同步整流管选用IR 公司的IRF3205 型N 沟道功率MOSFET,漏源击穿电压U(BR)DSS=55V,漏极电流ID=110A(25°C),最大栅源电压UGS(max)=±20V,开通电压UGS(th)=4V,导通电阻RDS(on)=0.008Ω。同步整流驱动电路的设计主要集中在电流互感器T2 的设计上。电流互感器磁环型号选用R10, Ae = 7.83×10-6 m2 ,磁芯材料选用N30,Bmax=0.2T。绕组N1 由于流过的电流比较大,为减小损耗,匝数确定为1 匝,为保证绕组N2 在SR 关断期间退磁,绕组N2 需满足:
为有充足的裕量,取N2 为20 匝。保证SR 开通关断的快速性,设定变换器次级电感电流达到30mA,SR 开始导通或关断,则取R1 为470 Ω。取C1 为1nF,R1 为100 Ω,R3 为470 Ω。
3.6 反馈电路设计
反馈电路采用TL431 配合光耦PC817 作为参考、隔离、取样,电路中将UC3842 内部的误差放大器反向输入端2 脚直接接地,PC817 的三极管集电极直接接在误差放大器的输出端1 脚,跳过芯片内部的误差放大器,直接用1 脚做反馈,然后与电流检测输入的第3 脚进行比较,通过锁存脉宽调制器输出PWM 驱动信号。当输出电压升高时,经电阻R5,R6 分压后输入到TL431 的参考端的电压也升高,此时流过光耦中发光二极管的电流增大,PC817三极管集电极电流增大,三极管集射级电压减小,UC3842 的6 脚输出驱动信号的占空比变小,于是输出电压下降,达到稳压的目的。反之亦然,使输出保持恒定,不受输入电压或负载变化的影响。
TL431 参考输入端电压ref U 为2.5V,电流为1.5μA,为了避免此端电流影响分压比和避免噪声的影响,通常取流过电阻R6 的电流为参考输入端电流的100 倍以上,所以:
根据TL431 的特性,R5、R6、Uref 和 U o有固定的关系:
PC817 三极管集电极电流IC 受发光二极管正向电流If 控制,由PC817 技术手册知,当二极管正向电流If 在5mA 左右变化时,Ic 和If 具有很好的线性关系,三极管的集射电流Ic在5mA 左右变化。所以:
式中Uvref 为芯片8 脚电压5V, U comp 为芯片1 脚电压,计算时取系统稳定时1 脚电压最大值。
TL431 正常工作时需要阴极至阳极电压Uka 大于2.5V,PC817 二极管正向导通压降Uf为1.2V。所以:
经过计算及仿真调试,得到反馈电路的阻容参数。取R6 为1KΩ,R5 为3.8KΩ,R8 为1KΩ,R9 为120Ω,R7 为150KΩ,C4 为1nF。