一种新型492V/3A充电器的实现

　　0 引言

　　作者所在公司专业生产EPS产品，与之配套的充电器是整个产品的重要的功能单元之一。早期的充电器采用单相市电整流，然后BUCK电路降压输出的形式，所以在对492V电池组充电时，需要两个充电器单元串联工作。这种充电器结构输入要采用变压器隔离，所以体积庞大;采用串联形式故障率高;在实际生产中，组装也不太方便。在这种情况下，我们设计了本文所提到的新型的充电器。

　　1 电路原理图

　　整个系统由输入单元、直流变换单元、控制单元和输出单元组成。输入单元是三相无零线市电;直流变换单元采用双管BUCK-BOOST。电路，它可以适应市电304～456V的大范围变动。控制单元采用电源专用电流型PWM芯片UC3843，它通过检测输出的电压和电流信号来控制开关管的通断和调整输出电压;输出单元由功率二极管和滤波电容组成。其系统方框简图如图1所示。

　　图2是充电器的主电路原理简图。三相市电经不控整流滤波后输出平稳的直流电，DC/DC变换部分的BUCK-BOOST电路采用的是未简化的双管电路，与单管的拓扑结构相比，一是使管子承受的电压降低一半，二是使短路保护和过流保护的电路设计更加容易。R1和R2为采样电阻，它们可以根据电感上的峰值电流来选定，保证其上的电压低于1V。S1和S2选择800V/27A的MOS场效应管，D1和D2选择1200V/15A的软恢复功率整流二极管。电感L根据系统的输出功率来定。

　　1.1 驱动电路

　　UC3843是高性能固定频率电流模式控制器，脚1是输出补偿端，当其电压低于1V时，UC3843的脚6关闭输出，电路设计时，利用它实现输入过欠压、输出过欠压、缺相和限流保护等功能，各种保护通过“与”的形式接至脚1。脚3是电流采样端，当其电压高于1V时，控制器的脚6也锁闭输出，利用它实现过流保护功能。脚4是定时元件输入端，由它来产生UC3843工作时的振荡频率。在设计电路时，由于整个系统工作在较高功率和频率下，MOS管在关断时控制器脚6被外部器件拉得低于地电位产生尖峰噪声，它干扰内部振荡器的正常工作，造成电路工作不稳定，所以脚4改用外部振荡电路。选用555时基电路产生。

　　一个频率为40kHz，占空比为80%的振荡波，直接连到脚4作为UC3843的外部同步时钟输人。功率电路上的两个MOS场效应管，S1为浮地驱动，而S2为共地驱动，脚6输出PWM驱动信号。图3是驱动电路原理图，为求简化，图3中只画出了一路驱动。脚6输出的驱动信号经光藕隔离后，再运用集成电路芯片MC34151对信号放大。驱动电阻的大小选择非常关键，太小会使驱动波形上升沿过陡，开通过程过快，容易产生振荡使电路不稳;电阻太大会减慢开通过程，很容易使MOS管经过放大状态后再进入饱和状态，增加了管子的开关损耗，这也是我们所不希望的，所以折中考虑，取驱动电阻的大小为15Ω。图3中与驱动电阻并联的二极管是MOS管关断时放电通道，加快关断过程。