技術指南:基於UC3842彩顯開關電源的優化改進
發布時間:2014-09-28 責任編輯:echolady
【導讀】UC3842集成塊組成的高性能電流型開關電源控製電路已得到廣泛推廣,這種電路應用在離線式開關穩壓電源或DC-DC轉換器電路更加適宜,這種電路具有較低的啟動電流(I<1mA),自動補償,增強負載響應,欠壓鎖定輸出,而且最大工作頻率高達500KHZ。
由UC3842組成的彩顯開關電源電路原理分析
UC3842是一種新型PWM脈寬UC3842調製集成電路,內含脈衝信號發生器、穩壓電路、脈寬調整電路、電壓和電流檢測電路等;是一種單端隔離電流型脈衝寬度調製集成電路。由UC3842組成的開關電源典型應用電路如圖1suoshi,gaidianluzhuyaoyouxiaocidianlu,shurudianwangkangganraodianlu,jiaoliubianzhiliudianlu,dianyabianhuandianlu,wenyakongzhidianlu,kaiguandianyuanpinlvsuodingdianludengbufenzucheng。

(1)啟動振蕩電路
在圖1中,接通電源開關SW901後,220V交流電壓經保險管F901,共軛濾波器L901和L902L輸入,由VD901~VD904橋式整流,C908濾波獲得300V左右的直流電壓。這個電壓一路經開關變壓器T901的初級⑤~⑦腳間繞組經R913電阻加至開關管VT901的漏極;另一路經R907、R909、R908、ZD901、VT902等構成的有源限壓電路,使VT902管發射極獲得約45V直流電壓,再經R911電阻對C913充電,當C913兩端電壓達到16V時,N901(UC3842)內的基準電壓發生器啟動,產生5V基準電壓,並從第⑧腳輸出,經R926送入第④腳內的振蕩器,啟動振蕩器工作。
(2)穩壓過程
當電網電壓升高或負載變小導致開關電源輸出電壓升高時,經VD909整流、C914濾波產生15V電壓同時升高,致使經R915、RP901、R916、R917等形成的取樣電壓(即N901②腳上的電壓)超過2.5V,該電壓與內部放大器同相輸入端2.5V基準電壓比較後,得到的誤差控製電壓,經放大後控製振蕩器輸出脈衝的占空比,使其變小,開關管VT901導通時間相對縮小,從而使輸出電壓降低;反之,當電網電壓變低或負載變小導致開關電源輸出電壓變低時,VT901的導通時間變長,從而使輸出電壓升高。
(3)保護電路
反峰壓吸收電路 。R912、VD907、C912構成了保護開關管VT901的反峰壓吸收電路,用來吸收VT901在由飽和進入截止產生的反峰電壓。
過流保護
N901的③腳為過流保護控製端,電阻R924為過流取樣電阻,當負載過重時,開關管VT901的源極電流變大,電阻R924上的電壓將正比增大,這樣通過隔離電阻R925將使N901的③腳電位升高,當該腳電位升到1V左右時,N901內部的鎖定電路動作,使觸發器翻轉,關斷第⑥腳驅動脈衝,VT901始終處於截止狀態,從而起到了防止故障擴大的作用。
欠壓保護
當N901⑦腳上的啟動電壓小於16V時,電路將不能啟動,從而禁止顯示器在過低的電網電壓下工作。電路完成啟動進入正常工作狀態下,如因負載過重或VD908、C913、R914等元件組成的整流濾波電路異常而使N901⑦腳電壓小於13V時,第⑦腳內部的鎖定電路動作,判斷驅動脈衝,實現欠壓保護。
過壓保護
該電路也設置在N901的⑦腳內,正常工作時該腳的電壓穩定在14V左右。當市電AC電壓大幅升高時,整流濾波後電壓也將上升,這一電壓通過L901進行耦合,在②~③繞組上感應的電勢經VD908、C913整流濾波後的電壓也隨之上升,並加至⑦腳內的過壓保護電路。當該電壓達到過壓保護電路20V的啟控電壓時,過壓保護電路將會動作,控製其內部的振蕩器停振,⑥腳便無脈衝信號輸出,使VT901截止,從而達到了過壓保護的目的。
電路優化改進
通過對由UC3842組成的彩顯開關電源電路原理分析,發現UC3842的過流保護功能是通過腳③實現的。當腳③上檢測的電壓高於1V時,就會使UC3842內部的比較器翻轉,將PWMsuocunqizhiling,shimaichongtiaozhiqichuyuguanbizhuangtai,congershixianledianludeguoliubaohu。youyujiancedianzunengganyingchufengzhidiangandianliu,suoyiziranxingchengzhugemaichongxianliudianlu,zhiyaojiancedianzushangdedianpingdadao1V,maikuantiaozhiqilijiguanbi,yincizhezhongfengzhidiangandianliujiancejishukeyijingquexianzhishuchudezuidadianliu,shidekaitoudianyuanzhongdecixingyuanjianhegonglvqijianbubishejijiaodadeyuliang,jiunengbaozhengwenyadianyuandegongzuokekao。danshi,tongchangcaiyongdecaiyangdianzudoushijinshumohuoyanghuamodianzu,zhezhongdianzushiyougande,dangdianliuliuguoquyangdianzudedianliuyoukenengzaixiayigezhendangzhouqidaolaizhiqianhaimeifangwan,quyangdianzuchengshoudedianliujiangyuelaiyueda,zheyangjianghuiyinqiUC3842的誤操作,甚至會引起電路不能正常工作,元器件被燒壞現象。因此,UC3842的這種過流保護功能有時難以起到很好的保護作用,存在著一定的缺陷。針對這種情況提出了二種改進的方法。
(1)接入射極跟隨器
在UC3842的采樣電壓處接入一個射極跟隨器,從而在控製電壓上增加了一個與脈寬調製時鍾同步的人為斜坡,它可以在後續的周期內將△I擾動減小到零。如圖2所示,射極跟隨器的信號從基極輸入,射極輸出,它具有高輸入阻抗、低輸出阻抗、輸入信號與輸出信號相位相同的特點。因此,即使係統工作在占空比大於50%或連續的電感電流條件下,係統也不會出現不穩定的情況。

(2)取樣電阻改用無感電阻
無wu感gan電dian阻zu是shi一yi種zhong雙shuang線xian並bing繞rao的de繞rao線xian電dian阻zu,其qi精jing度du高gao且qie容rong易yi做zuo到dao大da功gong率lv。采cai用yong無wu感gan電dian阻zu後hou,其qi阻zu抗kang不bu會hui隨sui著zhe頻pin的de增zeng加jia而er增zeng加jia。這zhe樣yang,即ji使shi在zai高gao頻pin情qing況kuang下xia取qu樣yang電dian阻zu所suo消xiao耗hao的de功gong率lv也ye不bu會hui超chao過guo它ta的de標biao稱cheng功gong率lv,因yin此ci也ye就jiu不bu會hui出chu現xian電dian路lu不bu能neng正zheng常chang工gong作zuo,元yuan器qi件jian被bei燒shao壞huai現xian象xiang。
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