当Pin1电压为7.2V时,Pin3电压达到1V则电流取样比较器输出翻转为高,驱动关闭。从2844内部框图可以看出当Pin1电压大于4.4V时(2个二极管压降为0.7V*2),电流取样比较器“-”端电压会被稳压二极管钳位到1V。当Pin1电压小于4.4V时,电流取样比较器“-”端电压=(Vcom -1.4)/3。 CH1:UC2844 Pin1CH2:UC2844 Pin3CH3:MOS驱动CH4:+15V
CH1:电流检测电阻上的电压CH2:UC2844 Pin3CH3:MOS驱动
启动时第一个驱动脉冲,电流检测电阻上的电压从0开始上升,驱动持续时间比较长(10uS左右) 启动时的第二个脉冲 观察第二个驱动脉冲波形,电流检测电阻上的电压不是从0开始上升,也就是说开关管的电流不是从0开始,所以此时电路工作在CCM(电流连续模式),这是因为启动时负载电流比较大(给各电路的储能电容充电)。从下图的电路中可以看到,开关管Q2的电流检测电阻后端接了一个RC滤波,然后才接到UC2844的Pin3,由于经过了滤波,Pin3电压是从0V开始逐渐上升的,并不像电流检测电阻上的电压那样陡峭
开关管电流检测增加RC滤波的原 b因: (1)变压器初级侧线圈匝与匝之间有分布电容,当MOSFET每次开通时,输入电压会给此电容充电,充电电流会流过开通的MOSFET,导致MOSFET电流上有尖峰,此尖峰会体现在电流检测电阻的电压上,并可能超过UC2844电流取样比较器的门限导致MOSFET误关断,因此需要将此尖峰滤除。输入电压越大,匝间电容充电电流尖峰越大,如下图所示(MOSFET电流采样电阻上的波形,SIZE-D驱动板)
120V输入电压,最大尖峰411mV 300V输入电压,最大尖峰730mV
(2)在CCM(电流连续模式)状态下,初级侧MOSFET开通时,次级侧整流二极管反向恢复,反向恢复电流经过变压器反射到初级侧,在MOSFET电流上形成一个尖峰,如下图所示(电动汽车24V输入驱动板),此尖峰会超过UC2844电流取样比较器的门限导致MOSFET误关断,因此同样需要将此尖峰滤除。在DCM(电流不连续模式)时,整流二极管不会有反向恢复电流,则MOSFET开通时没有电流尖峰。
CH1:电流采样电阻上的电压CH2:UC2844 Pin3
CCM,电流采样电阻上的尖峰 DCM,电流采样电阻的波形无尖峰
关于二极管反向恢复的详细讲解请参考
二极管的反向恢复.docx
增加RC滤波的影响:滤波电容容值偏小,电流尖峰不能有效消除;容值偏大会造成电流反馈延时过大,UC2844电流采样脚Pin3的电压低于电流采样电阻的电压,会造成输出限电流/限功率不准,重载或者输出短路时导致MOSFET、整流二极管损坏。经验案例参考:
(2)Pin1电压下降 主反馈(+15V)电压达到11.5V时,UC2844 Pin1电压开始从7.2V往下降,此时光耦U17 Pin1为9.6V,Pin2为8.7V,光耦U17的发光二级管导通(管压降1.0V),Vce电压下降(即UC2844 Pin1电压下降) 注:从原理上来说,主反馈电压要达到15V才能使得TL431基准输入电压为2.5V,这样才能保证TL431开始工作,光耦二极管开始导通;而这里主反馈在11.5V时光耦二极管就导通,并不是因为TL431开始工作了,具体原因后文有详细说明
CH1:UC2844 Pin1CH2:U17 Pin1CH3:U17 Pin2CH4:+15V 随着UC2844的Pin1电压降低到低于4.4V,电流取样比较器反相输入端电压不再被钳位到1V,而是随着Pin1电压下降而下降。这样Pin3的电压峰值也逐渐低于1V。 CH1:UC2844 Pin1CH2:UC2844 Pin3CH3:MOS驱动CH4:+15V
(3)稳态时的波形
CH1:UC2844 Pin1CH2:UC2844 Pin3CH3:MOS驱动CH4:+15V 稳定工作时Pin1为1.76V,根据芯片资料,UC2844内部电流比较器的门限电压(“-”端电压)为 (1.76-1.4)/3=120mV。从这个图看,Pin3电压达到170mV时驱动关断,与计算的120mV有些偏差。
注:此处计算有错误,关断时内部电流比较器门限电压应该用此时Pin1的瞬时值计算,而不是用有效值
二、新制动单元开关电源电路图(Ver:0)
与SIZE-D的驱动板不同,新制动单元UC2844的Pin1没有通过电阻接到Pin8,从后文可以看出这样做是不太合适的