(整理)1UC3842內部工作原理簡介.

1、精品文檔1 UC3842內部工作原理簡介圖1示出了 UC3842內部框圖和引腳圖，UC3842采用固定工作頻率脈沖寬度可控調制方式，共有8個引腳，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基準電壓進行比 較，產(chǎn)生誤差電壓，從而控制脈沖寬度；腳為電流檢測輸入端，當檢測電壓超過1V時縮小脈沖寬度使電源處于間歇工 作狀態(tài)；腳為定時端，內部振蕩器的工作頻率由外接的阻容時間常數(shù)決定，f=1.8/(R tX Ct)；腳為公共地端；腳為推挽輸出端，內部為圖騰柱式，上升、下降時間僅為 50ns驅動能力為 &#

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基準電壓輸出端，有50mA的負載能力。圖1 UC3842內部原理框圖2 UC3842 組成的開關電源電路圖2是由UC3842構成的開關電源電路，220V市電由C、Li濾除電磁干擾，負 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提供啟動電壓，電路啟動后變 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提供負反饋電壓， 其規(guī)律是此腳電壓越高驅動脈沖的占

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 500KHz R、G用于改 善增益和頻率特性。腳輸出的方波信號經(jīng)R、R分壓后驅動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載使用。電阻Ri0 用于電流檢測，經(jīng)R9、 C9 濾濾后送入UC3842 的腳形成電流反饋環(huán).所以由UC3842構成的電源是雙閉環(huán)控制系統(tǒng)， 電壓穩(wěn)定 度非常高，當UC3842的腳電壓高于1V時振蕩器停振，保護功率管不至于過 流而損壞。電路上電時，外接的啟動電路通過引腳7 提供芯片需要的啟動電壓。在啟動電源的作用下，芯片開始工作，脈沖寬

4、度調制電路產(chǎn)生的脈沖信號經(jīng)6 腳輸出驅動外接的開關功率管工作。功率管工作產(chǎn)生的信號經(jīng)取樣電路轉換為低壓直流信號反饋到 3 腳， 維護系統(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經(jīng) 2 腳送到內部的誤差比較放大器，與內部的基準電壓進行比較，產(chǎn)生的誤差信號送到脈寬調制電路，完成脈沖寬度的調制，從而達到穩(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，脈寬調制電路會使輸出脈沖的寬度變窄，則開關功率管的導通時間變短，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。所產(chǎn)生的鋸齒波送到脈沖寬度調制器，作

5、為其工作周期，脈 寬調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 電路的調試 此電路的調試需要注意：一是調節(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??；四是根據(jù)保護要求來確定檢測電阻 Ro的大小，通常R。是2W 1Q以下 的電阻。UC384曬關電源保護的幾個技巧用UC3842故的開關電源的典型電路見圖1 過載和短路保護，一般是通過在開關管的源極用一個電阻（ R4）,把電流信號送 到3842的第3腳來實現(xiàn)保護。當電源

6、過載時，3842保護動作，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?shù)偷?842不能工作時， 整個電路關閉，然后靠R1、R2開始下一次啟動過程。這被稱為“打嗝”式（hiccup ）保護。在這種保護狀態(tài)下，電源只工作幾個開關周期，然后進入很長時間（幾百ms到幾s）的啟動過程，平均功率很低，即使長時間輸出短路也不會導致電源的損壞。 由于漏感等原因，有的開關電源在每個開關周期有很大的開關尖峰，即使在占空 比很小時，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 管上用一個電阻（R3）,它和C1形成RC濾波，濾掉開通瞬間的尖峰。仔細調整 這個電阻的數(shù)值，一般

7、都可以達到滿意的保護。使用這個電路，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。圖 2、 3、 4 是常見的電路。圖 2 采取拉低第1 腳的方法關閉電源。圖 3 采用斷開振蕩回路的方法。圖 4 采取抬高第2 腳，進而使第1 腳降低的方法。在這3個電路里R3電阻即使不要，仍能很好保護。注意電路中C4的作用，電源 正常啟動，光耦是不通的，因此靠 C4來使保護電路延遲一段時間動作。在過載 或短路保護時，它也起延時保護的左右。在燈泡、馬達等啟動電流大的場合，C4的取值也要大一點。圖 1 是使用最廣泛的電路，然而它的保護電路仍有幾個問題：1. 在批量生產(chǎn)時，

8、由于元器件的差異，總會有一些電源不能很好保護，這時需要個別調整R3的數(shù)值，給生產(chǎn)造成麻煩；2 .在輸出電壓較低時，如3.3V、5V,由于輸出電流大，過載時輸出電壓下降不大，也很難調整R3到一個理想的數(shù)值；3 .在正激應用時，輔助電壓 Vaux雖然也跟隨輸出變化，但跟輸入電壓 HV的關 系更大，也很難調整R3到一個理想的數(shù)值。這時如果采用輔助電路來實現(xiàn)保護關斷，會達到更好的效果。輔助關斷電路的實現(xiàn)原理：在過載或短路時，輸出電壓降低，電壓反饋的光耦不再導通，輔助關斷電路當檢測到光耦不再導通時，延遲一段時間就動作，關閉電源。精品文檔精品文檔精品文檔DF1EUC3842應用于電壓反饋電路中的探討PWg

9、通常，PWM1開關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)制器內部的誤差放大器后，調整開關信號的占空比以實現(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概述本文首先對電流型脈寬控制器UC3842（內部電路圖如圖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，在此基礎上設計了一種新的電壓反饋電路， 實驗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，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內部的2.5V的基準電壓。當采樣 電壓小于2.5V時，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，調節(jié)輸出 電壓，使得UC3842的輸出信號的占空比變大，輸出電壓上升，最終使輸出電壓穩(wěn)定在設定 的電壓值。R3與C1并聯(lián)構成電流型反饋。這種電路的優(yōu)點是采樣電路簡單，缺點是輸入電壓和輸出電壓必須共地，不能做到電氣 隔離。勢必 引起電源布線的困難，而且電源工作在高頻開關狀態(tài)，容易引起電磁干擾，必 然帶來電路設計的困難，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，當輸出電壓升高時，單端反激式變壓器

11、T的輔助繞組上產(chǎn)生的感應電壓也升高，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)絡后得 到一直流電壓，給 UC3842供電。同時該電壓經(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，達到穩(wěn)壓的目的。同樣，當輸出電壓降低時，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)定在設定的值。這種電路的優(yōu)點是采樣電路簡單，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。缺點是并非從副邊繞組直接得到采樣電壓，穩(wěn)壓效果不好，實驗中發(fā)現(xiàn)， 當電源的負

12、載變化較大時，基本上不能實現(xiàn)穩(wěn)壓。該電路適用于針對某種固定負載的情況。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； 當輸出電壓升高時， 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的減小，誤差放大器的輸入反饋電壓降低，導致UC3842腳6輸出驅動信號的占空比變小，于是輸出電壓下降，達到穩(wěn)壓的目的。該電路因為采用了光電耦合器，實現(xiàn)了輸出和輸入的隔離，弱電和強電的隔離，減少了電磁干擾，抗干擾能力較強，而且是對輸出電壓采樣，有很好的穩(wěn)壓性能。缺點是外接元器件增多，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驗結果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、三端可調穩(wěn)壓管Z組成。當輸出電壓升高時， 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，導致流過光電三極管中的電流減小，相當于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，導致 UC3842腳6輸出驅動信號的占空比變小，輸出電壓下降，達到穩(wěn)壓的目的。當輸出電壓降低時，誤差放大器的增益變小，輸出的開關信號占空比變大，最終使輸出電壓穩(wěn)定在設定的值。因為，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節(jié)誤差放大器的增益而不是調節(jié)誤差放大器的輸入誤差來改變誤差放大器的輸出，從而改變開關信號的占空比。 這種拓撲結構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穩(wěn)壓管， 使得輸出電壓在負載發(fā)生較大的變化時， 輸出電壓基本上沒 有變化。實驗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 實驗結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開關電源(最大輸出電流5A),顯示該電源輸出電壓穩(wěn)定，帶負載能力強。圖7(a) (h)分別給出了當負載為 100Q, 25Q , 10Q , 3a時的輸出電壓和驅動波形，從波形可以看出，當負載電流逐漸增大時，驅動信號的占空比相應增大，但輸出電壓始終穩(wěn)定