[发明专利]一种替代移相全桥PWM控制芯片UCC3895的模块

说明书

技术领域

本发明涉及PWM控制模块，特别是涉及一种替代移相全桥PWM控制芯片UCC3895的模块。

技术背景

移相全桥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，变换器的转换效率高，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100khz～500khz，因此，这种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。在移相全桥PWM变换器中常用的控制芯片UCC3895，是美国TexasInstruments公司生产的一种高性能移相PWM控制芯片，是UC3875(79)的改进型，适合于移相全桥电路，同时配合ZVS工作以实现在高频时的局部软开关性能，除了具有UC3875(79)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，使得芯片的功耗更小，工作频率更高，更加符合电力电子装置高效率、高频率、高可靠的发展要求。但是UCC3895的成本高达7-8美元，此外，在大于300W以上的高效率开关电源中的“有限双极性全桥软开关拓扑”只能达到UCC3895的部分功效，其占空比的损失和转换效率却未尽人意；而采用由DSP系统构成的芯片，虽然可以达到UCC3895的功能，但成本也接近于UCC3895，如果要提高工作频率，其芯片的成本甚至更高，难以兼顾性价比的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提出一种替代移相全桥PWM控制芯片UCC3895的模块。

本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决：

这种替代移相全桥PWM控制芯片UCC3895的模块，包括锯齿波发生器、QA/QB产生电路、PWM比较器、误差电压反馈电路、QC与门控制电路、QD与门控制电路、PWM移相触发器、QC/QD缓冲触发器、QC/QD死区产生及输出电路、空载关断比较器、过流关断比较器、重复软启动/自动恢复电路，和VCC辅助电源；

锯齿波发生器的输出端分别与QA/QB产生电路的振荡输入端、PWM比较器的一个输入端连接，QA/QB产生电路还分别与空载关断比较器的输出端、过流关断比较器的输出端及重复软启动/自动恢复电路连接，QA/QB产生电路的输出端QA和QB分别与PWM移相触发器的输入端连接；

PWM比较器的另一个输入端分别与误差电压反馈电路的EA输出端、重复软启动/自动恢复电路的一路输出连接，PWM比较器的输出端分别与QC与门控制电路的一个输入端、QD与门控制电路的一个输入端连接；

QC与门控制电路的另一个输入端还与PWM移相触发器的一个输出端连接，QD与门控制电路的另一个输入端还与PWM移相触发器的另一个输出端连接，QC与门控制电路的输出端、QD与门控制电路的输出端分别与QC/QD缓冲触发器的输入端连接；

QC/QD死区产生及输出电路的输入端与QC/QD缓冲触发器的输出端连接；

其中QA、QB、QC和QD分别是桥式变换电路的四个MOSFET管Q1、Q2、Q3、Q4的栅极激励波形。

这种替代移相全桥PWM控制芯片UCC3895的模块的特点是：

所述QA/QB产生电路，是型号为TL494的互补对称、恒频的脉宽调制控制IC；

所述PWM移相触发器和QC/QD缓冲触发器，是型号为CD4013的具有两个D触发器的IC；PWM移相触发器由1/2CD4013构成，CD4013的3脚、5脚、7脚、9脚、11脚接地，8脚接QA/QB产生电路的TL494的9脚，10脚接QA/QB产生电路的TL494的10脚，13脚接QC与门控制电路的一个输入隔离二极管的负端，12脚接QD与门控制电路的一个输入隔离二极管的负端，1/2CD4013的置位端8脚和复位端10脚分别连接QA和QB，使激励波形QC与QA、QD与QB之间有以下对应关系：

当QA的上升沿出现后，PWM移相触发器的13脚输出高电平，QC与门控制电路的一个控制端就被打开，而另一个控制端延迟至PWM比较器的1脚出现上升沿时才被打开，QC与门控制电路才输出被移相的QC信号，再被QC/QD缓冲触发器锁存；