基于UC3842的PWM开关电源工作原理-555结构原理电路图-电子产品世界
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基于UC3842的PWM开关电源工作原理
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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 　　笔者最近设计了由UC3842组成的DC-DC转换器，总的框架采用参考文献中现成的电路。但由于输入电压和工作频率不同，重新设计了电路参数。 　　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、用来精确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。
2.2稳压过程 　　从图2中可知，当场效应管导通时，整流电压加在变压器T初级绕组Np上的电能变成磁能储存在变压器中，在场效应管导通结束时，Np绕组中电流达到最大值Ipmax，根据法拉第电磁感应定律： 　　
式中：E&&整流电压；Lp&&变压器初级绕组电感；Ton&&场效应管导通时间。 　　在场效应管关闭瞬间，变压器次级绕组放电电流为最大值Ismax，若忽略各种损耗应为： 　　
式中：n&&变压器变比，n=Np/Ns，Np、Ns为变压器初、次级绕组匝数。 　　高频变压器在场效应管导通期间初级绕组储存的能量与场效应管关闭期间次级绕组释放的能量相等： 　　
式中：Ls&&变压器次级绕组电感；Uo&&输出电压；Toff&&场效应管关闭时间。 　
　　上式说明，输出电压Uo与Ton成正比，与匝比n及Toff成反比。比如，由于电源电压变化或负载变化而引起输出电压降低时，反馈线圈的输出电压则会变低，从而使2端电压变低，则脉宽调制器会相应的增大输出PWM波形的占空比，使大功率晶体管导通的时间变长；反之，当电源电压变化或负载变化而引起输出电压升高时，则脉宽调制器会相应的减小PWM输出脉冲波形的占空比，使大功率晶体管导通的时间变短，从而维持输出电压为一恒定值。 　　UC3842为固定工作频率脉宽调制方式，输出电压或负载变化时仅调整占空比，控制场效应管的导通时间。反馈电压输入2脚，此脚电压与内部2.5V基准进行比较，产生控制电压，从而控制脉冲宽度；输出脉冲的频率由4脚外接定时电阻Rt及定时电容Ct决定，f 　
Rt的单位取k&O，Ct取&F。3脚为电感电流传感器端，当取样超过1V时，缩小导通脉宽，使电源处于间隙工作状态；6脚，输出端，内部为图腾柱式，上升、下降时间仅50ns，驱动能力为&1A；7脚，供电输入，起振后工作电压为10～13V，低于10V停止工作，功耗为15mW；8脚，内部基准5V(50mA)。 2.3过流保护原理 　　当负载电流超过额定值或短路时，场效应管电流增加，R9上的电压反馈至3脚(电压大于1V)，通过内部电流放大器使导通宽度变窄，输出电压下降，直至使UC3842停止工作，没有触发脉冲输出，使场效应管截止，达到保护功率管的目的。短路现象消失后，电源自动恢复正常工作。 2.4过压保护原理 　　当因某种原因使输出电压过高时，由反馈绕组形成的电压也高，从而使2脚的电压过高，内部保护电路起动，使6脚输出脉冲高电平时间变短，或不输出高电平使开关管截止。 2.5开关管保护电路 　　由D3、R10、C1及R11、C14、D4构成，消除由变压器漏感产生的反峰电压，从而使开关工作电压不至于太高而毁坏。 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100&F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 ，容量最好在100&F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。
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载入中……
&UC3842A UC3843A 资料
UC3842A UC3843A 是高性能固定频率电流模式控制器专为离线和直流至直流变换器应用而设计，为设计人员提供只需最少外部元件就能获得成本效益高的解决方案。这些集成电路具有可微调的振荡器、能进行精确的占空比控制、温度补偿的参考、高增益误差放大器。电流取样比较器和大电流图腾柱式输出，是驱动功率MOSFET的理想器件。
&其它的保护特性包括输入和参考欠压锁定，各有滞后、逐周电流限制、可编程输出静区时间和单个脉冲测量锁存。这些器件可提供8脚双列直插塑料封装和14脚塑料表面贴装封装（SO-14）。SO-14封装的图腾柱式输出级有单独的电源和接地管脚。
&UC3842A 有16V（通）和10 伏（断）低压锁定门限，十分适合于离线变换器。UC3843A是专为低压应用设计的，低压锁定门限为8.5伏（通）和7.6V（断）。
&微调的振荡器放电电流，可精确控制占空比.
&电流模式工作到500KHZ
&自动前馈补偿
&锁存脉宽调制，可逐周限流
&内部微调的参考电压，带欠压锁定
&大电流图腾柱输出
&欠压锁定，带滞后
&低启动和工作电流
&直接与安森美半导体的SENSEFET产品接口
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 图1
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 图2 图
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
该管脚为误差放大器输出，并可用于环路补偿。
该管脚是误差放大器的反相输入端，通常通过一个电阻分压器连至开关电源输出。
一个正比于电感器电流的电压接至此输入，脉宽调制器使用此信息中止输出开关的导通。
通过将电阻RT连接至Vref以及电容CT连接至地，使振荡器频率和最大输出占空比可调。工作频率可达500kHz 。
该管脚是控制电路和电源的公共地（仅对8管脚封装如此）
该输出直接驱动功率MOSFET的栅极，高达1.OA 的峰值电流经此管脚拉和灌。
该管脚是控制集成电路的正电源。
该管脚为参考输出，它通过电阻RT向电容CT提供充电电流。
该管脚是一个连回至电源的分离电源地返回端（仅14 管脚封装如此），用于减少控制电路中开关瞬态噪声的影响。
输出高态（VoH）由加到此管脚（仅14 管脚封装如此）的电压设定。通过分离的电源连接，可以减小开关瞬态噪声对控制电路的影响。
该管脚是控制电路地返回端（仅，4 管脚封装如此），并被连回到电源地。
无连接（仅14管脚封装如此）。这些管脚没有内部连接。
下图是一个显示器的UC3842应用电路图
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 图3
UC3842好坏的判断鉴别方法
在国内电子设备当中，电源PWM控制电路最常用的集成电路型号就是UC3842（或KA3842）。也就是因为常常遇到，对它也有一些之得，下面简单介绍一下UC3842好坏的判断方法：
&&& 在更换完周边损坏的元件后，先不装开关管(MOSFET)，加电测量UC3842的7脚电压，若电压在10-17V间波动，其余各脚也分别有波动的电压，则说明电路已起振，UC3842基本正常;若７脚电压低，其余接脚无电压或不波动，则UC3842已损坏。
&&& 在UC脚间外加+17V左右的直流电压，若测8脚有+5V电压，1、2、4、6脚也有不同的电压，则UC3842基本正常，工作电流小，自身不易损坏．它损坏的最常见原因是电源开关管(MOSFET)短路后，高电压从G极加到其6脚而致使其烧毁．而有些机型中省去了G极接地的保护二极体，则电源开关管(MOSFET)损坏时，UC3842和G极外接的限流电阻必坏．此时直接更换即可。
&&& 需要注意的是，电源开关管源极（S极）通常接１个小阻值、大功率的电阻作为过流保护检测电阻．此电阻的阻值一般在0.2-0.6之间，大于此值会出现带不起负载的现象（就是次极电压偏低）。
&&& 由于UC3842（KA3842）的工作电压和输出功率均与UC3843（KA3843）相差甚远， 3842系列和3843系列在启动电压和关闭电压方面也存在着较大的区别.前者的启动电压为16V，关闭电压为10V;后者的启动电压为8.5V，关闭电压为7.6V。这两个系列的IC不能直接代换。如确有必要用后者代换前者时，要对电路加以改造方可。因此，这一点在维修工作中必须要注意。维修故障
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网友[匿名]评论：电源开关管源极（S极）通常接１个小阻值、大功率的电阻作为过流保护检测电阻．此电阻的阻值一般在0.2-0.6之间，大于此值会出现带不起负载的现象（就是次极电压偏低）&br /&
这个电阻的单位是多少？？？？— 15:08:22发表555电路大全_百度文库
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【问】UC3842A和UC3842B有什么区别啊
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TI有TL3842B，然后还有个UC3842，结合ON还有3842A所以问了这么个问题。主要想知道兼容性方面有何要注意的，因为我是准备以TL3842B作为设计原型，但是由于ON有中文数据手册，所以作为参考的
有朋友说是启动电流的问题，但实际证明也并非完全所有产品都有差别，另外想问，若是启动电流差异，设计方面是有何注意点呢？
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此贴字数太少，TI没有UC3842B,好像ON才有
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启动电流有些诧异，B挡的小些，B挡是A挡的升版。内部控制做的更好些。
无所不能无所不会
电源币：2850&nbsp|&nbsp主题帖：2992&nbsp|&nbsp回复帖：147
这个问题问得有问题。。。
首先,TI没有UC3842B。
TI有UC3842,UC3842A,UC3842D,UC3842M，就是没有UC3842B
很多人说启动电流和工作电流不一样，
这个体现在规格书首页的说明里，如：
TI的UC3842A写着低的启动电流，MOT的UC3842B也写着低的启动和工作电流，
但看规格书中的具体电流，TI的UC3842A和MOT的UC3842B是完全一样的。
TI的UC3842A：
MOT的UC3842B：
所以这个在ON,MOT,UTC这些牌子里是可以对比的，与TI没法比。
电源币：54&nbsp|&nbsp主题帖：178&nbsp|&nbsp回复帖：22
我看到TI有TL3842B，然后还有个UC3842，结合ON还有3842A所以问了这么个问题。主要想知道兼容性方面有何要注意的，因为我是准备以TL3842B作为设计原型，但是由于ON有中文数据手册，所以作为参考的。
无所不能无所不会
电源币：2850&nbsp|&nbsp主题帖：2992&nbsp|&nbsp回复帖：147
如果不是寒带地区工作，兼容性没什么问题。
不够建议你还是用什么IC就看什么IC的规格书，每家的IC多多少少都会有差异的，
看这家的规格书用那家的IC，这个习惯不好
电源币：330&nbsp|&nbsp主题帖：484&nbsp|&nbsp回复帖：43
UC3842A特性
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& Rating&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& Symbol&&&&&&&&&&& Value&&&&&&&& Unit
&Total Power Supply and Zener Current&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (ICC + IZ)&&&&&&&&&& 30&&&&&&&&&& mA
&Output Current, Source or Sink (Note 1)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& IO&&&&&&&&&&&&&& 1.0&&&&&&&&& A
&Output Energy (Capacitive Load per Cycle)&&&&&&&&&&&&&&&&&&& W&&&&&&&&&&&&&&& 5.0&&&&&&&&& uJ
&Current Sense and Voltage Feedback Inputs&&&&&&&&&&&&&&&&&& Vin&&&&&&&& – 0.3 to + 5.5&&&& V
&Error Amp Output Sink Current&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& IO&&&&&&&&&&&&&& 10&&&&&&&&&& mA
&Power Dissipation and Thermal Characteristics
&&&& D Suffix, Plastic Package
&&&&&& Maximum Power Dissipation @ T&& = 25°C&&&&&&&&&&&&&&&& P&&&&&&&&&&&&&& 862&&&&&&&&& mW
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& A&&&&&&&&&&&&&&&&&&& D
&&&&&& Thermal Resistance, Junction–to–Air&&&&&&&&&&&&&&&&& RθJA&&&&&&&&&&&&&& 145&&&&&&&& °C/W
&&&& N Suffix, Plastic Package
&&&&&& Maximum Power Dissipation @ T&& = 25°C&&&&&&&&&&&&&&&& P&&&&&&&&&&&&&& 1.25&&&&&&&&& W
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& A&&&&&&&&&&&&&&&&&&& D
&&&&&& Thermal Resistance, Junction–to–Air&&&&&&&&&&&&&&&&& RθJA&&&&&&&&&&&&&& 100&&&&&&&& °C/W
&Operating Junction Temperature&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& TJ&&&&&&&&&&&& + 150&&&&&&&&& °C
&Operating Ambient Temperature&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& TA&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& °C
&&&& UC3842A, UC3843A&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 0 to + 70
&&&& UC2842A, UC2843A&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& – 25 to + 85
UC3842B特性
Symbol&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& Parameter&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& Value&&&&&&&&&&&&&&&&& Unit
&&&&&& Vi&&&&&&&& Supply Voltage (low impedance source)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&30&&&&&&&&&& V
&&&&&& Vi&&&&&&&& Supply Voltage (Ii & 30mA)&&&&&&&&&&&Self Limiting
&&&&&& IO&&&&&&&& Output Current&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&±1&&&&&&&&&&&&&&&&&&& A
&&&&&& EO&&&&&&&& Output Energy (capacitive load)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&5&&&&&&&&&&&&&&&&&&& uJ
&&&&&&&&&&&&&&&& Analog Inputs (pins 2, 3)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&– 0.3 to 5.5&&&&&&&&&&&&&& V
&&&&&&&&&&&&&&& Error Amplifier Output Sink Current&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&10&&&&&&&&&&&&&&&&&mA&
&&&& Ptot&&&&&&& Power Dissipation at Tamb ≤ 25 °C (Minidip)&&&&&&&&&&&&&&&&&1.25&&&&&&&&&&&&&&&&& W
&&&&&Ptot&&&&&&& Power Dissipation at Tamb ≤ 25 °C (SO8)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&800&&&&&&&&&&&&&&&& mW
&&&&&Tstg&&&&&&& Storage Temperature Range&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&– 65 to 150&&&&&&& °C
&&&&&& TJ&&&&&&&& Junction Operating Temperature&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&– 40 to 150&&&&&&& °C
&&&&&& TL&&&&&&&& Lead Temperature (soldering 10s)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&300&&&&&&&&&&&&&&&&&& °C
电源币：473&nbsp|&nbsp主题帖：1036&nbsp|&nbsp回复帖：236
电源币：220&nbsp|&nbsp主题帖：3311&nbsp|&nbsp回复帖：228
最关键的用哪家的芯片，就找哪家的说明书，同样3842，每家都有点不一样的，不可能完全一样的。良好的习惯重说明书看起，特别注意备注
电源币：171&nbsp|&nbsp主题帖：153&nbsp|&nbsp回复帖：12
对，要看具体哪家的芯片，要看看规格书。在整机测试比较中，主要对比看看动态方法的性能和表现能力，启动时间，输出电压上升沿，动态负载特性，空载电压变化，能稳定条件下的输出最小假负载能力。曾经遇到原来用on的电源测试ok，带实际产品运行ok，由于交期问题，使用st的替代，电源测试ok，但是带实际产品的时候出现了问题，实际产品上电后无法进入正常工作状态，就是st的启动电流比on的稍微要大一点点，而电源设计的时候启动电流就控制的很小，引起5V输出电压上升出现问题，导致系统无法工作啦。
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