从芯片建模详解UC2843工作原理与参数计算

UCx843系列是一种非常经典的峰值电流模式PWM控制器，今天通过行为建模来计算其工作原理和频率，最大的空比。

1.电源滞回和基准

以UCX843为例，8.4V启动，7.6V欠压，回差0.8V，使用simplis滞回比较器可以直接实现这种效果，HYSTWD=8.4-7.6=0.参考电压(8).4-7.6)/2=8。

由于比较器输出有阻抗，使用跟随器隔离阻抗输出5V，功耗与VCC过压不影响逻辑，高压启动和软启用模拟太慢。

VCC滞压滞回波形：

滞回也可用RS触发器实现：

2、振荡器

从表中可以看出，内部有8个放电电流源.3mA，振荡三角峰值1.6V（这里按1.06-2.76）。

内部基准VREF通过Rt给Ct充电，电压2.76V内部电流源(8.3mA）给Ct放电（外部VREF一直在充电)；当CT电压低于1.06V停止恒流放电。该过程将形成下图中的第一排三角波，与电阻电容的大小有关。

根据逻辑构建模型，这里内部电流源的饱和控制源可以节省开关和二极管：

模拟波形(内部电流源电流从上到下)CT电流、CLK、OSC）：

OSC低于1.06时CLK内部电流源停止放电，OSC高于2.76时CLK同时，内部电流源为8.3mA放电，期间VREF总是给电容充电。

3.误差放大器和电流采样

运放同相端2.5V，反相端接VFB，输出衰减3倍，最高限制为1V。

电流采样前沿消隐150ns，用驱动 buffer延迟触发开关。

下图为CS电流采样波形分别是电流采样信号，RC滤波和斜坡补偿后的电流采样信号、消隐后的电流采样信号和驱动。可见消隐后只有尖峰，开启时的尖刺已消隐。

具体运输参数可参考下表填写：

4、驱动逻辑

电流采样值>电压环输出时关驱动，CLK低时开启驱动。

驱动能还有两个条件:1)VCC不欠压，2）CLK不能太高(可以用这个)Rt限制最大空比)，增加或实现驱动或非门。

模拟模型是根据上述驱动逻辑构建的：

仿真波形：

从上述波形可以看出，模型符合逻辑预期。

5.计算频率与最大空比

数据上的频率计算一般为1.72/RC或1.8/RC，但限制是R>5KΩ，但如果R<5K如何计算？

根据上述建模，充放电是一级电路的全响应模型：

Ct电压上升阶段：只有VREF通过Rt给其充电。

Ct电压下降阶段：电压达到2.76V内部电流(8.3mA）给Ct放电（外部RT一直在充电)；当CT电压低于1.06V停止恒流放电。

当Rt>5k时，其频率曲线才接近线性。

由于逻辑限制放电时驱动器无法打开，因此调整Rt驱动的最大空比可以限制值，即最大上升时间为Ton_max：

由上图知UC2843最大占空比仅与电阻有关。

如果不想增加斜率补偿，可以直接将最大比例限制在50%以下。

用模拟结果验证计算是否正确：

可见仿真与计算一致。

6、全片验证

将建模芯片代入反激电路进行模拟，验证是否能正常工作：

模拟波形正常，行为建模和计算完成，使芯片工作原理清晰。

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