功率因数校正控制器uc3854的

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1、功率因数校正控制器UC3854的建模与应用上海交通大学微电子技术研究所张宇陆鸣（上海200052）摘要：介绍功率因数校正控制器UC3854的组成原理与特性，根据宏模型概念，构建UC3854主要功能模块的宏模型，并以该宏模型为核心对功率因数校正电路在PSPICE环境下进行仿真。关键词：功率因数宏模型仿克TheConstructionoftheMacroModelforPowerFactorControllerUC3854Abstract:Thepaperintroducestheinternalstructu

2、re,mainfeaturesofthepowerfactorcontrollerUC3854,constructsthemacromodelforthemainfunclionsub—modelsofUC3854andrunsacomputersimulationintheenvironmentofPSPTCEKeywords:PowerfactorMticromodelSimulation1引言随看功率因数校正（PFC）技术在我国的重视与应用，功率因数校正专用控制器的研究渐趋增加。考虑到CAD技术迅速发

3、展的今天，传统的电路设计方法发生了革命性变革。计算机仿真参与产品设计，不仅高效、安全、节省经费，还可以通过调节参数优化系统性能，在产品开发初期，计算机仿真可忽略寄生效应,避免噪声干扰，还可简化复杂电路。然而国内对功率因数校正专用控制器的计算机仿真模型的研究尚不多见，为了更好地利用计算机仿真来进行高频功率变换系统的设计，对功率因数校正专用集成电路的计算机仿真模型的研究很有必要。H前，PFC专用集成电路有很多品种，国外的一些半导体厂商如Motorola、Uniirodc、SiliconGcncral、Sieme

4、ns.MicroLinear都开发生产了P1；C专用集成电路。常见的冇专用于升压变换型功率因数校正专用集成电路MC34261、TDA4814、TDA4815.TDA4816、TDA4817.UC3854、ML4819等。各种产品的技术指标和性能冇所不同，但其结构与功能模块基木相同。木文将以Unitrode公司的功率因数校正专用集成电路UC3854的主要参数进行宏模型构建并对利用所建模型构成的功率因数校正电路进行仿真。2UC3854的结构与主耍特性VSENSE15V/J0VVAnREECAPKHutIMFI□

5、4+IAChiVRMSh4>SC1LLATOIRL?IXItISKNSI•:C『RSin15VDrvGnd图1UC3854的总体结构框图2.1UC3854的组成结构UC3854的总体结构如图1所示，主要包括以下几个功能模块：电压谋差放人器模块，电流误差放人器模块，乘除法器模块，锯齿波发生器模块，输出驱动模块，以及峰值限制比较器模块，欠电压过电压保护模块，软起动模块利一些数字逻辑。为了简化模型，建模中省去欠电圧、过电圧锁存比较器，软起动等辅助环节。2.2UC3854的关键待性农1列出了UC3854各主要功能模

6、块的关键特性。表2列出了UC3854管脚说明。3模块宏模型的构建3.1误差放大器UC3854内部有电压误差放大器和电流误差放大表1UC3854的关键参数参数测试条件典型值单位电压误差放大器Vsense偏置电流-25nA开环增益100dB输出电压摆幅0.8—5.8V短路电流VAOut=0-20mA电流误差放大器Isense偏置-120nA开环增益110dB输出电压摆幅0.5〜16V检测电压参考电压□同+8V图2电压误差放人器原理示意图短路电流-20mA增益带宽积800kHz乘法器最大输出电流-200pA增益因

7、子-1.0振荡器振荡频率RSET=8.2k102kHz斜坡幅度5.5V输出驱动输出高电压200mAloadonGTDrv,VCC=15V12.8V输出低电压200mAloadonGTDrv1.0V图3电压误芹放大器宏模型示意图表21X3854管脚说明管脚序号管脚符号管脚说明1Gnd接地端，器件内部电压均以此电压为基准2PK1MT峰值限定端，其阈值电压为零伏与芯片外电流传感电阻负端相连，有可与芯片内接基准电压的电阻相连，使峰值电流比较器反向端电位补偿至零3CAOut电流误差放大器的输出端，对输入总线电流进行传

8、感，并向脉宽调制器发送电流校正信号的宽带运放输出4(sense电流传感信号接至电流放大器反向输入端，4脚电压应高于一0・5伏（因采用二极管对地保护）5MultOut乘法放大器的输出和电流误差放大器的正向输入端6IAC乘法器前馈交流输入端，与B端相连，6脚的设定电压为6伏，通过外接电阻与整流桥输出工频总线相连，并用电阻与芯片内基准相连7VAOut误差电压放大器的输出电压，这个信号又与乘法器A端相连，但若低于1伏乘法