UC3846实现48V/50A通信电源

概述

开关功率电路分为电流模式控制和电压模式控制两种，UC3846是峰值电流模式控制的芯片。对于如图1所示电压模式控制，其优点是：只有电压环，单环控制容易设计和分析；波形振幅坡度大，因而噪声小，工作稳定；多模块输出时，低阻抗输出能提供很好的交互控制。缺点是：电网或负载的扰动必须转化为输出扰动，才能被电压环反馈，因此系统响应慢；输出LC滤波电路给系统增加了两个极点，这就需要在补偿网络增加零点或者需要一个低转折频率的主极点；环路增益随输入电压而变化，因而补偿网络设计较复杂。

图1  电压模式控制

图2所示电流模式控制在BUCK电路中的应用，和电压模式控制比较时钟信号只是使电源工作在固定的频率，PWM比较器的另一个输入是用从电感电流取得的信号代替了晶振，当电感电流的模拟信号超过了误差放大器输出的值Ve，脉宽关断。

图2  电流模式控制

电流模式控制的优点是：电感电流的上升坡度为Vin-Vo，所以电感电流的波形对电网电压的变化能迅速响应，避免了响应延时和增益随输入电压的变化而变化；误差放大器用来控制输出电流而不是输出电压，所以电感可以看作误差电压控制的电流源，输出滤波电路可以简化为单极点电路（输出电容并联负载电阻），这就使补偿电路简化，并且比电压模式控制具有更大的增益带宽；误差放大器的输出钳位达到逐脉冲电流限制的目的；电源模块并联时均流容易实现。

电压模式控制的所有显著缺点都被电流模式控制克服了，所以电流模式控制得到了越来越普遍的关注和应用。但在应用电流模式控制时也要注意以下问题：占空比大于50%时，控制回路不稳定，这时需加斜坡补偿；控制调节电路是基于从电感电流取得的信号，因此功率部分的振荡容易将噪声引入控制电路。

芯片结构

图3  UC3846结构图

由图3我们可以看到，UC3846通过用一个放大倍数固定为3的差动电流检测放大器（其输入小于1.2V）来获得电感电流或开关电流信号，该电流检测放大器即使在低检测电压时也能保持高噪声抑制。PWM比较器的另一端接电压误差放大器，电压误差放大器的输出作为给定信号，电压误差放大器的输出同时被限流调整端（脚1）钳位在V脚1+0.7，从而完成了逐脉冲限流的目的。当差动电流检测放大器检测的是开关电流而不是电感电流时，由于开关管寄生电容放电，检测电流会有一个较大的尖峰前沿，可能使电流检测锁存和PWM电路误动作，所以我们在电流检测输入端加RC滤波。