UC384X系列是美國(guó)原Unitrode公司生產(chǎn)的一種高性能單端輸出式電流控制型脈寬調(diào)制器,主要用于小功率反激、單端正激電路的設(shè)計(jì),在目前市場(chǎng)中仍占空很大的市場(chǎng)份額。芯片其內(nèi)部原理框圖如圖1所示!
UC384X系列控制IC的原理及設(shè)計(jì)技巧
UC384X采用固定工作頻率脈沖寬度可控調(diào)制方式,共有8 個(gè)引腳,各腳功能如下:①腳是誤差放大器的輸出端,外接阻容元件用于改善誤差放大器的增益和頻率特性;②腳是反饋電壓輸入端,此腳電壓與誤差放大器同相端的2.5V 基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,產(chǎn)生誤差電壓,調(diào)整1腳輸出電壓,與3腳電流波形共同決定控制器輸出脈沖寬度;③腳為電流檢測(cè)輸入端, 當(dāng)檢測(cè)電壓超過1V時(shí)封鎖6腳脈沖,起到保護(hù)作用;④腳為定時(shí)端,內(nèi)部振蕩器的工作頻率由外接的阻容時(shí)間常數(shù)決定,f=1.72/(RT×CT);⑤腳為公共地端;⑥腳為推挽輸出端,內(nèi)部為圖騰柱式,上升、下降時(shí)間僅為50ns 驅(qū)動(dòng)能力為±1A ;⑦腳是直流電源供電端,具有欠、過壓鎖定功能,芯片功耗為15mW;⑧腳為5V 基準(zhǔn)電壓輸出端,有50mA 的負(fù)載能力。
下圖是采用UC3842控制IC設(shè)計(jì)的反激電路原邊典型電路!
下面我們來(lái)說說工作原理
啟動(dòng)過程:
在圖中,HV+為交流電壓整流后濾波電容電壓或輸入直流電壓值,當(dāng)HV+電壓建立后,首先通過啟動(dòng)電阻R1、R2提供電流給電容C1充電,C1電壓逐漸升高,當(dāng)C1電壓達(dá)到UC3842的啟動(dòng)電壓門檻值16V時(shí),UC3842開始工作并提供驅(qū)動(dòng)脈沖,由6端輸出推動(dòng)開關(guān)管工作,在這個(gè)過程中,由于R1、R2提供的電流不足以維持UC3842的工作電流,因此電容C1放電,電容電壓逐漸降低,在電容電壓降低到3842的截止工作電壓(10V)之前,輔助繞組必須提供IC工作的電壓。也就是說在電容C1電壓降低到10V之前,輔助繞組通過D1、R3整流后的電壓必須超過10V,否則UC3842在C1上電壓降低到10V后會(huì)停止工作,然后輸入電壓又通過R1、R2 充電,電容電壓升高到16V,周而復(fù)始,重復(fù)啟動(dòng)。
工作過程:
當(dāng)電路正常工作后,誤差放大器(ERROP AMP)輸出端COMP穩(wěn)定在一個(gè)固定值,經(jīng)兩個(gè)二極管降壓,然后電阻分壓后,提供電流比較器(CURRENT SENSE COMPATATOR)的基準(zhǔn)電壓,在振蕩周期開始時(shí),一個(gè)開關(guān)周期也同時(shí)開始,UC3842的6腳輸出高電平,驅(qū)動(dòng)MOS關(guān)開通,變壓器原邊電流開始增大,電流取樣電阻上電壓開始升高(CURRENT SENSE),當(dāng)電壓升高到電流比較器的基準(zhǔn)(由COMP端電壓決定)的時(shí)候,電流比較器發(fā)生發(fā)轉(zhuǎn),輸出信號(hào)進(jìn)入RS比較器,RS觸發(fā)器反轉(zhuǎn),關(guān)閉6腳輸出,MOS管關(guān)閉,此時(shí)一個(gè)周期內(nèi)原邊工作時(shí)間結(jié)束,也就是MOS管開通時(shí)間結(jié)束。從上面的分析可以看出,UC384X系列控制IC的占空比是由誤差放大器輸出及電流取樣信號(hào)共同決定的。
光耦相當(dāng)于一個(gè)可變電阻,阻值受原邊電流大小影響,原邊電流越大,相當(dāng)于等效電阻阻值越小。該反饋方式利用的就是UC384X系列控制器內(nèi)部誤差放大器輸出電流最大1mA的原理,如下圖
當(dāng)輸出電壓升高的時(shí)候,光耦原邊的電流增大,光耦副邊等效電阻阻值變小,輸出電流在該等效電阻上產(chǎn)生的壓降減小,從而影響占空比減小,從而降低占空比達(dá)到穩(wěn)壓的目的。
過流保護(hù)電路
384X系列控制IC的短路保護(hù)一般利用原邊電流取樣信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn),在原邊MOS管的源極串聯(lián)一個(gè)取樣電阻,將原邊電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓值送入UC384X的3腳,利用3腳電壓達(dá)到1V關(guān)閉輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電源短路時(shí),3842保護(hù)動(dòng)作,輸出電壓降低,UC3842的供電電壓也隨著降低,整個(gè)電路關(guān)閉,人然后靠R1\R2開始下一次啟動(dòng)過程,這種保護(hù)方式被稱為“打嗝”保護(hù)。在這種保護(hù)狀態(tài)下,電源只工作幾個(gè)開關(guān)周期就保護(hù),然后進(jìn)入很長(zhǎng)時(shí)間的啟動(dòng)過程(由R1\R2\C1時(shí)間常數(shù)決定),平均功率很低,即使長(zhǎng)期短路也不會(huì)造成電源的損壞。
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那個(gè)RS觸發(fā)器那看不大明白~~~~怎么還有RS比較器?