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入門必修指導(dǎo):簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)UC3842的保護(hù)電路

發(fā)布時(shí)間:2015-08-17 責(zé)任編輯:echolady

【導(dǎo)讀】UC3842的保護(hù)電路是一款控制簡(jiǎn)單,新手必會(huì)的電路設(shè)計(jì),但是越簡(jiǎn)單的東西越是不能忽視,作為一個(gè)優(yōu)秀的工程師,設(shè)計(jì)保護(hù)電路只是其中一項(xiàng)。本文就來介紹這個(gè)簡(jiǎn)單易懂的UC3842的保護(hù)電路設(shè)計(jì)。

UC3842的保護(hù)電路工作原理

UC3842是性能優(yōu)良的電流控制型脈寬調(diào)制芯片。該調(diào)制器單端輸出,能直接驅(qū)動(dòng)雙極型的功率管或場(chǎng)效應(yīng)管。其主要優(yōu)點(diǎn)是其管腳效應(yīng)少,外圍電路簡(jiǎn)單,電壓調(diào)整率可達(dá)0.01%,工作頻率最高達(dá)500KHz,啟動(dòng)電流小于1mA,正常工作電流為5mA,并可利用高頻變壓器實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的隔離。該芯片集成了振蕩器、具有高溫補(bǔ)償?shù)母咴鲆嬲`差放大器、電流檢測(cè)比較器、圖騰柱輸出電流、輸入和基準(zhǔn)欠電壓鎖定電路以及PWM鎖存器電路。

入門必修指導(dǎo):簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)UC3842的保護(hù)電路
圖1

基于UC3842做的電源的典型電路見圖1。過載和短路保護(hù),一般是通過在開關(guān)管的源極串一個(gè)電阻(R4),把電流信號(hào)送到3842的第3腳來實(shí)現(xiàn)保護(hù)。當(dāng)電源過載時(shí),3842保護(hù)動(dòng)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(shí),整個(gè)電路關(guān)閉,然后靠R1、R2開始下一次啟動(dòng)過程。這被稱為“打嗝”式(hiccup)保護(hù)。

在這種保護(hù)狀態(tài)下,電源只工作幾個(gè)開關(guān)周期,然后進(jìn)入很長(zhǎng)時(shí)間(幾百ms到幾s)的啟動(dòng)過程,平均功率很低,即使長(zhǎng)時(shí)間輸出短路也不會(huì)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(gè)開關(guān)周期有很大的開關(guān)尖峰,即使在占空比很小時(shí),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(gè)電阻(R3),它和C1形成RC濾波,濾掉開通瞬間的尖峰。仔細(xì)調(diào)整這個(gè)電阻的數(shù)值,一般都可以達(dá)到滿意的保護(hù)。使用這個(gè)電路,必須注意選取比較低的輔助電壓Vaux,對(duì)3842一般為13~15V,使電路容易保護(hù)。

圖1是使用最廣泛的電路,然而它的保護(hù)電路仍有幾個(gè)問題:

1、在批量生產(chǎn)時(shí),由于元器件的差異,總會(huì)有一些電源不能很好保護(hù),這時(shí)需要個(gè)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(shí),如3。3V、5V,由于輸出電流大,過載時(shí)輸出電壓下降不大,也很難調(diào)整R3到一個(gè)理想的數(shù)值。
3、在正激應(yīng)用時(shí),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(gè)理想的數(shù)值。

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圖2
 
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圖3
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圖4
 
這時(shí)如果采用輔助電路來實(shí)現(xiàn)保護(hù)關(guān)斷,會(huì)達(dá)到更好的效果。輔助關(guān)斷電路的實(shí)現(xiàn)原理:在過載或短路時(shí),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(cè)到光耦不再導(dǎo)通時(shí),延遲一段時(shí)間就動(dòng)作,關(guān)閉電源。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(jìn)而使第1腳降低的方法。在這3個(gè)電路里R3電阻即使不要,仍能很好保護(hù)。注意電路中C4的作用,電源正常啟動(dòng),光耦是不通的,因此靠C4來使保護(hù)電路延遲一段時(shí)間動(dòng)作。在過載或短路保護(hù)時(shí),它也起延時(shí)保護(hù)的左右。在燈泡、馬達(dá)等啟動(dòng)電流大的場(chǎng)合,C4的取值也較大。

UC3842采用固定工作頻率脈沖寬度可控調(diào)制方式,共有8個(gè)引腳,各腳功能如下:①腳是誤差放大器的輸出端,外接阻容元件用于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(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,產(chǎn)生誤差電壓,從而控制脈沖寬度;③腳為電流檢測(cè)輸入端,當(dāng)檢測(cè)電壓超過1V時(shí)縮小脈沖寬度使電源處于間歇工作狀態(tài);④腳為定時(shí)端,內(nèi)部振蕩器的工作頻率由外接的阻容時(shí)間常數(shù)決定,f=1.72/(RT×CT);⑤腳為公共地端;⑥腳為推挽輸出端,內(nèi)部為圖騰柱式,上升、下降時(shí)間僅為50ns驅(qū)動(dòng)能力為±1A;⑦腳是直流電源供電端,具有欠、過壓鎖定功能,芯片功耗為15mW;⑧腳為5V基準(zhǔn)電壓輸出端,有50mA的負(fù)載能力。

本篇文章針對(duì)UC3842,對(duì)于這款優(yōu)秀的電源控制芯片的保護(hù)電路進(jìn)行全面的介紹。并對(duì)保護(hù)電路中存在的問題配以電路圖進(jìn)行分析與解決,是一篇非常適合新手進(jìn)行閱讀的文章,希望大家在閱讀過本篇文章后能夠有所收獲。

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