3.6 LED集成驱动电路(第10周1 4)

复习：开关电源的内容一、 电源的重要性：一切设备需要电源；设备的更新，电源也跟随更新 。电源无法集成：

(1)电源的功率很大；

(2)不同的设备需要不同的电源，包括电压、电流、功率密度、

体积、效率、EMI等等。(3)变压器、电感、大的电解电容也无法集成。 (4)电源的功率大，损耗也很大，散热也是一个问题。2013-8-2 1

二、 开关电源的内容1. 了解开关电源的应用。 2. 开关电源的结构(组成部分)。 3. 元器件的选择—MOS管、二极管、电阻和电容 4. 掌握拓扑结构的工作原理，能画出原理图。 5. 磁性元器件(变压器和电感)的特性。 6. PWM(或PFM)控制方法--UC3842的应用和控制PFC芯片。 7. 同步整流及其控制方法。 8. MOS管浮地的驱动(Buck、双管正激、半桥、和推挽变换器等)、缓冲电 路(吸收网络)、电流变压器检测电流等。 9. 电源输入级电路的介绍。

10. 用UC3842控制的反激电路的工作原理，每个元器件在电路中的作用，每一部分电路的作用。 11. 规格说明书---IPS和Test Plan。2013-8-2 2

电源电路的结构框图和完整的电路图a. 离线式开关电源的结构框图：direct-off-line switching power supply AC input 功率因数 校正 DC

EMI滤波器

隔离的 降压电路 output

b. 模块开关电源的结构框图： module switching power supply

DCinput2013-8-2

隔离的 DC 降压电路 或者Boost output Buck变换器

离线式电源电路图 模块电源电路图1

模块电源电路图2

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3.

功率器件之一：MOS管

1. MOS管的等效电路 (输入输出电容 Cgs Cds,反并联二极管) 2. MOS管的三个工作区域条件 2. MOS管的参数：Rds(on),Vds Ids(与温度有关) 功率损耗等

3. MOS管的驱动：三种驱动方法(MOS管属于电压型控制器件，GS之间的 电压来控制D、S之间的导通情况。)

4. MOS管的封装以及生产的公司

HAT2140的datasheet1

STD5NM50T4的datasheet

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B. MOS管的门极驱动电路： 1) 直接驱动IRF530 D3 47

电阻R1的作用是限流和抑制V1

R1

Q1

寄生振荡，一般为10ohm到100ohm,R2是为关断时提供放电

D4

20k R2 D1

回路的；稳压二极管D1和D2是保护MOS管的门极和源极；二极管 D3是加速MOS的关断。

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2) 互补三极管驱动 当MOS管的功率很大

时，而PWM控制芯片输出的PWM信号不足已驱动MOS 管时，加互补三极管来提 供较大的驱动电流来驱动 MOS管。PWM

Vcc

Q3

R1

D1 R3 Q2

20 R2

电阻R1和R3的作用是限流和抑制寄生振荡，一般

为10ohm到100ohm,R2是为关断时提供放电回路的；二极管D1是加速MOS的关断。2013-8-2 7

3) 耦合驱动(利用驱动变压器耦合驱动)

IRF530 D1 Q1

47 R1 V1 TX1

Q2 20k R2

当驱动信号和功率MOS管不共地或者

MOS管的源极 浮地的时候，比如Buck变换器或者双管正激变换器中的 MOS管，利用变压器进行耦合驱动。驱动变压器的作用： 1. 解决驱动MOS管浮地的问题；2. 减少干扰。2013-8-2 8

4. 拓扑结构1. 拓扑结构的类型：非隔离：Buck 、Boost和Buck-Boost; 隔离的： flyback、forward、half bridge、full bridge、 push-pull 2. 分析拓扑的工作原理(稳态分析)(CCM和DCM):Buck、Boost 和 double forward 等。

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5. 磁性元器件(变压器和电感)的特性

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6. PWM(或PFM)控制方法--UC3842的应用(PFC芯片) 第二部分：控制电路的介绍 Part Ⅱ: Control Circuit Introduction控制电路的作用：1. 对输出电压进行采样，稳定所需要的 输出电压； 2. 设置电路工作的频率。 3. 保护功能：如OCP、OVP、OTP等。

4. 实现电路中其他的一些功能：如控制LED指示灯的颜色：正常工作时灯的颜色，报警时灯的颜 色。2013-8-2 11

控制芯片通常有两种工作方式：1. PWM ;2.PFM

PWM控制方式主要用在DC-DC变换器和PFC变换器中。而PFM主要用在功率因数校正(PFC)和谐振变换器中，

如谐振半桥(Half-bridge LLC resonantconverter)。 本课程主要讲述电流模式的PWM控制方法： 最基本的特点：频率不变(fs),调制脉冲宽度。

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电流模式PWM控制方法 电流模式PWM控制器电路有两个控制环：外环检测输出

电压并提供一个误差信号给内环；内环比较误差信号与电感电流，决定关断功率开关管的时刻。最终结果

是改变脉冲宽度，达到输出电压稳定。以UC384X系列为例讲解电流模式的PWM控制方法

Datasheet 见UC3842.pdf文档

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UC384X系列的结构框图

VFB 检测输出电压 –电压误差放大器 比较器---电压误差放大器的输出与检测电感 电流的大小进行比较，输出PWM波去控制MOS的 2013-8-2 14 导通与关断。

升压式电源电路图如下图：980u Lf D IDEAL 180k Rl IRF840

72 Vin

Q1 12 R7 420m Rs 750 R9 200u IC=120 Cf

120 R1

检测电感电 流5.68k 16 V1 100n R4 C8

3.83k R3

Refv Vp Osc Vfb Vout Comp Sense Gnd 1.2n C4

UC3844 U1

150k R2 1n C1

47n C2

1n C3

UC384X系列PWM控制芯片，首先要掌握以下几个知识要点：1. 每个的引脚的名称； 2. 每个引脚的作用，以及它在电路中的连接； 3. 弄懂一些简单的曲线图(参数之间的函数关系)比如 振荡频率与RT、CT之间的关系。

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开关电源控制环路的结构框图 Vref +VFBH(S) G1(S) G2(S)

Vout

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PWM控制芯片UC3842的介绍 Pin Connection---脚分布(脚连接)

Minidip/SO8-----封装

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引脚 1 2

功能 补偿

描述 误差放大器的输出，可用于环路补偿

电压反馈 误差放大器的反相输入端，通过一个 电阻分压器连接到输出端 3 电流取

样 一个正比于电感电流的电压接至此输 入端，PWM用此信息停止开关管的导 通 2013-8-2 19

4

5 6

RT/CT 通过连接RT到Vref和电容CT到地使振荡器 频率和最大占空比可调，输出频率可达到 500KHz。 地 此管脚是控制电路和功率电路公共的地。 输出 输出可直接驱动功率MOS管的门极，高达 1A峰值电流经过此引脚拉和灌。

7 8

Vcc 此引脚是控制IC的正电源(工作电压) Vref 该管脚是参考输出(基准电压输出)它通过 RT给CT提供充电电流。 2013-8-2 20

X842B/4B/3B/5B 的差别：

启动电压 最小的工作电压

最大占空比、开关频率与振荡频率最大占空 比 96% fs开关频率 振荡频率 fosc 1/2fosc21

UC3842/43

UC3844/452013-8-2

48%

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/4ay4.html