uc3842 电压维修.docx
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uc3842电压维修
UC3842芯片小功率开关电源资料
UC3842芯片作为小功率开关电源得PWM脉宽调制芯片,在进行开关电源’>维修过程中,经常会遇到由于故障引起得uc3842/uc3844不能正常工作,现将电源不能起振或轻微起振(测量输出端电压低),但没有正常工作(表现为8Pin无5V)可能得原因作如下总结:
1、首先检查7Pin所连接得电解电容(或者反馈线圈所连接得电解电容),查瞧其容量就是否符合要求,如该电容容量明显减小,更换后应该不起振得故障就能恢复;如该电容正常,进行下一步检查。
2、在电路板上单独给uc3842/uc3844得7Pin加16V电压,测量其8Pin就是否有5V,如果测量8Pin有5V电压存在,则说明此芯片没有问题;如没有5V电压,须将uc3842/uc3844拆下来单独加电16V至7Pin,测量8Pin就是否有5V,如果仍然没有5V,则可证明芯片已经损坏;如果测量8Pin有5V存在,则应该就是与8Pin相连接得外围元器件与地之间有短路存在。
此步骤主要就是检测uc3842/uc3844芯片本身就是否损坏,如果芯片没有损坏,基本可以排除故障出在初级部分,可以进行下一步检查。
(附:
检测uc3842/uc3844芯片损坏与否得另一种方法为:
在检测完芯片外围元器件(或更换完外围损坏得元器件)后,先不装电源开关管,加输入电测uc3842/uc3844得7Pin电压,若电压在10—17V间波动,其余各脚分别也有电压波动,则说明电路已起振,uc3842基本正常,若7脚电压低,其余管脚无电压或电压不波动,则uc3842/uc3844已损坏。
)
3、检查次级侧,推测应该就是次级由于输出过载或短路,导致电流增大,进而反映到初级侧使uc3842/uc3844芯片得3Pin实现保护,这就需要对次级侧实现过流保护功能得电子元器件进行逐一测量,直至查出故障。
现将uc3842/uc3844芯片正常工作时主要引脚电压列于下面:
1Pin:
1、545V
2Pin:
2、488V
3Pin:
0、005V
6Pin:
1、05V
7Pin:
14、094V
8Pin:
4、988
电流控制型脉宽调制器UC3842在开关电源中得应用
开关稳压电源被誉为“新型高效节能电源”,它代表着稳压电源得发展方向。
由于内部器件工作在高频开关状态,因此本身消耗得能量极低,电源效率可以达到80%以上,比串连调整线性稳压电源得效率提高近一倍.随着电源技术得飞速发展,开关稳压电源正朝着小型化、高频化、集成化得方向发展,高效率得开关稳压电源已得到越来越广泛得应用。
本文首先概述开关稳压电源得基本工作原理,接着介绍电流型脉宽调制器UC3842芯片,着重论述了UC3842在开关稳压电源中得应用,并以一个实际应用实例分析了电源电路得构成与参数计算。
开关电源得基本工作原理
相对于线性稳压电源功耗较大得缺点,开关电源得效率可达90%以上,而且造价低、体积小。
开关电源得工作原理如图1所示,它由调整管、滤波电路、比较器、三角波发生器、比较放大器与基准源等构成。
在图1中,三角波发生器得输出波形加到比较器得反相端,其同相端接比较放大器得输出Vf。
当三角波得幅度小于比较器得同相输入时,比较器输出高电平,对应调整管导通得时间为ton。
反之,当三角波得幅度大于比较器得同相输入时,对应调整管得截至时间为toff。
为了稳定电压输出,按电压负反馈方式引入反馈,以确定基准源与比较放大器之间得联系。
假设输出电压增加,则FVo增加,比较放大器得输出Vf减小,那么比较器得输出波形中toff增加,从而使调整管得导通时间减小,输出电压下降,起到稳压得作用。
如果忽略电感得直流电阻,那么输出电压Vo为调整管发射极电压Ve得平均分量,于就是有:
其中,q为占空比。
在输入电压一定得时候,输出电压与占空比正比,通过改变比较器输出波形得占空比就可以控制输出电压得幅值。
图1开关电源得工作原理
UC3842得工作原理
UC3842就是美国Unitorde公司生产得一种性能优良得电流控制型脉宽调制芯片.该调制器单端输出,能直接驱动双极型得功率管或场效应管。
其主要优点就是管脚数量少,外围电路简单,电压调整率可达0、01%,工作频率高达500kHz,启动电流小于1mA,正常工作电流为5mA,并可利用高频变压器实现与电网得隔离.该芯片集成了振荡器、具有温度补偿得高增益误差放大器、电流检测比较器、图腾柱输出电路、输入与基准欠电压锁定电路以及PWM锁存器电路。
其内部结构及基本外围电路如图2所示。
图2UC3842得内部结构及基本外围电路
UC3842就是8脚得双列直插得封装形式。
如图2所示,第1脚为补偿脚,内部误差放大器得输出端,外接阻容元件以确定误差放大器得增益与频响。
第2脚就是反馈脚,将采样电压加到误差放大器得反相输入端,再与同相输入端得基准电压进行比较,产生误差电压,控制脉冲得宽度。
第3脚为电流传感端,在功率管得源极串接一个小阻值得采样电阻,构成过流保护电路。
当电源电压异常时,功率管得电流增大,当采样电阻上得电压超过1V时,UC3842就停止输出,有效地保护了功率管。
第4脚为锯齿振荡器外部定时电阻R与定时电容C得公共端。
第5脚为地.第6脚为图腾柱式输出电压,当上面得三极管截止得时候下面得三极管导通,为功率管关断时提供了低阻抗得反向抽取电流回路,加速了功率管得关断。
第7脚为输入电压,开关电源启动得时候需要在该引脚加一个不低于16V得电压,芯片工作后,输入电压可以在10~30V之间波动,低于10V时停止工作.第8脚为内部5、0V得基准电压输出,电流可达50mA。
。
电路上电时,外接得启动电路通过引脚7提供芯片需要得启动电压。
在启动电源得作用下,芯片开始工作,脉冲宽度调制电路产生得脉冲信号经6脚输出驱动外接得开关功率管工作。
功率管工作产生得信号经取样电路转换为低压直流信号反馈到3脚,维护系统得正常工作。
电路正常工作后,取样电路反馈得低压直流信号经2脚送到内部得误差比较放大器,与内部得基准电压进行比较,产生得误差信号送到脉宽调制电路,完成脉冲宽度得调制,从而达到稳定输出电压得目得。
如果输出电压由于某种原因变高,则2脚得取样电压也变高,脉宽调制电路会使输出脉冲得宽度变窄,则开关功率管得导通时间变短,输出电压变低,从而使输出电压稳定,反之亦然.锯齿波振荡电路产生周期性得锯齿波,其周期取决于4脚外接得RC网络。
所产生得锯齿波送到脉冲宽度调制器,作为其工作周期,脉宽调制器输出得脉冲周期不变,而脉冲宽度则随反馈电压得大小而变化。
实际应用电路
图3 开关稳压电源系统总体框图
根据UC3842得特点,设计一个30~36V可调得开关型稳压电源,其总体结构框图如图3所示。
交流输入后通过整流滤波得到直流电压,经过LM317后获得16、5V得直流电压,作为UC3842芯片得启动电压。
芯片启动后通过脉宽调制控制功率管得开关从而实现稳压输出。
控制电路得核心就是UC3842,其后级得高速开关功率管要求满足一定得耐压值与足够大得额定电流。
这里可以选用IRF540,其耐压值高达100V,额定电流可以达到33A。
高频变压器得升压系数为1、2,采用双桥间距为0、3mm得铁氧铁芯,由直径0、65mm得铜丝绕制而成。
高频变压器出来得脉动直流电压,先通过二极管整理,再通过3个50V/3300μF得电解电容,与由一个33μH电感与2个104得电容构成∏型滤波器进行滤波后输出。
其UC3842得核心电路如图4所示。
图4UC3842得核心电路图
如图4所示,UC3842得工作频率由4脚与8脚间得RT与CT决定得.理论上,其内部得振荡频率最高可达500kHz。
在本系统中RT与CT分别选用了10kΩ与0、045μF,根据公式:
可以计算得其工作频率约为40kHz,符合开关电源得要求.在UC3842得2脚处接上一个10kΩ得电位器,通过调节电位器得阻值改变反馈电压,使脉宽得占空比发生变化,从而可以实现输出电压30~36V得连续可调变化。
结语
利用电流控制型脉宽调制芯片UC3842为核心设计得开关稳压电源,电路结构简单、成本低、体积小、易实现,并且可以克服电压型脉宽调制器开关稳压电源频响慢、电压调整率低与负载调整率低得缺点,具有广阔得应用前景。
基于UC3842得电流控制型开关电源
电压控制型开关电源会对开关电流失控,不便于过流保护,并且响应慢、稳定性差.与之相比,电流控制型开关电源就是一个电压、电流双闭环控制系统,能克服电流失控得缺点,并且性能可靠、电路简单.据此,我们用UC3842芯片设计了一个电流控制型开关电源。
为了提高输出电压得精度,系统没有采用离线式结构,而采用直接反馈式结构。
本系统在设计上充分考虑了电磁兼容性与安全性,可广泛应用于工业、家电、视听与照明设备。
电流控制型开关电源得原理框图
电流型控制就是针对电压型控制得缺点而发展起来得,在保留了电压控制型得输出电压反馈控制部分外,又增加了一个电流反馈环节,其原理框如图1所示。
图1电流控制型开关电源得原理框图
电流控制型开关电源就是一个电压、电流双闭环控制系统,内环为电流控制环,外环为电压控制环。
当UO变化导致UF变化,或I变化导致US变化时,都会使PWM电路得输出脉冲占空比发生变化,从而改变UO,达到输出电压稳定得目得.
电流型控制芯片UC3842
UC3842就是一块功能齐全、较为典型得单端电流型PWM控制集成电路,内包含误差放大器、电流检测比较器、PWM锁存器、振荡器、内部基准电源与欠压锁定等单元.它提供8端口双列直插塑料封装与14端口塑料表面贴装封装,内部结构如图2所示.
图2UC3842内部电路
8端口双列直插塑料封装得UC3842各管端口功能简介。
①端口P就是内部误差放大器得输出端。
②端口VFB就是反馈电压输入端,与内部误差放大器同相输入端得+2、5V基准电压进行比较,产生误差电压,控制脉冲得宽度。
③端口ISENSE就是电流传感端。
在应用电路中,在MOSFET得源极串接一个小阻值得取样电阻,将脉冲变压器得电流转换成电压并送入③端口,控制脉冲得宽度。
④端口RT/CT就是定时端。
锯齿波振荡器得振荡频率f=1、8/(RT·CT),电流模式工作频率可达500kHz。
⑤端口GND就是接地。
⑥端口OUTPUT就是输出端,此端口为图腾柱式输出,驱动电流得峰值高达l、0A.
⑦端口VCC就是电源。
当供电电压低于16V时,UC3824不工作,此时耗电在1mA以下。
芯片工作后,输入电压可在10~30V之间波动,工作电流约为15mA。
⑧端口VREF就是基准电压输出,可输出精确得+5V基准电压,电流可达50mA。
UC3842构成电流控制型开关电源
1 电路组成
UC3842构成得电流控制型开关电源电路如图3所示。
图3UC3842构成电流控制型开关电源
2工作原理
220V交流电先通过滤波网络滤掉各种干扰。
电阻R1主要用来消除断电瞬间残留得电压,热敏电阻RT1可以限制浪涌电流,压敏电阻VDR保护电路免受雷电得冲击。
然后,再经过B1整流、C4滤波,获得约300V直流电压后分两路输出:
一路经开关变压器T加到MOSFET Q1得漏极,另一路经R3加到C17得正端.当C17得正端电位升到≥R16时,⑦端口得工作电压,UC3842电路启动,⑥端口电位上升,Q1开始导通,同时⑧端口得5V电压通过内电路建立.C17容量最好在lO0μF以上,否则电源将出现打嗝现象。
C12滤波电容消除在开关时会产生尖峰脉冲,C11为消噪电容,R6、C13决定锯齿波振荡器得振荡频率,R9、C15用来确定误差放大器得增益与频响。
C14起斜坡补偿作用,能提高采样电压得可靠性。
正常工作后,线圈N2上得
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