基于UCC3895的移相全桥变换器的设计

　　引言

　　移相全桥(Full-Bridge，FB)PWM变换器是一种应用广泛，适用于较大功率、低电压等场合的变换器。该变换器采用PWM移相控制，在不附加其他额外元器件，电路成本和复杂程度基本不变的情况下，利用变压器的漏感和功率开关管的结电容进行谐振，使功率管实现零电压开关(ZVS)，从而减小了开关损耗，变换器的效率可大于80%，并且开关电压应力的减小使得开关频率可以进一步得到提高，可达到100 kHz～500 kHz，故该变换器适应当今开关电源高频化、高效化的发展趋势，有广阔的应用前景。

　　实现全桥变换器的移相PWM控制的方法很多，比如：采用分立器件进行逻辑组合，采用专用的集成控制芯片，采用DSP或CPLD数字实现等。第一种方法较为复杂，不利于工业应用，第三种方法的成本相对较高;而采用专用的集成控制器是电源开发设计者们较多采用的方法。当今应用较多的移相全桥集成控制芯片主要是UC3879和UC3875/6/7/8系列。UC3879作为UC3875的改进型，其工作原理和基本结构是相同的，但在一些功能上进行了改进。UCC3895是TI公司生产的又一种高性能PWM移相型控制器。它是UC3879的改进型，除了具有UC38779的功能外，最大的改进是增加了自适应死区设置，以适应负载变化时不同的准谐振软开关要求。新增加了PWM软关断能力。同时由于它采用了BCDMOS工艺，使得它的功耗更小，工作频率更高，因而更加符合电力电子装置高效率、高频率、高可靠的发展要求。

　　本文首先介绍了UCC3895的电气特性、管脚的基本功能及电压型控制或峰值电流控制的实现。然后应用UCC3895设计了220 V输入、24 V输出、开关频率20kHz、功率500W的移相全桥电源，并给出了开环和闭环实验的主要波形。

　　1 UCC3895应用特性

　　UCC3895有以下特性：可编程输出开通延时和自适应延时设置;既可用于电流模式，又可用于电压模式;可实现输出脉冲占空比从0%～100%相移控制;内置7 MHz带宽的误差比较放大器，最高工作频率1 MHz等。它的内部结构框图如图1所示。

　　脚ADS是该控制芯片新增的控制管脚，其功能是设置所设定输出延时死区最大值与最小值之间的比。

　　当脚ADS与电流传感脚CS直接相连时，延时死区时间最小;当脚ADS直接接地时，延时死区时间最大。

　　脚ADS可通过式(1)所列关系改变脚DELAB和脚DELCD上的电压，从而改变输出延时。

　　式中：VDEL为脚DELAB和DELCD上的电压;VCS为脚CS上取样电流的电压;VADS为脚ADS上所施加的设定电压。

　　脚CS为电流检测比较器的反相输入端。当电路工作在峰值电流模式下时，该引脚信号可实现逐个周期的电流限制功能，同时在任何情况下当电路过流时，芯片立刻封锁输出进入软启动周期实现有效的保护功能。