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UC3907的結構圖 由圖可知，UC3907從結構上可以分為電壓環和電流環兩部分。電壓環由電壓放大器、地放大器和驅動放大器構成；電流環由電流放大器、調整放大器、緩沖放大器和狀態指示構成。 電壓環 （1）電壓放大器 電壓放大器是作模塊輸出電壓調整的反饋控制級，整個電壓回路補償通常就連在該放大器上。輸出偏差限定在2V，以提高系統的大信號響應。在檢測中電壓放大器和地放大器配合，電壓放大器完成高阻抗正極性測試，地放大器完成高阻抗負極性測試。 （2）地放大器 地放大器是一個具有－0.25V偏置的單位增益緩沖器。在保持負極性輸入端高阻抗時（該端被認為是“真的地”—4腳），該偏置使放大器有足夠的負電壓來提供所有的控制偏置和工作電流。地放大器的輸出（6腳）是模擬地。0.25V的偏置加到1.75V的參考電壓以在電壓放大器正輸入端得到2V的參考電壓，微調±1.25％。 地返回端（5腳）能得到最大負電壓，并且比負極性測試輸入端（4腳）低0到5V。所有芯片電流通過該管腳返回芯片。 （3）驅動放大器 驅動放大器是增益為－2.5的反置放大器，它將反饋信號耦合到功率控制器。電流設定電阻Rset用來建立控制環的前饋轉換功能和最大驅動電流。驅動放大器的極性這樣來設定：在正檢測輸入端（11腳）電壓的升高，光耦電流增加，原邊PWM的占空比減少。這將保證正確的啟動，因為在電源開機時副邊沒有能量。 驅動放大器將電壓放大器的輸出轉換為誤差電流，提供給光耦。 電流環 （1）電流放大器和緩沖放大器 芯片的均流部分使用了電流放大器、緩沖放大器和調整放大器。電流放大器的輸出是代表了負載電流的模擬信號（VCA=20×RS×IOUT），電流放大器的輸出連到驅動均流母線的單向緩沖器。因為緩沖器只提供電流，這保證了最大電流的模塊成為主模塊，并通過低阻抗驅動均流母線，所有其它模塊的緩沖放大器由10k阻抗到地而無效。 （2）調整放大器 調整放大器將模塊自身的負載電流和最大模塊電流相比較，以調整模塊電壓放大器的參考電壓來保持均流。調整放大器是一種跨導型的放大器以限定帶寬，防止噪聲進入參考電壓調整電路。調整放大器的輸出（14腳）通過一個補償電容到模擬地（6腳）。地參考補償類似于內部補償，但沒有正信號的問題，因此輸入端濾去了不需要的噪聲。調整放大器在反向輸入端有一個內置50mV的偏置，它使模塊作為主模塊時產生低輸出，不產生調整指令。當50mV的偏置代表了均流誤差，電流放大器將通過檢測電阻將其減少到2.5mV。這使所有的從模塊均流，而主模塊運行值稍高于從模塊。這個偏置也抑制了循環和低頻噪聲爭奪主模塊的位置。 （3）狀態指示 狀態指示腳用來指示哪個模塊是主模塊。當調整放大器的輸出為低，集電極觸發。當并聯模塊中一個模塊過流，該引腳將指示電流最大的模塊幫助診斷出錯模塊。零電流或低電流錯誤對其他模塊沒有影響，并且對電壓控制和均流沒有影響。 并聯模塊的啟動 模塊并聯時必須考慮啟動狀態，4個5V電源模塊并聯的啟動時序圖如圖4所示，一旦原邊提供功率，功率級將需要最大占空比直到單模塊反饋信號控制輸出電壓。在時間t1，模塊#1由于電流最大成為主模塊，這使輸出電壓高于其他模塊。其他模塊將反饋零占空比信號到功率級，并保持空閑狀態。在這一點主模塊提供所有的負荷電流，并且在均流母線上輸出響應電流。其它模塊的調節放大器檢測到其負載電流和主模塊電流的差異，開始轉換調節放大器的輸出來提高電壓放大器的參考電壓。同時主模塊的調整放大器輸出保持鉗位在低于調整門限，從而保持原參考電壓不變。在時間t2，其他的三個調整放大器超過調整門限，開始改變參考電壓。在時間t3，模塊#2的參考電壓最接近主模塊，并且負載電流在這兩個模塊間均分。另外兩個模塊#3和#4依然在調節參考值。在時間t4，模塊#3取得理想電壓，負載電流在這三個模塊間均分。在時間t5，最后一個模塊完成了參考值調節，因此電流均分。 為了限制電流環的帶寬，調整放大器需連電容CI補償。若所需調整放大器的帶寬為500Hz，CI為1μF。最低參考電壓時，調整放大器輸出為： Vadj=(VREFmax－VREFmin)17.5+1 =30mV×17.5+1 =15.3V 電壓環和均流環設計 均流系統包括兩個環路：電壓環和均流環。電壓環調整輸出電壓，并且為了有良好的瞬態響應，電壓環的響應比電流環快。電流環是一個低帶寬環以抑制從均流母線上產生的噪聲，并且帶寬應該足夠低以防和電壓環相互作用,即電流環比電壓環的交越頻率低并且分得足夠開，但電流環的交越頻率也不能太低，因為這需要過大的補償電容。電壓環的響應由調制電路拓撲、環路其他增益函數決定。為了穩定性，電流環在電壓環的交越頻率處不能產生過度的相移，所以電流環的交越頻率比電壓環的交越頻率至少要低10dB/十倍頻，最好低20dB/十倍頻；并且電流環的零點應該在 UC3907完成的4模塊啟動時序（無軟啟動） 模塊均流電路 電壓環的交越頻率的左邊，如可以在電流環的交越頻率處設置一個零點，這樣可以減小電流環在電壓環的交越頻率處產生的影響。 根據電流環均流電路，功率電路及整個系統（均流電路和功率電路的組合）的幅頻特性、相頻特性作出的波特圖如圖所示。 實驗結果 : 用UC3907設計均流的50V/80A電源系統，使用4個20A電源模塊并聯，模塊均流電路如圖6所示。 UC3907的14腳輸出在1.5V到2.25V之間，6、7腳和電阻R1、R2構成回路，使發射極約為1.5V。對于主模塊，14腳輸出為1.5V，所以NPN三極管不通，集電極接5V的高電位到控制電路；對于從模塊，14腳約為2.25V，三極管導通,集電極電位從5V下降到4.75V左右，再接控制電路調整輸出跟隨主模塊。 結論: 從利用UC3907設計的均流電路的實驗數據可以看出UC3907是一種性能比較好的均流芯片，能很好地完成均流任務。 |
