基于UC3842的開關(guān)電源短路或過載保護(hù)的研究

1、第 卷 第 期 年 月 蘭 州 交 通 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) 自 然 科 學(xué) 版文章編號基于 的開關(guān)電源短路或過載保護(hù)的研究許 麗 ! 王曉明光電技術(shù)與智能控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 蘭州交通大學(xué)自動控制研究所 甘肅 蘭州摘 要 ! 通過分析基于 的單端反激式開關(guān)電源典型電路 !指出其 " 打嗝 #方式的過載或短路保護(hù)的不足 針 對不足之處 ! 對典型電路進(jìn)行修改 ! 提出 " 關(guān)斷保護(hù) #的過載或短路保護(hù)方式 ! 并分析了此種保護(hù)方式的工作原理和 優(yōu)點(diǎn)關(guān)鍵詞 ! 電流控制 $脈寬調(diào)制 $過載或短路保護(hù) $關(guān)斷保護(hù) 中圖分類號 ! 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 !引言電流控制脈寬調(diào)制技術(shù)是一種新穎的開關(guān)

2、電源 控制技術(shù) 由電流控制 芯片構(gòu)成的開關(guān)電 源 系統(tǒng)具有快速的瞬 態(tài)響應(yīng) 高度 的 穩(wěn) 定性 和 很高 的輸出電壓精度等特點(diǎn)本文主要介紹了一種高性能 的 固 定 頻 率 電 流 控 制 器 并 對 基 于的單端反激式開關(guān)電源典型電路進(jìn)行了分析 對其過載或短路保護(hù)的不足之處作了改進(jìn)芯片簡介的 內(nèi) 部 框 圖 如 圖 所 示主 要 包 括 基準(zhǔn)電壓源振蕩器 誤差放大器 電流測定 比較器 鎖存器輸入和基準(zhǔn)欠電壓鎖定電路 等 圖 內(nèi)部框圖該芯片主要有以下性能 可調(diào)整振 蕩 器 的 放 電 電 流 以 產(chǎn) 生 精 確 的 占空比電流方式工作達(dá)封鎖 用于周期電流限制具有滯后的欠壓封鎖帶鎖定 的 可 以

3、實(shí) 現(xiàn) 逐 個(gè) 脈 沖 的 電 流限制啟 動 電 流 和 工 作 電 流 低起 動 電 流 小 于 正常工作電流為典型電路分析電源的工作原理圖 為基于 的單端反激式開關(guān)電源典收稿日期作者簡介 許 麗女 湖北天門人碩士生第 期 許 麗等 基于 的開關(guān)電源短路或過載保護(hù)的研究型電路圖 交流輸入電壓整流平滑后為電路 提供直流工作電壓 啟動電路由 和 組成 當(dāng) 的電壓達(dá)到 時(shí)有輸出 開關(guān) 導(dǎo)通 能量存儲在變壓器中 此時(shí)由于變壓器二次側(cè) 整流 二 極管 反 向截 止 故 能 量不能夠傳到二次側(cè) 變壓 器一 次 側(cè) 電流 通 過電 阻 檢測并與 內(nèi)部提供的 基準(zhǔn)電壓進(jìn) 行比較 當(dāng) 上的電壓達(dá)到這一電平時(shí)

4、關(guān)斷 變壓器二次側(cè)繞組極 性反 向 輸 出整 流 二 極管 正 向 導(dǎo)通 存儲在變壓器中的能量傳輸?shù)捷敵鲭娙葜?通 過所接負(fù)載進(jìn)行釋放 輸出電壓經(jīng)光耦反饋回 腳 腳直 接 接 地 當(dāng) 電 網(wǎng)電壓升高 或是負(fù) 載阻值變 大 引起輸出電壓升高時(shí) 腳電壓也會升高 進(jìn)而使輸 出脈沖變窄 縮短 導(dǎo)通時(shí)間 于是傳輸?shù)蕉蝹?cè) 線圈和自饋線圈的電能減小 輸出電壓降低 反之亦 然 總的效果是令輸出電壓保持恒定 這種用 腳作 反饋端的接法在不影響系統(tǒng)穩(wěn) 定的情 況下 還可 以 簡化 腳的補(bǔ)償問題 改善電源動態(tài)響應(yīng)的性能圖 典型電路圖元器件在電路中的作用電路啟動后 由自饋線圈 構(gòu)成輔助 電源 為芯片提供工作電壓 圖

5、中 構(gòu)成的 網(wǎng)絡(luò)起抑制暫態(tài)過壓的 作用 起對 三 端穩(wěn) 壓管 內(nèi) 部 放 大 器 進(jìn) 行 相 位 補(bǔ) 償 的 作 用 構(gòu)成 的 緩 沖 回 路 用 于 吸 收 尖 峰 電 壓 防止開關(guān)管 的損壞 分別用來濾除參 考電源 腳 的高頻迭加信號和芯片供電端 腳 的高頻 迭 加 信 號 為 的 驅(qū) 動 電 阻 一 般 在 取值 越大 導(dǎo)通越慢 上的 損耗也越大 取 左 右 主 要是 防 止 管 柵極懸空 與 腳間加由 構(gòu)成的濾波 器 濾除電流尖脈沖 腳與 腳間小電容 起斜 坡補(bǔ)償作用 提高采樣電壓的可靠性 時(shí)間電阻 和電容 用來設(shè)置振蕩器的工作頻率過載或短路保護(hù)功能分析當(dāng)過載或短路時(shí) 輸出電壓下降 腳

6、的供電電 壓 也下降 當(dāng) 腳電壓低于 時(shí) 停止工 作 整個(gè)電路關(guān)閉 然后靠啟動電路開始下一次的啟 動 這 種 過 載 或 短路保護(hù) 過程被 稱作 打 嗝 保 護(hù) 在這種保護(hù)狀態(tài)下 電源只工作幾個(gè)開關(guān)周期 然后 進(jìn)入很長時(shí)間的啟動過程 平均功率很低 即使長時(shí) 間輸出短路也不會導(dǎo) 致電源的損 壞 由于漏感等 原 因 有的開關(guān)電源在每個(gè) 開關(guān)周 期都有很大 的開關(guān) 尖峰 即 使 在 占 空 比很小 時(shí) 輔 助電壓 腳 上 的 電 壓 也 不 能 降 到 足夠低 所 以一般在輔 助電源 的 整 流二極管 上 串 一 個(gè) 電 阻 它 和 形 成 濾 波 濾掉開通瞬間的尖峰 仔細(xì)調(diào)整電阻 的數(shù)值 一般都可

7、以達(dá)到滿意的保護(hù) 然 而它的 保護(hù)電路仍 有幾個(gè)問題在批量 生 產(chǎn) 時(shí) 由于元器件 的差 異 總 會 有 一些電源不能很好被保護(hù) 這時(shí)需要個(gè)別調(diào)整 的 數(shù)值 給生產(chǎn)造成麻煩在輸出電壓較低時(shí) 如 由于輸出 電流大 過載時(shí)輸出電壓下降不大 也很難調(diào) 整 到一個(gè)理想的數(shù)值這時(shí)如果采用輔助電路來實(shí)現(xiàn)保護(hù)關(guān)斷 會達(dá) 到更好的效果 蘭 州 交 通 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) 自 然 科 學(xué) 版 第 卷改進(jìn)電路的分析圖 為改進(jìn)過的 電路 圖 中省略的部 分電路與圖 中完全相 同 輔 助 關(guān) 斷電 路 的 實(shí)現(xiàn) 原 理為 在過載或短路時(shí) 輸出 電 壓降 低 電 壓 反饋 的 光耦不再導(dǎo)通 當(dāng)輔助 關(guān)斷電 路 檢 測到 光

8、 耦 不再 導(dǎo) 通時(shí) 延遲一段時(shí)間就動作 關(guān)閉輸出回路 圖 中 當(dāng)輸出電壓降低 的 端電壓低于 時(shí) 截止 發(fā)光二極管無電流流過 光耦 截 止 腳的電壓通過 和 給 充 電 當(dāng) 腳電壓與 兩端電壓差小于 的 結(jié) 導(dǎo)通電壓時(shí) 晶 體 管 截 止 的 振 蕩 回 路 被斷開 芯片停止工作 負(fù) 載端 電 壓下 降 到 零 瞬 間 輔助電源降為零 通過 放電 啟動電路 重新啟動 因?yàn)檩敵鲞^載或是短路未解除 光耦 仍為截止?fàn)顟B(tài) 又?jǐn)嚅_ 只有當(dāng)輸出圖 改進(jìn)電路 過載或是短路解除后 電路才可以恢復(fù)正常工作 顯 然這種關(guān)斷保護(hù)方式比起 打嗝 方式具有更好的保 護(hù)效果 而且也省去了上面保護(hù)電路中存在的問題圖 圖形

9、符號結(jié)束語改進(jìn)電路 中 芯 片 也 采 用 腳 作 反 饋 端 不用其內(nèi)部誤差放大器 從而把反饋信號的傳輸 縮短了一個(gè)放大器 的傳輸 時(shí)間 使電源 的動態(tài)響應(yīng) 更快 也簡化了 腳的補(bǔ)償問題 并且針對典型電路 中電路保護(hù)存在的問 題 改用關(guān)斷保 護(hù)方式 進(jìn)行過 載或短路保護(hù) 達(dá)到了更好的保護(hù)效果 改進(jìn)電路因 具有以上優(yōu)點(diǎn) 在實(shí)際電路中應(yīng)用更為廣泛參考文獻(xiàn) !李 峻 開關(guān)集成穩(wěn)壓器控制器的原理及應(yīng)用 北 京 人民交通出版社張 占 松 蔡 宣 三 開 關(guān) 電 源 的 原 理 與 設(shè) 計(jì) 修 訂 版 北京 電子工業(yè)出版社王兆安 黃 俊 電力電子技術(shù) 第 版 北京 機(jī) 械工業(yè)出版社何希才 毛德柱 新 型

10、 半 導(dǎo) 體 器 件 及 其 應(yīng) 用 實(shí) 例 北京 電子工業(yè)出版社 基于UC3842的開關(guān)電源短路或過載保護(hù)的研究作者:許麗 , 王曉明 , Xu Li, Wang Xiaoming作者單位:光電技術(shù)與智能控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,蘭州交通大學(xué)自動控制研究所,甘肅,蘭州,730070刊名:蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào)英文刊名:JOURNAL OF LANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY年,卷(期:2005,24(4被引用次數(shù):3次參考文獻(xiàn)(4條1. 何希才;毛德柱 新型半導(dǎo)體器件及其應(yīng)用實(shí)例 20022. 王兆安;黃俊 電力電子技術(shù) 20003. 張占松;蔡宣三 開關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì) 2004

11、4. 李峻 開關(guān)集成穩(wěn)壓器控制器的原理及應(yīng)用 1997本文讀者也讀過(10條1. 謝曄源 . 錢照明 . 彭方正 . XIE Ye-yuan. QIAN Zhao-ming. PENG Fang-zheng基于UC3842的輸出直接反饋式反激變 流器 期刊論文-電工電能新技術(shù) 2005,27(32. 艾學(xué)忠 . 翟玉文 . 楊瀟 用UC3842實(shí)現(xiàn)PWM功率輸出電路 期刊論文-電子測量技術(shù) 2003(63. 高自力 基于UC3842顯示器開關(guān)電源故障檢測技巧 期刊論文-福建電腦 2008(104. 胡君臣 . HU Jun-chen用UC3842芯片設(shè)計(jì)開關(guān)電源 期刊論文-儀表技術(shù) 2005(

12、35. 謝曄源 . 錢照明 . 彭方正 . XIE Ye-yuan. QIAN Zhao-ming. PENG Fang-zhengUC3842控制芯片在反激電源上的新用 法 期刊論文-電力電子技術(shù) 2005,39(36. 黎曉貞 . 涂敏 . Li Xiaozhen. Tu Min基于UC3842開關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 期刊論文-電子技術(shù) 2009,46(37. 張?zhí)m紅 . 陳道煉 電流控制型脈寬調(diào)制器UC3842及其應(yīng)用 期刊論文-鹽城工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版 2002,15(28. 王明 . 陳其工 . 江明 . WANG Ming. CHEN Qi-gong. JIANG Ming基于UC3842的反激變換器與斜波補(bǔ)償 期刊論文-安 徽工程科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版 2009,24(29. 劉雪山 . 楊靜 . 張鴻儒 . LIU Xueshan. YANG Jing. ZHANG Hongru開關(guān)電源的過載保護(hù)電路設(shè)計(jì) 期刊論文-通信電 源技術(shù) 2009,26(410. 季海濤 . 陳松立 . 王