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1、精品名师归纳总结基于 UC3842的开关电源爱护电路的改进引言UC3842 是美国 Unltmde 公司生产的一种性能优良的电流掌握型脉宽调制芯片, 它具有管脚数量少 , 外围电路简洁等特点 , 因而得到了广泛的应用 . 但随着UC3842开关频率的提高 , 由它所构成的开关电源的爱护电路也显现了许多问题. 本文分析了 UC3842爱护电路的缺陷及改进的方法 .1 UC3842 的典型应用UC3842 的典型应用电路如图 l 所示. 该电路主要由桥式整流电路 , 高频变压器,MOS功率管以及电流型脉宽调制芯片 UC3842构成. 其工作原理为： 220V的沟通电经过桥式整流滤波电路后 , 得到
2、大约 +300V的直流高压 , 这始终流电压被 M0S功率管斩波并通过高频变压器降压, 变成频率为几十 kHz的矩形波电压 , 再经过输出整流滤波, 就得到了稳固的直流输出电压 . 其中高频变压器的自馈线圈 N2中感应的电 压, 经 D2整流后所得到的直流电压被反馈到UC3842内部的误差放大器并和基准电 压比较得到误差电压 Vr, 同时在取样电阻 R11上建立的直流电压也被反馈到 UC3842 电流测定比较器的同柑输入端 , 这个检测电压和误差电压 Vt 相比较, 产生脉冲宽度可调的驱动信号 , 用来掌握开关功率管的导通和关断时间 , 以打算高频变压器的通断状态, 从而达到输出稳压的目的 .
3、 图 l 中,R5 用来限制 C8 产生的充电峰值电流 . 考虑到 Vi 及 Vref 上的噪声电压也会影响输出的脉冲宽度 , 因此, 在 UC3842的脚 7 和脚 8 上分别接有消噪电容 C4和 C2.R7是 MOS功率管的栅极限流电阻 . 另外, 在 UC3842的输入端与的之间 , 仍有 34V的稳压管 , 一旦输入端显现高压 , 该稳压管就被反向击穿 , 将 Vi 钳位于 34V,爱护芯片不致损坏 .2 UC3842 爱护电路的缺陷2.l过载爱护的缺陷当电源过载或输出短路时 ,UC3842 的爱护电路动作 , 使输出脉冲的占空比减小, 输出电压降低 ,UC3842 的供电电压也跟着降
4、低 , 当低到 UC3842不能工作时 , 整个电路关闭 , 然后通过 R6扦始下一次启动过程 . 这种爱护被称为“打嗝”式hiccup 爱护. 在这种爱护状态下 , 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 , 因此, 它的平均功率很低 . 但是, 由于变压器存在漏感等缘由, 有的开关电源在每个开关周期都有很高的开关尖峰电压, 即使在占空比很小的情形下, 帮助供电电压也不能降到足够低 , 所以不能实现抱负的爱护功能 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 UC3842 爱护电路的缺陷2.l过载爱护的缺陷当电源过载或输出短路时 ,UC3842 的
5、爱护电路动作 , 使输出脉冲的占空比减小, 输出电压降低 ,UC3842 的供电电压也跟着降低 , 当低到 UC3842不能工作时 , 整个电路关闭 , 然后通过 R6扦始下一次启动过程 . 这种爱护被称为“打嗝”式hiccup 爱护. 在这种爱护状态下 , 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 , 因此, 它的平均功率很低 . 但是, 由于变压器存在漏感等缘由, 有的开关电源在每个开关周期都有很高的开关尖峰电压, 即使在占空比很小的情形下, 帮助供电电压也不能降到足够低 , 所以不能实现抱负的爱护功能 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2
6、.3电路稳固性的缺陷在图 l 所示的电路中 , 当电源的占空比大于50, 或变压器工作在连续电流条件下时 , 整个电路就会产生分谐波振荡 , 引起电源输出的不稳固 . 图 2 表示了变压器中电感电流的变化过程 . 没在 t0 时刻, 开关开头导通 , 使电感电流以斜率 m1上升, 该斜率是输入电压除以电感的函数 .t1时刻, 电流取样输入达到由掌握电压建立的门限, 这导致开关断开 , 电流以斜率 m2衰减, 直至下一个振荡周期 . 假如此时有一个扰动加到掌握电压上 , 那么它将产生一个I , 这样我们就会发觉电路存在着不稳固的情形 , 即在一个固定的振荡器周期内 , 电流衰减时闸削减 , 最小
7、电流开关接通时刻 t2 上升了 I+ Im2/m1, 最小电流在下一个周期t3 减小到 I+ Im2/m4m2/m1, 在每一个后续周期 , 该扰动 m2 m1被相乘 , 在开关接通时交替增加和减小电感电流 , 或许需要几个振荡器周期才能使电感电流为零, 使过程重新开头, 假如 m2m1大于 l, 变换器将会不稳固 . 因此, 图 l 所示的电路在某状态下存在着肯定的失稳隐患 .3 爱护电路的改进针对上述分析 , 改进电路如图 3 所示, 该电路具有以下特点 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1 通过在 UC3842的采样电压处接入一个射极跟随器 , 从而在掌握电压上增加了一个
8、与脉宽调制时钟同步的人为斜坡, 它可以在后续的周期内将I 扰动减小到零. 因此, 即使系统工作在占空比大于 50或连续的电感电流条件下 , 系统也不会显现不稳固的情形 . 不过该补偿斜坡的斜率必需等于或略大于m22, 系统才能具有真正的稳固性 .2 ）取样电阻改用无感电阻 . 无感电阻是一种双线并绕的绕线电阻 , 其精度高且简洁做到大功率 . 采纳无感电阻后 , 其阻抗不会随着频率的增加而增加 . 这样, 即使在高频情形下取样电阻所消耗的功率也不会超过它的标称功率, 因此也就不会显现炸机现象 .3 反馈电路改用 TL43l 加光耦来掌握 . 我们都知道放大器用作信号传输时都需要传输时间 , 并
9、不是输出与输入同时建立 . 假如把反馈信号接到 UC3842的电压反馈端, 就反馈信号需连续通过两个高增益误差放大器, 传输时间增长 . 由于 TL431 本身就是一个高增益的误差放大器 , 因此, 在图 3 中直接采纳脚 1 做反馈, 从 UC3842 的脚 8 基准电压脚 拉了一个电阻到脚 l, 脚 2 通过 R18接的. 这样做的好处是 , 跳过了 UC3842的内部放大器 , 从而把反馈信号的传输时间缩短了一半 , 使电源的动态响 应变快. 另外, 直接掌握 UC3842的脚 l 仍可简化系统的频率补偿以及输出功率小等问题.4 试验结果可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图
10、 4 给出了 UC3842检测电阻的电压波形和采样信号波形 . 从图 4 中可以看出, 经过改进后的电路 , 其采样信号的波形紧紧跟随检测电阻的电压波形, 没有显现特别大的尖峰电压 . 因此, 该电路能有效防止因变压器漏感等反常干扰引起的电源误操作的问题 , 也能有效防止因电源占空比过大而引起的系统不稳固的问题.5 结语UC3842 是一种性能优良的电流掌握型脉宽调制器, 但在实际的应用过程中, 它的爱护电路存在着肯定的缺陷, 因此, 在电源的设计过程中 , 必需对其爱护电路进行改进 . 试验证明 , 经过改进后的爱护电路使系统性能更加稳固牢靠.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载