UC3845问题请教

sjl2001

UC3845问题请教 [复制链接]

    最近在用uc3845 做一个正激，但是上手之后发现不是很顺 ，出现以下问题：

 在不加c14电容的时候，VREF和GND分别接可变电阻器的两端，可调端接CMPEN端。 希望手动调节占空比。但是发现无法实现，占空比不可调节，接上C14=103的时候，出来的pwm波形倒是可以通过旋转电位器调节了，但是波形不连续 有地方断  有地方连在一起，示波器上显示的占空比波动。以上所述都是在有变压器和后级负载的情况下（也就是有电流信号返回），请专家指点，是我的方法不对还是就不能工作在这种手动调节方式？  我是想先手动调节，然后做光耦反馈的

洗尽铅华

**首先我认为你的C14连接在4脚上有问题。这个C14应该是对地的。请楼主核实原理图。因为4脚是芯片的时钟基准保证端，这个频率一旦RC参数确定就应该是不变的。UC3844也是基于这个设计的（否则就不叫PWM了），手册中提到是固定频率。C14那么接会把电流传感的脉动成分感应回时钟引脚引起频率不稳或间歇震荡。所以就出现了楼主所述的波形不连续。 我查了很多资料感觉c14的确存在问题。应该接地。
其次楼主把2脚接地就说明内部2.5V基准的比较器输出为固定高电平，PWM的占空比就由1脚和3脚的比较而来。1脚的输入范围应该在0-1V超过1V没意义，3脚也是0-1V 超过1V 输出就被彻底的关断了。（这是关断电源的一种方式，另一种方式是把1脚接地） 。PWM的调制逻辑是3脚电压>1脚电压占空比就会降低，反之就会提高，但是1V是上限， 所以要做好电流取样电阻的计算。
我认为楼主把C14与4脚连接的那一端接地。然后要计算一下 VREF输出要先过电阻再连接电位器。电阻的阻值要计算一下，电阻上要分到4V左右的电压和合理。直接连电位器那是0-5V  1V之内的区域非常小，不容易调整稳定。我认为一定能看到你想要的效果的。

sjl2001

按照你说的做了 但是还是无法手动调节占空比，我很同意你对C14干扰三角波的说法。

我又看了一下 可能这个片子我不太适合用在这个地方，这是电流控制的要电流信号和电压信号进行比较然后决定pwm。我对原边电流不关心，只关心副边电流。所以，我今天换了SG3525，这个是电压型的，而且反馈比较好调整。

但是现在卡在正激变压器上了，原边DS波形已经被我弄的很好了。加入了RCD,有阶梯的样子了.但是副边的电压波形震荡很严重。 最终，输出电流无法达到设计要求。

工作频率40khz，原边10匝，副边40匝，复位绕组10匝，都是逆时针绕的，起点端都是同名端。 我设计的想法是输入3.3V，输出4.2V/3A，但是现在只能达到50ma，输出电感已经加到快1mh了。 有点迷茫了 ，不知道下一步该怎么调了，是变压器匝比不够还是电感值不够？

洗尽铅华

你的设计让我有点意外。但我也明白了。楼主耐心看一下。设计有问题。基本上实现不了。
给楼主几个建议：
1、把mos管源极和漏极短路测量R15上的电压。看看能够达到多少。你输出要求功率是4.2V*3A=12.6W 首先先不考虑效率问题 你输入端电流起码要为12.6/3.2=3.8A 。（用UC3844在这确实不合适，因为你即使回路能形成3.8A的电流 在0.05ohm上的电压也只有0.2V左右。你所谓的pwm占空比调不了是因为你的占空比已经达到uc3844的最好比例50%了，所以你看到的应该是1:1的方波） 在3.3V上维持3.8A的电流可不容易。欧姆定律R=3.3V/3.8A=0.86ohm 也就说先不要考虑电抗器件 就纯阻性器件你的阻抗不能超过0.86ohm ，我觉得很难做到，这时候你的导线电阻都要考虑。如果你在直流的时候都维持不了3.8A 在开关管动作中，开关管电阻（开关管大约0.5ohm电阻）加上感抗，你是无论如何达不到输出功率的。想达到输出功率，你输入直流短路电流要远大于你的工作满载需求电流才行。
2、说说变压器，你想通过变压器传递12W的功率首先变压器的磁容量要够，否则磁饱和后原边你给再大的电流也是转换成热量。因为变压器饱和了能量传不过去了。根据容量确定变压器磁芯后就可以查到每圈伏特数，或者每伏特圈数。就说不是随便绕几圈都会出现预期的电压，原边副边都要按这个参数去绕制。
3、说说绕制线径，比如说经过计算，原边绕10圈 副边就要绕13圈（比例要符合电压比3.3:4.2） 这时候会引入另外一个问题就是用多大的线径去绕，这个问题相当关键，同样有个容量问题。导线都是有电阻的，圈数定下来了就是确定了电感量但是电感的ESR(等效串联电阻)就是由你的线径决定。 又分为两个问题，（1）当圈数满足时ESR导致电流值无法达到预期值，你的这个设计就是这个情况。比如你的变压器线圈如果大于 0.5ohm可能你就已经达不到你所预期的电流值，我觉得你的阻抗不只0.5ohm 所以达不到那么高的输入电流所以输出肯定达不到。（2）当电流达到时ESR发热导致变压器烧毁，E=I^2*R 线圈的电阻导致发热 。--所以电流不一样线径要求也不一样， 满足你要求的变压器很难制作，满足电感量同时满足电流值还要满足直流电阻值。主要是电感量和小电阻值制约，即使能制作那体积也老大了。
4、设计一个带变压器的开关电源需要的知识很杂。你的要求我建议你还是弄个boost吧，这样就很容易。3A对于boost来说也不是很大。而且升压比也不高。考虑一下。

sjl2001

非常感谢您给我提的几点建议

我会一一仔细研究，刚接触开关电源没多久，基本属于摸着石头过河阶段。

需要隔离，所以boost可能不适用吧

洗尽铅华

boost确实不能做到隔离。
楼主考虑2点。
1、为什么一定要用3.3V升压到4.2V . 你的3.3V从哪来的？ 为什么不用产生3.3V的那个电源产生4.2V ，电压越高越容易实现。
2、如果一定要从3.3V产生为什么一定要隔离。如果没必要隔离就可以用boost升压。 我认为必须隔离的情况是1、存在市电或压差巨大，为了安全。2、两个电源不可以公地。比如连个系统的地不再一个电位上。
你可以描述一下你的具体目的。我替你想想

sjl2001

首先，3.3V来自于一节锂电池，目的是将多个串联在一起的锂电池进行能量传递，所以电池之间必须隔离。

我在之前用3845的时候，有个采样电阻，换到3525的时候没有拆掉，昨天发现的，拆掉之后，输出电流有一定的提升，我又降低了一下开关频率，输出电流现在又有了一定的提升。今天重新做一下变压器，希望能再提升一点性能。我感觉您说的电阻那个问题很有道理，我再减小一下阻抗试试。

sjl2001

对于您提出的三方面问题，我今天翻阅了一些书也做了一些实验，现与您讨论一下：
1.您说的阻抗问题，确实存在，我在去掉之前3844电路中的电流采样电阻之后，用3525驱动正激，输出电流有明显提升，从50ma到90ma。后来，通过降低开关频率，使导通时间延长，输出电流最大可达到1A左右，本来还想继续缠几个变压器，把原边阻抗进一步减小。可是感觉像有瓶颈一样，如论怎么做变压器，输出都不能进一步提升。（我今天总共做了4个变压器，参数如下：10：40的， 原边2股0.64，阻抗0.114欧，副边2欧，单股0.64； 5：20 原边单股0.64 0.2欧 副边单股0.64 4.58欧；5：20 原边3股0.47 0.2欧 副边单股1mm线，0.1791欧；5：30 原边2股0.64 0.1045欧 副边单股0.64 3.538欧）
这几个变压器 输出性能基本相同，40khz下输出大概都是60ma左右，频率降低到15khz，可输出1A。10：40的变压器性能最好。

2.我参考了张占松的那本开关电源设计，设计正激变压器。书中说，正激变压器的线圈不储存能量，后面的电感负责储存能量，相当于前面就是个变压器，后面是个buck。我以为，变压器在这里就是为了传递一个电压比例关系，储存能量有后面的电感。

3.线径我也是根据书中的公式进行的计算，0.64线是考虑肌肤效应（40khz）和通过电流的最小线径了。至于您说的ESR问题，我也感觉好像是这个问题。但是0.5ohm这个数值，这应该是一个很理想化的了，从我的电路参数上看，以10：40的变压器为例，原边阻抗0.114欧（用电桥在40khz下测得），开关管irl3713，导通阻抗几个毫欧，剩下的就应该是导线阻抗了。从我的实验来看，如果考虑效率和其他因素，还是有瓶颈的，也就是您提到的0.5ohm，大概您也是这个意思吧。

我想和您探讨一下
1、原边的阻抗如何可以再进一步减小
2、是否做成电路板之后会有改善，意义大不大（现在是通用版上焊的）
3、我的mosfet irl3713，看手册，最大的VGS=10V，有图上可见的，但是我用12V驱动，不知道是个什么状态，能否完全导通，我担心，又查阅了fairchild公司和ir公司的其他mosfet 感觉手册好像都写的差不多，不知是否有12V驱动，在VDS=3.3v时可以完全导通的管子

比较罗嗦，见笑了，期待您的回复

洗尽铅华

我总试图把事情说的很清楚，希望你呢看书或看资料的时候也要通篇看，不要看大概。是这样啊，我先再解释一下以上你做的事情的因果关系。1、你通过去掉采样电阻（降低了回路电阻）和降低开关频率的方法取得了一定效果。为什么不能直接达到你的目的呢。先说回路电阻，你肯定没有降低到即满足圈数比又满足直流电阻的地步。因为你想让你的变压器磁回路满负荷又不饱和肯定有个最少的圈数，这个必须要满足。就比如说你用变压器把220V变成22V不是说你原边绕10圈副边1圈就行了。也根据磁芯计算（之前已经提过） 。着重说一下降低频率提升传输功率的问题。降低频率回提高电流的原因跟你的磁性工作频率有关系。这是主要原因，因为你如果你的占空比是一样的，不考虑开关损耗，高频的能量密度比低频的高。***降低频率起到效果是有限的，过低时输出电流又回下降。因为磁饱和了。比如你一直通着直流电相当于一个磁电放在电感旁边，是不会有电压输出的。
2、变压器和电感从本质上没有区别，变压器把别的绕组开路 用其中一个就可以当电感用。为什么说回路中的变压器不存储能量呢，因为原边是入口副边是出口 如果没有出口能量就是存在里面的，自耦合变压器就是只有原边的变压器。也可以当电感用。
3、线径公式肯定推荐的是满足要求的最小线径。这个不用怀疑，但是你的这个电路我记得我说个关键是在满足原边电感量的情况下，要有足够小的串联电阻。在满足串联电阻的时候线径肯定远远超过了你用线径公式算的那个直径了，我觉得你应该先推算长度 再用电阻率公式算你的线径。

后面的三个问题
1、原边的阻抗想减小那就得增加线径，或者多股并饶。
2、做成电路板意义不是很大因为实际上做起来有困难。 你可以把铜铺的很宽降低导线电阻。
但是变压器依然是瓶颈。
3、现在说mos管 这个东西最好不要超过允许的栅极电压击穿了是 永久性的。在你Vgs=12V
Vds=3.3V的情况下肯定管子是饱和的。这个不要怀疑。还有我认为你要注意一下这个管子的驱动部分。要有双钳位三极管才行 3844是有的。3525有没有不清楚。mos是个电压控制期间，但是它的栅极和基体之间是有电容的。这个电容会导致栅极上的波形上升下降沿边缓，一个是增加mos管发热 另一个就是降低了有效传输功率。 频率越高约突出。