本文設計了一款基于UC3846的推挽正激DC—DC變換器，分析了變換器的電路控制原理。樣機的實驗波形及數據表明該變換器克服了傳統推挽電路的不足，具有變換效率高，功率開關管電壓尖峰小、動態響應快等優點。

0.引言

推挽拓撲結構為升壓電源最常用的拓撲結構（如：聯能和協欣），適用于低壓大電流電路。推挽變換器電路結構簡單，其高頻變壓器磁亦是雙向磁化，而且對變壓器的繞制要求較高，必須具有良好的對稱性。變壓器的磁芯偏磁對器件參數的一致性和驅動電路驅動信號脈寬的一致性提出了較高的要求，同時控制方式也要求采用電流型控制方案，增加電路的復雜性和難度。但是高頻變壓器上直接施加輸入電壓，因而只用兩個功率開關管便能獲得較大的功率輸出，而且兩路驅動電路無需隔離，因此驅動電路可以簡化。這是推挽電路最明顯的優點。但推挽電路也有兩個缺點：一是在開關管關斷時原邊線圈的漏感能量釋放網難，而且，會在開關管上形成關斷尖峰，易導致開關管損壞。二是器件或電路的不對稱會引起磁芯偏磁，導致磁芯飽和。本設計的主拓撲采用較為新穎的推挽正激電路，與推挽電路相比，推挽正激電路在推挽變壓器初級兩個繞組的同名端增加了箝位電容Co。

1.推挽正激DC—DC變換器硬件電路的設計

1．1新型推挽正激電路

針對推挽電路兩個明顯的缺點，本設計的主電路采用新型推挽正激電路，是在以往的推挽變壓器初級兩個繞組的同名端增加了箝位電容Co，推挽電路的工作性能因Co的加入而得到很大改善。推挽正激電路如圖1所示。

工作模態1：開關管Q1和O2截止（保持），箝位電容c1被充電到Vi，電位左正右負。

工作模態2：開關管Q1導通，Q2截止，v1通過Q1和高變初級線圈Wpl形成回路。同時，電壓下正上負的箝位電容c1通過高變初級線圈Wp2和開關管Q1形成回路。高變初級Wp1和Wp2同時向次級傳輸功率。

工作模態3：開關管Q1截止，02導通，V1通過高變初級線圈Wp2和Q2形成回路。同時，電壓下正上負的箝位電容c1通過開關管Q2和高變初級線圈Wpl形成回路。高變初級Wpl和Wp2同時向次級傳輸功率。

新型推挽正激變換器有以下優點：有效抑制開關管的電尖峰、提高下作效率、抑制磁芯偏磁、減小輸入電流脈動等。

1．2控制電路設計

本設計利用電流型控制技術，并采用雙環控制方法。如圖2所示，電壓環Pnf算實現電壓外環控制，可以保證輸穩，保證電源系統的穩態性能。電流環實現電流內環控制，可以加快系統的動態響應速度，提高系統的動態性能。采樣電路采樣輸m電壓和電流，通過電壓PID調節和電流PID調節，可實現恒和限流控制。

本設計采用電流模式集成芯片UC3846來實現對主電路的控制功能，UC3846可以實現雙環控制，一個由接收輸出電壓采樣信號的誤差放大器構成電樂外環和一個南接收初級峰值電流采樣信號的PWM比較器構成內環。峰值電流采樣信號需通過采樣電阻將其轉換為階梯斜坡電壓。

如圖3所示，本設計利用初級峰值電流通過UC3846的3、4腳限制峰值功率。通過UC3846的內部運放（5、6、7腳）實現恒樂控制。通過外加運放的PID調節作拉低5腳的基準電壓，可實現恒流控制。這種控制方法，恒精度高，但是，電流調節速度慢于電調節速度。而且，由于外同器件的溫漂，恒流點易受溫度影響。此控制，適用于穩壓要求高的電路，比較適合帶阻性和感性的負載。

2．保護電路的設計

2．1輸入過恢壓保護電路

當系統輸入電壓過高或者電壓不足時，可使圖4中的過／欠壓輸入端置低電平，同時光耦2705置為高電平，使其輸出高電平。因此，UC3846的腳16就會被加速電容c6和二極管D6施加正脈沖，從而使UC3846芯片內部品閘管導通。南UC3846自帶的保護電路使引腳l為低電平，經檢測電路后使得電路進入保護狀態，UC3846芯片輸封鎖脈沖。

還有就是，當2705輸出高電平時，一極管飽和接通使電路支路接地。電路中有電容C6的存在，使得電路加速，而極管的導通會推遲。三極管的導通壓降比品閘管的要小，所以品閘管不能連續導通，即晶閘管恢復火斷。當過／欠壓故障消除后，系統最新輸出脈沖。

2．2輸入過流，過載保護電路

當電路巾檢測到電流過大、負載過載的信號時，比較器LM2903就會輸出低電平，光耦2705同時輸出高電平，經D7加在控制電路的引腳16上，也會使得脈沖輸出封鎖。電路由晶閘管維持導通，只有當系統電流在正常輸入范圍內且不過載時，系統重新輸出啟動信號有脈沖輸出。輸入過流／過載保護電路如圖5所示。

3．實驗結果

按照以上設計思路研制出一臺工程樣機，輸入電壓為DC2OV一32V，額定24V，輸出電壓為DC360±10V，額定功率為3KW，峰值功率為4．5KW。在不同負載下做了相關實驗，實驗數據與波形如下圖。

（1））負載：RL=28歐姆板型負載；輸入：Vi=24V，li=ll8A，Pi=2802W；輸出：V0：264V，1o=10A，Po=2628．1W；效率：y=94％，Pc=174．1W。測試波形如圖6所示

（2）負載：RL=60歐姆板型負載；輸入：Vi=24．64V，Ii=50．27A，Pi=1238．7w；輸出：Vo=263．3V，Io-4．32A，Po=l137．5W；效率：y=91．83％，Pc=101W。測試波形如同7所示。

（3）負載：RL=260歐姆板型負載；輸入：Vi=25．127V，li=12．87A，Pi=323．4W；輸出：vf263．3V，Io=0．98A，Po=258W；效率：y=80％，Pc=65．4W。測試波形如同8所示。

（4）滿載時，輸出紋波如圖9所示。

4．結論

由以上分析可知，該變換器當輸出2．6KW時，變換效率達到94％，并可得到穩定的輸出電壓，其最大輸出波紋小于l％，設計了過溫關斷、過，欠壓保護電路、輸入過流／過載保護電路，提高了電路的安全可靠性能。在低壓輸入功率較大的場合，具有重要的適用價值。