UC3844的多路输出IGBT驱动电源设计

放电，电阻不能过大。因此，按RC时间常数等于0.5 toff(min)(toff(min)取2.5us)来计算R值，即

R=0.5toff(min)/C×10²=12.5 kΩ，取15 kΩ (7)

电阻上消耗的功率为：

P=1/5CV_c²f=2.79W (8)

式中：Vc为整流后的直流电压264V；

f为工作频率40 kHz。

为保证此电源能长时间工作，电阻的额定功率应留有一定余量，故选用5w 的功率电阻。

2 控制电路设计

2.1 UC3844外围电路设计

UC3844内部主要由5.0V基准电压源、振荡器(用来精确地控制占空比调节)、降压器、电流测定比较器、PWM锁存器、高增益E/A误差放大器和适用于驱动功率MOSFET的大电流推挽输出电路等构成。

UC3844的典型外围电路如图2所示，图中脚7是其电源端，芯片工作的开启电压为16V，欠压锁定电压为10V，上限为34V，这里设定20V给它供电，用稳压二极管稳压，同时并联电解电容滤波，其值为10uF。开始时由原边主电路向其供电，电路正常工作以后由副边供电。原边主电路向其供电时需加限流电阻，考虑发热及散热条件，其值取为62kΩ/5W，为了防止输出电压不稳定时较高的电压直接灌人稳压二极管，导致其过压烧坏，在输出端给UC3844供电的线路与稳压管相连接处串入一只二极管。

脚4接振荡电路，产生所需频率的锯齿波，工作频率为=1.8/CTRT，振荡电阻RT和电容CT的值分别为100kΩ、200pF。脚8是其内部基准电压(5V)，给光耦副边的三极管提供偏压。脚2及脚1为内部电压比较器的反相输入端和输出端，它们之间接一个15 kΩ的电阻构成比例调节器，这里采用比例调节而不用PI调节的目的是为了保证反馈回路的响应速度。脚6是输出端，经一个限流电阻(22Ω/0.25 w)限流后驱动功率MOSFET(IRF840)，为保护功率MOSFET，在脚6并联一支15V的稳压二极管。

2.2 电流反馈电路设计

UC3844采用的是峰值电流控制模式，脚3是电流比较器同相输入端，接电流取样信号输入，即电流内环，由R3，Rf以及脚3组成。如图2所示，从脚3引入的电流反馈信号与脚1的电压误差信号比较，产生一个PWM(脉宽调制)波，由于电流比较器输入端设置了1V的电流阈值，当电流过大而使电阻R3上的电压超过1 V(即脚3电平大于1V)时，将关断PWM脉冲，反之，则保持此脉冲。

由于电阻R3检测出的是峰值电流，因此它可以精确地限制最大输出电流，被检测的峰值电流为imax=1/R3。这里上端采样电阻Rf取为1kΩ)，下端电流检测电阻R3，取为0.55Ω。滤波电容取为470pF/1.2V的电解电容。

2.3 电压反馈电路设计

采用三端可控基准源TL431反馈误差电压，并将误差电压放大，驱动线性光耦PC817的原边发光二极管，而处在电源高压端的光耦副边三极管得到反馈电压，输入到UC3844的内部误差放大器(脚1和脚2)，进而调整开关管的开通、关断时间。

TL431的参考端(REF)和阳极(ANODE)间是稳定的2.5V基准电压，它将取样电阻上的电压稳在2.5V。当输出电压增大，经R10，R11分压后得到的取样电压(即R-A间的电压)大于2.5V时，流过TL431的电流增大，其阴极电压下降，光耦原边二极管发光，传递到副边三极管，进而使得开关管的导通时间减少，从而降低输出电压。

基于上述分析，TL431下端采样电阻为R=2.5V/1mA=2.5 kΩ 。实际的检测电流为I=2.5V/2.7kΩ=0.96mA。TL431分压网络上端的电阻值为

R=(20-2.5)/0.96×10^-3=18.22 kΩ (取18 kΩ)

另外，为降低误差放大器的高频增益，TL431的R—C间接入一个22 nF的CBB电容。同时在LED原边二极管两侧并联一个1 kΩ的电阻，它的作用是保证LED导通时电流从零开始增加。

3 实验分析

实验电路主要参数为：5路输出，总的输出功率50 w，每路20 V/0.5 A，开关频率40 kHz，变压器原副边变比5：1，变压器原边电感量3.76 mH，主开关管为IRF840。分别在轻载150Ω和满载100Ω情况下考核了此电路，下面分别就这两种情况给出说明。

图3为开关管的驱动波形，从图2中可以看出，上升沿和下降沿比较陡峭，驱动电平适中，符合要求，有良好的驱动能力；轻载时占空比非常小，满载时稍大，但均远小于50% ，保证了电路工作在完全能量转换方式。

图4为开关管的漏源电压波形，从图3中可以看出，电压尖峰很小，但有一定的过冲，保证了响应速度，说明缓冲电路的设计是合理的；电流断续，当变压器原边电压在理论上降为零时，实际情况是发生振荡，其原因是变压器释放完了所有能量，开关管的漏源电压从较高的值下降到等于输入电压的值的电平上，这一转变激发了谐振回路，它由杂散电容和原边电感构成，从而产生了一个衰减的振荡波形，并持续到开关管再次导通为止。另一方面，从图4中还可明显地看出，电路不论轻载还是满载均工作在完全能量转换方