用UC3842芯片设计开关电源
介绍电流控制型脉宽调制器UC3842的原理及特性,并讨论其在设计中应注意的问题。
关键词:脉宽调制;电流控制;开关电源
UC3842是美国Unitrode公司生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片。
UC3842为8脚双列直插式封装,其内部原理框图如图1所示。主要由5.0V基准电压源、用来xx地控制占空比调定的振荡器、降压器、电流测定比较器、PWM锁存器、高增益E/A误差放大器和适用于驱动功率MOSFET的大电流推挽输出电路等构成。端1为COMP端;端2为反馈端;端3为电流测定端;端4接Rt、Ct确定锯齿波频率;端5接地;端6为推挽输出端,有拉、灌电流的能力;端7为集成块工作电源电压端,可以工作在8~40V;端8为内部供外用的基准电压5V,带载能力50mA。
2.1启动过程
首先由电源通过启动电阻R 1提供电流给电容C2充电,当C2电压达到UC3842的启动电压门槛值16V时,UC3842开始工作并提供驱动脉冲,由6端输出推动开关管工作,输出信号为高低电压脉冲。高电压脉冲期间,场效应管导通,电流通过变压器原边,同时把能量储存在变压器中。根据同名端标识情况,此时变压器各路副边没有能量输出。当6脚输出的高电平脉冲结束时,场效应管截止,根据楞次定律,变压器原边为维持电流不变,产生下正上负的感生电动势,此时副边各路二极管导通,向外提供能量。同时反馈线圈向UC3842供电。UC3842内部设有欠压锁定电路,其开启和关闭阈值分别为16V和10V,如图3所示。在开启之前,UC3842消耗的电流在1mA以内。电源电压接通之后,当7端电压升至16V时UC3842开始工作,启动正常工作后,它的消耗电流约为15mA。因为UC3842的启动电流在1mA以内,设计时参照这些参数选取R1,所以在R1上的功耗很小。
3.1起动电路的设计
电路如图4所示,电容C2储存的能量要能满足电源开始正常 工作的需要,使得UC3842第7脚有稳定、充足的输入供给。即电容C2的放电时间要大于UC3 842输出脉冲的高电平持续时间。否则,电源将出现打嗝现象。因此,电容C2的容量和 质量的选取非常重要。笔者在实际设计过程中,C2曾用100μF铝电解电容,经常发现 电源打嗝;测量反馈端电压,总是太低,以至于反馈端的整流二极管都没有工作,说明反馈 端电压幅度不够。原因在于C2容量不够,不能提供足够的能量来使UC3842充分工作,因此 ,容量{zh0}在100μF以上。
3.2反馈绕组的设计
当UC3842启动后,若反馈绕组不能提供足够的UF,电路就会不停地起动 ,出现打嗝现象。另外,根据笔者的经验,若UF大于17.5V时, 也会引起UC3842工作异常,导致输出脉冲占空比变小,输出电压变低。故而反馈绕组匝数的 选取及其缠绕是非常重要的,一般可按13~15V设计,使UC3842正常工作时,7脚的电压维持 在13V左右。