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UC3842芯片在开关电源设计中的应用

  UC3842是一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片
  UC3842为8脚双列直插式封装,主要由5.0V基准电压源、用来精确地控制占空比调定的振荡器、降压器、电流测定比较器、PWM锁存器、高增益E/A误差放大器和适用于驱动功率MOSFET的大电流推挽输出电路等构成。端1为COMP端;端2为反馈端;端3为电流测定端;端4接Rt、Ct确定锯齿波频率;端5接地;端6为推挽输出端,有拉、灌电流的能力;端7为集成块工作电源电压端,可以工作在8~40V;端8为内部供外用的基准电压5V,带载能力50mA。
  首先由电源通过启动电阻R1提供电流给电容C2充电,当C2电压达到UC3842的启动电压门槛值16V时,UC3842开始工作并提供驱动脉冲,由6端输出推动开关管工作,输出信号为高低电压脉冲。高电压脉冲期间,场效应管导通,电流通过变压器原边,同时把能量储存在变压器中。根据同名端标识情况,此时变压器各路副边没有能量输出。当6脚输出的高电平脉冲结束时,场效应管截止,根据楞次定律,变压器原边为维持电流不变,产生下正上负的感生电动势,此时副边各路二极管导通,向外提供能量。同时反馈线圈向UC3842供电。UC3842内部设有欠压锁定电路,其开启和关闭阈值分别为16V和10V。在开启之前,UC3842消耗的电流在1mA以内。电源电压接通之后,当7端电压升至16V时UC3842开始工作,启动正常工作后,它的消耗电流约为15mA。因为UC3842的启动电流在1mA以内,设计时参照这些参数选取R1,所以在R1上的功耗很小。
  UC3842为固定工作频率脉宽调制方式,输出电压或负载变化时仅调整占空比,控制场效应管的导通时间。反馈电压输入2脚,此脚电压与内部2.5V基准进行比较,产生控制电压,从而控制脉冲宽度。3脚为电感电流传感器端,当取样超过1V时,缩小导通脉宽,使电源处于间隙工作状态;6脚,输出端,内部为图腾柱式,上升、下降时间仅50ns,驱动能力为±1A;7脚,供电输入,起振后工作电压为10~13V,低于10V停止工作,功耗为15mW;8脚,内部基准5V(50mA)。
  当负载电流超过额定值或短路时,场效应管电流增加,R9上的电压反馈至3脚(电压大于1V),通过内部电流放大器使导通宽度变窄,输出电压下降,直至使UC3842停止工作,没有触发脉冲输出,使场效应管截止,达到保护功率管的目的。短路现象消失后,电源自动恢复正常工作。
  当因某种原因使输出电压过高时,由反馈绕组形成的电压也高,从而使2脚的电压过高,内部保护电路起动,使6脚输出脉冲高电平时间变短,或不输出高电平使开关管截止。
  由D3、R10、C1及R11、C14、D4构成,消除由变压器漏感产生的反峰电压,从而使开关工作电压不至于太高而毁坏。电容C2储存的能量要能满足电源开始正常工作的需要,使得UC3842第7脚有稳定、充足的输入供给。即电容C2的放电时间要大于UC3 842输出脉冲的高电平持续时间。否则,电源将出现打嗝现象。因此,电容C2的容量和质量的选取非常重要。笔者在实际设计过程中,C2曾用100μF铝电解电容,经常发现电源打嗝;测量反馈端电压,总是太低,以至于反馈端的整流二极管都没有工作,说明反馈端电压幅度不够。原因在于C2容量不够,不能提供足够的能量来使UC3842充分工作,因此,容量最好在100μF以上。
  当UC3842启动后,若反馈绕组不能提供足够的UF,电路就会不停地起动,出现打嗝现象。另外,根据笔者的经验,若UF大于17.5V时,也会引起UC3842工作异常,导致输出脉冲占空比变小,输出电压变低。故而反馈绕组匝数的选取及其缠绕是非常重要的,一般可按13~15V设计,使UC3842正常工作时,7脚的电压维持 在13V左右。
  UC3842是一种性能优良的电流控制型脉宽调制器。假如由于某种原因使输出电压升高时,脉宽调制器就会改变驱动信号的脉冲宽度,亦即占空比D,使斩波后的平均值电压下降,从而达到稳压目的,反之亦然。UC3842可以直接驱动MOS管、IGBT等,适合于制作20~80W小功率开关电源。

[来源:http://www.shandong-china.com/ [作者:admin [日期:12-02-06] [热度:]

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