉冲的频率为100KHz，输出脉冲占空比在0%~一50%以内调整，实际桥式变换器的应用中一般达不到50%，因为桥式变换器在PWM脉冲的占空比为50%时，由于功率管截止时间的问题，使得桥臂容易短路，这在以后的部分将详细介绍。

为了限制最大占空比，在振荡电容放电期间，内部时钟脉冲对两路输出进行封锁。在时钟的下降沿，输出端为高电平。输出脉冲的下降沿由脉宽调制比较器、限流比较器和过流比较器联合控制。

通常，脉宽调制比较器检测出斜坡电压与控制电压(误差放大器输出电压)的交点，并且在该交点处，终止输出脉冲。因为采用了上升沿封锁，在脉冲前沿的一定时间内，脉宽调制比较器不起作用。这样，开关电源的固有噪声就能被有效的抑制。同时，由于采用了输出脉冲上升沿封锁，脉宽调制器的斜坡输入就不需要再经过滤波。

为了调整上升沿封锁时间，CL.K/LEB脚应接入电容C，这样，输出脉冲前沿封锁时间就由电容C和内部10k电阻确定的放电时间来决定。

为了更准确控制前沿封锁时间，可在外部并联一个2k 2 (2%)电阻R。前沿封锁时间可由下式计算:

t LED-0.5×(R/ /10k)XC式中，外接电阻R不能小于2kS2 。

上升沿封锁也适用于限流比较器。上升沿封锁之后，如果限流(ⅠLIM)脚的电压超过1V，输出脉冲就终止。但是，过流比较器不能采用前沿封锁。这样，才不会囚为前沿封锁而延长保护时间，从而可以及时捕捉过流故障。在任何时间，只要限流(I LIM)脚的电压超过1.2V,故障封锁就起作用,从而使输出端变为低电平。为此，在限流(Ⅰ LIM)脚需接入噪音滤波电容器。

(3）欠压锁定、软启动以及故障处理

软启动和故障处理波形如图4-5所示。软启动是通过软启动(SOFT, START)脚的外接电容实现的。接通电源后，软启动脚外接电容放电,该脚处于低电平，误差放大器输出低电平，开关电源无输出电压。当9uA 的内部电流源给软启动脚外接电容充电时，误差放人器输出电压逐渐升高，直到闭环调节功能开始T.作，开关电源输出电压逐渐升高到额定值。一旦限流(I LIM)脚的电平超过1.2V，故障锁存器置位，输出脚变为低电平;同时，软启动脚外接电容以250uA的电流放电。在软启动电容放完电后，限流脚电平降到1.2V以下时，故障锁存器就不输出脉冲。这时，故障锁存器复位，芯片开始软启动过程。

在软启动期问，万一故障锁存器置位，输出会立即中止。但是软启动脚外接电容在充足电之前不会放电。这样，在故障连续出现的情况下，输出就会出现一个间断期。

(4)大电流输出电路

功率MOSFET 驱动电路如图4-6所示。UC3825推拉式输出电路的每个输出端都可输出峰值为2A的电流。该输出电流在20ns内可使1000pF电容两端的电压上升15V。采用独立的集电极电源Uc和功率地线PGND 脚，能够减小大功率门极驱动噪声对集成电路内模拟电路的干扰。每个输出端(OUT)到Uc和 PGND之间，都应加入一只3A的肖特基二极管(IN5120，USID245或相同性能的器件),如图4-6所示。该二极管可将输出电压的幅值钳位在电源电压，这对任何电感性和电容性负载都是必要的。

4.3UC3825的调试

UC3825是开关电源控制电路的核心，通过前面的介绍，我们知道，这种PWM集成控制器集成了很多的功能,以前需要用分立单元完成的功能，现在都可以通过UC3825来完成，它的-般用法如图5-7所示。

图4-7中，VREF为参考电压，在我们设计的开关电源电路中的用途是供给线性光耦合器控制部分的电压;RT和CT用来调节 PWM的最人占空比Dmax和振荡频率;输入是从端口2进入，OutA和OutB是PWM信号的输出端口，信号的幅值由端口13的vc决定。OutA和l OutB输出的两个PWM信号是相互之间有死区时间的互补信号。通过实验我们测得端口2的数值范围为:0.945V~一2.132V，根据系统的具体情况，最大占空比我们设计为Dmax—40%，因为功率MOSFFT的截止时间比导通时间长，如果Dmax过大，将会导致桥臂短路的情况。

通过实验可知,UC3825的2脚输入和outA.、outB输出的PWM脉冲信号的占空比是满足线性关系的。具休实验数据如表4-1所示。我们定义UC3825的2脚输入为v2,输出的PM信号占空比为D。从表41中的数据可以看出,端口2的数值范闹为:0.945V~-2.132v，而 PWM脉冲信号的占空比在0%~-40%之间变化，与上述的结论是吻合的。