(整理)1UC3842內(nèi)部工作原理簡(jiǎn)介.

1、精品文檔1 UC3842內(nèi)部工作原理簡(jiǎn)介圖1示出了 UC3842內(nèi)部框圖和引腳圖，UC3842采用固定工作頻率脈沖寬度可控調(diào)制方式，共有8個(gè)引腳，各腳功能如下：腳是誤差放大器的輸出端，外接阻容元件用于改善誤差放大器的增益和頻率特 性腳是反饋電壓輸入端，此腳電壓與誤差放大器同相端的 2.5V基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比 較，產(chǎn)生誤差電壓，從而控制脈沖寬度；腳為電流檢測(cè)輸入端，當(dāng)檢測(cè)電壓超過1V時(shí)縮小脈沖寬度使電源處于間歇工 作狀態(tài)；腳為定時(shí)端，內(nèi)部振蕩器的工作頻率由外接的阻容時(shí)間常數(shù)決定，f=1.8/(R tX Ct)；腳為公共地端；腳為推挽輸出端，內(nèi)部為圖騰柱式，上升、下降時(shí)間僅為 50ns驅(qū)動(dòng)能力為 &#

2、177;1A ;腳是直流電源供電端，具有欠、過壓鎖定功能，芯片功耗為15mW腳為5V基準(zhǔn)電壓輸出端，有50mA的負(fù)載能力。圖1 UC3842內(nèi)部原理框圖2 UC3842 組成的開關(guān)電源電路圖2是由UC3842構(gòu)成的開關(guān)電源電路，220V市電由C、Li濾除電磁干擾，負(fù) 溫度系數(shù)的熱敏電阻Ri限流，再經(jīng)VC整流、C2濾波，電阻R、電位器RP降 壓后加到UC3842的供電端（腳），為UC3842提供啟動(dòng)電壓，電路啟動(dòng)后變 壓器的付繞組的整流濾波電壓一方面為UC3842提供正常工作電壓，另一方面經(jīng)R、R分壓加到誤差放大器的反相輸入端腳， 為UC3842提供負(fù)反饋電壓， 其規(guī)律是此腳電壓越高驅(qū)動(dòng)脈沖的占

3、空比越小，以此穩(wěn)定輸出電壓。腳和腳外接的R、G決定了振蕩頻率，其振蕩頻率的最大值可達(dá) 500KHz R、G用于改 善增益和頻率特性。腳輸出的方波信號(hào)經(jīng)R、R分壓后驅(qū)動(dòng)MOSFE助率管，變壓器原邊繞組的能量傳遞到付邊各繞組，經(jīng)整流濾波后輸出各數(shù)值不同的直流電壓供負(fù)載使用。電阻Ri0 用于電流檢測(cè)，經(jīng)R9、 C9 濾濾后送入U(xiǎn)C3842 的腳形成電流反饋環(huán).所以由UC3842構(gòu)成的電源是雙閉環(huán)控制系統(tǒng)， 電壓穩(wěn)定 度非常高，當(dāng)UC3842的腳電壓高于1V時(shí)振蕩器停振，保護(hù)功率管不至于過 流而損壞。電路上電時(shí)，外接的啟動(dòng)電路通過引腳7 提供芯片需要的啟動(dòng)電壓。在啟動(dòng)電源的作用下，芯片開始工作，脈沖寬

4、度調(diào)制電路產(chǎn)生的脈沖信號(hào)經(jīng)6 腳輸出驅(qū)動(dòng)外接的開關(guān)功率管工作。功率管工作產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)取樣電路轉(zhuǎn)換為低壓直流信號(hào)反饋到 3 腳， 維護(hù)系統(tǒng)的正常工作。電路正常工作后，取樣電路反饋的低壓直流信號(hào)經(jīng) 2 腳送到內(nèi)部的誤差比較放大器，與內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生的誤差信號(hào)送到脈寬調(diào)制電路，完成脈沖寬度的調(diào)制，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。如果輸出電壓由于某種原因變高，則 2 腳的取樣電壓也變高，脈寬調(diào)制電路會(huì)使輸出脈沖的寬度變窄，則開關(guān)功率管的導(dǎo)通時(shí)間變短，輸出電壓變低，從而使輸出電壓穩(wěn)定，反之亦然。鋸齒波振蕩電路產(chǎn)生周期性的鋸齒波，其周期取決于4腳外接的RC網(wǎng)絡(luò)。所產(chǎn)生的鋸齒波送到脈沖寬度調(diào)制器，作

5、為其工作周期，脈 寬調(diào)制器輸出的脈沖周期不變，而脈沖寬度則隨反饋電壓的大小而變化。3 電路的調(diào)試 此電路的調(diào)試需要注意：一是調(diào)節(jié)電位器RP使電路起振，起振電流在1mA5£右;二是起振后變壓器繞組提供的直流電壓應(yīng)能使電路正常工作，此電壓的范圍大約為1117V之間；三是根據(jù)輸出電壓的數(shù)值大小來改變 R,以確定其反饋量 的大?。凰氖歉鶕?jù)保護(hù)要求來確定檢測(cè)電阻 Ro的大小，通常R。是2W 1Q以下 的電阻。UC384曬關(guān)電源保護(hù)的幾個(gè)技巧用UC3842故的開關(guān)電源的典型電路見圖1 過載和短路保護(hù)，一般是通過在開關(guān)管的源極用一個(gè)電阻（ R4）,把電流信號(hào)送 到3842的第3腳來實(shí)現(xiàn)保護(hù)。當(dāng)電源

6、過載時(shí)，3842保護(hù)動(dòng)作，使占空比減小， 輸出電壓降低，3842的供電電壓Vaux也跟著降低，當(dāng)?shù)偷?842不能工作時(shí)， 整個(gè)電路關(guān)閉，然后靠R1、R2開始下一次啟動(dòng)過程。這被稱為“打嗝”式（hiccup ）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(zhǎng)時(shí)間（幾百ms到幾s）的啟動(dòng)過程，平均功率很低，即使長(zhǎng)時(shí)間輸出短路也不會(huì)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)周期有很大的開關(guān)尖峰，即使在占空 比很小時(shí)，輔助電壓Vaux也不能降到足夠低，所以一般在輔助電源的整流二極 管上用一個(gè)電阻（R3）,它和C1形成RC濾波，濾掉開通瞬間的尖峰。仔細(xì)調(diào)整 這個(gè)電阻的數(shù)值，一般

7、都可以達(dá)到滿意的保護(hù)。使用這個(gè)電路，必須注意選取比 較低的輔助電壓Vaux, Xt 3842一股為1315V,使電路容易保護(hù)。圖 2、 3、 4 是常見的電路。圖 2 采取拉低第1 腳的方法關(guān)閉電源。圖 3 采用斷開振蕩回路的方法。圖 4 采取抬高第2 腳，進(jìn)而使第1 腳降低的方法。在這3個(gè)電路里R3電阻即使不要，仍能很好保護(hù)。注意電路中C4的作用，電源 正常啟動(dòng)，光耦是不通的，因此靠 C4來使保護(hù)電路延遲一段時(shí)間動(dòng)作。在過載 或短路保護(hù)時(shí)，它也起延時(shí)保護(hù)的左右。在燈泡、馬達(dá)等啟動(dòng)電流大的場(chǎng)合，C4的取值也要大一點(diǎn)。圖 1 是使用最廣泛的電路，然而它的保護(hù)電路仍有幾個(gè)問題：1. 在批量生產(chǎn)時(shí)，

8、由于元器件的差異，總會(huì)有一些電源不能很好保護(hù)，這時(shí)需要個(gè)別調(diào)整R3的數(shù)值，給生產(chǎn)造成麻煩；2 .在輸出電壓較低時(shí)，如3.3V、5V,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R3到一個(gè)理想的數(shù)值；3 .在正激應(yīng)用時(shí)，輔助電壓 Vaux雖然也跟隨輸出變化，但跟輸入電壓 HV的關(guān) 系更大，也很難調(diào)整R3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(huì)達(dá)到更好的效果。輔助關(guān)斷電路的實(shí)現(xiàn)原理：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，輔助關(guān)斷電路當(dāng)檢測(cè)到光耦不再導(dǎo)通時(shí)，延遲一段時(shí)間就動(dòng)作，關(guān)閉電源。精品文檔精品文檔精品文檔DF1EUC3842應(yīng)用于電壓反饋電路中的探討PWg

9、通常，PWM1開關(guān)電源把輸出電壓的采樣作為PW能制器的反饋電壓， 該反饋電壓經(jīng)制器內(nèi)部的誤差放大器后，調(diào)整開關(guān)信號(hào)的占空比以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。但不同的電壓 反饋電路，其輸出電壓的穩(wěn)定精度是不同的。1概述本文首先對(duì)電流型脈寬控制器UC3842（內(nèi)部電路圖如圖1所示）常用的三種穩(wěn)定輸出電壓電路作了介紹， 分析其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種新的電壓反饋電路， 實(shí)驗(yàn)證明這種新的電路具有很好的穩(wěn)壓效果。2 UC3842常用的電壓反饋電路2.1 輸出電壓直接分壓作為誤差放大器的輸入如圖2所示，輸出電壓 Vo經(jīng)R2及R4分壓后作為采樣信號(hào)，輸入 UC3842腳2 （誤差放 大器的反向輸入端）。誤差放

10、大器的正向輸入端接 UC3842內(nèi)部的2.5V的基準(zhǔn)電壓。當(dāng)采樣 電壓小于2.5V時(shí)，誤差放大器正向和反向輸出端之間的電壓差經(jīng)放大器放大后，調(diào)節(jié)輸出 電壓，使得UC3842的輸出信號(hào)的占空比變大，輸出電壓上升，最終使輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定 的電壓值。R3與C1并聯(lián)構(gòu)成電流型反饋。這種電路的優(yōu)點(diǎn)是采樣電路簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是輸入電壓和輸出電壓必須共地，不能做到電氣 隔離。勢(shì)必 引起電源布線的困難，而且電源工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，容易引起電磁干擾，必 然帶來電路設(shè)計(jì)的困難，所以這種方法很少使用。圖2 m出電及直拉分壓是樣2.2 輔助電源輸出電壓分壓作為誤差放大器的輸入如圖3所示，當(dāng)輸出電壓升高時(shí)，單端反激式變壓器

11、T的輔助繞組上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓也升高，該電壓經(jīng)過 D2, D3, C15, C14, C13和R15組成的整流、濾波和穩(wěn)壓網(wǎng)絡(luò)后得 到一直流電壓，給 UC3842供電。同時(shí)該電壓經(jīng) R2及R4分壓后作為采樣電壓，送入 UC3842 的腳2,在與基準(zhǔn)電壓比較后，經(jīng)誤差放大器放大，使腳6輸出脈沖的占空比變小，輸出電壓下降，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。同樣，當(dāng)輸出電壓降低時(shí)，使腳6輸出脈沖的占空比變大，輸出電壓上升，最終使輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定的值。這種電路的優(yōu)點(diǎn)是采樣電路簡(jiǎn)單，副邊繞組、原邊繞組和輔助繞組之間沒有任何的電氣 通路，容易布線。缺點(diǎn)是并非從副邊繞組直接得到采樣電壓，穩(wěn)壓效果不好，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)， 當(dāng)電源的負(fù)

12、載變化較大時(shí)，基本上不能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。該電路適用于針對(duì)某種固定負(fù)載的情況。圖3 輔助電源輸出叱壓砂壓疣憚2.3 采用線性光耦改變誤差放大器的輸入誤差電壓如圖4所示，該開關(guān)電源的電壓采樣電路有兩路：一是輔助繞組的電壓經(jīng)D1, D2, C1,C2, C3, R9組成的整流、濾波和穩(wěn)壓后得到16V的直流電壓給UC3842供電，另外，該電壓經(jīng)R2及R4分壓后得到一采樣電壓，該路采樣電壓主要反映了直流母線電壓的變化；另一路是光電耦合器、三端可調(diào)穩(wěn)壓管Z和R4, R5, R6, R7, R8組成的電壓采樣電路，該路電壓反映了輸出電壓的變化； 當(dāng)輸出電壓升高時(shí)， 經(jīng)電阻R7及R8分壓后輸入Z的參考電壓也升 高，

13、穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值升高， 流過光耦中發(fā)光二極管的電流減小，流過光耦中的光電三極管的電流也相應(yīng)的減小，誤差放大器的輸入反饋電壓降低，導(dǎo)致UC3842腳6輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比變小，于是輸出電壓下降，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。該電路因?yàn)椴捎昧斯怆婑詈掀?，?shí)現(xiàn)了輸出和輸入的隔離，弱電和強(qiáng)電的隔離，減少了電磁干擾，抗干擾能力較強(qiáng)，而且是對(duì)輸出電壓采樣，有很好的穩(wěn)壓性能。缺點(diǎn)是外接元器件增多，增加了布線的困難，增加了電源的成本。2= 4:w K耕期郎總采.杜內(nèi)免陽焦樣嫁線性光耦改變誤差放大器增益電壓反饋電路及實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.1采用線性光耦改變誤差放大器的增益如圖5所示，該電壓采樣及反饋電路由R2, R5, R6, R7,

14、R8, C1,光電耦合器、三端可調(diào)穩(wěn)壓管Z組成。當(dāng)輸出電壓升高時(shí)， 輸出電壓經(jīng)R7及R8分壓得到的采樣電壓 （即Z的參考電壓）也升高，Z的穩(wěn)壓值也升高，流過光耦中發(fā)光二極管中的電流減小，導(dǎo)致流過光電三極管中的電流減小，相當(dāng)于C1并聯(lián)的可變電阻的阻值變大（該等效電阻的阻值受流過發(fā)光二極管電流的控制），誤差放大器的增益變大，導(dǎo)致 UC3842腳6輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比變小，輸出電壓下降，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。當(dāng)輸出電壓降低時(shí)，誤差放大器的增益變小，輸出的開關(guān)信號(hào)占空比變大，最終使輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定的值。因?yàn)?，UC3842的電壓反饋輸入端腳2接地，所以，誤差放大器的輸入誤差總是固定的，改變的是誤差放大器的增

15、益（可將線性光耦中的光電三極管視為一可變電阻），其等效電路圖如圖6所示。圖5 采用光耦改變誤差放大器的增選該電路通過調(diào)節(jié)誤差放大器的增益而不是調(diào)節(jié)誤差放大器的輸入誤差來改變誤差放大器的輸出，從而改變開關(guān)信號(hào)的占空比。 這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不僅外接元器件較少， 而且在電壓采樣 電路中采用了三端可調(diào)穩(wěn)壓管， 使得輸出電壓在負(fù)載發(fā)生較大的變化時(shí)， 輸出電壓基本上沒 有變化。實(shí)驗(yàn)證明與上述三種反饋電路相比，該電路具有很好的穩(wěn)壓效果。圖6改變誤差放大器增益的等效電路精品文檔3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果將這種新的采用線性光耦改變誤差放大器增益的電壓反饋電路，用于一48V/12V 的單端反激式DC/DC開關(guān)電源(最大輸出電流5A),顯示該電源輸出電壓穩(wěn)定，帶負(fù)載能力強(qiáng)。圖7(a) (h)分別給出了當(dāng)負(fù)載為 100Q, 25Q , 10Q , 3a時(shí)的輸出電壓和驅(qū)動(dòng)波形，從波形可以看出，當(dāng)負(fù)載電流逐漸增大時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比相應(yīng)增大，但輸出電壓始終穩(wěn)定