UC3842好壞的判斷鑑別方法與應用電路圖

2021-03-04 00:20:23 字數 5428 閱讀 2404

uc3842為8腳雙列直插式封裝,其內部原理框圖如圖1所示。主要由5.0v基準電壓源、用來精確地控制占空比調定的振盪器、降壓器、電流測定比較器、pwm鎖存器、高增益e/a誤差放大器和適用於驅動功率mosfet的大電流推挽輸出電路等構成。

端1為***p端;端2為反饋端;端3為電流測定端;端4接rt、ct確定鋸齒波頻率;端5接地;端6為推挽輸出端,有拉、灌電流的能力;端7為整合塊工作電源電壓端,可以工作在8~40v;端8為內部供外用的基準電壓5v,帶載能力50ma。

2、電路結構與工作原理

圖2所示為筆者在實際工作中使用的電路圖。輸入電壓為24v直流電。三路直流輸出,分別為+5v/4a,+12v/0.

3a和-12v/0.3a。所有的二極體都採用快速反應二極體,核心pwm器件採用uc3842。

開關管採用快速大功率場效電晶體。

2.1 啟動過程

首先由電源通過啟動電阻r 1提供電流給電容c2充電,當c2電壓達到uc3842的啟動電壓門檻值16v時,uc3842開始工作並提供驅動脈衝,由6端輸出推動開關管工作,輸出訊號為高低電壓脈衝。高電壓脈衝期間,場效電晶體導通,電流通過變壓器原邊,同時把能量儲存在變壓器中。根據同名端標識情況,此時變壓器各路副邊沒有能量輸出。

當6腳輸出的高電平脈衝結束時,場效電晶體截止,根據楞次定律,變壓器原邊為維持電流不變,產生下正上負的感生電動勢,此時副邊各路二極體導通,向外提供能量。同時反饋線圈向uc3842供電。uc3842內部設有欠壓鎖定電路,其開啟和關閉閾值分別為16v和10v,如圖3所示。

在開啟之前,uc3842消耗的電流在1ma以內。電源電壓接通之後,當7端電壓公升至16v時uc3842開始工作,啟動正常工作後,它的消耗電流約為15ma。因為uc3842的啟動電流在1ma以內,設計時參照這些引數選取r1,所以在r1上的功耗很小。

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

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:

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

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:

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。

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

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uc3 842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開關電源

uc3842電源的原理維修及檢測方法

uc3842工作原理

下圖為uc3842 內部框圖和引腳圖,uc3842 採用固定工作頻率脈衝寬度可控調製方式,共有8 個引腳,各腳功能如下:

①腳是誤差放大器的輸出端,外接阻容元件用於改善誤差放大器的增益和頻率特性;

②②腳是反饋電壓輸入端,此腳電壓與誤差放大器同相端的2.5v 基準電壓進行比較,產生誤差電壓,從而控制脈衝寬度;

③③腳為電流檢測輸入端, 當檢測電壓超過1v時縮小脈衝寬度使電源處於間歇工作狀態;

④④腳為定時端,內部振盪器的工作頻率由外接的阻容時間常數決定,f=1.8/(rt×ct);

⑤⑤腳為公共地端;

⑥⑥腳為推挽輸出端,內部為圖騰柱式,上公升、下降時間僅為50ns 驅動能力為±1a ;

⑦⑦腳是直流電源供電端,具有欠、過壓鎖定功能,晶元功耗為15mw;

⑧⑧腳為5v 基準電壓輸出端,有50ma 的負載能力。

uc3842 內部原理框圖

uc3842是一種效能優異、應用廣泛、結構較簡單的pwm開關電源整合控制器,由於它只有乙個輸出端,所以主要用於音端控制的開關電源。

uc3842 7腳為電壓輸入端,其啟動電壓範圍為16-34v。在電源啟動時,vcc﹤16v,輸入電壓施密物比較器輸出為0,此時無基準電壓產生,電路不工作;當vcc﹥16v時輸入電壓施密特比較器送出高電平到5v蕨穩壓器,產生5v基準電壓,此電壓一方面供銷內部電路工作,另一方面通過⑧腳向外部提供參考電壓。一旦施密特比較器翻轉為高電平(晶元開始工作以後),vcc可以在10v-34v範圍內變化而不影響電路的工作狀態。

當vcc低於10v時,施密特比較器又翻轉為低電平,電路停止工作。

當基準穩壓源有5v基準電壓輸出時,基準電壓檢測邏輯比較器即達出高電平訊號到輸出電路。同時,振盪器將根據④腳外接rt、ct引數產生f=/rt.ct的振盪訊號,此訊號一路直接加到圖騰柱電路的輸入端,另一路加到pwm脈寬市製rs觸發器的置位端,rs型pwn脈寬調變器的r端接電流檢測比較器輸出端。

r端為占空調節控制端,當r電壓上公升時,q端脈衝加寬,同時⑥腳送出脈寬也加寬(占空比增多);當r端電壓下降時,q端脈衝變窄,同時⑥腳送出脈寬也變變窄(占空比減小)。uc3842各點時序如圖所示,只有當e點為高電平時才有訊號輸出 ,並且a、b點全為高電平時,d點才送出高電平,c點送出低電平,否則d點送出低電平,c點送出高電平。②腳一般接輸出電壓取樣訊號,也稱反饋訊號。

當②腳電壓上公升時,①腳電壓將下降,r端電壓亦隨之下降,於是⑥腳脈衝變窄;反之,⑥腳脈衝變寬。③腳為電流感測端,通常在功率管的源極或發射極串入一小阻值取樣電阻,將流過開關管的電流轉為電壓,並將此電壓引入境腳。當負載短路或其它原因引起功率管電流增加,並使取樣電阻上的電壓超過1v時,⑥腳就停止脈衝輸出,這樣就可以有效的保護功率管不受損壞。

uc3842應用電路圖:

開關電源3842檢修流程

使用3842的開關電源外圍大同小異,檢修方法基本一樣,

以下流程檢修的前提:開關管無短路,開關管對地限流保護電阻無開路,在通電時開關管不會馬上擊穿,切記:

1、先測3842(7)腳的15v供電是否正常:

沒有電壓,就檢查啟動電阻,或啟動電路(部分機型7腳供電使用單獨的乙個二極體整流),或7腳對地穩壓管短路;

有電壓但是高,換(7)腳對地濾波電容,100uf/50v;

有電壓但是電壓低且波動,3842的調整電路故障。

2、7腳電壓正常;關機測300v電壓消失速度:

能很快消失,那電源起振,檢查(3)腳對地1k電阻和對地穩壓管;

電壓不消失,故障點為3842未起振,檢查3842(1)(2)腳外圍電阻、電位器和更換3842自身。

3、7腳電壓低且波動:

重點檢查fbt同步反饋電路的二極體;

有光耦的機型檢查后級光耦輸入端,重點檢查ic(lm431)周邊。

uc3842系列構成的電源結構簡單、保護效能完善』特別適用於小型化』因此他代替了很多數字儀表、家電、辦公裝置中的線性電源。

uc3842主要有振盪器、誤差放大器、電流檢測比較和鎖存、欠壓封鎖、輸出電路、基準電壓電路等組成。片內可調的充放電振盪電路可精確的控制占空比』振盪器的工作頻率由外接定時電容和電子決定。採用電流操作』並可在500khz以下工作』內有5伏精密基準電壓具有完備的欠壓、過壓及過流保護。

啟動閥值為16伏』關閉為10伏。6伏的關閉差值』有效的防止電路在閥值附近產生振盪。

uc3842的管腳功能:

1、補償腳』是誤差放大器的輸出端』用於迴路補償。2、電壓反饋腳』是誤差放大器的返相輸入端』他通常通過電阻分壓器與輸出端相連。3、電流檢測腳。

4、振盪。通過外間rc控制振盪頻率和最大輸出占空比』頻率可達500khz。5、接地腳。

6、輸出。此腳直接驅動場效電晶體的柵極』此腳變換的峰值電流可達1a。7、電源腳。

是晶元的正電源。8、基準電壓輸出端通過電阻給振盪電容提供充電電流。

下邊是3842構成一典型電源

UC3842的工作原理及3842在開關電源中的應用

2008 11 20 02 55 電流控制型脈寬調變器uc3842工作原理及應用 uc3842是美國unitrode公司 該公司現已被ti公司收購 生產的一種高效能單端輸出式電流控制型脈寬調變器晶元,可直接驅動雙極型電晶體 mosfef 和igbt 等功率型半導體器件,具有管腳數量少 外圍電路簡單 ...

UC3842的工作原理及3842在開關電源中的應用

電流控制型脈寬調變器uc3842工作原理及應用 uc3842是美國unitrode公司 該公司現已被ti公司收購 生產的一種高效能單端輸出式電流控制型脈寬調變器晶元,可直接驅動雙極型電晶體 mosfef 和igbt 等功率型半導體器件,具有管腳數量少 外圍電路簡單 安裝除錯簡便 效能優良等諸多優點,...

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...