uc3842 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特點

1、good10goodUC3842的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特點的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特點UC3842是美國Unitrode公司生產(chǎn)的一種高性能單端輸出式電流控制型脈寬調(diào)制器芯片。UC3842為8腳雙列直插式封裝其內(nèi)部原理框圖如圖1（UC3842內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖）所示。主要由5.0V基準電壓源、用來精確地控制占空比調(diào)定的振蕩器、降壓器、電流測定比較器、PWM鎖存器、高增益EA誤差放大器和適用于驅(qū)動功率MOSFET的大電流推挽輸出電路等構(gòu)成。端1為COMP端端2為反饋端

2、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為集成塊工作電源電壓端可以工作在8～40V端8為內(nèi)部供外用的基準電壓5V帶載能力50mA。電路結(jié)構(gòu)與工作原理電路結(jié)構(gòu)與工作原理圖2（開關(guān)電源原理圖）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5V4A12V0.3A和12V0.3A。所有的二極管都采用快速反應(yīng)二極管核心PWM器件采用UC3842。開關(guān)管采用快速大功

3、率場效應(yīng)管。啟動過程啟動過程首先由電源通過啟動電阻R1提供電流給電容C2充電當(dāng)C2電壓達到UC3842的啟動電壓門檻值16V時UC3842開始工作并提供驅(qū)動脈沖由6端輸出推動開關(guān)管工作輸出信號為高低電壓脈沖。高電壓脈沖期間場效應(yīng)管導(dǎo)通電流通過變壓器原邊同時把能量儲存在變壓器中。根據(jù)同名端標識情況此時變壓器各路副邊沒有能量輸出。當(dāng)6腳輸出的高電平脈沖結(jié)束時場效應(yīng)管截止根據(jù)楞次定律變壓器原邊為維持電流不變產(chǎn)生下正上負的感生電動勢此時副邊各路

4、二極管導(dǎo)通向外提供能量。同時反饋線圈向UC3842供電。UC3842內(nèi)部設(shè)有欠壓鎖定電路其開啟和關(guān)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(nèi)。電源電壓接通之后當(dāng)7端電壓升至16V時UC3842開始工作啟動正常工作后它的消耗電流約為15mA。因為UC3842的啟動電流在1mA以內(nèi)設(shè)計時參照這些參數(shù)選取R1所以在R1上的功耗很小。UC3842起動時電流變化圖起動時電流變化圖當(dāng)然若VCC端電壓較小時在R

5、1上的壓降很小全部供電工作都可由R1降壓后來完成。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(jié)束余下的任務(wù)交給反饋繞組由反饋繞組產(chǎn)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(nèi)但實際應(yīng)用時按1.6～2.0mA設(shè)計則工作比較便利。即當(dāng)VCC端電壓

6、為U伏時good10good式中:E———整流電壓Lp———變壓器初級繞組電感Ton———場效應(yīng)管導(dǎo)通時間。在場效應(yīng)管關(guān)閉瞬間變壓器次級繞組放電電流為最大值Ismax若忽略各種損耗應(yīng)為:Ismax=nIpmax=n(ELp)Ton式中:n———變壓器變比n=NpNsNp、Ns為變壓器初、次級繞組匝數(shù)。高頻變壓器在場效應(yīng)管導(dǎo)通期間初級繞組儲存的能量與場效應(yīng)管關(guān)閉期間次級繞組釋放的能量相等:n(ELp)Ton=(UoLs)Toff式中:Ls

7、———變壓器次級繞組電感Uo———輸出電壓Toff———場效應(yīng)管關(guān)閉時間。因為Lp=n2Ls則:(EnLs)Ton=(UoLs)ToffETon=nUoToffUo=(TonnToff)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。比如由于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(diào)制器會相應(yīng)的增大輸出PWM波形的占空比使大功率晶體管導(dǎo)通的時間變長反之當(dāng)電源電壓變化

8、或負載變化而引起輸出電壓升高時則脈寬調(diào)制器會相應(yīng)的減小PWM輸出脈沖波形的占空比使大功率晶體管導(dǎo)通的時間變短從而維持輸出電壓為一恒定值。UC3842為固定工作頻率脈寬調(diào)制方式輸出電壓或負載變化時僅調(diào)整占空比控制場效應(yīng)管的導(dǎo)通時間。反饋電壓輸入2腳此腳電壓與內(nèi)部2.5V基準進行比較產(chǎn)生控制電壓從而控制脈沖寬度輸出脈沖的頻率由4腳外接定時電阻Rt及定時電容Ct決定f=的單位取kΩCt取μF。3腳為電感電流傳感器端當(dāng)取樣超過1V時縮小導(dǎo)通脈寬

9、使電源處于間隙工作狀態(tài)6腳輸出端內(nèi)部為圖騰柱式上升、下降時間僅50ns驅(qū)動能力為1A7腳供電輸入起振后工作電壓為10～13V低于10V停止工作功耗為15mW8腳內(nèi)部基準5V(50mA)。過流保護原理過流保護原理當(dāng)負載電流超過額定值或短路時場效應(yīng)管電流增加R9上的電壓反饋至3腳(電壓大于1V)通過內(nèi)部電流放大器使導(dǎo)通寬度變窄輸出電壓下降直至使UC3842停止工作沒有觸發(fā)脈沖輸出使場效應(yīng)管截止達到保護功率管的目的。短路現(xiàn)象消失后電源自動恢復(fù)