移相型PWM控制器UCC3895

移相型ＰＷＭ控制器ＵＣＣ３８９５

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●新特器件应用

移相型ＰＷＭ控制器ＵＣＣ３８９５

徐婷，李宏

（西安石油大学，陕西西安７１００６５）

摘要：详细介绍了移相型ＰＷＭ控制器ＵＣＣ３８９５的特性、引脚功能、主要参数、工作原理以及典型应用电路等。关

键

词：移相；

ＰＷＭ控制器；ＵＣＣ３８９５

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００６－６９７７（２００７）１２－００４３－０４

中图分类号：ＴＮ８６

Ｐｈａｓｅ－ｓｈｉｆｔｉｎｇＰＷＭｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒＵＣＣ３８９５

ＸＵＴｉｎｇ，ＬＩＨｏｎｇ

（Ｘｉ’ａｎＳｈｉｙｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００６５，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｐｈａｓｅ－ｓｈｉｆｔｉｎｇＰＷＭｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒＵＣＣ３８９５ａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅ．Ａｎｄｔｈｅｔｙｐｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｒｅａｌｓｏｇｉｖｅｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｈａｓｅ－ｓｈｉｆｔｉｎｇ；ＰＷＭｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ＵＣＣ３８９５

器反相输入端。

在控制器ＥＡＯＵＴ（引脚２）：误差放大器输出端。

内部分别与ＰＷＭ比较器和空载比较器的非反相输入端相连，并箝位于软启动电压。当该端电压低于

１

引言

ＵＣＣ３８９５是美国德州仪器公司生产的移相型ＰＷＭ控制器（也称为移相谐振全桥软开关控制器），

主要用于定频脉宽调制，同时配合零电压开关工作以实现在高频时的局部软开关性能。ＵＣＣ３８９５的特性：输出导通延迟时间可编程；自适应延迟时间设置功能；双向振荡器同步功能；电压模式控制或电流模式控制；软启动／软关机和控制器片选功能编程可控，单引脚控制；占空比控制范围０％～１００％；内置

５００ｍＶ时，控制器的输出级将被空载比较器关断。

当该端电压升至６００ｍＶ时，输出级重新导通。

ＲＡＭＰ（引脚３）：ＰＷＭ比较器的非反相输入端。

在电压模式或平均电流模式下，该端接ＣＴ（引脚７）

上的锯齿波信号；而在峰值电流模式下接电流信号。ＲＡＭＰ内接放电晶体管，该晶体管可在振荡器死区时间内触发。

７ＭＨｚ误差放大器；最高工作频率达到１ＭＨｚ；工作

电流低，５００ｋＨｚ下的工作电流仅为５ｍＡ；欠压锁定状态下的电流仅为１５０μＡ。

ＲＥＦ（引脚４）：精密５Ｖ基准电压输出端。控制

器的基准电源一方面为控制器内部的电路供电，另

２

引脚功能描述

ＵＣＣ３８９５移相型ＰＷＭ控制器采用ＳＯＩＣ（ＤＷ）－２０、

ＰＤＩＰ（Ｎ）－２０、ＴＳＳＯＰ（ＰＷ）－２０和ＰＬＣＣ（Ｑ）－２０四种封装，其引脚排列如图１所示。

以图１（ｂ）所示的Ｎ和Ｊ

型封装为例，介绍引脚功能。

ＥＡＮ（引脚１）：误差放大

图１ＵＵＣ３９８５的引脚排列

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一方面还能向外接负载提供５ｍＡ的偏置电流。该

基准电源仅在欠压锁存状态下关断，而在其他失效状态下仍继续工作。实际应用中，该端应外接低

而言，ＯＵＴＤ的相位也发生移动。

该端需接ＶＤＤ（引脚１５）：偏置电源ＶＤＤ输入端。低ＥＳＲ、低ＥＳＬ的旁路电容，其容值不能低于１μＦ。

该端是大电流输出级ＰＧＮＤ（引脚１６）：功率地。的接地端。

通过该端实ＳＳ／ＤＩＳＢ（引脚１９）：软启动／禁止端。

现软启动和控制器快速禁止。当发生下面的４种情况之一时，控制器将被快速关断：该端的电压低于

ＥＳＲ和低ＥＳＬ的旁路电容，其容值至少为０．１μＦ。

ＧＮＤ（引脚５）：信号地。

ＳＹＮＣ（引脚６）：振荡器同步信号输出端。该端

是双向的。作为输出时，该端输出时钟信号；作为输入时，该端输入外部同步信号，实现多个控制器同步工作。该引脚还可对ＣＴ引脚上的定时电容和

０．５Ｖ；ＲＥＦ上的电压跌落到４Ｖ以下；ＶＤＤ上的电

压低于欠压锁存下限阈值；发生过零故障。当故障排除或禁止状态结束时，如果ＶＤＤ上的电压超过启动阈值，而该端的电压在软关断过程中跌落到

ＲＡＭＰ引脚上的滤波电容进行放电。同步电路输入

电压的下限阈值为１．９Ｖ，上限阈值为２．１Ｖ。为了减小同步脉冲宽度，应在ＳＹＮＣ和ＧＮＤ引脚之间接入一只３．９Ω的电阻。

ＣＴ（引脚７）：振荡器定时电容ＣＴ接入端。定时

电容的充电电流由控制器控制，该定时电容上的锯齿波峰值电压为２．３５Ｖ。

０．５Ｖ以下，器件则将进入软启动模式。此时，ＳＳ／ＤＩＳＢ的灌入电流等于ＩＲＴ。软启动时间取决于ＳＳ／ＤＩＳＢ引脚上的软启动电容。另外，为了限制该端上

的最大电压，还需在软启动电容上并联一只电阻。注意，无论是在软启动、软关断，还是在禁止状态下，该端的电压都将被有源箝位，其值与ＥＡＯＵＴ引脚的电压相等。

ＲＴ（引脚８）：振荡器定时电阻ＲＴ接入端。定时

电容的充电电流为固定值，其大小由ＲＴ决定。

ＤＥＬＡＢ（引脚９）／ＤＥＬＣＤ（引脚１０）：输出端

ＯＵＴＡ－ＯＵＴＤ延迟控制信号输入端。延迟时间应加

在同一桥臂中一个开关管关断后，另一个开关管开通之前，从而实现谐振。延迟时间的估算公式为：

ＥＡＰ（引脚２０）：误差放大器的非反相输入端。

３

主要参数及内部结构

ｔｄｅｌａｙ＝［（２５×１０－１２×ＲＥＤＬ）／ＶＤＥＬ］＋２５ｎｓ（１）ＤＥＬＡＢ和ＤＥＬＣＤ提供最大值为１ｍＡ的灌电

流。实际应用中，应保证ＤＥＬＡＢ和ＤＥＬＣＤ引脚的杂散电容小于１０ｐＦ。

当ＡＤＳ引脚直ＡＤＳ（引脚１１）：延迟时间设置端。

接与ＣＳ引脚相连时，输出延迟死区时间为零；当接地时，输出延迟时间最大。ＣＳ引脚上的电压为２．０Ｖ时的延迟时间是ＣＳ电压为０Ｖ时的４倍。输出端ＯＵＴＡ－ＯＵＴＤ延迟控制信号输入端上的电压：

（ＶＣＳ－ＶＡＤＳ）］＋０．５Ｖ（２）ＶＤＥＬ＝［０．７５×

ＡＤＳ引脚上的电压限制在０Ｖ～２．５Ｖ范围内，并且不能超过ＣＳ引脚上的电压。另外，输出端

３．１额定参数

如表１所示，可以看出ＵＣＣ３８９５的工作电流

低，且驱动电流小。这说明ＵＣＣ３８９５内部采用先进的ＢＣＤＭＯＳ技术，使其功耗小，工作频率高，符合电力电子装置高效率、高可靠的要求。

ＯＵＴＡ￣ＯＵＴＤ延迟控制信号输入端上的电压的最小

值应箝位于０．５Ｖ。

ＯＵＴＡ／ＯＵＴＢ／ＯＵＴＣ／ＯＵＴＤ（引脚１８、１７、１４、

这四个输出端是由互补ＭＯＳ驱动１３）：驱动输出端。

电路构成，提供１００ｍＡ的驱动电流，可驱动ＦＥＴ驱动电路。ＯＵＴＡ和ＯＵＴＢ是完全互补的，其占空比接近５０％，可驱动半桥电路；ＯＵＴＣ和ＯＵＴＤ类似。对于ＯＵＴＡ而言，ＯＵＴＣ的相位发生移动；对于ＯＵＴＢ

３．２内部结构

ＵＣＣ３８９５采用ＢＣＤＭＯＳ技术的移相全桥ＰＷＭ控制器，将定频ＰＷＭ技术与零电压开关技术相结

合，大大提高了变频器在高频下的转换频率。

ＵＣＣ３８９５内部集成有精密基准电源、高频振荡器、

软启动电路、过流保护电路、电流检测电路、空载比较器、欠压锁定电路、驱动输出电路、

基准电压监测

移相型ＰＷＭ控制器ＵＣＣ３８９５

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图２ＵＣＣ３８９５内部结构框图

电路、延迟设置电路、禁止状态比较器、ＰＷＭ锁存器、Ｄ触发器等，其内部结构框图如图２所示。工作原理不再赘述。

半桥电路Ａ和Ｂ；ＯＵＴＣ、ＯＵＴＤ驱动另一个半桥拓

扑Ｃ和Ｄ。全桥变换器通过变压器输出。输入电压（Ｕｉｎ）利用变压器作为传感器，将检测信号分别经引脚ＣＳ、引脚ＡＤＳ和引脚ＲＡＭＰ分别输至电流检测及过电流比较器、自适应延时设定放大器和ＰＷＭ比较器。输出电压（Ｕｏｕｔ）经电阻分压器采样、ＴＬ４３１和光电耦合器（ＱＩ）等馈送至ＳＳ／ＤＩＳＢ（引脚１９），从而实现反馈控制功能。

４

应用电路

４．１典型应用电路

ＵＣＣ３８９５控制器主要应用于全桥变换器电路，

如图３所示。输出端ＯＵＴＡ、ＯＵＴＢ通过变压器驱动

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图

４ＵＣＣ３８９５的

ＤＣ／ＤＣ变换器控制电路

４．２ＵＣＣ３８９５在ＤＣ／ＤＣ变换器中的应用

采用ＵＣＣ３８９５的ＤＣ／ＤＣ变换器控制电路如图

变换器主电路前级采用全桥逆变、变压器隔４所示。

离、后级全波整流，其输入电压范围为２８０Ｖ～３２０

值电流模式，它具有自动对称抗偏磁、输入电压波动的前馈自动调节、内在限流、闭环补偿设计简单、负载响应速度快、容易整机均流并联等优点，多应用于较高指标要求的开关电源中。根据技术指标要求，以ＵＣＣ３８９５为核心设计的开关电源控制器由时钟与锯齿波形成电路、电压和电流采样ＵＣＣ３８９５、

电路、斜坡补偿、调节器、隔离驱动及保护电路等部分组成。

Ｖ，输出电压为２４Ｖ，输出频率为５０ｋＨｚ，输出功率为１００Ｗ。在控制电路中，ＵＣＣ３８９５作为主控制器，由两片ＩＲ２１１０组成驱动器件，分别驱动ＶＦＳ１、ＶＦＳ２、ＶＦＳ３、ＶＦＳ４，实现移相输出信号，从而为ＤＣ／ＤＣ电

源控制实现超前桥臂和滞后桥臂的零电压开关提供可靠保证。

５结束语

移相型ＰＷＭ控制器ＵＣＣ３８９５，在保留基本功能的前提下改进设计，减小功耗，进一步提高变换器的效率及可靠性，功能完善，性能优越。参考文献：

４．３大功率ＰＷＭ－ＺＶＳ开关电源中的应用采用ＵＣＣ３８９５针对大功率ＰＷＭ－ＺＶＳ开关电

源设计的电源控制器如图５所示。输入三相整流，输出电压为５００Ｖ；ＶＦＳ１、ＶＦＳ２、ＶＦＳ３、ＶＦＳ４为ＡＰＴ

８０２４Ｂ２ＬＬ型功率ＭＯＳ管；Ｔ为高频主变压器，ＬＳ为其漏感；Ｃｂ为阻断电容；ＶＤ１、ＶＤ２、Ｌ、Ｃ组成副边全波整流滤波电路；Ｒ为负载电阻，输出功率为４ｋＷ，主电路开关工作频率为１００ｋＨｚ。控制结构采用峰

［１］李宏．电力电子设备用器件与集成电路应用指南（第二册，控制用集成电路）［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００１．

［２］ＴｅｘａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ＵＣＣ３８９５ＢｉＣＭＯＳＡｄｖａｎｃｅｄＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＰＷＭＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＤａｔａＳｈｅｅｔ［ＤＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｆｏｃｕｓ．ｔｉ．ｃｏｍ．ｃｎ／ｃｎ／ｌｉｔ／ｄｓ／ｓｙｍｌｉｎｋ／ｕｃｃ３８９５．ｐｄｆ，２００７．

［３］何希才，邹炳强．通用电子电路应用４００例［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００５．

［４］孙强，方波，张微娜．移相全桥ＰＷＭ开关电源控制设计与仿真研究［Ｊ］．西安理工大学学报，２００６．

作者简介：徐婷，女，西安石油大学电子工程学院硕士研究生，研究方向电力电子变流技术。

收稿日期：２００７－０６－２４

咨询编号：０７１２１４

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