预设fosc=200kHz,得tosc=1/200kHz=5μs,根据式(3)计算得RTCT=46.8×10-6,取RT=100kΩ,CT=470pF。
由式(1)和(2),开关切换时CS端的最低电压决定了最大死区时间。VCS上的电压范围为0V~2.5V,选取RCS=200kΩ,RADS=100kΩ,如图3所示。据式(1)得到VDEL上的电压范围为0.5V~1.75V,选取RDELAB=RDELCD=2kΩ,最大电流为0.875mA<1mA,符合要求。再据式(2)得到死区时间为50~125ns。
据光耦参数,取工作点为IC=2.5mA,IF=3mA,选择EAP端电压工作点为VREF的中点,即得R4=VREF/(2IC)=1kΩ。
根据设计要求输出电压Vcc=30V,已知TL431的参考电压为2.5V,则应取R8=11kΩ,R9=1.0kΩ。选择TL431输出端电压工作点为动态范围的中点,可得R11=(Vcc-1.5-2.5)/(2IF)=4.3kΩ。
选择驱动变压器原、副边匝比为10:10;高频变压器T3原副边匝比为15:45。输入电压Vin为15V,电流平均值约为5A;考虑占空比和的T3的励磁电流,输入电流峰值约为9A;电流互感器原副边匝比选为1:75,可得副边电流为0.12A;选择R10为20Ω,可得CS端的最大电压为2.4V,不能超过2.5V。
4.实验结果
图4是在上述参数下的控制电路输出波形。
图4中上面三个波形依次为CT上的输出波形、OUTA的输出波形和OUTB的输出波形;下面三个波形是上面波形的局部放大图。OUTA、OUTB的开关频率为100kHz,CT的输出频率为200kHz的锯齿波,开关频率是fOCS的二分之一。为了观察稳定的波形,反馈回路处于开路,等效为输出一直处于欠压状态;可以看出PWM占空比接近100%,死区时间约为120ns,在设定范围之内。
5.结论
本文介绍了ZVS移相全桥DC/DC变换器控制芯片UCC3895,与此前同类芯片比较增加了自适应死区时间控制。设计了一台15V/30V的DC/DC变换器的设计,该方案采用了峰值电流控制模式,可在较大范围内实现移相全桥零电压开关(ZVS)。最大可实现1~2kW的功率变换。实验证实了UCC3895的控制功能。预计会有较大的应用前景。