uc3842开关电源电路图_UC3842 的原理及应用详解 (上)
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本文是 21Dianyuan 社区 原创 技术文章，作者伟林电源，感谢作者的辛苦付出。
UC3842
内部工作原理
图1 示出了 UC3842 内部框图和引脚图。
图1 UC3842 内部原理框图
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。
UC3842
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。
图2 UC3842 构成的开关电源
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、C6 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。
■ 电路上电时
外接的启动电路通过引脚7提供芯片需要的启动电压。在启动电源的作用下，芯片开始工作，脉冲宽度调制电路产生的脉冲信号经6脚输出驱动外接的开关功率管工作。功率管工作产生的信号经取样电路转换为低压直流信号反馈到3脚，维护系统的正常工作。
■ 电路正常工作后
取样电路反馈的低压直流信号经2脚送到内部的误差比较放大器，与内部的基准电压进行比较，产生的误差信号送到脉宽调制电路，完成脉冲宽度的调制，从而达到稳定输出电压的目的。
如果输出电压由于某种原因变高，则2脚的取样电压也变高，脉宽调制电路会使输出脉冲的宽度变窄，则开关功率管的导通时间变短，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的锯齿波，其周期取决于4脚外接的 RC 网络。所产生的锯齿波送到脉冲宽度调制器，作为其工作周期，脉宽调制器输出的脉冲周期不变，而脉冲宽度则随反馈电压的大小而变化。
UC3842
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。
UC3842 开关电源保护的
几个技巧
用 UC3842 做的开关电源的典型电路见图1。
过载和短路保护，一般是通过在开关管的源极串一个电阻(R4)，把电流信号送到3842的第3脚来实现保护。
当电源过载时，3842保护动作，使占空比减小，输出电压降低，3842的供电电压 Vaux 也跟着降低，当低到3842不能工作时，整个电路关闭，然后靠 R1、R2 开始下一次启动过程。这被称为 “打嗝” 式 (hiccup) 保护。
在这种保护状态下，电源只工作几个开关周期，然后进入很长时间 (几百ms到几s) 的启动过程，平均功率很低，即使长时间输出短路也不会导致电源的损坏。
由于漏感等原因，有的开关电源在每个开关周期有很大的开关尖峰，即使在占空比很小时，辅助电压 Vaux 也不能降到足够低，所以一般在辅助电源的整流二极管上串一个电阻 (R3)，它和 C1 形成 RC 滤波，滤掉开通瞬间的尖峰。
仔细调整这个电阻的数值，一般都可以达到满意的保护。使用这个电路，必须注意选取比较低的辅助电压 Vaux，对3842一般为 13～15V，使电路容易保护。
图2、3、4是常见的电路。
图2采取拉低第1脚的方法关闭电源。
图3采用断开振荡回路的方法。
图4采取抬高第2脚，进而使第1脚降低的方法。
在这3个电路里 R3 电阻即使不要，仍能很好保护。
注 意
电路中 C4 的作用
电源正常启动，光耦是不通的，因此靠 C4 来使保护电路延迟一段时间动作。
▪ 在过载或短路保护时，它也起延时保护的左右。
▪ 在灯泡、马达等启动电流大的场合，C4 的取值也要大一点。
图1是使用最广泛的电路，然而它的保护电路仍有几个问题：
1) 在批量生产时，由于元器件的差异，总会有一些电源不能很好保护，这时需要个别调整 R3 的数值，给生产造成麻烦；
2) 在输出电压较低时，如 3.3V、5V，由于输出电流大，过载时输出电压下降不大，也很难调整R3到一个理想的数值；
3) 在正激应用时，辅助电压 Vaux 虽然也跟随输出变化，但跟输入电压 HV 的关系更大，也很难调整 R3 到一个理想的数值。 这时如果采用辅助电路来实现保护关断，会达到更好的效果。
Tips
辅助关断电路的实现原理
在过载或短路时，输出电压降低，电压反馈的光耦不再导通，辅助关断电路当检测到光耦不再导通时，延迟一段时间就动作，关闭电源。
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