ZVS移相全桥控制器UCC3895及其应用

DC／DC变换器的电路原理如下图3。图中除了UCC3895及其外围电路外，QA、QB、QC和QD四个MOSFET组成桥式变换电路，依靠其漏源间等效电容实现零电压软开关；电感生产T1和T2为脉冲变压器，分别用来驱动主电路开关管QA、QB和QC、QD；T4为电流互感器，与C7、R10一起组成电流检测电路；T3为高频变压器，实现输出隔离和电压匹配；D1和D2对高频变压器副边电压整流，精L1、L2和C10滤波得到输出直流电压VCC；TL431是一个基准电压为2.5V的电压调节器，通过光耦Q8实现输出电压闭环反馈。

采用UCC3895芯片作为控制电路主要部分，通过TI公司提供的原理图、测试参数、设计原理、应用参数等资料，结合本实验的要求给出部分电路参数设计。

预设fosc=200kHz，得模压电感器tosc=1／200kHz=5μs，根据式(3)计算得RTCT=46.8×10-6，取R功率电感器T=100kΩ，CT=470pF。

由式(1)和(2)，开关切换时CS端的最低电压决定了最大死区时间。VCS上的电压范围为0V～2.5V，选取RCS=200kΩ，RADS=100kΩ，如图3所示。据式(1)得到VDEL上的电压范围为0.5V～1.75V，选取RDELAB=RDELCD=2kΩ，最大电流为0.875mA<1mA，符合要求。再据式(2)得到死区时间为50～125ns。

据光耦参数，取工作点为IC=2.5mA，IF=3mA，选择EAP端电压工作点为VREF的中点，即得R4=VREF／(2IC)=1kΩ。

根据设计要求输出电压Vcc=30V，已知TL431的参考电压为2.5V，则应取R8=11kΩ，R9=1.0kΩ。选择TL431输出端电压工作点为动态范围的中点，可得R11=(Vcc-1.5-2.5)／(2IF)=4.3kΩ。

选择驱动变压器原、副边匝比为10：10；高频变压器T3原副边匝比为15：45。输入电压Vin为15V，电流平均值约为5A；考虑占空比和的T3的励磁电流，输入电流峰值约为9A；电流互感器原副边匝比选为1：75，可得副边电流为0.12A；选择R10为20Ω，可得CS端的最大电压为2.4V，不能超过2.5V。

4一体电感器．实验结果

图4是在上述参数下的控制电路输出波形。

图4中上面三个波形依次为CT上的输出波形、OUTA的输出波形和OUTB的输出波形；下面三个波形是上面波形的局部放大图。OUTA、OUTB的开关频率为100kHz，CT的输出频率为200kHz的锯齿波，开关频电感器市场率是fOCS的二分之一。为了观察稳定的波形，反馈回路处于开路，等效为输出一直处于欠压状态；可以看出PWM占空比接近100％，死区时间约为120ns，在设定范围之内。

5．结论

本文介绍了ZVS移相全桥DC／DC变换器控制芯片UCC3895，与此前同类芯片比较增加了自适应死区时间控制。设计了一台15V／30V的DC／DC变换器的设计，该方案采用了峰值电流控制模式，可在较大范围内实现移相全桥零电压开关(ZVS)。最大可实现1～2kW的功率变换。实验证实了UCC3895的控制功能。预计会有较大的应用前景。

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