UC3842应用电路举例讲解
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第四节!"#$%&可使需要多路独立直流供电电源系统简化的’()控制器集成电路电力电子设备中的逆变器,通常由&*+个功率开关管构成逆变桥,例如用于交流电动机变频调速的三相逆变器,含有+个功率开关管,无论采用的是电力晶体管、电力),-./0,还是1230,它们的基极(或栅极)驱动,大都需要几个相互隔离的直流电源。
过去这类系统常使用4567电网电压,经具有多个二次绕组的变压器降压的二次电压整流滤波后来获得,所以这样制作的电源因变压器为工频工作,体积和重量往往较大。
替代的办法是采用开关电源脉宽调制集成电路控制的8"98"变换电源。
!"#$%&作为实现此种想法的较理想’()控制器受到电力电子行业的青睐。
它是专为小功率9&5:45()单端反激式开关电源设计的’()集成电路。
一、各引脚的排列、名称、功能和用法!"#$%&是一种单端隔离式电流型脉宽调制器集成电路,是美国!;10<,8/公司的产品。
其封装外形有标准双列直插式$引脚(81’*$)、小型双列表面贴装式$引脚(-,1"*$)、小型双列表面贴装式=,=引脚(-,1"*=%)与方形&5引脚(’>""* &5)等几种,图%*=*=#给出了这几种封装的引脚排列。
美国硅通公司生产的相同产品是-2#$%&,我国北京半导体器件五厂同类产品型号为"(#$%&。
表%*=*%以81’*$封装为例,介绍各引脚的名称、功能和用法,其余封装形式中;"均为空引脚,使用中悬空。
图%*=*=#!"#?%&的引脚排列(引脚向下)@)81’—+、-,1"—日A)-,1"*=%B)’>""*&5表!"#"!$%&’!(的引脚名称、功能和用法引脚号代号名称功能或用法#%)*+误差放大器输出端在$%&’!(作开环使用时,可直接从该端输入给定信号;在$%&’!(作闭环使用时,可在该端与引脚(之间接反馈网络构成比例、比例积分、积分等类型的闭环调节器(,-.误差放大器反向输入瑞接用户给定输出电压控制信号或闭环应用时的输出电压反馈信号&--./电流比较器同相辅入端该端接电流或电压取样信号输入,以进行过电流、过电压保护或接闭环调节器的给定信号!012%1工作频率设定电阻2电容连接端接一个电阻与电容的串联网络的中点,而电阻与电容的另一端分别接,034及5.6,并决定振荡器频率,即78#9’2(01%1): 5.6地端提供芯片工作参考地端,使用中,与$%&’!(的供电电源地端相连;)$1+$1+<*脉冲输出端通过一个电阻接外部功率开关管(通常为*)=431)栅极>,??工作电源连接端通过—个电阻接主回路整流电源输出正端’,034参考电压输出端提供一个稳定的参考电压源,该电压源具有极好的温度稳定性,可作为给定或保护门槛设定的参考电压源二、内部结构和工作原理!"#$%&的内部结构和工作原理框图如图%’(’(%所示。
电流控制型脉宽调制器UC3842工作原理及应用UC3842是美国Unitrode公司(该公司现已被TI公司收购)生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片,可直接驱动双极型晶体管、MOSFEF 和IGBT 等功率型半导体器件,具有管脚数量少、外围电路简单、安装调试简便、性能优良等诸多优点,广泛应用于计算机、显示器等系统电路中作开关电源驱动器件。
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:①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;②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;③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;④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/(R T×C T);⑤脚为公共地端;⑥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 ;⑦脚是直流电源供电端,具有欠、过压锁定功能,芯片功耗为15mW;⑧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R t1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。
UC3842的工作原理及3842在开关电源中的应用2008/11/20 02:55电流控制型脉宽调制器UC3842工作原理及应用UC3842是美国Unitrode公司(该公司现已被TI公司收购)生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片,可直接驱动双极型晶体管、MOSFEF 和IGBT 等功率型半导体器件,具有管脚数量少、外围电路简单、安装调试简便、性能优良等诸多优点,广泛应用于计算机、显示器等系统电路中作开关电源驱动器件。
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:①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;②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;③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;④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/(R T×C T);⑤脚为公共地端;⑥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 ;⑦脚是直流电源供电端,具有欠、过压锁定功能,芯片功耗为15mW;⑧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R t1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。
UC3842原理及应用UC3842是一种常见的开关电源控制器芯片,广泛应用于各种电源系统中。
本文将介绍UC3842的工作原理和应用。
一、UC3842的工作原理UC3842是一种基于电流模式控制的开关电源控制器。
它通过对开关管的开关时间进行调节,来控制输出电压的稳定性和负载变化时的响应速度。
UC3842的工作原理可以简单描述为以下几个步骤:1. 参考电压生成:UC3842内部有一个参考电压源,它产生一个稳定的参考电压,用于与反馈电压进行比较。
2. 反馈电压采样:开关电源的输出电压通过一个反馈电路进行采样,然后与参考电压进行比较。
3. 错误放大器:UC3842内部有一个错误放大器,它将反馈电压和参考电压之间的差值放大,并输出一个误差信号。
4. 比较器和SR锁存器:误差信号经过一个比较器,与一个锁存器相连。
如果误差信号大于零,比较器输出高电平,锁存器锁存高电平;反之,输出低电平,锁存器锁存低电平。
5. PWM信号生成:UC3842通过一个PWM模块来生成PWM信号。
PWM信号的占空比由SR锁存器的状态决定,当锁存器输出高电平时,占空比较大;反之,占空比较小。
6. 开关管控制:PWM信号经过一个驱动电路,控制开关管的开关时间。
当PWM信号为高电平时,开关管导通;反之,开关管截止。
通过上述步骤,UC3842能够实现对开关管的精确控制,从而实现输出电压的稳定性和负载变化时的响应速度。
二、UC3842的应用UC3842广泛应用于各种开关电源系统中,包括电视机、电脑、手机充电器等。
下面将介绍几个常见的应用场景。
1. 手机充电器:手机充电器通常采用开关电源设计,以提高能效和减小体积。
UC3842作为控制器芯片,可以实现对开关管的精确控制,从而实现高效率的充电。
2. 电视机:电视机的电源模块通常采用开关电源设计,以提供稳定的电源输出。
UC3842作为控制器芯片,可以实现对开关管的精确控制,从而实现电源的稳定性和响应速度。
UC3842的工作原理及3842在开关电源中的应用2008/11/20 02:55电流控制型脉宽调制器UC3842工作原理及应用UC3842是美国Unitrode公司(该公司现已被TI公司收购)生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片,可直接驱动双极型晶体管、MOSFEF 和IGBT 等功率型半导体器件,具有管脚数量少、外围电路简单、安装调试简便、性能优良等诸多优点,广泛应用于计算机、显示器等系统电路中作开关电源驱动器件。
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:①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;②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;③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;④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/(R T×C T);⑤脚为公共地端;⑥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 ;⑦脚是直流电源供电端,具有欠、过压锁定功能,芯片功耗为15mW;⑧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R t1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。
•显示器的UC3842应用电路图UC3842好坏的判断鉴别方法在国内电子设备当中,电源PWM控制电路最常用的集成电路型号就是UC3842(或UTC3842)。
也就是因为常常遇到,对它也有一些之得,下面简单介绍一下UC3842好坏的判断方法:在更换完周边损坏的元件后,先不装开关管(MOSFET),加电测量UC3842的7脚电压,若电压在10-17V间波动,其余各脚也分别有波动的电压,则说明电路已起振,UC3842基本正常;若7脚电压低,其余接脚无电压或不波动,则UC3842已损坏。
在UC3842的7、5脚间外加+17V左右的直流电压,若测8脚有+5V 电压,1、2、4、6脚也有不同的电压,则UC3842基本正常,工作电流小,自身不易损坏.它损坏的最常见原因是电源开关管(MOSFET)短路后,高电压从G极加到其6脚而致使其烧毁.而有些机型中省去了G极接地的保护二极体,则电源开关管(MOSFET)损坏时,UC3842和G极外接的限流电阻必坏.此时直接更换即可。
需要注意的是,电源开关管源极(S极)通常接1个小阻值、大功率的电阻作为过流保护检测电阻.此电阻的阻值一般在0.2-0.6之间,大于此值会出现带不起负载的现象(就是次极电压偏低)。
由于UC3842(KA3842)的工作电压和输出功率均与UC3843(KA3843)相差甚远,3842系列和3843系列在启动电压和关闭电压方面也存在着较大的区别.前者的启动电压为16V,关闭电压为10V;后者的启动电压为8.5V,关闭电压为7.6V。
这两个系列的IC不能直接代换。
如确有必要用后者代换前者时,要对电路加以改造方可。
因此,这一点在维修工作中必须要注意uc3842开关电源电路图1、UC3842的内部结构和特点UC3842是美国Unitrode公司生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片。
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。
UC3842A UC3843A特点,引脚图及应用电路---------------------------------------------------------------------------------UC3842A UC3843A特点,引脚图及应用电路UC3842A,UC3843A是高性能固定频率电流模式控制器专为离线和直流至直流变换器应用而设计,为设计人员提供只需最少外部元件就能获得成本效益高的解决方案。
这些集成电路具有可微调的振荡器、能进行精确的占空比控制、温度补偿的参考、高增益误差放大器。
电流取样比较器和大电流图腾柱式输出,是驱动功率MOSFET的理想器件。
UC3842A UC3843A特点:微调的振荡器放电电流,可精确控制占空比.电流模式工作到500KHZ自动前馈补偿锁存脉宽调制,可逐周限流内部微调的参考电压,带欠压锁定大电流图腾柱输出欠压锁定,带滞后低启动和工作电流UC3842A 有16V(通)和10 伏(断)低压锁定门限,十分适合于离线变换器。
UC3843A是专为低压应用设计的,低压锁定门限为8.5伏(通)和7.6V(断)。
UC3842A,UC3843A引脚图及引脚功能描述这些器件可提供8脚双列直插塑料封装和14脚塑料表面贴装封装(SO-14)。
SO-14封装的图腾柱式输出级有单独的电源和接地管脚。
图1 UC3842A,UC3843A引脚图引脚功能引脚功能说明8管脚14管脚11补偿该管脚为误差放大器输出,并可用于环路补偿。
23电压反馈该管脚是误差放大器的反相输入端,通常通过一个电阻分压器连至开关电源输出。
35电流取样一个正比于电感器电流的电压接至此输入,脉宽调制器使用此信息中止输出开关的导通。
47RT/CT通过将电阻RT连接至Vref以及电容CT连接至地,使振荡器频率和最大输出占空比可调。
工作频率可达500kHz 。
5-地该管脚是控制电路和电源的公共地(仅对8管脚封装如此)610输出该输出直接驱动功率MOSFET的栅极,高达1.OA 的峰值电流经此管脚拉和灌。
.UC3842开关电源各功能电路详解一、开关电源的电路构成开关电源的主要电路是由输入电磁扰乱滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、 PWM控制器电路、输出整流滤波电路构成。
协助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。
开关电源的电路构成方框图以下:二、输入电路的原理及常有电路1、AC输入整流滤波电路原理:①防雷电路:当有雷击,产生高压经电网导入电源时,由MOV1、MOV2、MOV3:F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。
当加在压敏电阻两头的电压超出其工作电压时,其阻值降低,使高压能量耗费在压敏电阻上,若电流过大,F1、F2、;..F3会烧毁保护后级电路。
②输入滤波电路:C1、L1、C2、C3构成的双π型滤波网络主假如对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行克制,防备对电源扰乱,同时也防备电源自己产生的高频杂波对电网扰乱。
当电源开启瞬时,要对C5充电,因为瞬时电流大,加RT1(热敏电阻)就能有效的防备浪涌电流。
因刹时能量全耗费在RT1电阻上,一准时间后温度高升后RT1阻值减小(RT1是负温系数元件),这时它耗费的能量特别小,后级电路可正常工作。
③整流滤波电路:沟通电压经BRG1整流后,经C5滤波后获得较为纯净的直流电压。
若C5容量变小,输出的沟通纹波将增大。
2、DC输入滤波电路原理:①输入滤波电路:C1、L1、C2构成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行克制,防备对电源扰乱,同时也防备电源自己产生的高频杂波对电网扰乱。
C3、C4为安规电容,L2、L3为差模电感。
②R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7构成抗浪涌电路。
在起机的瞬时,因为C6的存在Q2不导通,电流经 RT1构成回路。
当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。
假如C8漏电或后级电路短路现象,在起机的瞬时电流在RT1上产生的压降增大,Q1导通使Q2没有栅极电压不导通,RT1将会在很短的时间烧毁,以保护后级电路。
UC3842中文资料1. 简介UC3842是一款常用的PWM(脉宽调制)控制器,广泛应用于开关模式电源控制电路中。
它具有高效率、低功耗和高性能特点,适用于多种应用领域,如电源适配器、LED驱动和开关模式电源等。
2. 特性及优势•采用当前模式的回路架构设计,可实现快速的动态响应和高精度的电压调整。
•内置PWM比较器,能够实现精确的脉宽调制,并且具有可调的占空比和频率。
•内置错误保护功能,包括过流保护、过热保护和欠压保护等,有利于提高系统的可靠性和稳定性。
•采用高精度的参考电压源,能够提供稳定的工作电压,并降低温度对电压的影响。
3. 电气参数UC3842的电气参数如下表所示:参数描述输入电压范围7V - 30V工作温度范围-40°C - 85°C输出电流100mA频率范围100kHz - 500kHzPWM比较器电流200nA4. 典型应用电路以下是一个基于UC3842的典型应用电路示意图:5. 使用说明在使用UC3842之前,请先仔细阅读UC3842的中文资料以了解其功能和特性。
然后按照以下步骤进行操作:1.将UC3842正确地焊接到电路板上,确保引脚与电路板正确连接。
2.根据实际需求,调整UC3842的占空比和频率。
可以通过调整电阻或电容进行设置。
3.连接输入电源,并确保输入电压在规定范围内。
4.连接输出负载,确保负载的电流符合UC3842的额定输出电流。
5.检查保护功能是否正常工作。
可以通过引入错误信号或调整输入电压来测试保护功能。
6.监测输出电压和输出电流,确保其稳定在预期的范围内。
7.如果需要,可以对UC3842进行温度测试,并检查其工作温度是否符合规格要求。
6. 注意事项在使用UC3842时,请注意以下事项:•严禁超过UC3842的额定电压、电流和温度范围,否则可能会导致不可逆的损坏。
•在操作电路时,注意安全措施,避免触电和短路等危险。
UC3842原理及应用UC3842是一款常用的开关电源控制器芯片,广泛应用于各种开关电源设计中。
它具有高性能、低成本和广泛的应用范围等特点,因此备受工程师们的喜爱。
一、UC3842的原理UC3842是一种固定频率PWM控制器,它通过控制开关管的导通时间和关断时间来调节输出电压。
它采用了电流模式控制,即根据电感电流的变化来控制开关管的开关时间。
UC3842内部集成了一个误差放大器、一个比较器、一个PWM控制器和一个电流检测电路。
1. 误差放大器:UC3842的误差放大器用于将输出电压与参考电压进行比较,产生一个误差电压。
这个误差电压经过放大后,用于控制PWM控制器的输出。
2. 比较器:UC3842的比较器用于将误差放大器的输出与一个三角波进行比较。
当误差放大器的输出大于三角波时,比较器输出高电平;当误差放大器的输出小于三角波时,比较器输出低电平。
3. PWM控制器:UC3842的PWM控制器用于根据比较器的输出,控制开关管的导通和关断时间。
当比较器输出低电平时,PWM控制器使开关管导通;当比较器输出高电平时,PWM控制器使开关管关断。
4. 电流检测电路:UC3842的电流检测电路用于检测电感电流的变化,并将其转换为电压信号。
这个电压信号经过放大后,用于与误差放大器的输出进行比较,实现电流模式控制。
二、UC3842的应用UC3842广泛应用于开关电源的设计中,下面介绍几个常见的应用案例:1. 单端反激开关电源:在单端反激开关电源中,UC3842用于控制主开关管的导通和关断时间,以实现输出电压的稳定调节。
通过调整反激变压器的变比和电感电流的变化,可以实现不同输出电压的设计要求。
2. 双端反激开关电源:在双端反激开关电源中,UC3842用于控制两个开关管的导通和关断时间,以实现输出电压的稳定调节。
双端反激开关电源相比于单端反激开关电源具有更低的输出纹波和更高的效率。
3. 电池充电器:在电池充电器中,UC3842用于控制充电电流和充电时间,以实现对电池的有效充电。
用UC3842设计开关电源的几个技巧用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2、3、4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。
标签:杂谈分类:应用技术电流信号送到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。
f=1.8/(RT×CT)在本系统中RT和CT分别选用了10kΩ和0.045μF,根据公式:可以计算得其工作频率约为40kHz,符合开关电源的要求。
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V aux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。
开关电源原理及各功能电路详解一、 开关电源的电路组成开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、PWM 控制器电路、输出整流滤波电路组成。
辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。
开关电源的电路组成方框图如下:二、 输入电路的原理及常见电路1、AC输入整流滤波电路原理:① 防雷电路:当有雷击,产生高压经电网导入电源时,由MOV1、MOV2、MOV3:F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。
当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时,其阻值降低,使高压能量消耗在压敏电阻上,若电流过大,F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。
② 输入滤波电路:C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
当电源开启瞬间,要对C5充电,由于瞬间电流大,加RT1(热敏电阻)就能有效的防止浪涌电流。
因瞬时能量全消耗在RT1电阻上,一定时间后温度升高后RT1阻值减小(RT1是负温系数元件),这时它消耗的能量非常小,后级电路可正常工作。
③ 整流滤波电路:交流电压经BRG1整流后,经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。
若C5容量变小,输出的交流纹波将增大。
2、 DC输入滤波电路原理:① 输入滤波电路:C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
C3、C4为安规电容,L2、L3为差模电感。
② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。
在起机的瞬间,由于C6的存在Q2不导通,电流经RT1构成回路。
当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。
如果C8漏电或后级电路短路现象,在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大,Q1导通使Q2没有栅极电压不导通,RT1将会在很短的时间烧毁,以保护后级电路。
UC3842原理及应用UC3842是一种脉宽调制(PWM)控制集成电路,广泛应用于开关电源的设计中。
它是Microsemi公司(现在是Microchip公司的一部分)推出的产品,具有高性能、低功耗和多种保护功能,因此被广泛应用于各种类型的开关电源中。
UC3842同时也是一种反馈式控制器,用于维持输出电压在设定范围内。
该芯片通过监测输出电压,并将电压信息与参考电压进行比较,产生一个误差信号。
接着,误差信号将被放大,并通过控制输出的占空比来调整输出电压,以使其维持在设定范围内。
1.软启动功能:UC3842具有软启动功能,可以在开关电源上电时逐渐增加输出电压,避免电源启动时的冲击电流和电压波动。
2.高效能:UC3842采用了PWM控制技术,可以快速调整开关管的通断状态,从而减少能量的损耗,提高开关电源的功率转换效率。
3.恒定电流与恒定电压输出:UC3842可以根据需要设置输出电压和电流的设定值,并通过反馈控制来实现恒定电压和恒定电流输出,从而满足不同应用场景的需求。
4.过载保护:UC3842具有过载保护功能,可以在输出电流过大时自动降低开关频率或关闭开关管,以避免电源出现过载现象,保护电源和负载设备的安全。
5.短路保护:当输出负载发生短路时,UC3842可以立即断开开关管,以避免发生短路电流引起的故障和损坏。
6.超温保护:UC3842具有超温保护功能,可以在温度超过设定阈值时自动降低输出功率或关闭开关管,以避免过热现象的发生,保护电源和负载设备的安全。
总体而言,UC3842具有高性能、低功耗和多种保护功能,适用于各种类型的开关电源设计。
它能够提供稳定的输出电压和电流,保护电源和负载设备的安全,是一种非常实用的集成电路。
UC3842开关电源保护的几个技巧及电路图UC3842开关电源保护的几个技巧及电路图2017年04月01日用UC3842开关电源做的典型电路见图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2、3、4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。
UC3842原理及应用一、UC3842的原理UC3842是一种常见的PWM控制器芯片,用于开关电源和DC-DC转换器的控制。
其工作原理如下:1. 输入电压稳压器:UC3842通过内部的稳压器电路将输入电压稳定在一定范围内,以保证其正常工作。
2. 错误放大器:UC3842内部集成了一个错误放大器,用于比较反馈电压和参考电压,产生误差信号。
3. 比较器:UC3842中的比较器用于将误差信号与一个三角波进行比较,生成PWM信号。
4. PWM控制逻辑:UC3842根据比较器的输出控制开关管的导通和关断,实现对输出电压的调节。
5. 反馈回路:UC3842通过反馈回路将输出电压与参考电压进行比较,以实现输出电压的稳定控制。
二、UC3842的应用UC3842广泛应用于开关电源和DC-DC转换器中,用于实现高效率、稳定的电源转换。
以下是UC3842的几个常见应用场景:1. 电源适配器:UC3842可以用于设计各种类型的电源适配器,如笔记本电脑适配器、手机充电器等。
通过控制开关管的导通和关断,可以实现输入电压到所需的输出电压的转换。
2. LED驱动器:UC3842可以用于设计LED驱动器,实现对LED的亮度调节。
通过PWM控制开关管的导通时间,可以实现对LED的亮度的精确控制。
3. 电动汽车充电器:UC3842可以用于设计电动汽车充电器,实现对电动汽车电池的充电。
通过PWM控制开关管的导通和关断,可以实现对电动汽车电池充电电流和电压的控制。
4. 太阳能逆变器:UC3842可以用于设计太阳能逆变器,将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电。
通过PWM控制开关管的导通和关断,可以实现对输出交流电的频率和电压的控制。
5. 电机驱动器:UC3842可以用于设计电机驱动器,实现对电机的速度和转向的控制。
通过PWM控制开关管的导通和关断,可以实现对电机的精确控制。
总结:UC3842是一种常见的PWM控制器芯片,广泛应用于开关电源和DC-DC转换器中。
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2、3、4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。
UC3842典型应用电路 电路中的芯片有: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:①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;②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;③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;④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);⑤脚为公共地端;⑥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 ;⑦脚是直流电源供电端,具有欠、过压锁定功能,芯片功耗为15mW;⑧脚为5V 基准电压输出端,有50mA 的负载能力。 电流控制型脉宽调制器UC3842工作原理及应用 UC3842是美国Unitrode公司(该公司现已被TI公司收购)生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片,可直接驱动双极型晶体管、MOSFEF 和IGBT 等功率型半导体器件,具有管脚数量少、外围电路简单、安装调试简便、性能优良等诸多优点,广泛应用于计算机、显示器等系统电路中作开关电源驱动器件。 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: ①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; ②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; ③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; ④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); ⑤脚为公共地端; ⑥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 ; ⑦脚是直流电源供电端,具有欠、过压锁定功能,芯片功耗为15mW; ⑧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。 图2 UC3842 构成的开关电源 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。
电流控制型脉宽调制器UC3842在开关电源中的应用 开关稳压电源被誉为“新型高效节能电源”,它代表着稳压电源的发展方向。由于内部器件工作在高频开关状态,因此本身消耗的能量极低,电源效率可以达到80%以上,比串连调整线性稳压电源的效率提高近一倍。随着电源技术的飞速发展,开关稳压电源正朝着小型化、高频化、集成化的方向发展,高效率的开关稳压电源已得到越来越广泛的应用。本文首先概述开关稳压电源的基本工作原理,接着介绍电流型脉宽调制器UC3842芯片,着重论述了UC3842在开关稳压电源中的应用,并以一个实际应用实例分析了电源电路的构成和参数计算。 开关电源的基本工作原理 相对于线性稳压电源功耗较大的缺点,开关电源的效率可达90%以上,而且造价低、体积小。开关电源的工作原理如图1所示,它由调整管、滤波电路、比较器、三角波发生器、比较放大器和基准源等构成。 在图1中,三角波发生器的输出波形加到比较器的反相端,其同相端接比较放大器的输出Vf。当三角波的幅度小于比较器的同相输入时,比较器输出高电平,对应调整管导通的时间为ton。反之,当三角波的幅度大于比较器的同相输入时,对应调整管的截至时间为toff。为了稳定电压输出,按电压负反馈方式引入反馈,以确定基准源和比较放大器之间的联系。假设输出电压增加,则FVo增加,比较放大器的输出Vf减小,那么比较器的输出波形中toff增加,从而使调整管的导通时间减小,输出电压下降,起到稳压的作用。如果忽略电感的直流电阻,那么输出电压Vo为调整管发射极电压Ve的平均分量,于是有: 其中,q为占空比。在输入电压一定的时候,输出电压与占空比正比,通过改变比较器输出波形的占空比就可以控制输出电压的幅值。
图1 开关电源的工作原理 UC3842的工作原理 UC3842是美国Unitorde公司生产的一种性能优良的电流控制型脉宽调制芯片。该调制器单端输出,能直接驱动双极型的功率管或场效应管。其主要优点是管脚数量少,外围电路简单,电压调整率可达0.01%,工作频率高达500kHz,启动电流小于1mA,正常工作电流为5mA,并可利用高频变压器实现与电网的隔离。该芯片集成了振荡器、具有温度补偿的高增益误差放大器、电流检测比较器、图腾柱输出电路、输入和基准欠电压锁定电路以及PWM锁存器电路。其内部结构及基本外围电路如图2所示。
图2 UC3842的内部结构及基本外围电路 UC3842是8脚的双列直插的封装形式。如图2所示: 第1脚为补偿脚,内部误差放大器的输出端,外接阻容元件以确定误差放大器的增益和频响。 第2脚是反馈脚,将采样电压加到误差放大器的反相输入端,再与同相输入端的基准电压进行比较,产生误差电压,控制脉冲的宽度。 第3脚为电流传感端,在功率管的源极串接一个小阻值的采样电阻,构成过流保护电路。当电源电压异常时,功率管的电流增大,当采样电阻上的电压超过1V时,UC3842就停止输出,有效地保护了功率管。 第4脚为锯齿振荡器外部定时电阻R与定时电容C的公共端。 第5脚为地。 第6脚为图腾柱式输出电压,当上面的三极管截止的时候下面的三极管导通,为功率管关断时提供了低阻抗的反向抽取电流回路,加速了功率管的关断。 第7脚为输入电压,开关电源启动的时候需要在该引脚加一个不低于16V的电压,芯片工作后,输入电压可以在10~30V之间波动,低于10V时停止工作。 第8脚为内部5.0V的基准电压输出,电流可达50mA。
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。 实际应用电路
图3 开关稳压电源系统总体框图 根据UC3842的特点,设计一个30~36V可调的开关型稳压电源,其总体结构框图如图3所示。 交流输入后通过整流滤波得到直流电压,经过LM317后获得16.5V的直流电压,作为UC3842芯片的启动电压。芯片启动后通过脉宽调制控制功率管的开关从而实现稳压输出。控制电路的核心是UC3842,其后级的高速开关功率管要求满足一定的耐压值和足够大的额定电流。这里可以选用IRF540,其耐压值高达100V,额定电流可以达到33A。高频变压器的升压系数为1.2,采用双桥间距为0.3mm的铁氧铁芯,由直径0.65mm的铜丝绕制而成。高频变压器出来的脉动直流电压,先通过二极管整理,再通过3个50V/3300μF的电解电容,和由一个33μH电感和2个104的电容构成∏型滤波器进行滤波后输出。其UC3842的核心电路如图4所示。 图4 UC3842的核心电路图 如图4所示,UC3842的工作频率由4脚和8脚间的RT和CT决定的。理论上,其内部的振荡频率最高可达500kHz。在本系统中RT和CT分别选用了10kΩ和0.045μF,根据公式: 可以计算得其工作频率约为40kHz,符合开关电源的要求。在UC3842的2脚处接上一个10kΩ的电位器,通过调节电位器的阻值改变反馈电压,使脉宽的占空比发生变化,从而可以实现输出电压30~36V的连续可调变化。 结语 利用UC3842设计的电流制型脉宽调制开关稳压电源,克服了电压控制型脉宽调制开关稳压电源频响慢、电压调整率和负载调整率低的缺点,电路结构简单,成本低、体积小、易实现。该稳压电源是目前实用和理想的稳压电源,具有很大的发展前景。