uc3842開關(guān)電源電路圖分享(一)
用UC3842做的開關(guān)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(guān)管的源極串一個電阻(R4),把電流信號送到3842的第3腳來實現(xiàn)保護。
當(dāng)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(dāng)?shù)偷?842不能工作時,整個電路關(guān)閉,然后靠R1、R2開始下一次啟動過程。這被稱為“打嗝”式(hiccup)保護。在這種保護狀態(tài)下,電源只工作幾個開關(guān)周期,然后進入很長時間(幾百ms到幾s)的啟動過程,平均功率很低,即使長時間輸出短路也不會導(dǎo)致電源的損壞。
由于漏感等原因,有的開關(guān)電源在每個開關(guān)周期有很大的開關(guān)尖峰,即使在占空比很小時,輔助電壓Vaux也不能降到足夠低,所以一般在輔助電源的整流二極管上串一個電阻(R3),它和C1形成RC濾波,濾掉開通瞬間的尖峰。仔細調(diào)整這個電阻的數(shù)值,一般都可以達到滿意的保護。使用這個電路,必須注意選取比較低的輔助電壓Vaux,對3842一般為13~15V,使電路容易保護。
圖2、3、4是常見的電路。圖2采取拉低第1腳的方法關(guān)閉電源。圖3采用斷開振蕩回路的方法。圖4采取抬高第2腳,進而使第1腳降低的方法。在這3個電路里R3電阻即使不要,仍能很好保護。注意電路中C4的作用,電源正常啟動,光耦是不通的,因此靠C4來使保護電路延遲一段時間動作。在過載或短路保護時,它也起延時保護的左右。在燈泡、馬達等啟動電流大的場合,C4的取值也要大一點。
圖1是使用最廣泛的電路,然而它的保護電路仍有幾個問題:
1. 在批量生產(chǎn)時,由于元器件的差異,總會有一些電源不能很好保護,這時需要個別調(diào)整R3的數(shù)值,給生產(chǎn)造成麻煩;
2. 在輸出電壓較低時,如3.3V、5V,由于輸出電流大,過載時輸出電壓下降不大,也很難調(diào)整R3到一個理想的數(shù)值;
3. 在正激應(yīng)用時,輔助電壓Vaux雖然也跟隨輸出變化,但跟輸入電壓HV的關(guān)系更大,也很難調(diào)整R3到一個理想的數(shù)值。
這時如果采用輔助電路來實現(xiàn)保護關(guān)斷,會達到更好的效果。輔助關(guān)斷電路的實現(xiàn)原理:在過載或短路時,輸出電壓降低,電壓反饋的光耦不再導(dǎo)通,輔助關(guān)斷電路當(dāng)檢測到光耦不再導(dǎo)通時,延遲一段時間就動作,關(guān)閉電源。
uc3842開關(guān)電源電路圖分享(二)
UC3842組成的小功率開關(guān)電源電路如下圖所示:
uc3842開關(guān)電源電路圖分享(三)
UC3842是一種性能優(yōu)異、應(yīng)用廣泛、結(jié)構(gòu)較簡單的PWM開關(guān)電源集成控制器,由于它只有一個輸出端,所以主要用于音端控制的開關(guān)電源。
UC3842 7腳為電壓輸入端,其啟動電壓范圍為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(zhǔn)電壓產(chǎn)生,電路不工作;當(dāng) Vcc﹥16V時輸入電壓施密特比較器送出高電平到5V蕨穩(wěn)壓器,產(chǎn)生5V基準(zhǔn)電壓,此電壓一方面供銷內(nèi)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(zhuǎn)為高電平(芯片開始工作以后),Vcc可以在10V-34V范圍內(nèi)變化而不影響電路的工作狀態(tài)。當(dāng)Vcc低于10V時,施密特比較器又翻轉(zhuǎn)為低電平,電路停止工作。
當(dāng)基準(zhǔn)穩(wěn)壓源有5V基準(zhǔn)電壓輸出時,基準(zhǔn)電壓檢測邏輯比較器即達出高電平信號到輸出電路。同時,振蕩器將根據(jù)④腳外接Rt、Ct參數(shù)產(chǎn)生 f=/Rt.Ct的振蕩信號,此信號一路直接加到圖騰柱電路的輸入端,另一路加到PWM脈寬市制RS觸發(fā)器的置位端,RS型PWN脈寬調(diào)制器的R端接電流檢測比較器輸出端。
R端為占空調(diào)節(jié)控制端,當(dāng)R電壓上升時,Q端脈沖加寬,同時⑥腳送出脈寬也加寬(占空比增多);當(dāng)R端電壓下降時,Q端脈沖變窄,同時 ⑥腳送出脈寬也變變窄(占空比減?。?。UC3842各點時序如圖所示,只有當(dāng)E點為高電平時才有信號輸出 ,并且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信號,也稱反饋信號。
當(dāng)② 腳電壓上升時,①腳電壓將下降,R端電壓亦隨之下降,于是⑥腳脈沖變窄;反之,⑥腳脈沖變寬。③腳為電流傳感端,通常在功率管的源極或發(fā)射極串入一小阻值取樣電阻,將流過開關(guān)管的電流轉(zhuǎn)為電壓,并將此電壓引入境腳。當(dāng)負載短路或其它原因引起功率管電流增加,并使取樣電阻上的電壓超過1V時,⑥腳就停止脈沖輸出,這樣就可以有效的保護功率管不受損壞。
uc3842開關(guān)電源電路圖分享(四)
UC3842型PWM控制器是一款保護功能比較完善的集成電路,它采用DIP8封裝。具有輸入過壓保護、輸入欠壓保護、輸出過流保護等功能。而且過流保護是用逐個脈沖限流保護方式與過流關(guān)閉保護方式共用,通過不同閥值比較器實現(xiàn)保護功能,當(dāng)出現(xiàn)過載時,這些比較器將短路PWM輸出脈沖,同時打開慢啟動晶體管,并慢啟動電容放電,從而保證故障消除后系統(tǒng)能夠正確的重新啟動,UC3842的PWM產(chǎn)生電路如圖所示。
uc3842開關(guān)電源電路圖分享(五)
由UC3842構(gòu)成的開關(guān)電源電路如圖6所示,T為高頻變壓器。剛開機時,220V交流電先通過PNF濾掉射頻干擾,再經(jīng)過整流濾波獲得約+300V直流電壓,然后經(jīng)R2降壓后向UC3842提供+16V啟動電壓。R1是限流電阻,C1為濾波電容。正常工作后,自饋線圈N2上的高頻電壓經(jīng)過VD1、C1整流濾波,就作為UC3842的正常工作電壓。R5、C4用以改善內(nèi)部誤差放大器的頻率響應(yīng),R1是斜坡補償電阻。開關(guān)頻率 。C5為消噪電容,R10是過流檢測電阻,R7是VMOS開關(guān)功率管的柵極限流電阻。由C8、VD1、R11、VD2、C9構(gòu)成兩級吸收回路,用于吸收尖峰電壓。VD1和VD3選用恢復(fù)二極管FR305。VD4為輸出級的整流管,采用肖特基二極管,以滿足高頻、大電流整流之需要。
圖6 UC3842構(gòu)成的開關(guān)電源電路
當(dāng)NMOS管導(dǎo)通時,初級線圈N1電流線性增大,磁場增強,次級線圈中VD4截止,由電容C10向負載供電;此時,脈沖變壓器原邊回路中VD2亦截止,N1這時起存儲能量的作用。當(dāng)NMOS管截止后,初級線圈電流減小,磁場減弱,次級線圈回路中VD4導(dǎo)通,能量通過VD4及C10向負載釋放,輸出直流電壓,部分能量由VD2向電阻R12和電容C9釋放。
為保證開關(guān)電源輸出直流電壓不受干擾,電路中提供了穩(wěn)壓電路。一是采用NMOS管源極串接電阻R9,把電流信號變?yōu)殡妷盒盘?,送入UC3842作為比較電壓,控制激勵脈沖的占空比,達到穩(wěn)壓目的。二是變壓器T中的線圈N2間接采樣,起到電壓反饋作用,N2間接采樣后,經(jīng)過VD1和C3整流,在C3上取樣,該電壓一方面經(jīng)過R3和R4分壓送到UC3842的2管腳加到誤差放大器A3的反相輸入端,另一方面直接送到UC3842的7管腳,作為芯片供電電壓。電路剛啟動時由輸入電壓經(jīng)整流濾波降壓給芯片供電,工作后由反饋電壓供電,因而UC3842的電源電壓反映了輸出電壓的變化,起到反饋作用,使輸出電壓穩(wěn)定。三是在UC3842中,鋸齒波發(fā)生器輸出鋸齒波的斜率還與輸入電壓有關(guān),當(dāng)輸入電壓升高時鋸齒波斜率增大,使輸出激勵脈沖占空比減小,從而使輸出電壓維持穩(wěn)定,反之亦然,實際上相當(dāng)于反饋控制。
uc3842開關(guān)電源電路圖分享(六)
以UC3842為核心控制器件,設(shè)計一款AC220V輸入,DC24V輸出的單端反激式開關(guān)穩(wěn)壓電源。開關(guān)電源控制電路是一個電壓、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。變換器的幅頻特性由雙極點變成單級點,因此,增益帶寬乘積得到了提高 ,穩(wěn)定幅度大,具有良好的頻率響應(yīng)特性。
主要的功能模塊包括:啟動電路、過流過壓欠壓保護電路、反饋電路、整流電路。
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