UC3842的原理及应用详解

发布 2019-07-05 11:56:35 阅读 1742

1 uc3842 内部工作原理简介

图1示出了uc3842 内部框图和引脚图,uc3842 采用固定工作频率脉冲宽度可控调制方式,共有8 个引脚,各脚功能如下:

脚是误差放大器的输出端,外接阻容元件用于改善误差放大器的增益和频率特性;

脚是反馈电压输入端,此脚电压与误差放大器同相端的2.5v 基准电压进行比较,产生误差电压,从而控制脉冲宽度;

脚为电流检测输入端, 当检测电压超过1v时缩小脉冲宽度使电源处于间歇工作状态;

脚为定时端,内部振荡器的工作频率由外接的阻容时间常数决定,f=1.8/(rt×ct);

脚为公共地端;

脚为推挽输出端,内部为图腾柱式,上升、下降时间仅为50ns 驱动能力为±1a ;

脚是直流电源供电端,具有欠、过压锁定功能,芯片功耗为15mw;

脚为5v 基准电压输出端,有50ma 的负载能力。

图1 uc3842 内部原理框图

2 uc3842 组成的开关电源电路

图2 是由uc3842 构成的开关电源电路,220v 市电由c1、l1 滤除电磁干扰,负温度系数的热敏电阻rt1 限流,再经vc 整流、c2 滤波,电阻r1、电位器rp1 降压后加到uc3842 的供电端(⑦脚),为uc3842 提供启动电压,电路启动后变压器的付绕组③④的整流滤波电压一方面为uc3842 提供正常工作电压,另一方面经r3、r4 分压加到误差放大器的反相输入端②脚,为uc3842 提供负反馈电压,其规律是此脚电压越高驱动脉冲的占空比越小,以此稳定输出电压。④脚和⑧脚外接的r6、c8 决定了振荡频率,其振荡频率的最大值可达500khz。r5、c6用于改善增益和频率特性。

⑥脚输出的方波信号经r7、r8 分压后驱动mosfef 功率管,变压器原边绕组①②的能量传递到付边各绕组,经整流滤波后输出各数值不同的直流电压供负载使用。电阻r10 用于电流检测,经r9、c9 滤滤后送入uc3842 的③脚形成电流反馈环。 所以由uc3842 构成的电源是双闭环控制系统,电压稳定度非常高,当uc3842 的③脚电压高于1v 时振荡器停振,保护功率管不至于过流而损坏。

电路上电时,外接的启动电路通过引脚7提供芯片需要的启动电压。在启动电源的作用下,芯片开始工作,脉冲宽度调制电路产生的脉冲信号经6脚输出驱动外接的开关功率管工作。功率管工作产生的信号经取样电路转换为低压直流信号反馈到3脚,维护系统的正常工作。

电路正常工作后,取样电路反馈的低压直流信号经2脚送到内部的误差比较放大器,与内部的基准电压进行比较,产生的误差信号送到脉宽调制电路,完成脉冲宽度的调。

制,从而达到稳定输出电压的目的。如果输出电压由于某种原因变高,则2脚的取样电压也变高,脉宽调制电路会使输出脉冲的宽度变窄,则开关功率管的导通时间变短,输出电压变低,从而使输出电压稳定,反之亦然。锯齿波振荡电路产生周期性的锯齿波,其周期取决于4脚外接的rc网络。

所产生的锯齿波送到脉冲宽度调制器,作为其工作周期,脉宽调制器输出的脉冲周期不变,而脉冲宽度则随反馈电压的大小而变化。

3 电路的调试

此电路的调试需要注意:一是调节电位器rp1使电路起振,起振电流在1ma左右;二是起振后变压器③④绕组提供的直流电压应能使电路正常工作,此电压的范围大约为11~17v 之间;三是根据输出电压的数值大小来改变r4,以确定其反馈量的大小;四是根据保护要求来确定检测电阻r10 的大小,通常r10 是2w、1ω以。

下的电阻。图2 uc3842 构成的开关电源。

启动电阻只是提供启动初期的一两个周期而已,待到辅助绕组续流电压建立后就起不来太多作用了。

uc3842开关电源保护的几个技巧。

用uc3842做的开关电源的典型电路见图1。

过载和短路保护,一般是通过在开关管的源极串一个电阻(r4),把电流信号送到3842的第3脚来实现保护。当电源过载时,3842保护动作,使占空比减小,输出电压降低,3842的供电电压vaux也跟着降低,当低到3842不能工作时,整个电路关闭,然后靠r1、r2开始下一次启动过程。这被称为“打嗝”式(hiccup)保护。

在这种保护状态下,电源只工作几个开关周期,然后进入很长时间(几百ms到几s)的启动过程,平均功率很低,即使长时间输出短路也不会导致电源的损坏。由于漏感等原因,有的开关电源在每个开关周期有很大的开关尖峰,即使在占空比很小时,辅助电压vaux也不能降到足够低,所以一般在辅助电源的整流二极管上串一个电阻(r3),它和c1形成rc滤波,滤掉开通瞬间的尖峰。仔细调整这个电阻的数值,一般都可以达到满意的保护。

使用这个电路,必须注意选取比较低的辅助电压vaux,对3842一般为13~15v,使电路容易保护。

图是常见的电路。

图2采取拉低第1脚的方法关闭电源。

图3采用断开振荡回路的方法。

图4采取抬高第2脚,进而使第1脚降低的方法。

在这3个电路里r3电阻即使不要,仍能很好保护。注意电路中c4的作用,电源正常启动,光耦是不通的,因此靠c4来使保护电路延迟一段时间动作。在过载或短路保护时,它也起延时保护的左右。

在灯泡、马达等启动电流大的场合,c4的取值也要大一点。

图1是使用最广泛的电路,然而它的保护电路仍有几个问题:

1. 在批量生产时,由于元器件的差异,总会有一些电源不能很好保护,这时需要个别调整r3的数值,给生产造成麻烦;

2. 在输出电压较低时,如3.3v、5v,由于输出电流大,过载时输出电压下降不大,也很难调整r3到一个理想的数值;

3. 在正激应用时,辅助电压vaux虽然也跟随输出变化,但跟输入电压hv的关系更大,也很难调整r3到一个理想的数值。

这时如果采用辅助电路来实现保护关断,会达到更好的效果。辅助关断电路的实现原理:在过载或短路时,输出电压降低,电压反馈的光耦不再导通,辅助关断电路当检测到光耦不再导通时,延迟一段时间就动作,关闭电源。

uc3842应用于电压反馈电路中的**。

通常,pwm型开关电源把输出电压的采样作为pwm控制器的反馈电压,该反馈电压经pwm控制器内部的误差放大器后,调整开关信号的占空比以实现输出电压的稳定。但不同的电压反馈电路,其输出电压的稳定精度是不同的。

1 概述。本文首先对电流型脉宽控制器uc3842(内部电路图如图1所示)常用的三种稳定输出电压电路作了介绍,分析其各自的优缺点,在此基础上设计了一种新的电压反馈电路,实验证明这种新的电路具有很好的稳压效果。

2 uc3842常用的电压反馈电路。

2.1 输出电压直接分压作为误差放大器的输入。

如图2所示,输出电压vo经r2及r4分压后作为采样信号,输入uc3842脚2(误差放大器的反向输入端)。误差放大器的正向输入端接uc3842内部的2.5v的基准电压。

当采样电压小于2.5v时,误差放大器正向和反向输出端之间的电压差经放大器放大后,调节输出电压,使得uc3842的输出信号的占空比变大,输出电压上升,最终使输出电压稳定在设定的电压值。r3与c1并联构成电流型反馈。

这种电路的优点是采样电路简单,缺点是输入电压和输出电压必须共地,不能做到电气隔离。势必引起电源布线的困难,而且电源工作在高频开关状态,容易引起电磁干扰,必然带来电路设计的困难,所以这种方法很少使用。

2.2 辅助电源输出电压分压作为误差放大器的输入。

如图3所示,当输出电压升高时,单端反激式变压器t的辅助绕组上产生的感应电压也升高,该电压经过d2,d3,c15,c14,c13和r15组成的整流、滤波和稳压网络后得到一直流电压,给uc3842供电。同时该电压经r2及r4分压后作为采样电压,送入uc3842的脚2,在与基准电压比较后,经误差放大器放大,使脚6输出脉冲的占空比变小,输出电压下降,达到稳压的目的。同样,当输出电压降低时,使脚6输出脉冲的占空比变大,输出电压上升,最终使输出电压稳定在设定的值。

这种电路的优点是采样电路简单,副边绕组、原边绕组和辅助绕组之间没有任何的电气通路,容易布线。缺点是并非从副边绕组直接得到采样电压,稳压效果不好,实验中发现,当电源的负载变化较大时,基本上不能实现稳压。该电路适用于针对某种固定负载的情况。

2.3 采用线性光耦改变误差放大器的输入误差电压。

如图4所示,该开关电源的电压采样电路有两路:一是辅助绕组的电压经d1,d2,c1,c2,c3,r9组成的整流、滤波和稳压后得到16v的直流电压给uc3842供电,另外,该电压经r2及r4分压后得到一采样电压,该路采样电压主要反映了直流母线电压的变化;另一路是光电耦合器、三端可调稳压管z和r4,r5,r6,r7,r8组成的电压采样电路,该路电压反映了输出电压的变化;当输出电压升高时,经电阻r7及r8分压后输入z的参考电压也升高,稳压管的稳压值升。

高,流过光耦中发光二极管的电流减小,流过光耦中的光电三极管的电流也相应的减小,误差放大器的输入反馈电压降低,导致uc3842脚6输出驱动信号的占空比变小,于是输出电压下降,达到稳压的目的。

该电路因为采用了光电耦合器,实现了输出和输入的隔离,弱电和强电的隔离,减少了电磁干扰,抗干扰能力较强,而且是对输出电压采样,有很好的稳压性能。缺点是外接元器件增多,增加了布线的困难,增加了电源的成本。

3 线性光耦改变误差放大器增益电压反馈电路及实验结果。

3.1 采用线性光耦改变误差放大器的增益。

UC3842的内部结构和特点

一 uc3842为8脚双列直插式封装,其内部原理框图如图1所示。主要由5.0v基准电压源 用来精确地控制占空比调定的振荡器 降压器 电流测定比较器 pwm锁存器 高增益e a误差放大器和适用于驱动功率mosfet的大电流推挽输出电路等构成。端1为comp端 端2为反馈端 端3为电流测定端 端4接rt...

uc3842开关电源电路设计及注意事项

当然,若vcc端电压较小时,在r1上的压降很小,全部供电工作都可由r1降压后来完成。但是,通常情况下,vcc端电压都比较大,这样完全通过r1来提供正常工作电压就会使r1自身功耗太大,对整个电源来说效率太低。一般来说,随着uc3842的启动,r1的工作也就基本结束,余下的任务交给反馈绕组,由反馈绕组产...