1.1开关电源的国外的发展及现状

开关电源在通信系统中得到了广泛的应用，并已成为现代通信供电系统的主流，而通信业的迅速发展又极大地推动了开关电源的发展。在通信领域中，通常将高频整流器称为一次电源而将直流-直流(DC/DC)变换器称为二次电源。同时,开关电源也在各种电子信息设备中，如计算机、充电电源等得到了广泛的应用。

自1957年第一只可控硅(SCR)问世后，可控健取代了笨重而且效率低下的硒或氧化亚铜整流器件，可控硅整流器就作为通信设备的一次电源使用。在随后的20年内，由于半导体工艺的进步，可控硅的电压、电流额定值及其它特性参数得到了不断提高和改进，满足了通信设备不断发展的需要，囚此，直到70年代，发达国家还一直将可控硅整流器作为大多数通信设备的一次电源使用。

虽然可控d整流器工作稳定，能满足通信设备的要求，但它是相控电源，工作于工频，有庞人笨重的电源变压器、电感线圈、滤波电容，嗓声人，效率低，功率因数低，稳压精度也较低。因此，自1947年肖克莱发明晶体管，并在随后的几年内对品体管的质量和性能不断完善提高后，人们就着力研究利用的体管进行高频变换的方案。1955年美国罗耶(GH·Roger)发明的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器，是实现高颜转换电路的开始,1957年美国查赛(.J.J·JenSen)又发明了白激式推挽双变压器变换器电路。在此基础上，1964年，美国科学家提出了取消工频变压器的串联开关电源的设想，并在NEC杂志土发表了“脉宽调制应用于电源小型化”等文章，为使电源实现体积和重量的大幅下降提供了一条根本途径,

随着大功率硅品体管的耐压提高和二极管反向恢复时间的缩短等元器件性能的改善，1969年终于做成了25RIz的开关电源。电源界把开关电源的频率提高到20KHz以上称为电源技术的“20KHz革命”。经过几年的努J，从开关屯源的电路拓扑型式到相配套的元器件等研究都取得了相当大的进展。在电路拓扑型式上开发出了单端贮能式反激电路、双反激电路、单端正激式电路、双正激电路、推挽电路、半桥电路、全桥电路，以适应不同应用场合、不同功率档次的需要;在元器件方面，功率晶体管和整流二极管的性能也有了较人的提高。1976年美国硅通用公司第一个做出了型号为SGl52A的脉宽调制(PWM，PulseWidthModulation)控制芯片，极大地提高了开关电源的可靠性，并进一步减小了体积。

在随后的儿年中，大功率晶体管(GTR)和功率场效应管(MOSFET)相继被研制出来，其电压、电流额定值大为提高，工作频率也提高较多，可靠性也显著增加。到80年代中后期，绝缘栅双极性晶休管(IGBT)已研制出来并投入了市场，各种通信设备所需的一次电源大多采取PWM集成控制芯片、双极型晶体管、场效应管、绝缘栅双极晶体管。

随着微电子学的发展和元器件生产技术的提高，相继开发出了耐压高的功率场效应管(VMOS管)和高电压、大电流的绝缘栅双极性品体管(IGBT)，具有软恢复特性的大功率高频整流管，各种用途的集成脉宽调制控制器和高性能的铁氧体磁芯，高频用的电解电容器，低功耗的聚丙烯电容等。主要元器件技术性能的提高,为高频开关电源向大功率、高效率、高可靠性方向发展奠定了良好基础。

随着通信用开关电源技术的广泛应用和不断深入，实际工作中人们对开关电源提出了更高的要求，提出了应用技术的高频化、硬件结构的模块化、软件控制的数字化、产品性能的绿色化、新一代电源的技术含量大大提高，使之更加可靠、稳定、高效、小型、安全。在高频化方面，为提高开关频率并克服一般的PWM和准谐振、多谐振变换器的缺点，又开发了相移脉宽调制零电压开关谐振变换器，这种电路克服了PM方式硬开关造成的较人的开关损耗的缺点，又实现了恒频I.作，克服了准谐振和多谐振变换器工作频率变化及电压、电流幅度大的缺点。采用这种Ⅰ.作原理，人人减小了开关管的损耗，不但提高了效率也提高了I作频率，减小了体积，更重要的是降低了变换电路对分布参数的最感性,拓宽了开关器件的安全工作区,在一定程度上降低了对器什的要求，从而显著提高了开关电源的可靠性。

1.2国内开关电源的发展及现状

建国初期，我国邮电部门的科研技术人员开发了以国产大功率电动发电机组为主的成套设备作为通信电源。在引进原民主德国FGD系列和前苏联BCC51系列白动化硒整流器基础上，借鉴国外先进技术，与T.厂共同研制成功国产XZL系列白动化硒整流器，并在武汉通信电源厂批量生产,开始用硒整流器装备通信局(站)，替换原有的电动发电机组，这标志着我国国产通信电源设备跃到一个新的水平。

但后来，我国的通信电源发展相当缓慢。1963年开始研制和采用可控硅(SCR)整流器,1965年着手研制逆变器和晶休管直流—直流(DC/DC)变换器，当时与发达国家相比只落后五六年.后由于十年动乱，研制工作一直停滞不前，除了可控硅整流器丁1967年在武汉通信电源厂开始形成系列化生产，供通信设备作一次电源使用，并不断得到改进，性能和质量逐步提高外，其它方面进展十分缓慢。一直到80年代才开始生产20KHzDC/DC变换器，但由于受元器件性能的影响，质量很不稳定，无法作为通信设备的一次电源使用。只是作为通信设备的二次电源使用(二次电源对元器件的耐压及电流要求较低)。直到上世纪90年代初，我国大多数通信设备所用的一次电源仍然是可控硅整流器。这种电源工作于工频50Hz，有庞大的工频变压器、电感线圈、电解电容等，笨重庞人、效率低、噪声人、性能指标低，不易实现集中监控。

由于通信事业发展的需要，八十年代后期，邮电部加强了通信电源技术发展的各项工.作，制订了“通信基础电源系统设备系列暂行规定”，“通信局(站)电源系统总技术要求”和电源设备行业标准等文件，多次派代表参加国际电信能源会议，并在八十年代后期才第一批引进了澳大利亚生产的48V/50A(开关频率为40KHz)和48V/10OA(开关频率为20KHz)的高频开关电源，在吸收国外先进技术的基础上，投入较大的力量，开始研制白己的开关电源。邮电部武汉电源厂、通信仪表厂等厂家开发出了自己的以PWM方式工作的开关电源,并推向电信行业应用，取得了较好的效果.随后邮电部对电源提出了更新换代和实现监控(包括远程监控)的要求，众多厂家都投入力量研制开发，推出了采用PWM技术的高频开关电源，有些厂家还推出了实现远程监控的解决方案，短短几年后，电信部门所用的一次通信电源几乎都更换成了采用PWM集成控制芯片、大功率品体管、功率场效应管、绝缘栅双极晶体管的半桥或全桥电路,其开关频率为几十~~100KH7、效率高于90%、功率因数接近1。稳压精度优于0.5%,模块化组合的高频开关电源，电信行业成套电源技术提高到了一个崭新的水平。

总的说来,开关电源的发展趋势为:继续向高频、高效、高可靠、高密度化、低耗、低噪声、抗干扰和模块化发展。

系统的整体分析和选择

本章从整体上对开关电源的各种功能模块进行了介绍，主要阐述了各模块的结构、功能以及相互之间的关系，其中重点介绍了主变换器和控制电路，对当前开关电源常用的变换器的结构、优缺点、适用范围等进行了分析，在此基础上，结合本文的实际情况，选择了合适的变换器结构;在控制电路部分，介绍了开关电源控制电路各控制单元的功能以及实现方法。最后对开关电源整流滤波电路进行了简单介绍。

2.1系统整体概述

按照各部分的功能划分，从人的方面讲，开关电源可分成:机箱(或机壳)、电源主电路、电源控制电路二部分。机箱既可起到固定的作用，也可起到屏蔽的作用。电源的主电路是负责进行功率转换的部分，通过适当的控制电路可以将市电转换为所需的直流输出电压。而控制电路则根据实际的需要产生主电路所需的控制脉冲和提供各种保护功能。开关电源的结构框图可如图2-1所示。

从图中可以看出，这儿部分是相辅相成的统一整体。在电源的研制和开发过程中必须对每一部分都进行认真的分析和研究，才能使所研制的开关电源满足设计要求。

电源主电路通过输入整流滤波、DC-DC变换、输出整流滤波将市电转为所需要的直流电压。开关电源的主回路可以分为:输入整流滤波回路、功率开关桥、输出整流滤波三部分。输入整流滤波回路将交流电通过整流模块变换成含有脉动成分的直流电，然后通过输入滤波电容使得脉动直流电变为较平滑的直流电。功率开关桥将滤波得到的直流电变换为高频的方波电压，通过高频变压器传送到输出侧。最后，由输出整流滤波回路将高频方波电压滤波成为所需要的直流电压或电流，主回路进行正常的功率变换所需的触发脉冲由控制电路提供。

控制电路是整个电源的大脑，它控制整个装置工作并实现相应的保护功能。一般控制电路应具有以下功能:控制脉冲产生电路、驱动电路、电压反馈控制电路、各种保护电路、辅助电源电路。

为了使开关电源设备正常的工作，使电源的各个组成部分都能发挥其最大的效能，就必须让电源的各个组成部分相互协调、相互协作、在电源的研制与设计过程中应对这方面的问题给予足够的重视。

DC-DC变换器的选择

DC-DC变换器是开关电源中实现功率转换的部分。DC-DC变换器的输入电压为三相整流电压，电压较大，对开关器件因此选用全桥式电路较为合适，可使变压器磁芯和绕组得到最优利用，使效率、功率密度等得到优化;另一方面，功率开关在较安全的情况下运行，最大的反向电压不会超过输入整流滤波电路的输出电压。但是需要的功率元件较多，在开关导通的回路上，至少有两个管的压降，因此功率损耗也较大。由于三相整流桥提供的直流电压较高，工作电流相对较低，这些损耗还是可以接受的。目前，常用的全桥式变换器有传统的硬开关式、谐振式以及移相式，下面分别简单介绍一下。

1硬开关式全桥变换器

硬开关PWM电路曾以结构简单、控制方便得到广泛应用，其电路结构如图2-2所示.在硬开关PM电路中开关管工作在硬开关状态,开关器件在高电压下导通，大电流下关断，因此,在开关瞬间必然有天量损耗。因此，常常加入缓冲电路，如IRc吸收网络。它可以限制开通时的du/dt和关断时的di/dt，使功率器件安全正常运行。但是需要注意的是，吸收电路是通过把器件本身的开关损耗转移到缓冲电路中而使器件得到保护的，因此这部分能量最终还是被消耗了，系统总的损耗没有减少。并且频率越高，开关损耗越大，使系统效率大大降低。另外，开关器件在高频下运行时，器件本身的极间电容将成为-个重要参数。极间电容电压转换时的du/dt会藕合到输入端，产生较强的电磁十扰，影响电源本身和电网中其他电器设备的运行。此外，电路寄生电容、电感若形成强烈的振荡也会影响到设备的正常运行。

2谐振式全桥变换器

硬开关式电路在频率不高时其缺点还不是很突出，随着频率的提高，开关损耗和电磁干扰将变成一个十分严重的问题，为了解决这一问题，有人提出了谐振式软开关的概念。谐振式软开关和硬开关相比，主要是增加了两个附加心件--谐振电感和谐振电容。利用谐振电感和谐振电容的谐振作用，使开关器件在正弦波的零电压或零电流处开通或关断。谐振变换电路有多种拓扑结构，但其基本组成部分还是通过开关器件和谐振元件I、C之间串联或并联实现的，再配以适当的控制策略来实现开关器件的零电压或零电流动作。其基本电路结构如图2-3所示。

图2-3(a)为零电流(7.ero-Current-Switching)开关，它是通过电感I.r和开关S的串联实现的。Lr和Cr之间的谐振是靠S的导通来激励的，利用Lr和ICr谐振形成开关器件导通期间的正弦波电流波形，电流过零点时即将开关S关断。零电流开关对于具有存储效应的开关器什更加有效，如GTR、IGBT。

图2-3(b)为零电压(Zero-Voltage-Swilching)开关，它是通过电感Lr和开关S的并联实现的。I.r和Cr之间的谐振是靠S的关断来激励的，利川儿I.r和Cr谐振形成开关器件关断期间的正弦波电流波形，电压过零点时即将开关S导通。

只要将图中2-2中的硬开关换成谐振式软开关，即为谐振式全桥变换器。采用谐振全桥变换器，电源工.作的安全性大为提高。但是，谐振式变换器与负载关系很大，对负载的变换很敏感，为保持输出在各种运行条件下基本不变，必须采用脉冲频率调制(PFM)，因此，高频变压器、电感等磁元件要按最低频率设计，不可能做的很小，实现最优设计相当困难;另外，其控制电路中需要增加电压-频率转换功能，电路要复杂许多。所以，80年代后期，许多专家进一步研究开发能实现恒频控制的软开关技术,兼有谐振变换器和PWM变换器的特点,形成了ZCS或ZVSPWM变换技术。

3移相式全桥变换器

近年来，移相控制全桥变换器由于具有恒频软开关运行、移相控制实现方便、电流和电压应力小、巧妙利用寄生元件等一系列突出优点，倍受各方的广泛关注.移相控制方式作为全桥变换器特有的-种控制方式，它是指保持每个开关管的导通时间不变，同一桥臂两只管子相位相差180度。对全桥变换器来说，只有对角线上两只开关管同时导通时，变换器才输出功率，所以可通过调节对角线上的两只开关管导通重合角的宽度来实现稳压控制，而在功率器件环流期间，它又利用变压器的漏感、功率半导体器件的结电容或外加的附加电感电容的谐振来实现零电压或零电流的开关换流。

本文根据实际技术要求开发的开关电源的主电路，应该采用移相式全桥变换器的拓扑结构。

2.3控制电路的实现

控制电路是开关电源系统的另一重要部分。DC-DC变换器需要控制电路提供适当的驱动脉冲，才能有效的工作。如果控制电路不完善，主电路设计得再好也无法发挥其白身的功能，例如;如果控制电路输出的触发信号不稳定，或者出现误触发，有可能引起开关桥的直通，导致知路，从而损坏开一征u一J

根据电路功能的分工可将控制电路分为几大部分:脉冲产生电路、触发电路、电压反馈控制电路、软启动电路、保护电路、辅助电源电路等，具体控制电路如图2-4所示。从图2-4可以看出，脉冲产生电路是控制电路的核心。脉冲产生电路根据电压反馈控制电路、保护电路以及软启动电路等提供的控制信号产生出所需的脉冲信号，然后该脉冲信号经过触发电路的放大后去驱动开关元件，使开关管导通或关断。

电压反馈控制电路通过检测电压的大小，对输出电压进行采样，然后将采样电压和参考电压相比较得出误差信号，反馈控制电路将误差信号进行PI处理后得到一控制电压。最后，反馈控制电路将该控制电压送给脉冲产生电路，进而调节输出脉冲的脉宽达到调节输出电压的目的。

控制电路输出的PWM信号，电平幅值和功率能力均不足以驱动大功率开关元件，因此选择合适的驱动电路是必须的。驱动电路是将控制电路输出PWM脉冲信号经过电隔离后进行功率放大和电压调整再去驱动大功半开关管，由于所提供的脉冲幅度以及波形关系到开关管的开关过程，直接影响到损耗，所以，应该合理设计驱动电路，实现开关管的最佳开通与关断。

电源的输出滤波电容较大，输出电压的突然建立将会形成非常大的电容充电电流，叠加在负载电流上，它不仅使开关管的负担过重而可能损坏，而且，由于持续时间长，往往会引起过流保护电路发生误动作,若为了避免由此引起的误动作而将保护电路搞得非常迟钝，这将会增加过流保护的不安全性。输出电压在合闸时容易出现过冲，这种过冲,合闸时可能发生,在关闭电源时也可能产生q只要达到足够的幅度将会给负载造成损害，而且，反复的人电流冲击对电容器本身也不利，同时还会引起干扰，因此，开关电源必须具备输出电源软启动的功能。软启动电路在电源合闸和重新启动时提供一个逐渐上升的电压信号给脉冲产生电路，从而使控制电路的输出脉冲有一个逐渐建立的过程。

保护电路是控制电路的一个重要组成部分，为了提高电源的可靠性必须不断完善保护电路的功能。当前开关电源电路的主要保护功能有:过流保护、过压保护、欠压保护、温度保护。过流保护和过压保护是为了保护负载和电源两者而设置的,而欠压保护和温度保护是为了电源本身而设置的。

辅助电源电路的功能是为控制电路供电。辅助电源的类型有很多种，既可以采用串联线性调整型电源，也可以采用开关电源。辅助电源也可以通过高频变压器获得输出后反馈提供，辅助电源本身作为开关电源的一组负载。选取辅助电源电路形式时，只要该电源能满足控制电路的要求即可。

整流滤波回路的挑选

整流滤波回路是开关电源的重要组成部分，它可以进步电压、电流的稳定度，减小干扰。开关电源中分别存在输入和输出整流滤波回路。

1输入整流滤波回路

电源额定工作状态的技术要求为:输出电压220V，输出电流5A，输出功率为1.1kw，归于大功率电源。为了保持三相沟通电源的对称性和减小电源的输入滤波电容等原因，大功率电源一般选用三相电源作为供电电源。因此，本文试验用电源电路选用三相桥式整流，电感和电容组成输入整流滤波回路。

2输出整流滤波回路

在大功率电源中，常用的输出整流电路有桥式整流电路和全波整流电路。由于本文试验要求输出电压为220V。桥式整流电路适用于输出电压较高的场合，还可以使变压器结构简略，下降整流管的电压定额，所以咱们选用桥式整流电路作为输出整流电路。输出滤波电路一般可选用一级滤波也可选用两级滤波。输出滤波电路的作用是滤除二次侧整流电路输出的脉动直流中的沟通成分，得到平滑的直流输出。在开关电源中通常选用一级LC滤波电路，当要求输出纹波很小时，也可以选用两级LC滤波电路。

开关电源主电路的规划

开关电源最重要的两部分就是主电路和操控电路。本章将依据大功率直流开关电源的要求对主电路各部分进行性能分析并核算各项参数，依据核算所得的数据成果选择各元器件，规划出各个独立模块，最终组装成开关电源的主电路。

1开关电源的规划要求

本文规划的大功率直流开关电源首要应用于电力系统的高频开关电源，确认技术指标如下:

1．输入电压:380V±20%

2．电网频率:50Hz±10%

3．功率因数:>0.93

4．输入过压告警:437V士5V

5．输入欠压告警::320V±5V

6.输出标称电压:220VDC

7.输出电压范围:176-286VDC

8．输出纹波电压:Ay,10mV9．输出额定电流:5A

10．输出过压维护:325V±5V

11.输出欠压维护:195V±5V

12．使于生产和维护

在研讨的过程中，主要对大功率开关直流电源的作业原理、电路的拓扑结构和运行形式进行了深入研讨，并结合系统的技术参数，确认系统主电路的拓扑，规划出主电路，即别离规划出滤波、整流、DCDC变换器、软启动和维护操控等部分。下面就对电源主电路的规划进行具体说明。

2主电路组成框图

根据需求规划大功率开关电源的技术要求，本文进行了方案的验证与比较，规划如图3-1所示的软开关直流开关电源的主电路框图。虚线以上是主电路，主电路首要分为输入整流滤波、逆变开关电路、逆变变压器和输出整流滤波;虚线以下为控制回路，控制回路首要包括信息检测电路、控制和维护单元、监控单元和辅助电源。

本电源采用ZVZCS-PWM拓扑，原边加奔位二极管，三相沟通输入整流后，加LC滤波，以提高输入功率因数，主功率管选用IGBT，控制电路采用UC3875移相控制专川集成芯片，电流电压双闭环控制。具体设计主电路如图3-2所示，包含三个部分:(1)输入整流滤波电路;(2）单相逆变桥;(3)输出整流滤波电路.

1输入整流滤波电路

三相交流电经开关电源内部EMI滤波后，加到整流滤波模块。EMI滤波器的作用是滤除功率管开关产生的电压电流尖峰和毛刺，减小电源内部对电网的干扰，同时又能减小其他用电设备通过电网传向电源的干扰。滤波电路采用LC滤波，电感的作用是拓开电流导通时间，限制电流峰值，可以提高电源的输入功率因数。滤波电容采用四个电解电容，两个串联后并联使用，满足三相整流后的高压要求。电R1、R2是平衡串联电容上的电压，高频电容与电解电容并联使用，滤除高频谐波，弥补电解电容高频特性差的缺陷。

2单相逆变桥

单相逆变桥采用IGBT，以满足高压、高功率的要求。无感电容(C7、C8)并联在两桥臂之间，降低两桥臂之间电压尖峰的干扰，谐波电感L;，隔直电容C15﹑C16、C17防止变压器的直流偏磁，原边籍位二极管减轻副边振荡，主变压器起到原、副边的隔离、耦合作用，原、副边各一副绕组，以满足副边采用全桥整流的要求，原边加交流互感器，检测原边电流作保护用。

3输出整流滤波电路

采用全桥整流满足开关电源高压的要求，高频滤波电感Lf，电解电容(E5、E6、E7)，高频电容(C18，C21)滤除高频谐波分量，共模电感(L2)，Y电容(C19、C20)，抑制共模分量，电流采样电阻R3~～R5，输出二极管D14，防止电池电流反灌。

第4章控制电路的设计

开关电源的PWM集成控制器基本原理

PWM集成控制器通常分为电压型控制器和电流型控制器两种。电压型控制器只有电压反馈控制，可满足稳定电压的要求，电流型控制器增加了电流反馈控制，除了稳定输出电压外，还有以下优点:

1.当流过开关管的电流达到给定值时，开关自动关断;

2.自动消除工频输入电压经整流后的纹波电压，并开关电源输出端300IIz以下的纹波电压很低，因此u减小输出滤波电容的容量;

3.多台开关电源并联工作时，PWM开关控制器具有内在的均流能力;

4.具有更快的负载动态响应:

开关电源常用的脉宽调制(PWM)型集成控制器如图4-1所示的几个部分组成。基准电压和采样反馈信号通过误差放大器比较放大后，输出的差值信号和锯齿波(或三角波)比较，从而改变输出脉冲的宽度，以实现稳压。有些控制器仪有一个输出端，而多数控制器都设有用触发器和“与”门电路组成的相位分离器，用它来将单-脉冲变换成交替变化的二路脉冲输出，用于供驱动推挽和桥式变换器中的功率开关管，此时变换器的工作频率等于控制器内部锯齿波振荡器振荡频率的一半。当然也可将控制器的两路输出并联起来去驱动单端变换器或串联调整型稳压开关电源中的功率开关管，此时开关稳压电源的工.作频率就等于控制器内部锯齿波振荡器的频率。

1高速脉宽调制器UC3825

根据我们所设计的开关电源系统的要求，我们选的PWM集成控制器为UC3825。下面将详细介绍此芯片的主要特点、工作原理和应用及调试。

1主要特点:

适用于电压型或电流型开关电源电路;实际开关频率可达1MHz;

输出脉冲最大传输延迟时间为50ns;

具有两路大电流推拉式输出(峰值电流为2A);内有宽频带误差信号放大器;

具有较高的频率精度并可对死区进行控制，同时振荡器放电电流也可调;带有双重抑制脉冲和全封闭逻辑;

具有软启动控制;

内有逐脉冲限流比较器;

具有全周期再启动的封锁式过流比较器;

启动电流很小-+(典型值为10omA):

欠压锁定--16V/10V(B型)

在欠压锁定期间输出低电:

可调整的带隙基准电压;

可调的上升沿封锁阀值，可调低上升沿噪音。

2极限参数:

电源电压(15，B脚)22N

输出脚电流(流出或流入)(11，14脚)

直流0.5A

脉冲(0.5ms)2.2A

地线(12脚)-0.2V

模拟输入

(1，2，7脚)一0.3~-7V

(9，8脚)-0.3~~-6V

时钟输出电流(4脚)-5mA

误差放大器输出电流(3脚)5mA

软启动电流(8脚)20mA

震荡器充电电流(5脚)-5mA

功耗(温度60℃)lw

储存温度范围-65~~-150℃

焊接温度(焊接时间为10s);300℃

(注:所有电压均以地线电压为基准;流入管脚的电流为正值。)

3内部电路工作原理

该芯片内部电路如图4-2所示。它由振荡器、PWM比较器、限流比较器、过流比较器、基准电压源、故障锁存器、软启动电路、欠压锁定、PWM锁存器、输出驱动器等组成。我们将详细介绍各部分的情况，以理解芯片的工作原理。

(1振荡器

振荡电路如图4-3所示。UC3823A、B和UC3825A、B内部都有一个锯齿波振荡器。锯齿波上升沿的斜率由RT、Cr决定，确定RT、CT的方法是:首先根据要求的最大占空比Dmax、选择RT，再根据要求的频率以及RT和Dmax选择CT计算公式为:

RT的最佳阻值应为1～10k2之间,Dmax应大于70%。

在实际的应用中，RT选为6.65k，CT选为2nf，工作频率为20OKHZ.。

(2)上升沿封锁

上升沿封锁工作波形如图4-4所示，UC3823A、B和UC3825A、B采用固定频率脉宽调制。UC3823A、B的两个输出端可同时输出脉冲，输出脉冲的频率与振荡器频率相等，脉冲占空比可在0%~100%内调整。UC3825A、B的两个输出端交替输出脉冲，因此，每个输出端输出脉冲的频率是振荡器频率的1/2，振荡器的频率为200KHZ，所以输出PWM-脉冲的频率为100KHz，输出脉冲占空比在0%~一50%以内调整，实际桥式变换器的应用中一般达不到50%，因为桥式变换器在PWM脉冲的占空比为50%时，由于功率管截止时间的问题，使得桥臂容易短路，这在以后的部分将详细介绍。

为了限制最大占空比，在振荡电容放电期间，内部时钟脉冲对两路输出进行封锁。在时钟的下降沿，输出端为高电平。输出脉冲的下降沿由脉宽调制比较器、限流比较器和过流比较器联合控制。

通常，脉宽调制比较器检测出斜坡电压与控制电压(误差放大器输出电压)的交点，并且在该交点处，终止输出脉冲。因为采用了上升沿封锁，在脉冲前沿的一定时间内，脉宽调制比较器不起作用。这样，开关电源的固有噪声就能被有效的抑制。同时，由于采用了输出脉冲上升沿封锁，脉宽调制器的斜坡输入就不需要再经过滤波。

为了调整上升沿封锁时间，CL.K/LEB脚应接入电容C，这样，输出脉冲前沿封锁时间就由电容C和内部10k电阻确定的放电时间来决定。

为了更准确控制前沿封锁时间，可在外部并联一个2k2(2%)电阻R。前沿封锁时间可由下式计算:

tLED-0.5×(R//10k)XC式中，外接电阻R不能小于2kS2。

上升沿封锁也适用于限流比较器。上升沿封锁之后，如果限流(ⅠLIM)脚的电压超过1V，输出脉冲就终止。但是，过流比较器不能采用前沿封锁。这样，才不会囚为前沿封锁而延长保护时间，从而可以及时捕捉过流故障。在任何时间，只要限流(ILIM)脚的电压超过1.2V,故障封锁就起作用,从而使输出端变为低电平。为此，在限流(ⅠLIM)脚需接入噪音滤波电容器。

(3）欠压锁定、软启动以及故障处理

软启动和故障处理波形如图4-5所示。软启动是通过软启动(SOFT,START)脚的外接电容实现的。接通电源后，软启动脚外接电容放电,该脚处于低电平，误差放大器输出低电平，开关电源无输出电压。当9uA的内部电流源给软启动脚外接电容充电时，误差放人器输出电压逐渐升高，直到闭环调节功能开始T.作，开关电源输出电压逐渐升高到额定值。一旦限流(ILIM)脚的电平超过1.2V，故障锁存器置位，输出脚变为低电平;同时，软启动脚外接电容以250uA的电流放电。在软启动电容放完电后，限流脚电平降到1.2V以下时，故障锁存器就不输出脉冲。这时，故障锁存器复位，芯片开始软启动过程。

在软启动期问，万一故障锁存器置位，输出会立即中止。但是软启动脚外接电容在充足电之前不会放电。这样，在故障连续出现的情况下，输出就会出现一个间断期。

(4)大电流输出电路

功率MOSFET驱动电路如图4-6所示。UC3825推拉式输出电路的每个输出端都可输出峰值为2A的电流。该输出电流在20ns内可使1000pF电容两端的电压上升15V。采用独立的集电极电源Uc和功率地线PGND脚，能够减小大功率门极驱动噪声对集成电路内模拟电路的干扰。每个输出端(OUT)到Uc和PGND之间，都应加入一只3A的肖特基二极管(IN5120，USID245或相同性能的器件),如图4-6所示。该二极管可将输出电压的幅值钳位在电源电压，这对任何电感性和电容性负载都是必要的。

4.3UC3825的调试

UC3825是控制电路的核心，通过前面的介绍，我们知道，这种PWM集成控制器集成了很多的功能,以前需要用分立单元完成的功能，现在都可以通过UC3825来完成，它的-般用法如图5-7所示。

图4-7中，VREF为参考电压，在我们设计的电路中的用途是供给线性光耦合器控制部分的电压;RT和CT用来调节PWM的最人占空比Dmax和振荡频率;输入是从端口2进入，OutA和OutB是PWM信号的输出端口，信号的幅值由端口13的vc决定。OutA和lOutB输出的两个PWM信号是相互之间有死区时间的互补信号。通过实验我们测得端口2的数值范围为:0.945V~一2.132V，根据系统的具体情况，最大占空比我们设计为Dmax—40%，因为功率MOSFFT的截止时间比导通时间长，如果Dmax过大，将会导致桥臂短路的情况。

通过实验可知,UC3825的2脚输入和outA.、outB输出的PWM脉冲信号的占空比是满足线性关系的。具休实验数据如表4-1所示。我们定义UC3825的2脚输入为v2,输出的PM信号占空比为D。从表41中的数据可以看出,端口2的数值范闹为:0.945V~-2.132v，而PWM脉冲信号的占空比在0%~-40%之间变化，与上述的结论是吻合的。