基于UC3843的升压开关电源

UC3843的应用

1. UC3843是高性能固定频率电流模式控制器专为离线和直线至直流变换器应用而设计,为设计人员提供只需最少外部元件就能获得成本效益高的解决方案。这些集成电路具有可微调的振荡器、能进行精确的占空比控制、温度补偿的参考、高效益误差放大器。电流取样比较器和大电流图腾柱式输出，是驱动功率MOSFET的理想器件。UC3843引脚图如图1所示。

图1 UC3843引脚图

UC3843应用原理图如图2 所示。

VCCC4104C3VCCU110478R112kΩC110445UC3843C22.7nF610Ω312C7R4470kΩC8300R62kΩC9103R528kΩRp12kΩC64711kΩR70.1ΩR2R3Q1IRF540+C10L1C51.03mHD1FR157100uFOUT1000uF103

图2 UC3843应用原理图

该电路是使用UC3843制作的Boost升压电路。输入电压是12V，输出电压为30.9V，输出电流为40mA。工作频率由R1,C2确定。R1在大于5kΩ时，工作频率可由下式确定：

f?12?R1C2R6取2kΩ，。反馈分压由Rp1,R5和R6构成。反馈输入电压为2.5V，经计算，

R5取28kΩ,Rp1取1kΩ。调试时，调节Rp1，使输出电压为30.9V。R3为场效应管门极限

流电阻。R4,C7，C8构成误差放大器的频率补偿网络。

R2,C6构成RC滤波器，防止限流电阻R7上的噪声使UC3843产生误保护操作。C3,C4为

退耦电容，C5为旁路电容。以减小开关噪声对供电电源的影响。C1为退耦电容，减小开关噪声对UC3843输出基准源的影响。C9为退耦电容，减小开关噪声对误差放大器的影响。电流连续条件下PFC电感可由下式确定。 ⑴ 确定输出电压Uo

输入电网电压一般都有一定的变化范围（Uin±Δ%），为了输入电流很好地跟踪输入电压，Boost级的输出电压应当高于输入最高电压的峰值，但因为功率耐压由输出电压决定，输出电压一般是输入最高峰值电压的1.05~1.1倍。例如，输入电压220V，50Hz交流电，变化范围是额定值的20%(Δ=20)，最高峰值电压是220×1.2×1.414=373.45V。输出电压可以选择390~410V。 ⑵ 决定最大输入电流

电感应当在最大电流时避免饱和。最大交流输入电流发生在输入电压最低，同时输出功率最大时

Iimax?PoUimin? (1)

其中，Po?UoIo；Uimin?Uin(100??)% －最低输入电压；η－Boost级效率，通常在95%以上。

⑶ 决定工作频率。

由功率器件，效率和功率等级等因素决定。例如输出功率1.5kW，功率管为MOSFET，开关频率70~100kHz。

⑷ 决定最低输入电压峰值时最大占空度。

因为连续模式Boost变换器输出Uo与输入Uin关系为Uo?Ui/(1?D)，所以，

Dpmax?Uo?2Uimim (2)

Uo从上式可见，如果Uo选取较低，在最高输入电压峰值时对应的占空度非常小，由于功率开关的开关时间限制（否则降低开关频率），可能输入电流不能跟踪输入电压，造成输入电流的THD加大。 ⑸ 求需要的电感量。

为保证电流连续，Boost电感应当大于

L?2UiminDpmax?If (3)

其中，?I?2k2Iimax,k=0.15~0.2。经调试后，实际PFC电感取1.03mH。

2. 测试结果与分析

⑴ 当供电电源受到干扰时，可能使芯片停止工作，从而出现“打嗝”现象。

⑵ 当采样电阻受到干扰时，芯片容易导致误保护，使输出占空比达到最低。

⑶ 为防止干扰，PCB要根据高频PCB布局规则布局。

3. 印制板底层图

图3.1 印制板底层图

4. 印制板元件布局图

图4.1 印制板元件布局图

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