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UC3842芯片內部結構 - 基于UC3842的電動車用開關電源設計
2012年07月18日 11:18 來源:互聯網 作者:秩名 我要評論(0)
UC3842芯片能同時滿足較好的電氣性能和較低的成本,因而被廣泛地用于20~50 W 的小功率開關電源。圖中8腳是其內部基準電壓(5 V);7腳是其電源端,芯片工作的開啟電壓為16V,欠壓鎖定電壓為10 V;4腳接振蕩電路,產生所需頻率的鋸齒波,RT接在4、8腳之間,CT接在4腳和地之間。1和2腳為補償端和內部電壓比較器的反相輸入端;從3腳引入的電流反饋信號與1腳的電壓誤差信號比較,產生一個PWM(脈寬調制)波,從6腳(輸出端)輸出該信號,控制功率器件的通斷。3腳為電流檢測輸入端。由于電流比較器輸入端設置了1 V的電流鉗位,當電流過大而使電流檢測電阻R13(如圖3所示)。上的電壓超過1 V(即3腳電平大于1 V)時,將關斷PWM脈沖,從而達到限流保護的目的。
3 開關電源的電路設計
本文以UC3842為核心控制部件,設計了DC48 V輸入、DC12 V輸出的單端反激式開關穩壓電源。開關電源控制電路是一個電壓、電流雙閉環控制系統。變換器的幅頻特性由雙極點變成單極點,因此增益帶寬乘積得到了提高,穩定幅度大,具有良好的頻率響應特性。
主要的功能模塊包括:啟動電路、反饋電路、保護電路、整流電路。以下對各個模塊的原理和功能進行分析。開關電源電路原理圖見圖3。

3.1 啟動電路
如圖3,電源通過啟動電阻R,給電容E2充電,當E2電壓達到UC3842的啟動電壓門檻值時,UC3842開始工作并提供驅動脈沖,由6端輸出推動開關管工作。隨著UC3842的啟動,R3的工作也就基本結束,余下的任務交給反饋繞組,由反饋繞組產生電壓來為UC3842供電。由于48 V 的輸入電壓,超過了UC3842的工作電壓,為了避免意外,用D3穩壓管限定UC3842的輸入電壓。否則,將出現UC3842被損壞的情況。
3.2 過流、短路保護電路
如圖3,當負載電流超過額定值時,場效應電流增加,R13上的電壓反饋至CSEN(3腳),通過內部電流檢測比較器輸出復位信號,最后導致開關管關閉。只有在下一個基準脈沖到來時,才可能重新開啟開關管,而不可能出現開關管電流在恒流值左右振蕩的情況。
當出現輸出短路時,輸出電壓會下降,同時為UC3842供電的反饋繞組也會出現輸出電壓下降。當輸入電壓低于10 V時,UC3842停止工作,沒有觸發脈沖輸出,使場效應管截止。短路現象消失后,電源重新啟動,自動恢復正常工作。這就是俗稱的電路“打嗝”現象。
3.3 精密反饋電路
當開關管導通時,整流電壓加在變壓器初級繞組上的電能變成磁能儲存在變壓器中,開關管截止后,能量通過次級繞組釋放到負載上。由公式:Uo=(Ton/(nToff))E 可以得出,輸出電壓和開關管的導通時間及輸入電壓成正比;與初,次級繞組的匝數比及開關管的截止時間成反比。
反饋電路采用精密穩壓器TL431和線性光耦PC817。利用TL431可調式精密穩壓器構成誤差電壓放大器,再通過線性光耦對輸出進行精確的調整。
如圖3,輸出電壓經R11,R12分壓后得到的取樣電壓,與TL431中的2.5 V帶隙基準電壓進行比較。當輸出電壓出現正誤差,取樣電壓>2.5 V,TL431的穩壓值降低,光耦U2控制端電流增大,UC3842的反饋端(VFB)電壓值增大,輸出端的脈沖信號占空比降低,開關管的導通時間減少,輸出電壓降低;反之,如果輸出電壓出現負誤差,UC3842的輸出脈沖占空比增大,輸出電壓增高,達到穩壓目的。同時,整個電源系統的輸入、輸出被隔離,UC23842受到的干擾減少。
在對電壓精度要求高的場合,會把電壓反饋信號從補償端(CMOP)輸入,不用UC3842的內部放大器,因此反饋信號的傳輸縮短了一個放大器的傳輸時間,使電源的動態響應更快。
本文導航
- 第 1 頁:基于UC3842的電動車用開關電源設計
- 第 2 頁:UC3842芯片內部結構
- 第 3 頁:整流濾波電路




