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UC3842斩控式单相交流调压电路

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课程设计说明书 题目UC3842斩控式单相交流调压电路

（院）系 专业班级学号 学生姓名 指导老师姓名 完成日期 湖南工程学院 课程设计任务书

课程名称：电力电子技术 题目：UC3842斩控式单相交流调压电路

专业班级： 学生姓名：学号： 指导老师： 审批：

任务书下达日期2011年06月13日 设计完成日期2011年06月24日 设计内容与设计要求 一． 设计内容： 1． 电路功能： 1） 用斩控方式实现交流调压，功率因数高，谐波小，输出波形好。 2） 电路由主电路与控制电路组成，主电路主要环节：主电力电子开关与续流管。控制电路主要环节：脉宽调制PWM电路、电压电流检测单元、驱动电路、检测与故障保护电路。 3） 主电路电力电子开关器件采用GTR、IGBT或MOSFET。 4） 系统具有完善的保护 2. 系统总体方案确定 3. 主电路设计与分析 1）确定主电路方案 2）主电路元器件的计算及选型 3）主电路保护环节设计 4. 控制电路设计与分析 1）检测电路设计 2）功能单元电路设计 3）触发电路设计 4）控制电路参数确定

二． 设计要求： 1． 用UC3842产生脉冲。 2． 设计思路清晰，给出整体设计框图； 3． 单元电路设计，给出具体设计思路和电路； 4． 分析所有单元电路与总电路的工作原理，并给出必要的波形分析。 5． 绘制总电路图 6． 写出设计报告； 主要设计条件 1． 设计依据主要参数 1） 输入输出电压：单相（AC）220（1+15%）、0~160V（AC） 2） 最大输出电流：200A 3） 功率因数：≥0.7 2. 可提供实验与仿真条件

说明书格式 1．课程设计封面； 2．任务书； 3．说明书目录； 4．设计总体思路，基本原理和框图（总电路图）； 5．单元电路设计（各单元电路图）； 6．故障分析与电路改进、实验及仿真等。 7．总结与体会； 8．附录（完整的总电路图）； 9．参考文献； 11、课程设计成绩评分表 进度安排 第一周星期一:课题内容介绍和查找资料； 星期二:总体电路方案确定 星期三:主电路设计 星期四:控制电路设计 星期五:控制电路设计； 第二周星期一: 控制电路设计 星期二：电路原理及波形分析、实验调试及仿真等 星期四~五:写设计报告，打印相关图纸； 星期五下午:答辩及资料整理 目录 第一章设计总体思路 1.1 交流斩波调压的基本原理 1.2 交流斩波调压的框图 第二章单元电路设计 2.1 主电路 2.2 反馈电路 2.2.1 封装 2.2.2主要参数 2.2.3 光耦采用PC817 2.3 过零检测电路 2.4 控制电路 第三章故障分析与电路改进、实验及仿真 第四章总结与体会 附录完整的原理图 参考文献 第一章设计总体思路 交流调压的控制方式有三种： ①整周波通断控制整周波控制调压——适用于负载热时间常数较大的电热控制系统。晶闸管导通时间与关断时间之比，使交流开关在某几个周波连续导通，某几个周波连续关断，如此反复循环地运行，其输出电压的波形如图1.1所示。改变导通的周波数和控制周期的周波数之比即可改变输出电压。为了提高输出电压的分辨率，必须增加控制周期的周波数。为了减少对周围通信设备的干扰，晶闸管在电源电压过零时开始导通。但它也存在一些缺点那就是：在负载容量很大时，开关的通断将引起对电网的冲击，产生由控制周期决定的奇数次谐波，这些谐波引起电网电压变化，造成对电网的污染。

图1.1整周波控制的电压波形 ②相位控制。相位控制调压——利用控制触发滞后角α的方法,控制输出电压。晶闸管承受正向电压开始到触发点之间的电角度称为触发滞后角α。在有效移相范围内改变触发滞后角，即能改变输出电压。有效移相范围随负载功率因数不同而不同，电阻性负载最大,纯感性负载最小。图1.2是阻性负载时相控方式的交流调压电路的输出电压波形。相控交流调压电路输出电压包含较多的谐波分量，当负载是电动机时，会使电动机产生脉动转矩和附加谐波损耗。另外它还会引起电源电压畸变。为减少对电源和负载的谐波影响，可在电源侧和负载侧分别加滤波网络。 图1.2相位控制的电压波形 ③斩波控制。斩波控制调压——使开关在一个电源周期中多次通断，将输入电压切成几个小段，用改变段的宽度或开关通断的周期来调节输出电压。斩控调压电路输出电压的质量较高,对电源的影响也较小。图1.3为斩波控制的交流调压电路的输出电压波形。在斩波控制的交流调压电路中，为了在感性负载下提供续流通路，除了串联的双向开关S1外，还须与负载并联一只双向开关S2。当开关 S1导通，S2关断时，输出电压等于输入电压；开关S1关断，S2导通时,输出电压为零。控制开关导通时间与关断时间之比即能控制交流调压器的输出电压。开关 S1、S2动作的频率称斩波频率。斩波频率越高,输出电压中的谐波电压频率越高,滤波较容易。当斩波频率不是输入电源频率的整数倍时，输出电压中会产生谐波。当斩波频率较低时，谐波含量较多，对负载产生不良的影响。将斩波信号与电源电压锁相，可消除谐波。斩波控制的交流调压电路的功率开关元件必须采用功率晶体管或其他自关断元件，所以成本较高。

图1.3 斩波控制交流调压电路的输出波形 斩波控制方式时，晶闸管要带有强迫关断电路或采用IGBT、MOSFET等可自关断器件，在每个电压周波中，开关元件多次通断，使电压斩波成多个脉冲，改变导通比即可实现调压。本课程设计采用斩控式单相交流调压方案。

图1.4 斩控式交流调压电路原理图 斩控式交流调压电路的原理图如图1.4所示，一般采用全控型器件作为开关器件。其基本原理和直流斩波电路有类似之处，只是直流斩波电路的输入是直流电压，而斩控式交流调压电路的输入是正弦交流电压。在图1.4斩控式交流调压电路流电源u1的正半周，用V1进行斩波控制，用V3给负载电流提供续流通道；在u1的负半周，用V2进行斩波控制，用V4 给负载电流提供续流通道。设载波器件（V1或V2）导通时间为ton，开关周期为T，则导通比a=ton/T。和直流斩波电路一样，也可以通过改变a来调节输出电压。图1.4给出了电阻性负载时负载电压u0和电源电流i1(也就是负载电流)的波形。可以看出，电源电流的基波分量是和电源电压同相位的，即位移因数为1。另外，通过傅里叶级数分析可知，电源电流中不含低次谐波，只含和开关周期 T有关的高次谐波。这些高次谐波用很小的滤波器即可滤除。这时电路的功率因数接近1。 交流经过滤波后电流经过主电路由Q1、Q2、Q3组成。D1和Q2以及Q1和D2是用来实现电流续流的。当在电流的正半周的时候Q2导通，然后通过D1续流。当在负半周的时候就可以实现续流功能。Q3是用于调节电流的开通和断开的也就是UC3842所产生的PWM波形是在Q3上体现出来的。通过调节占空比使输出电压降低，以实现调压的目的。但是为了实现实时的控制电压的输出故采用闭环控制，在输出端接有变压器和整流电路，再通过电阻的分压给TL431提供一个电压，然后和内部的参考电压2.5V进行比较，以控制光偶的发光二极管的发光，光耦是实现电路的隔离。UC3842的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。 1.1 交流斩波调压的基本原理 交流斩波调压的原理波形如图1.5所示。由图可知，它是用一组频率恒定、占空比可调的脉冲，对正弦波电压进行调制后，得到边缘为正弦波、占空比可调的电压波形。该电压的调制频率f0，其基本谐波频率为土50Hz。改变占空比，即可改变输出电压。利用具有自关断能力的电力半导体器件就可方便地构成交流斩波调压电路。

图1.5交流斩控调压的原理波形图 1.2 交流斩波调压的框图

滤波UC3842控制电路主电路

反馈电路滤波反馈控制220VAC

降压交流

输出

图1.6 总框图 第二章单元电路设计 2.1 主电路 220V的交流通过插座J1、J2输入电路。为了是电路在安全值之内工作故首先电流经过一个保险丝。然后经过C1和L1和L2共模扼流线圈进行滤波以消除电网带来的影响。交流经过滤波后电流经过主电路由Q1、Q2、Q3组成。D1和Q2以及Q1和D2是用来实现电流续流的。当在电流的正半周的时候Q2导通，然后通过D1续流。当在负半周的时候就可以实现续流功能。R1、C2、D3、D4、C4、R7是用保护MOSFET的，作为吸收电路。当Q3出于关断的时候将Q1、Q2根据是在交流的的正半周还是负半周将Q2或Q1导通。

图2.1 主电路 2.2 反馈电路 TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。他的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从Verf（2.5V）到36V范围内的任何值。该器件的典型动态阻抗为0.2Ω，在很多应用中用它代替齐纳二极管，例如，数字电压表，运放电路，可调压电源，开关电源等。

2.2.1 封装

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uc3842升压电路原理

uc3842升压电路原理

uc3842升压电路原理
UC3842是一种固定工作频率的脉冲宽度可控调制器，常用于电源控制和开关电源。

以下是其升压电路的基本原理：
1. 误差放大器：误差放大器是UC3842的核心部分，它对参考电压和反馈电压进行比较，产生误差电压。

这个误差电压决定了脉冲的宽度，进而控制开关管的导通和关断时间，以实现稳压输出。

2. 脉冲宽度调制（PWM）：UC3842通过调整开关管的导通时间（即脉冲宽度）来控制输出电压。

当输出电压发生变化时，误差放大器的输出会相应地调整，进而改变脉冲宽度，使输出电压保持稳定。

3. 电流检测：UC3842的③脚为电流检测输入端。

当检测到的电压超过1V 时，它会缩小脉冲宽度，使电源进入间歇工作状态，以保护开关管和其它电路元件。

4. 定时端：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。

这个频率决定了开关管的开关频率，进而影响输出电压的波形和大小。

5. 推挽输出：⑥脚为推挽输出端，它是图腾柱式输出结构，具有快速上升和下降时间。

这个输出驱动开关管，控制其导通和关断。

6. 启动电路：当电路上电时，外接的启动电路通过⑦脚提供芯片所需的启动电压。

通过以上步骤，升压电路可以按照一定的规律调整开关管的导通和关断时间，实现升压功能。

如需了解更多信息，建议咨询电子技术专家或查阅相关文献资料。

UC3842的内部结构及基本外围电路

UC3842的内部结构及基本外围电路

UC3842的内部结构及基本外围电路
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。

UC3842的内部结构及基本外围电路。

UC3842好坏的判断鉴别方法与应用电路图

UC3842好坏的判断鉴别方法与应用电路图

•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。

UC3842开关电源各功能电路详解

UC3842开关电源各功能电路详解

UC3842开关电源各功能电路详解一、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。