深度解析UC2842B/3B/4B/5B與UC3842B/3B/4B/5B高性能電流模式PWM控制器
在電子工程師的日常設計中,PWM控制器是實現電源穩定控制的關鍵組件。UC2842B/3B/4B/5B與UC3842B/3B/4B/5B系列高性能電流模式PWM控制器,以其豐富的特性和出色的性能,在離線或DC - DC固定頻率電流模式控制方案中得到廣泛應用。今天,我們就來深入了解一下這些控制器。
文件下載:uc2842b.pdf
一、特性亮點
精準控制
- 振蕩器頻率精準:內置經過微調的振蕩器,能夠實現精確的頻率控制,振蕩器頻率保證可達250kHz,且在高達500kHz的頻率下仍能進行電流模式操作。
- 自動前饋補償:具備自動前饋補償功能,可有效提高系統的穩定性和響應速度。
- 逐周期電流限制:采用鎖存PWM實現逐周期電流限制,增強了系統的安全性。
穩定可靠
- 內部微調參考電壓:帶有欠壓鎖定功能的內部微調參考電壓,確保在不同電壓條件下系統的穩定運行。
- 遲滯欠壓鎖定:欠壓鎖定帶有遲滯特性,避免系統在臨界電壓附近頻繁啟停。
強大驅動
- 高電流圖騰柱輸出:高電流圖騰柱輸出級,能夠為N溝道MOSFET提供強大的驅動能力,輸出低電平狀態穩定。
低功耗設計
- 低啟動和工作電流:啟動電流小于0.5mA,有效降低了系統的功耗。
二、產品概述
該系列控制IC可實現離線或DC - DC固定頻率電流模式控制方案,所需外部元件極少。內部集成了多個關鍵電路:
- 微調振蕩器:用于精確的占空比控制。
- 欠壓鎖定電路:啟動電流小,確保系統在合適的電壓下啟動。
- 精密參考電壓:為誤差放大器輸入提供精確的參考。
- 鎖存邏輯:保證系統的穩定運行。
- PWM比較器:提供電流限制控制。
- 圖騰柱輸出級:可提供或吸收高峰值電流。
不同型號之間的主要區別在于欠壓鎖定閾值和最大占空比范圍:
- UC3842B和UC3844B:欠壓鎖定閾值為16V(開啟)和10V(關閉),適用于離線應用。
- UC3843B和UC3845B:欠壓鎖定閾值為8.5V和7.9V。
- 占空比范圍:UC3842B和UC3843B可接近100%的占空比;UC3844B和UC3845B通過內部觸發觸發器,占空比范圍為0至<50%。
三、電氣參數
絕對最大額定值
| 符號 | 參數 | 值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| (V_i) | 電源電壓(低阻抗源) | 30 | V |
| (V_i) | 電源電壓((I_i < 30mA)) | 自限 | |
| (I_O) | 輸出電流 | ± 1 | A |
| (E_O) | 輸出能量(容性負載) | 5 | μJ |
| 模擬輸入(引腳2、3) | – 0.3至5.5 | V | |
| 誤差放大器輸出灌電流 | 10 | mA | |
| (P_{tot}) | 環境溫度 ≤ 25°C(Minidip)時的功耗 | 1.25 | W |
| (P_{tot}) | 環境溫度 ≤ 25°C(SO8)時的功耗 | 800 | mW |
| (T_{stg}) | 存儲溫度范圍 | – 65至150 | °C |
| (T_J) | 結工作溫度 | – 40至150 | °C |
| (T_L) | 引腳溫度(焊接10s) | 300 | °C |
電氣特性
不同參數在不同測試條件下有相應的最小、典型和最大值,涵蓋參考部分、振蕩器部分、誤差放大器部分、電流檢測部分、輸出部分、欠壓鎖定部分、PWM部分和總待機電流等。例如,參考輸出電壓在(T_j = 25°C)、(I_o = 1mA)時,UC284XB為4.95 - 5.05V,UC384XB為4.90 - 5.10V。
四、引腳連接與功能
引腳連接
| 有Minidip和SO8兩種封裝形式,引腳排列如下: | 引腳編號 | 引腳名稱 |
|---|---|---|
| 1 | VREF | |
| 2 | COMP | |
| 3 | VFB | |
| 4 | Vi | |
| 5 | OUTPUT | |
| 6 | ISENSE | |
| 7 | RT/CT | |
| 8 | GROUND |
引腳功能
| 編號 | 功能 | 描述 |
|---|---|---|
| 1 | COMP | 誤差放大器輸出,用于環路補償。 |
| 2 | (V_{FB}) | 誤差放大器的反相輸入,通常通過電阻分壓器連接到開關電源輸出。 |
| 3 | (I_{SENSE}) | 連接與電感電流成正比的電壓,PWM據此終止輸出開關導通。 |
| 4 | (R_T/C_T) | 通過連接電阻(RT)到(V{ref})和電容(C_T)到地來編程振蕩器頻率和最大輸出占空比,最高可達500kHz。 |
| 5 | GROUND | 控制電路和電源的公共接地端。 |
| 6 | OUTPUT | 直接驅動功率MOSFET的柵極,可提供和吸收高達1A的峰值電流。 |
| 7 | (V_{CC}) | 控制IC的正電源引腳。 |
| 8 | (V_{ref}) | 參考輸出,通過電阻(R_T)為電容(C_T)提供充電電流。 |
五、應用電路與設計要點
應用電路
文檔中給出了多種應用電路,如開環測試電路、不同參數之間的關系曲線(如定時電阻與振蕩器頻率、輸出死區時間與振蕩器頻率等),以及一些功能電路(如誤差放大器配置、欠壓鎖定、電流檢測電路等)。
設計要點
- 接地技術:對于容性負載產生的高峰值電流,需要采用仔細的接地技術,定時和旁路電容應靠近引腳5單點接地。
- 參數選擇:根據具體應用需求,合理選擇定時電阻(R_T)和電容(C_T)的值,以實現所需的振蕩器頻率和占空比。
- 斜率補償:在某些應用中,可能需要采用斜率補償技術來提高系統的穩定性。
六、總結
UC2842B/3B/4B/5B與UC3842B/3B/4B/5B系列高性能電流模式PWM控制器以其豐富的特性、穩定的性能和低功耗設計,為電子工程師提供了一個優秀的電源控制解決方案。在實際設計中,工程師們需要根據具體的應用場景和需求,合理選擇型號和參數,同時注意電路設計的細節,以確保系統的穩定運行。大家在使用這些控制器的過程中,有沒有遇到過一些特別的問題或者有什么獨特的設計經驗呢?歡迎在評論區分享交流。
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