山特UPS 1-3K架构说明正式版(2)

1053NN架构说明

由于变压器的初级和次级绕组极性相反，因此二极管反相偏压，没有能量转移到负载，当Q1关断后，二次绕组极性相反，二极管导通，输出电容被充电，负载有电流流通。

B、充电器工作原理：

有市电输入时，由D5～D8和C10构成的整流电路把交流输入变为直流，通过分压电路给UC3845提供电源，充电器开始工作后，隔离返弛式的一个输出端为UC3845提供稳定的电源。

充电器的工作是在UC3845的控制下完成的。通过分压电路取充电电压反馈信号，并与标准电压（2.5V）做比较，比较结果送给UC3845。由于充电器采用电流控制模式，故UC3845同时采样变压器初级的电流信号，充电器可做到限流，使得因电池弱而充电电压低时不至于充电电流过大损坏电池。 UC3845根据反馈信号输出一系列脉宽可调的方波来控制Q8的导通和关断。当Q8导通时，TX2初级绕组会有电流流过，能量储存其中，此时D4反相偏压，TX2次级无电流，负载由C501供电；当Q502关断时，TX2二次绕组电压极性翻转，二极管导通，并对C501充电。

2)、充电器的特点

A、可开关（ON/OFF）

当在市电（正常）状态时，CHGR ON ，充电器开始工作，对电池充

电；当在电池模式下，CHGR OFF ，充电器停止工作。

其控制方式如下：CHGOFF信号为高电平时，U504不导通，UC3845

的第4脚为R/C振荡，UC3845工作；电池模式时，CHGOFF信号为低电平，UC3845的第4脚电位被拉至低电位，UC3845因没有振荡而停止工作。

Fig5 充电器关断原理图

B、输出电压的自动调整

1053NN充电器充电电压可自动调整（41.1V），是调压原理是通过控

制IC （UC3845）PIN1的电位来实现的。

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Fig.6 TL431内部电路 Fig.7 自动调压原理图

充电电压简略计算公式：

VCHG=2.5V*（R514+R510）/R510

当输入电压升高或其负载减小，VCHG ，则VR ，UC3845 COMP

端电压 ，UC3845的PWM脉宽变窄，则VCHG

当输入电压下降或负载增加时自动稳压原理同上。

2、 工作电源部分

工作电源部分也是采用有多个输出端的隔离返弛式转换器，工作原理与充电器类似。其输入来自于电池，亦是充电器的输出。

1、DC开机。SW2通过分压电阻与电池相接，并送到控制板。当开机

键被按下，SW1与SW2接通，而SW1接于工作电源控制芯片UC3845的VCC端，这样UC3845有电源开始工作。返弛式转换器工作后就产生各种工作电源，其中+12V取代SW1，给UC3845提供稳定的电源。此时即使松开开机键，工作电源部分亦能继续工作。稳定的工作电源建立后，CPU开始工作，当检测到DC开机时，就会执行DC开机的一系列动作。

2、有市电正常输入时。由充电器原理可知，功率板上的充电器开始工

作。SW1通过分压电阻与充电电压输出相连接，这样UC3845也获得了电源。UC3845开始工作，其后工作电源部分的运行情况与DC开机类似。

3、 功率因数修正

1)、功率因数的定义

功率因数，即为有功功率与视在功率的比值。 PF=P/（VRMS*IRMS）

影响功率因数有两个主要方面：一是电压和电流之间的相位差，若电压

和电流是标准的正弦波，PF=COSθ，其中θ是电压和电流之间的相位差。若电压相位超前电流，θ>0，负载呈感性；反之负载呈容性。

二是电流波形中的谐波含量，谐波含量越大，功率因数越低。对于整流性负载（如许多无功率因数校正的开关电源），电压与电流之间的相位差并不大，而是电流谐波大。另外，电流谐波会对电网造成污染。

Vs

Is Id VO

Id VS Is PAGE 7 - -- 1053NN架构说明

Fig.8 整流性负载原理图 Fig.9 整流性负载电压电流波形 可以看出，市电经全波整流后，电压、电流波形如Fig.8所示。二极

管只有在输入电压高于输出电压时才会导通。在此导通时间内，输入电流必须供应半周所需的能量，因此其波形呈现高尖特性，这样的电流波形不仅含有大量的低次谐波，而且功率因数也只达0.5~0.7左右。

2)、功率因数修正

所谓功率因数校正，就是改善电流波形，使其形状尽量与电压波形一致，这样负载呈现出电阻性负载的特性，功率因数将接近于1。故在整流后加入一级DC/DC的功率因数校正器（PFC），借由主动开关的动作将输入电流修正为与电压波形相似的正弦波，以达到提高功率因数目的。对于改善功率因数，采用升压式电路有不少优势。下面先介绍其工作原理。

A、升压式电路的工作原理

Fig.10 升压式电路原理图

如Fig.10所示，当Q1导通时，二极管D1截止，电感L1处于充电状态，在输入电压Vin的作用下L1的电流线性上升，输入的电能转换成磁能储存在电感线圈中，负载靠滤波电容C1提供能量。

当Q1截止时，由于电感电流不能突变，因此L1产生极性为右正左负的感应电势，该感应电势试图阻止电感电流的衰减。此时D1导通，电感L1把上一时间段储存的磁能通过D1一方面传递到C1，给C1充电，另一方面提供给负载。

所以，只要通过调整开关S的导通与截止时间，就能控制负载两端的电压。并且由于电感电流不能突变，可以比较容易地控制电感电流（输入电流）的波形。

B、功率因数校正的实现

1053NN功率因数校正的实现是UC3843的控制下的升压式电路来完成的。功率因数校正专用芯片如UC3854，为使电流波形跟随电压波形，须采样BUS电压信号、输入电流标准波形信号、输入电压有效值和输入实际电流信号，然后做相应的运算，才能通过对其输出脉冲脉宽的调节来实现稳定BUS电压和改善电流波形的目的。

与UC3854不同，UC3843只须采样BUS电压信号和电流信号，在升压式电路功率不太大时，对功率因数的改善能取得良好的效果（1053NN在不带充电器时功率因数能达到97%以上）。

从Fig.11可以看出，UC3843有两个反馈环，一是电压反馈，信号送VF端和COMP端；二是电流反馈，采样的电流信号送IS端。另由于UC3843是

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峰值电流控制模式，故须斜率补偿（由Q401、D401、R403来实现），变为平均电流控制模式。（有关峰值电流控制模式和平均电流控制模式的区别，请参阅相关开关电源资料）

4、 直流斩波电路

1)、推挽式转换器工作原理

Fig.12 …… 此处隐藏：2646字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……