隨著我國(guó)電源行業(yè)的發(fā)展,，在中大功率應(yīng)用場(chǎng)合，采用PWM控制技術(shù)的移相全橋DC／DC變換器越來(lái)越受到人們的關(guān)注,，隨著PWM控制技術(shù)逐漸向高頻化方向發(fā)展,，全球各大集成電路生產(chǎn)商競(jìng)相研制出各種新型的PWM控制器件，其中TI公司推出的UCC3895是一款具有代表性的移相全橋控制器件,。該器件既可以工作于電流模式也可以工作于電壓模式,，又可以為諧振零電壓開(kāi)關(guān)提供高頻、高效的解決方案,，具有廣闊的應(yīng)用前景,。這里基于UCC3895設(shè)計(jì)了移相全橋DC／DC變換器的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試,。

1 移相全橋DC／DC變換器閉環(huán)系統(tǒng)工作原理
    移相全橋DC／DC變換器閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖l所示,。

    直流輸入電壓經(jīng)過(guò)全橋逆變、高頻變壓器降壓,、輸出側(cè)整流濾波得到所需的直流電壓,。四路PWM波配置為兩組，PWMl,、PWM2為一組,，用來(lái)控制全橋逆變模塊的超前臂；PWM3,、PWM4為另一組，控制滯后臂,。PWMl與PWM2互補(bǔ),，PWM3與PWM4互補(bǔ)，可通過(guò)UCC3895設(shè)置合適的死區(qū)時(shí)間,。該閉環(huán)控制電路采用峰值電流模式,，外環(huán)電壓調(diào)節(jié)器的輸出作為電流內(nèi)環(huán)的基準(zhǔn)，在電流環(huán)中對(duì)采樣的電流進(jìn)行斜坡補(bǔ)償,，以保證占空比大于50％的時(shí)候,，系統(tǒng)仍能穩(wěn)定工作。電流環(huán)的輸出作為調(diào)制信號(hào),，通過(guò)脈寬調(diào)制電路,、移相電路,、隔離驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的閉環(huán)控制。

2 閉環(huán)控制電路設(shè)計(jì)
2．1 控制模式
    閉環(huán)系統(tǒng)采用恒定導(dǎo)通時(shí)刻峰值電流控制方式,，可以實(shí)現(xiàn)逐個(gè)脈沖控制,，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，穩(wěn)定性好,，并且易于實(shí)現(xiàn)限流及過(guò)流保護(hù),。工作原理框圖如圖2所示。

    外環(huán)誤差放大器輸出的誤差放大電壓Ue與外加的補(bǔ)償鋸齒波Ux合成倒鋸齒波Uc作為內(nèi)環(huán)PWM比較器的基準(zhǔn),，當(dāng)開(kāi)關(guān)管電流檢測(cè)信號(hào)Us的峰值達(dá)到Uc時(shí),，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，開(kāi)關(guān)管關(guān)斷,，從而減小輸出電流翻,。
2．2 硬件電路設(shè)計(jì)
    控制部分硬件電路如圖3所示。電壓外環(huán)誤差放大器采用新型光隔離誤差放大器FOD2741,，將UCC3895的引腳l(EAN)和引腳2(EAOUT)連接在一起,，使內(nèi)部的誤差放大器構(gòu)成電壓跟隨器，跟蹤PI調(diào)節(jié)器輸出的誤差電壓,，并將其輸入至內(nèi)部PWM比較器的同相輸入端,，作為電流環(huán)的基準(zhǔn)。

    圖3中,，通過(guò)R5和R6設(shè)置輸出取樣電壓,，R5、R6與輸出電壓Vout滿足：
  
    R1和R7控制光耦的增益,，C1,、C2、C3和R1,、R2,、R3與FOD2741組成雙零點(diǎn)、雙極點(diǎn)的PI補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),。

在電流內(nèi)環(huán)中加入斜坡補(bǔ)償以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,。斜坡補(bǔ)償信號(hào)以電壓跟隨的形式，從RC振蕩器中引入,，其中加入上拉電阻R8為補(bǔ)償?shù)匿忼X波提供直流偏壓,，解決啟動(dòng)或輕載時(shí)UCC3895輸出波形的不對(duì)稱問(wèn)題。圖中電流檢測(cè)信號(hào)Is經(jīng)過(guò)I-V變換電路轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào),。根據(jù)疊加原理與引入的斜坡補(bǔ)償信號(hào)疊加送入U(xiǎn)CC3895的引腳3(RAMP),，作為內(nèi)部PWM比較器的反相輸入。通過(guò)內(nèi)部限流比較器及過(guò)流比較器實(shí)現(xiàn)逐周期限流及過(guò)流保護(hù),，當(dāng)2 V2．5 V時(shí),，進(jìn)入過(guò)流保護(hù)模式,。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    將該控制系統(tǒng)應(yīng)用于一臺(tái)1．5 kW的電源中，設(shè)計(jì)參數(shù)如下：輸入電壓為直流144 V,，輸出14 V直流電壓,，高頻變壓器原、副邊匝數(shù)比為15：2,，開(kāi)關(guān)頻率為50 kHz,，輸出濾波電感為22μH，濾波電容為2 820μF,，負(fù)載為0．14 Ω,。補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)參數(shù)為：R1=l kΩ、R2=68 Ω,、R3=40 Ω,、C1=1．2 nF、C2=47 pF,、C3=82 nF,。在移相控制占空比的過(guò)程中，全橋逆變器的驅(qū)動(dòng)波形及高頻變壓器副邊的輸出波形如圖4所示,。

4 結(jié)束語(yǔ)
    本文基于UCC3895設(shè)計(jì)了移相全橋DC／DC變換器雙閉環(huán)控制系統(tǒng),，其中加入補(bǔ)償校正環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)在交越頻率處的相位裕度大于45°,，從而達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，結(jié)果表明,，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,，穩(wěn)定性好。