當然,若vcc端電壓較小時,在r1 上的壓降很小,全部供電工作都可由r1 降壓後來完成。但是,通常情況下,vcc端電壓都比較大,這樣完全通過r1 來提供正常工作電壓就會使r1 自身功耗太大,對整個電源來說效率太低。一般來說,隨著uc3842的啟動, r1 的工作也就基本結束,餘下的任務交給反饋繞組,由反饋繞組產生電壓來為uc3842供電。
故r1 的功率不必選得很大, 1w、2w就足夠了。筆者認為, 雖然理論上uc3842啟動電流在1ma以內,但實際應用時,按1. 6～2.
0ma設計則工作比較便利。即當vcc端電壓為u伏時,r1=u- 172ω。
2. 2 穩壓過程
從圖2中可知,當場效電晶體導通時,整流電壓加在變壓器t初級繞組np 上的電能變成磁能儲存在變壓器中,在場效電晶體導通結束時,np 繞組中電流達到最大值ipmax,根據法拉第電磁感應定律:ipmax=(e/lp)ton式中: e———整流電壓; lp ———變壓器初級繞組電感;ton ——場效電晶體導通時間。
在場效電晶體關閉瞬間,變壓器次級繞組放電電流為最大值i**ax,若忽略各種損耗應為:i**ax=nipmax=n(e/lp)ton式中: n———變壓器變比, n =np/ns, np、ns 為變壓器初、次級繞組匝數。
高頻變壓器在場效電晶體導通期間初級繞組儲存的能量與場效電晶體關閉期間次級繞組釋放的能量相等:n(e/lp)ton=(uo/ls)toff
式中:ls———變壓器次級繞組電感; uo ———輸出電壓;toff ———場效電晶體關閉時間。因為lp=n2ls,則: (e/nls)ton=(uo/ls) toff, et
on=nuotoffuo=(ton/ntoff)e (3)上式說明,輸出電壓uo 與ton成正比,與匝比n及toff成反比。比如,由於電源電壓變化或負載變化而引起輸出電壓降低時,反饋線圈的輸出電壓則會變低,從而使2端電壓變低,則脈寬調變器會相應的增大輸出pwm波形的占空比,使大功率電晶體導通的時間變長;反之,當電源電壓變化或負載變化而引起輸出電壓公升高時,則脈寬調變器會相應的減小pwm輸出脈衝波形的占空比,使大功率電晶體導通的時間變短,從而維持輸出電壓為一恆定值。uc3842為固定工作頻率脈寬調變方式,輸出電壓或負載變化時僅調整占空比,控制場效電晶體的導通時間。
反饋電壓輸入2腳,此腳電壓與內部2. 5v基準進行比較,產生控制電壓,從而控制脈衝寬度;
輸出脈衝的頻率由4腳外接定時電阻rt 及定時電容ct 決定,
f=1. 8/（rt ×ct）khz。rt 的單位取kω, ct 取μf。
3腳為電感電流感測器端,當取樣超過1v時,縮小導通脈寬,使電源處於間隙工作狀態;
6腳,輸出端,內部為圖騰柱式,上公升、下降時間僅50ns,驅動能力為±1a;
7腳,供電輸入,起振後工作電壓為10～13v,低於10v停止工作,功耗為15mw;
8腳,內部基準5v(50ma)。
2. 3 過流保護原理
當負載電流超過額定值或短路時,場效電晶體電流增加,r9上的電壓反饋至3腳(電壓大於1v),通過內部電流放大器使導通寬度變窄,輸出電壓下降,直至使uc3842停止工作,沒有觸發脈衝輸出,使場效電晶體截止,達到保護功率管的目的。短路現象消失後,電源自動恢復正常工作。
2. 4 過壓保護原理
當因某種原因使輸出電壓過高時,由反饋繞組形成的電壓也高,從而使2腳的電壓過高,內部保護電路起動,使6腳輸出脈衝高電平時間變短,或不輸出高電平使開關管截止。
2. 5 開關管保護電路
由d3、r10、c1及r11、c14、d4構成,消除由變壓器漏感產生的反峰電壓,從而使開關工作電壓不至於太高而毀壞。
3 設計中的注意事項
3. 1 起動電路的設計
電路如圖4所示,電容c2 儲存的能量要能滿足電源開始正常工作的需要,使得uc3842第7腳有穩定、充足的輸入供給。即電容c2 的放電時間要大於uc3842輸出脈衝的高電平持續時間。否則,電源將出現打嗝現象。
因此,電容c2 的容量和質量的選取非常重要。筆者在實際設計過程中,c2 曾用100μf鋁電解電容,經常發現電源打嗝;測量反饋端電壓,總是太低,以至於反饋端的整流二極體都沒有工作,說明反饋端電壓幅度不夠。原因在於c2 容量不夠,不能提供足夠的能量來使uc3842充分工作,因此,容量最好在100μf以上。
3. 2 反饋繞組的設計
當uc3842啟動後,若反饋繞組不能提供足夠的uf,電路就會不停地起動,出現打嗝現象。另外,根據筆者的經驗,若uf大於17. 5v時,也會引起uc3842工作異常,導致輸出脈衝占空比變小,輸出電壓變低。
故而反饋繞組匝數的選取及其纏繞是非常重要的,一般可按13～15v設計,使uc3842正常工作時, 7腳的電壓維持在13v左右。
4 結束語
uc3842是一種效能優良的電流控制型脈寬調變器。假如由於某種原因使輸出電壓公升高時,脈寬調變器就會改變驅動訊號的脈衝寬度,亦即占空比d,使斬波後的平均值電壓下降,從而達到穩壓目的,反之亦然。
uc3842可以直接驅動mos管、igbt等,適合於製作20～80w小功率開關電源。由於器件設計巧妙,由主電源電壓直接啟動,構成電路所需元件少,非常符合電路設計中「簡潔至上」的原則。
UC3842設計開關電源的幾個技巧
用uc3842做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串乙個電阻 r4 把電流訊號送到3842的第3腳來實現保護。當電源過載時，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，當低到3842不能工作時，整個電路關閉，然後靠r1 r2開...
用UC3842設計開關電源的幾個技巧
用uc3842做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串乙個電阻 r4 把電流訊號送到3842的第3腳來實現保護。當電源過載時，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，當低到3842不能工作時，整個電路關閉，然後靠r1 r2開...
UC3842開關電源保護的幾個技巧
用uc3842做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串乙個電阻 r4 把電流訊號送到3842的第3腳來實現保護。當電源過載時，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，當低到3842不能工作時，整個電路關閉，然後靠r1 r2開...