UC3842的工作原理及其3842在开关电源应用

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1、UC3842的工作原理及其3842在开关电源应用开关电源2009-05-1016:42:33阅读112评论0字号:大中小UC3842是美国Unitrode公司(该公司现已被TI公司收购)生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片,可直接驱动双极型晶体管、MOSFEF和IGBT等功率型半导体器件,具有管脚数量少、外围电路简单、安装调试简便、性能优良等诸多优点,广泛应用于计算机、显示器等系统电路中作开关电源驱动器件。1UC3842内部工作原理简介图1示出了UC3842内部框图和引脚图,UC3842采用固定工作频率脉冲宽度可控调制方式,共有8个引脚,各脚功能如下:①

2、脚是误差放大器的输出端,外接阻容元件用于改善误差放大器的增益和频率特性;②脚是反馈电压输入端,此脚电压与误差放大器同相端的2.5V基准电压进行比较,产生误差电压,从而控制脉冲宽度;③脚为电流检测输入端,当检测电压超过1V时缩小脉冲宽度使电源处于间歇工作状态;④脚为定时端,内部振荡器的工作频率由外接的阻容时间常数决定,f=1.8/(RT×CT);⑤脚为公共地端;⑥脚为推挽输出端,内部为图腾柱式,上升、下降时间仅为50ns驱动能力为±1A;⑦脚是直流电源供电端,具有欠、过压锁定功能,芯片功耗为15mW;⑧脚为5V基准电压输出端,有50mA的负载能力。图1UC3842内部原

3、理框图2UC3842组成的开关电源电路图2是由UC3842构成的开关电源电路,220V市电由C1、L1滤除电磁干扰,负温度系数的热敏电阻Rt1限流,再经VC整流、C2滤波,电阻R1、电位器RP1降压后加到UC3842的供电端(⑦脚),为UC3842提供启动电压,电路启动后变压器的付绕组③④的整流滤波电压一方面为UC3842提供正常工作电压,另一方面经R3、R4分压加到误差放大器的反相输入端②脚,为UC3842提供负反馈电压,其规律是此脚电压越高驱动脉冲的占空比越小,以此稳定输出电压。④脚和⑧脚外接的R6、C8决定了振荡频率,其振荡频率的最大值可达500KHz。R5、C

4、6用于改善增益和频率特性。⑥脚输出的方波信号经R7、R8分压后驱动MOSFEF功率管,变压器原边绕组①②的能量传递到付边各绕组,经整流滤波后输出各数值不同的直流电压供负载使用。电阻R10用于电流检测,经R9、C9滤滤后送入UC3842的③脚形成电流反馈环.所以由UC3842构成的电源是双闭环控制系统,电压稳定度非常高,当UC3842的③脚电压高于1V时振荡器停振,保护功率管不至于过流而损坏。图2UC3842构成的开关电源3电路的调试此电路的调试需要注意:一是调节电位器RP1使电路起振,起振电流在1mA左右;二是起振后变压器③④绕组提供的直流电压应能使电路正常工作,此电

5、压的范围大约为11~17V之间;三是根据输出电压的数值大小来改变R4,以确定其反馈量的大小;四是根据保护要求来确定检测电阻R10的大小,通常R10是2W、1Ω以下的电阻。电流控制型脉宽调制器UC3842在开关电源中的应用开关稳压电源被誉为“新型高效节能电源”,它代表着稳压电源的发展方向。由于内部器件工作在高频开关状态,因此本身消耗的能量极低,电源效率可以达到80%以上,比串连调整线性稳压电源的效率提高近一倍。随着电源技术的飞速发展,开关稳压电源正朝着小型化、高频化、集成化的方向发展,高效率的开关稳压电源已得到越来越广泛的应用。本文首先概述开关稳压电源的基本工作原理,接

6、着介绍电流型脉宽调制器UC3842芯片,着重论述了UC3842在开关稳压电源中的应用,并以一个实际应用实例分析了电源电路的构成和参数计算。开关电源的基本工作原理相对于线性稳压电源功耗较大的缺点,开关电源的效率可达90%以上,而且造价低、体积小。开关电源的工作原理如图1所示,它由调整管、滤波电路、比较器、三角波发生器、比较放大器和基准源等构成。在图1中,三角波发生器的输出波形加到比较器的反相端,其同相端接比较放大器的输出Vf。当三角波的幅度小于比较器的同相输入时,比较器输出高电平,对应调整管导通的时间为ton。反之,当三角波的幅度大于比较器的同相输入时,对应调整管的截至

7、时间为toff。为了稳定电压输出,按电压负反馈方式引入反馈,以确定基准源和比较放大器之间的联系。假设输出电压增加,则FVo增加,比较放大器的输出Vf减小,那么比较器的输出波形中toff增加,从而使调整管的导通时间减小,输出电压下降,起到稳压的作用。如果忽略电感的直流电阻,那么输出电压Vo为调整管发射极电压Ve的平均分量,于是有:其中,q为占空比。在输入电压一定的时候,输出电压与占空比正比,通过改变比较器输出波形的占空比就可以控制输出电压的幅值。图1开关电源的工作原理UC3842的工作原理UC3842是美国Unitorde公司生产的一种性能优良的电流控

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