Буферный усилитель и светодиод улучшают работу ШИМ-контроллера при легких нагрузках

Gregory Mirsky

EDN

Выпускаемая Texas Instruments микросхема UCC3895 может послужить хорошей основой для высокоэффективного импульсного источника питания с широтно-импульсной модуляцией, который может быть сконфигурирован для работы либо в режиме управления по току, либо по напряжению. Разработанная для управления полномостовым инверторным блоком питания с использованием двух пар комплементарных выходов OUTA … OUTD, схема управляет мощностью посредством сдвига фазы на выходах C и D относительно A и B. Подробное описание можно найти в технической документации изготовителя. Однако при легкой нагрузке и режиме управления по току контроллер в начальный момент может формировать на выходах с запаздывающей фазой C и D импульсы асимметричной ширины. Полное описание проблемы и путь ее обхода приведены в [1].

Рисунок 1.	Дополнительный резистор R1 помогает улучшить работу популярного контроллера импульсного источника питания при легких нагрузках за счет устранения асимметрии выхода.

К сожалению, обходной путь приводит к новым проблемам, когда микросхема используется в других реализациях схемы. На Рисунке 1, взятом из [1], показан фрагмент схемы, в которой UCC3895 работает в режиме управления по пиковому току, а подтягивающий резистор R₁ обеспечивает постоянное смещение для линейно изменяющегося напряжения. Однако в значительном диапазоне уровней пилообразного напряжения диод D₁ закрыт и, следовательно, сужает динамический диапазон источника питания, отсекая часть пилообразного напряжения на выводе 3 микросхемы IC₁.

Рисунок 2.	Для улучшения характеристик добавьте усилитель со сдвигом уровня в цепь прохождения линейно нарастающего напряжения.

На Рисунке 2 показан другой подход, который, хотя и требует дополнительных компонентов, но обеспечивает полный размах пилообразного напряжения на выводе 3 IC₁ и добавляет постоянное смещение приблизительно 1 В, требуемое в техническом описании. Транзисторы Q₁ и Q₂, резисторы R₁ и R₂, и светодиод D₃ образуют усилитель-повторитель пилообразного напряжения, снимаемого с времязадающего конденсатора C₁, подключенного к выводу 7 микросхемы IC₁. За счет смещения на постоянный уровень пилообразного напряжения, подаваемого на вход IC₁, такая конфигурация обеспечивает надежную работу в режиме управления по току во всем диапазоне нагрузок – от холостого хода до максимального выходного тока. Желтый светодиод D₃ выполняет смещение уровня на 1.7 В без существенных потерь сигнала. Не указанные на схеме номиналы компонентов зависят от конкретного приложения.

1. Datasheet Texas Instruments UCC3895