UC384X系列控制工作原理

2022-11-25 12:33:05 字數 1861 閱讀 2296

uc384x系列控制ic的原理、設計技巧(1)

uc384x系列是美國原unitrode公司生產的一種高效能單端輸出式電流控制型脈寬調變器,主要用於小功率反激、單端正激電路的設計,在目前市場中仍占空很大的市場份額。晶元其內部原理框圖如圖1所示。

uc384x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;②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,調整1腳輸出電壓,與3腳電流波形共同決定控制器輸出脈衝寬度;③腳為電流檢測輸入端, 當檢測電壓超過1v時封鎖6腳脈衝,起到保護作用;④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.

72/(rt×ct);⑤腳為公共地端;⑥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 ;⑦腳是直流電源供電端,具有欠、過壓鎖定功能,晶元功耗為15mw;⑧腳為5v 基準電壓輸出端,有50ma 的負載能力。

下圖為採用uc3842控制ic設計的反激電路原邊典型電路,電路工作原理如下所述:

啟動過程:

在圖中,hv+為交流電壓整流後濾波電容電壓或輸入直流電壓值,當hv+電壓建立後,首先通過啟動電阻r1、r2提供電流給電容c1充電,c1電壓逐漸公升高,當c1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,在這個過程中,由於r1、r2提供的電流不足以維持uc3842的工作電流,因此電容c1放電,電容電壓逐漸降低,在電容電壓降低到3842的截止工作電壓(10v)之前,輔助繞組必須提供ic工作的電壓。也就是說在電容c1電壓降低到10v之前,輔助繞組通過d1、r3整流後的電壓必須超過10v,否則uc3842在c1上電壓降低到10v後會停止工作,然後輸入電壓又通過r1、r2 充電,電容電壓公升高到16v,周而復始,重複啟動。

工作過程:

當電路正常工作後,誤差放大器(errop amp)輸出端comp穩定在乙個固定值,經兩個二極體降壓,然後電阻分壓後,提供電流比較器(current sense compatator)的基準電壓,在振盪週期開始時,乙個開關週期也同時開始,uc3842的6腳輸出高電平,驅動mos關開通,變壓器原邊電流開始增大,電流取樣電阻上電壓開始公升高(current sense),當電壓公升高到電流比較器的基準(由comp端電壓決定)的時候,電流比較器發生發轉,輸出訊號進入rs比較器,rs觸發器反轉,關閉6腳輸出,mos管關閉,此時乙個週期內原邊工作時間結束,也就是mos管開通時間結束。從上面的分析可以看出,uc384x系列控制ic的占空比是由誤差放大器輸出及電流取樣訊號共同決定的。

反饋迴路:

uc3842的反饋主要有兩種方式,一種是直接將3842的2腳接地,強制3842內部誤差放大器輸出高電平,利用comp端輸出電流最大1ma的原理,通過光耦直接拉低1腳(comp)端電平來調整占空比。電路圖如下:

電路的等效電路圖如下

光耦相當於乙個可變電阻,阻值受原邊電流大小影響,原邊電流越大,相當於等效電阻阻值越小。該反饋方式利用的就是uc384x系列控制器內部誤差放大器輸出電流最大1ma的原理,如下圖

當輸出電壓公升高的時候,光耦原邊的電流增大,光耦副邊等效電阻阻值變小,輸出電流在該等效電阻上產生的壓降減小,從而影響占空比減小,從而降低占空比達到穩壓的目的。

過流保護電路

384x系列控制ic的短路保護一般利用原邊電流取樣訊號來實現,在原邊mos管的源極串聯乙個取樣電阻,將原邊電流訊號轉換成電壓值送入uc384x的3腳,利用3腳電壓達到1v關閉輸出來實現。當電源短路時,3842保護動作,輸出電壓降低,uc3842的供電電壓也隨著降低,整個電路關閉,人然後靠r1\r2開始下一次啟動過程,這種保護方式被稱為「打嗝」保護。在這種保護狀態下,電源只工作幾個開關週期就保護,然後進入很長時間的啟動過程(由r1\r2\c1時間常數決定),平均功率很低,即使長期短路也不會造成電源的損壞。

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