基于Multisim 10的高品质开关稳压电源的设计与仿真(3)

(1) 5v的基准电源:内部电源,经衰减得到2.5v作为误差比较器的比较基准.该电源

还可以提供外部5v/50mA.

（2） 振荡器:产生波振荡.RT接在4RET 8脚之间,CT接4GND5之间. 频率f=1.8/CTRT,最大为500kHz.

（3） 误差放大器：由VFB端输入的反馈电压和2.5V做比较，误差电压COMP用于调

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节脉冲宽度。Comp端引出接外部RC网络,以改变增益和频率特性.

（4） 输出电路：图腾柱输出结构，电路1A，驱动MOS管及双极型晶体管。

（5） 电流取样比较器：③脚ISENSE用于检测开关管电流，可以用电阻或电流互感器采样，当VISENSE>1V时，关闭输出脉冲，使开关管关断。这实际上是一个过流保护电路。

（6） 欠压锁定电路VVLO：开通阈值16V，关闭阈值10V。具有滞回特性。

（7） PWM锁存电路：保证每一个控制脉冲作用不超过一个脉冲周期，即所谓逐脉冲控制。另外，VCC与GND之间的稳压管用于保护，防止器件损坏。

3.2 UC3842的典型应用电路

3.2.1 UC3842控制的同步整流电路

图3－3为使用它激式驱动电路UC3842组成的5V／10A开关稳压电源。其基本技术参数如下：输入电压8～16V，输出电压5V，最大负载电流10A，输出端脉冲纹波峰值<80mV，输入电压、负载电流以及环境温度在额定范围内变化时输出电压变动小于2 %，环境温度-10～+70℃，变换器频率120KHz，在允许的输入电压范围内，负载电流最大时开关电源的平均效率95％。

设驱动脉冲在Tn期间，变换器开关管导通，向电感存储磁能。存储能量正比于Tn的脉冲宽度。在驱动脉冲Tn截止后，经过设定的死区时间TD，脉冲间歇期的低电平输出通过控制电路，使续流二极管上并联的开关管导通。低内阻的MOSFET管D－S极并联接入续流二极管，使电路等效内阻大幅度降低，储能电感能量释放电流增大，向负载放电。死区时间的设定，是为了避免两只不同功能开关管形成瞬间共态导通，造成供电电路短路损坏开关管。由于MOSFET管无存储效应，可以将死区时间TD设置短一些，更利于在稳压电路的控制下大范围改变脉宽速度，以实现更大的稳压范围。

图3-3 基于同步整流技术的电源电路

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UC3842采用脉冲宽度调制方式稳定输出电压，其各脚功能及外围元器件作用如下：

①脚为内部误差比较器的误差检测输出端，在集成电路内部控制脉宽调制器。外电路接入R2作为负反馈电阻，以稳定增益。C8作为频率特性校正，避免比较器产生自激。

②脚为比较器正向输入端。稳压器输出5V电压，由R4、R1分压，正常稳压状态为2.5V取样电压。比较器的反向输入端在集成电路内部，由5V基准电压分压得到2.5V基准电压。

③脚为高电平保护输入端，其输入电平保护阈值为1V。在1V以下，可以控制输出驱动脉冲的脉宽，达到1V，则瞬间关断输出脉冲。在图4-12中，由电流互感器T1对开关管VT2导通电流取样，经V1整流，R5、R6分压后，送入集成电路⑵脚作为开关管过流保护。电容器C11为高次谐波旁路电容，以避免脉冲尖峰使保护电路误动作。

④脚为内部振荡器的外接定时电路端子，5V基准电压通过电阻向电容器C10充电。R3、C10设定振荡器的脉冲频率。该振荡器频率设定为120KHz。

⑤脚为共地端。

⑥脚为PWM驱动脉冲输出端，用以驱动P-N沟道对管VTl组成的移相驱动器。

⑦脚为供电端，接入8～16V输入电压。

该电路的同步整流器由VT1、VT2和VT3组成。开关管VT2为P沟道FET管IRF4905，其漏源极导通电阻为20M?，关断时间80ns。

开关管VT3为N沟道FET管IRF3205，其导通电阻8M?，其漏——源极并联接在续流二极管V2两端。V2为反压10V、最大电流30A的肖特基二极管，当负载电流最大时，其饱和压降在0.5V左右。VT3导通后，与V2并联，将此电压降低到100mV，大大降低了开关管的损耗。

为了实现VT2、VT3的轮流导通，电路中由双场效应管VT1组成驱动脉冲相位分离电路。VT1内部由P沟道和N沟道FET对管组成。当IC1⑥脚输出驱动脉冲为高电平时，VT1内部P沟道FET管截止，N沟道FET管导通，VT2栅极通过R7、VT1⑦脚和①脚得到电压，VT2导通，输入电压通过VT2源——漏极加到L2左端，由电源向L2存储磁能，同时向负载供电。电流呈线性增长。当驱动脉冲达到截止点时，Cl2充电电压最大。在VT2导通的同时，VT1导通，其⑦脚和①脚将VT3栅源极短路，使VT3截止。在L2存储能量期间，VT2也反偏截止。 在驱动脉冲的截止期，IC1⑥脚输出低电平，VT1内部P沟道FET管导通，将VT2的栅源极短路。此时VT1的N沟道FET管截止。使VT2也截止，L2释放磁场能量，V2正偏导通，VT1⑤脚漏极输出高电平经过R7，使VT3导通，其漏源极低内阻并联在续流二极管V2两端，使L2的释放电流增大。此部分电路中，利用MOS FET管的快速开关特性对VT2、VT3的导通／截止进行控制，使VT2、VT3开关损耗进一步降低。由于L2在磁-电的存储／释放过程中难免形成开关脉冲纹波，因此电路中滤波电容C12为6只100μF的电容并联，以有效地降低电解电容的分布电感，使其高次谐波的滤波性能更好。

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