UC384x系列构成的PWM式开关电源的电路分析与维修
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PWM Control Based on 384X’s PrincipleShen Yu1, Yu Cheng-Bo21) Research Institute of Remote Test and Control, Chongqing University of Technology,Chongqing,China(aliasxx@)2)Research Institute of Remote Test and Control, Chongqing University of Technology,Chongqing,China(yuchengbo@)Abstract—The ERROR AMP and The PWM Comparator inside 384X are used to control PWM output, Datasheets recommend by companies indicate that the voltage control signer is linked with the pin FB, which is the input of ERROR AMP and control the PWM output through the PWM comparator; The circuit extracted in this article linked the voltage control signer with the pin COMP, which is the output and feedback pin of ERROR AMP. The practical experiment proved that the control circuit is convenience and effective either in open loop or in closed loop circuits..Keywords—UC384X, PWM, control, open loop, closed loopUC384X的PWM产生机理及其控制沈钰,余成波重庆理工大学电子信息与自动化学院重庆,中国摘要UC384X通过内部的误差放大器和比较器来控制输出的PWM脉宽,各公司推荐的资料都将电压控制信号加到该芯片内部误差放大器的输入引脚FB,再通过误差放大器的输出去控制PWM比较器;在实验的基础上,本文将控制PWM的电压信号加到内部误差放大器的补偿反馈引脚COMP,实践表明,无论在开环和闭环的应用中,这种接法都能使UC384X系列芯片的控制变得更加有效和更加方便。
对UC3842集成块组成的彩显开关电源电路进行分析和
优化改进
1.前言
目前利用的UC284X/UC84X 集成块组成的都是高性能的电流型开关电
源控制电路。
它们有适合于离线式开关稳压电源或者直流-直流转换器电路;较
低的启动电流(I1mA);具有自动补偿功能;增强的负载响应特性;欠压锁定输出。
它的最大工作频率达到了500KHZ.
2.由UC3842 组成的彩显开关电源电路原理分析
UC3842 是一种新型PWM 脉宽调制集成电路,内含脉冲信号发生器、
稳压电路、脉宽调整电路、电压和电流检测电路等;是一种单端隔离电流型脉冲宽度调制集成电路。
由UC3842 组成的开关电源典型应用电路如图1 所示,该电路主要由消磁电路,输入电网抗干扰电路,交流变直流电路,电压变换电路,稳压控制电路,开关电源频率锁定电路等部分组成。
2.1 启动振荡电路
在图1 中,接通电源开关SW901 后,220V 交流电压经保险管F901,共轭滤波器L901 和L902L 输入,由VD901~VD904 桥式整流,C908 滤波获得300V 左右的直流电压。
这个电压一路经开关变压器T901 的初级⑦~⑤脚间绕组经R913 电阻加至开关管VT901 的漏极;另一路经
R907、R909、R908、ZD901、VT902 等构成的有源限压电路,使VT902 管发射极获得约45V 直流电压,再经R911 电阻对C913 充电,当C913 两端电压达到16V 时,N901(UC3842)内的基准电压发生器启动,产生5V 基准电压,并从第⑧脚输出,经R926 送入第④脚内的振荡器,启动振荡器工作。
uc3842开关电源电路图用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。
开关电源故障分析与维修UC3843控制芯片介绍UC3842是电流模式八脚单端PWIVI控制芯片,其内部电路框图如图所示,主要由基准电压发生器、欠电压保护电路、振荡器、PWM闭锁保护、推挽放大电路、误差放大器及电流比较器等电路组成。
该控制芯片与外围振荡定时器件、开关管、开关变压器可构成功能完善的他励式开关电源。
UC3842是UC384×系列中的一种,它是一种电流模式类开关电源控制电路.此类开关电源控制电路采用了电压和电流两种负反馈控制信号进行稳压控制。
电压控制信号,即通常所说的误差(电压)取样信号.电流控制信号是在开关管源极(或发射极)接人取样电阻,对开关管源极(或发射极)的电流进行取样而得到的,开关管电流取样信号送入UC3842,既参与稳压控制又具有过电流保护功能。
因为电流取样是在开关管的每个开关周期内都要进行的,因此这种控制又称为逐周(期)控制。
UC384×主要包括UC3842、UC3843、UC3844、UC3845等芯片,它们的功能基本一致,不同的是:①集成电路的启动电压(7脚)和启动后的最低工作电压(即欠电压保护动作电压)不同;②输出驱动脉冲占空比不同;③允许工作环境温度不同。
另外,集成电路型号末尾字母不同还表示封装形式不同.对于采用UC3843的电源,当其损坏后,可考虑用易购的UC3842进行代换.但由于UC3842的启动电压不得低于16V,因此,代换后应使UC3842的启动电压达到16V以上,否则,电源将不能启动。
UC3842是UC384×系列中的一种,它是一种电流模式类开关电源控制电路。
UC384×系列芯片的主要不同点与UC384×系列类似的还有UC388×系列,其中,UC3882与UC3842、UC3883与UC3843、UC3884与UC3844、UC3885与UC3845相对应。
主要区别是第6脚驱动脉冲占空比最大值略有不同.另外,还有一些采用了KA384×/KA388×,此类芯片与UC384×/UC388×的相应类型完全一致。
维修uc384x系列芯片的开关电源的经验
现在越来越多开关电源使用uc384x系列芯片,在进行这类开关电源维修过程中,经常会遇到由于故障引起的uc384x芯片不能正常工作,这样我们可以用以下简单方法来排除故障。
修理这类开关电源首先要检查的是7脚有没有14v以上电压,因为我们在维修中发现有很大的比较是启动电阻烧坏,7脚没有启动电压,开关电源不启动没有输出电压。
在维修时5、7的电阻为零时,表明这个芯片已经被击穿了。
VD1被击穿时,7脚的电压也会达不到启动的要求14v以上。
如果7脚有电压我们就按以下方法处理。
uc384x芯片开关电源,实际就是一个用uc384x芯片构成的PWM脉宽调制振动电路,再加后级电子功率开关(一般是三极管/场效应管)和变压器组合成开关电源。
这样我们可以把前级振动电路和后级功率开关,变压器分开检查。
先检查前级(可以把后级断开),在uc384x 的7脚输入一个14~17v电压(有一些振动电路是14v启动振振荡,有一些是17v才振荡),此时检查8脚有2~5v电源时证明前级工作正常。
再来检查后级,把后级接上,通电如果此时输出有通-断-通的现象,那是开关电源输出负载有短路,如果什么都没有的话,要检查功率管,变压器和保护短路,慢慢一个一个检查,直到排除故障。
uc384x系列芯片正常工作时主要引脚电压列于下面:(关键点是7,8脚)
1Pin:1.5V
2Pin:2.5V
6Pin:1.0V
7Pin:14.~17V
8Pin:2~5v。
变频器开关电源的原理及维修维修部杨海涛电源是每一个电路的重要组成部分,担负着为电路提供能量的重要作用,它是设备能够正常运行的重要保障。
电源的种类很多,开关电源由于体积小、重量轻、效率高、动态稳压效果好,因此被广泛应用到了各种电子设备中。
下面就以UC3844开关电源芯片为例讲述一下开关电源的基本原理和在变频电路中的作用。
右图a-1所示为开关电源PWM波形调制芯片。
该图为8脚双列直插封装。
7脚是芯片的电源输入端,该端在内部集成了稳压器和最低门限电压控制器,所以该芯片不用在外围设置稳压电路,只要接一只降压电阻即可。
最低门限值为10V,当7脚输入电压低于10V,该芯片将禁止输出,处于保护状态。
正常工作时该端电压约为12V—16V之间。
4脚是内部压控振荡器的定时端,通过接上合适的RC网络,使输出的PWM波控制在20KHZ—100KHZ之间。
a—1 2脚、3脚是输出取样反馈端,用于检测开关电源的输出,以便进行PWM调制控制,从而达到稳压的目的。
在变频器系统中,开关电源需要输出:一组5V/DC、一组±12V/DC、四组20V/DC等多组电压。
其中5V/DC 主要用作主板及控制板的供电,±12V/DC用作霍尔检测器件的供电,四组20V/DC用作IGBT 的触发供电。
变频器的型号及品牌不同,其开关电源的电压值也不尽相同,但基本构架是一样的,在此仅以下图为例讲一讲开关电源的工作原理。
a—2 如图a—2所示:电源经D1—D4、C1、C2整流滤波之后,通过降压电阻R3到了UC3844的7脚电源正端,为其供电,UC3844通过检测当7脚电压大于10V时,控制内部压控振荡器开始工作,通过R8、C5将PWM的频率控制在要求范围之内。
此时6脚输出PWM信号去控制开关管Q1的通断,R10是开关管的电流检测电阻,通过检测R10的电压值来实时调整PWM的脉冲宽度,从而达到自动稳压的目的。
在图中变压器的副绕组通过D6、C7、C8整流滤波之后到了UC3844的7脚,增强了UC3844的驱动能力。
开关电源原理一、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: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: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。
②R1、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。
扒一扒,UC384X系列芯片的细微区别与测试!
提起UC384X系列芯片,想必UC3842是工程师们使用频率最高的芯片了。
UC3842是一种型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。
其主要优点是其管脚效应少,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、具有高温补偿的高增益误差放大器、电流检测比较器、图腾柱输出电流、输入和基准欠电压锁定电路以及PWM锁存器电路。
不过今天我们的重点不是研究UC3842,而是研究UC384X系列芯片的细微区别与测试,接下来开讲啦,不要错过哦~
先上一张图:
UC3842/3843/3844/3845这四种芯片的鉴别方法:用一个0-20V的可调电源接384X的VCC(7)和地(5),慢慢调高电源电压。
8脚REF的5V电压出现顺序不同,3843、3845要比3842、3844早出
5VREF。
具体3843、3845在10V左右出,3842、3844在16V左右出。
6脚OUT脚。
因为没有反馈,驱动占空将输出最大,所以3842、3843用万用表测6脚电压的时候约等于VCC(占空比接近100%万用表测试出有效值为Vcc电压,也可用示波器测试占空比),而3844、3845用万用表测电压的时候约等于VCC的一半电压(占空比接近50%万用表测试出有效值为Vcc 电压的一半,也可用示波器测试占空比)。
在开关电源中,电源PWM控制电路最常用的集成电路型号就是UC3842。
开关电源电路图工作原理及维修详解析一、开关电源的工作原理开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件,通过周期性通断开关,控制开关元件的占空比来调整输出电压。
开关元件以一定的时间间隔重复地接通和断开,在开关无件接通时输入电源Vi通过开关S和滤波电路向负载RL提供能量,当开关S断开时,电路中的储能装置(L1、C2、二极管D组成的电路)向负载RL释放在开关接通时所储存的能量,使负载得到连续而稳定的能量.开关电源原理图VO=TON/T*Vi,VO 为负载两端的电压平均值,TON 为开关每次接通的时间,T 为开关通断的工作周期;由式可知,改变开关接通时间和工作周期的比例,VO间电压平均值也随之改变,因此,随着负载及输入电源电压的变化自动调整TON和T的比例便使输出电压VO维持不变。
改变接通时间TON和工作周期比例亦即改变脉冲的占空比,这种方法称为“时间比率控制”(TimeRationControl,缩写为TRC)。
按TRC控制原理,有三种方式:1、脉冲宽度调制(PulseWithModulation,缩写为PWM)开关周期恒定,通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。
2、脉冲频率调制(PulseFrequencyModulation,缩写为PFM)导通脉冲宽度恒定,通过改变开关工作频率来改变占空比的方式。
3、混合调制导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定,彼此都能改变的方式,它是以上二种方式的混合。
二、开关电源的维修技巧和常见故障1、维修技巧开关电源的维修可分为两步进行:断电情况下,“看、闻、问、量” 看:打开电源的外壳,检查保险丝是否熔断,再观察电源的内部情况,如果发现电源的PCB板上有烧焦处或元件破裂,则应重点检查此处元件及相关电路元件.闻:闻一下电源内部是否有糊味,检查是否有烧焦的元器件.问:问一下电源损坏的经过,是否对电源进行违规操作.量:没通电前,用万用表量一下高压电容两端的电压先.如果是开关电源不起振或开关管开路引起的故障,则大多数情况下,高压滤波电容两端的电压未泄放悼,此电压有300多伏,需小心.用万用表测量AC电源线两端的正反向电阻及电容器充电情况,电阻值不应过低,否则电源内部可能存在短路。