引言

　　ucc3895是unitrode公司生產的一款用于移相全橋開關電源pwm-zvs控制的新型控制器件，它是uc3875(79)的改進型。盡管ucc3895性能優越，具有限流、過流保護、電源欠壓保護、基準欠壓保護、軟啟動/軟停止等功能,但是，在某些情況下其功能尚不夠完善，仍不能滿足實際應用需要，本文對ucc3895的保護功能進行了詳盡的分析，并針對其在兩種情況下的不足對ucc3895控制器的應用進行了改進設計。

　　csc為限流比較器，occ為過流比較器，disc為禁止比較器，uvloc、refc分別為電源欠壓滯回比較器和參考電壓比較器。外部引腳cs端、ss端分別接電流傳感器輸出和軟啟動電容。通過巧妙緊湊的設計，ucc3895使得保護功能和軟啟動功能融為一體，具有限流、過流保護、電源欠壓保護、基準欠壓保護、軟啟動/軟停止等功能。

　　當vcs>2.5v時，occ輸出高電平，該高電平一方面通過或門u2經port3迅速使芯片封鎖，從而使主電路停止工作，另一方面使rs觸發器u1置1，從而使芯片維持封鎖狀態，以避免系統出現封鎖-短路-封鎖-短路的振蕩狀態而損壞。由于芯片封鎖、主電路停止工作，短路現象被終止，因此，母線電流及其檢測信號迅速下降到零。rs觸發器u1置1后，其輸出使軟啟動電容的1倍參考充電電流關斷，而使10倍參考放電電流開通，因此，vss線性下降。當vss下降到低于0.5v后，通過disc、u3使芯片封鎖/解鎖邏輯信號a置1，a置1一方面使rs觸發器u1復位，電容由放電轉為充電，vss上升，另一方面使芯片仍然維持封鎖狀態。當vss上升到高于0.5v后，芯片封鎖狀態被解除，系統可恢復正常工作。此后，如果短路故障仍未排除，類似的短路-保護過程將重復出現，所不同的是由于短路時vss很小，故封鎖狀態維持時間也很短。用pspice9.1仿真結果如圖2所示，從圖2中可以看出，短路故障存在的100us內，短路-保護過程共發生了4次。

　　當電源電壓vdd低于9v或參考電壓vref低于4v時，比較器uvloc或refc輸出低電平，一方面通過與非門u3，或門u2給出封鎖信號。使主電路立即停止工作，另一方面，通過與非門u4使內部mos管m1開通，vss迅速降到接近零，vss的低電平又通過u3使a維持為高電平，以避免在電源電壓在10v附近或參考電壓在4v附近頻繁波動時出現主電路頻繁開啟關閉而造成的不穩定和可能損壞的情況。如果電源電壓一直低于11v，或vref一直低于4v，則a處將一直維持低電平，芯片始終被封鎖，主電路將一直停止工作。若在某時刻電源電壓升高到11v以上或vref升高到4v以上時， m1被關斷，軟啟動電容又開始由內部1倍參考電流源充電，系統又開始重新慢啟動和軟啟動(ucc3895數據手冊稱這種能自恢復軟啟動的停止為“軟停止”)。

　　對于電源系統偶然出現的瞬間短路故障(持續時間不大于軟啟動電容的放電時間)，ucc3895能很好地進行保護，并重新軟啟動，因此，控制器具有自恢復功能。但是，若主電路存在不能自消除的長時間過流或短路故障時，系統將處于頻繁的短路-保護-短路-保護狀態，容易導致電源系統損壞。針對這種情況，對ucc3895的保護功能改進如圖4所示。

　　其工作原理是，系統上電之初，d觸發器u3通過r3、c1、g4、g5構成的復位電路被清零，d2截止，系統正常工作。計數器u2對ucc3895時鐘信號sync進行十二分頻，以十二倍的時鐘周期對四進制計數器u1清零。當電流傳感器輸出電壓大于2.5v時，比較器comp1輸出正脈沖，計數器u1計數。若在任一個清零周期內，電源過流次數小于3次，則u1的進位信號c和u3輸出q始終保持低電平，本部分電路仍不起作用。若在一個清零周期內，電源過流次數達到3次，則u1的進位信號c輸出高電平， c的上升沿將導致u3輸出q被置1，且始終保持下去，從而ucc3895cs端始終為高電平，系統被掛起以等待檢修，這樣就避免了系統因頻繁重復短路保護而損壞．

　　作為特例，若在前一清零周期內，系統已過流或短路兩次，則在下一清零周期內，如短路繼續存在，則其次數若再達到三次系統即被掛起，在這種情況下，系統連續過流的次數最多也只有五次。通過檢修若確認短路或過流故障已被排除，按一下sw1，u3被復位，系統又將重新軟啟動投入工作。電路中，計數器u1和u2所采用的進制可根據系統實際需要進行調整。

　　系統軟關閉功能的實現

　　在某些應用場合下，需要開關電源較頻繁地停機和重啟，若頻繁地對直流母線或交流母線進行拉閘和合閘，不僅操作不便，而且對開關電源及其負載造成頻繁沖擊，影響電源系統、機械開關的使用壽命，另外還會對電網造成嚴重污染。利用ucc3895控制器的ss/disb功能可方便地解決這一問題，實現系統的軟關閉，即延緩整個系統的關斷過程。

　　需要停機時，將s撥到+5v電源上，軟啟動電容css上的電荷將通過三極管t放電，vss/disb將逐漸減小。由于在ucc3895內部，加到pwm比較器同相端的電壓是誤差放大器輸出和ss/disb上電壓兩者中的較小者，故當vss/disb減小到小于veaout時，占空比將由vss/disb來控制，故占空比將逐步減小至零