Sursă de alimentare comutată (60W) bazată pe PWM UC3842. Descrierea funcționării (principiul de funcționare) a cipului PWM ka3842 (uc3842), precum și a oricărei alte serie (384x) Circuit de încărcare pentru uc3842

Chip UC3842(UC3843)- este un circuit controler PWM cu feedback de curent și tensiune pentru controlul unei etape cheie pe un tranzistor MOS cu canale n, asigurând descărcarea capacității sale de intrare cu un curent forțat de până la 0,7A. Chip SMPS controlerul este format dintr-o serie de microcircuite UC384X (UC3843, UC3844, UC3845) Controlere PWM. Miez UC3842 conceput special pentru funcționare pe termen lung cu un număr minim de componente externe discrete. Controler PWM UC3842 Dispune de control precis al ciclului de lucru, compensare a temperaturii și este un cost redus. Caracteristică UC3842 este capacitatea de a funcționa cu un ciclu de funcționare de 100% (de exemplu UC3844 funcționează cu un factor de umplere de până la 50 %). Analog domestic UC3842 este 1114EU7. Surse de alimentare realizate pe un microcircuit UC3842 se caracterizează prin fiabilitate sporită și ușurință în execuție.

Diferențele de tensiune de alimentare între UC3842 și UC3843:

UC3842_________| 16 volți / 10 volți
UC3843_________| 8,4 volți / 7,6 volți

Diferențe în ciclul de lucru al impulsului:

UC3842, UC3843__| 0% / 98%

Tsokolevka UC3842(UC3843) prezentat în Fig. 1

Cea mai simplă schemă de conectare este prezentată în Fig. 2

UC3845
PRINCIPIUL DE FUNCȚIONARE

Sincer vorbind, nu a fost posibil să învingi UC3845 prima dată - încrederea în sine a jucat o glumă crudă. Cu toate acestea, înțelept cu experiența, am decis să-mi dau seama în sfârșit - cipul nu este atât de mare - doar 8 picioare. Aș dori să exprim o recunoștință deosebită abonaților mei, care nu au stat deoparte și au dat câteva explicații; au trimis chiar un articol destul de detaliat pe e-mail și o bucată din model în Microcap. MULȚUMESC FOARTE MULT .
Folosind link-urile și materialele trimise, am stat o seară sau două și, în general, toate puzzle-urile se potrivesc, deși unele celule s-au dovedit a fi goale. Dar mai întâi de toate...
Nu a fost posibilă asamblarea unui analog al UC3845 folosind elemente logice în Microcap 8 și 9 - elementele logice sunt strict conectate la o sursă de alimentare de cinci volți, iar aceste simulatoare au dificultăți cronice cu auto-oscilația. Microcap 11 a arătat aceleași rezultate:

A mai rămas o singură opțiune - Multisim. Versiunea 12 a fost găsită chiar și cu o localizare. Nu am folosit Multisim de FOARTE mult timp, așa că a trebuit să mă chinuiesc. Primul lucru care m-a încântat a fost că Multisim are o bibliotecă separată pentru logica de cinci volți și o bibliotecă separată pentru logica de cincisprezece volți. În general, cu durerea la jumătate, s-a dovedit a fi o variantă mai mult sau mai puțin funcțională, dând semne de viață, dar nu a vrut să funcționeze exact așa cum se comportă un microcircuit adevărat, oricât am încercat să-l conving . În primul rând, modelele nu măsoară nivelul relativ la zero real, așa că ar trebui introdusă o sursă suplimentară de tensiune de polarizare negativă. Dar în acest caz ar trebui să explice în detaliu ce este și de ce, dar am vrut să fiu cât mai aproape de microcircuitul real.

După ce am scotocit prin Internet, am găsit o schemă gata făcută, dar pentru Multisim 13. Am descărcat opțiunea 14, am deschis modelul și chiar a funcționat, dar bucuria nu a durat mult. În ciuda prezenței în bibliotecile în sine a celui de-al doisprezecelea și al patrusprezecelea Multisim al microcircuitului UC3845 în sine și a analogilor săi, a devenit rapid clar că modelul microcircuitului nu permite elaborarea TOATE opțiunile pentru pornirea acestui microcircuit. În special, limitarea curentului și reglarea tensiunii de ieșire funcționează destul de fiabil (deși adesea nu se încadrează în simulare), dar microcircuitul a refuzat să accepte aplicarea unei erori de masă la ieșirea amplificatorului.

În general, deși căruciorul s-a deplasat, nu a călătorit departe. A mai rămas o singură opțiune - imprimarea foii de date pe UC3845 și o placă cu cablare. Pentru a nu mă lăsa purtat de simularea sarcinii și simularea limitării curentului, am decis să construiesc un microbooster și să îl folosesc pentru a verifica ce se întâmplă de fapt cu microcircuitul sub una sau alta variantă de includere și utilizare.
În primul rând, o mică explicație:
Microcircuitul UC3845 merită cu adevărat atenția proiectanților de surse de alimentare de diferite puteri și scopuri; are un număr de aproape analogi. Aproape pentru că atunci când înlocuiți un cip pe o placă, nu trebuie să schimbați nimic altceva, dar modificările temperaturii ambientale pot cauza probleme. Și unele subopțiuni nu pot fi folosite deloc ca înlocuire directă.

Pe baza tabelului de mai sus, este clar că UC3845 este departe de cea mai bună opțiune acest microcircuit, deoarece limita sa inferioară de temperatură este limitată la zero grade. Motivul este destul de simplu - nu toată lumea stochează un aparat de sudură într-o cameră încălzită și este posibilă o situație când trebuie să sudați ceva în afara sezonului, dar sudorul fie nu pornește, fie pur și simplu explodează. nu, nu mărunțiți, chiar și bucăți de tranzistoare de putere este puțin probabil să zboare, dar nu va exista sudură în niciun caz, iar sudorul are nevoie și de reparații. După ce am răsfoit pe Ali, am ajuns la concluzia că problema este complet rezolvabilă. Desigur, UC3845 este mai popular și există mai multe dintre ele la vânzare, dar UC2845 este și ea la vânzare:

UC2845 este desigur ceva mai scump, dar în orice caz este mai ieftin decât UN tranzistor de putere, așa că am comandat personal o duzină de UC2845 în ciuda faptului că mai sunt 8 bucăți de UC3845 pe stoc. Ei bine, așa cum doriți.
Acum putem vorbi despre microcircuit în sine, sau mai precis despre principiul funcționării acestuia. Figura de mai jos prezintă schema bloc a UC3845, adică cu un declanșator intern care nu permite ca durata pulsului de control să fie mai mare de 50% din perioadă:

Apropo, dacă dați clic pe imagine, aceasta se va deschide într-o filă nouă. Nu este în întregime convenabil să sari între file, dar, în orice caz, este mai convenabil decât să rotiți rotița mouse-ului înainte și înapoi, revenind la imaginea care a mers în partea de sus.
Cipul oferă un control dublu al tensiunii de alimentare. COMP1 monitorizează tensiunea de alimentare ca atare și dacă este mai mică decât valoarea setată, emite o comandă care oprește regulatorul intern de cinci volți. Dacă tensiunea de alimentare depășește pragul de comutare, stabilizatorul intern este deblocat și microcircuitul pornește. Al doilea element care supraveghează alimentarea este elementul DD1, care, în cazurile în care tensiunea de referință diferă de normă, produce un zero logic la ieșire. Acest zero merge la invertorul DD3 și, transformat într-unul logic, merge la logic SAU DD4. În aproape toate diagramele bloc, aceasta are pur și simplu o intrare inversă, dar am scos invertorul în afara acestui element logic - este mai ușor de înțeles principiul de funcționare.
Elementul logic SAU funcționează pe principiul determinării prezenței unuia logic la oricare dintre intrările sale. De aceea se numește SAU - dacă există unul logic la intrarea 1, SAU la intrarea 2, SAU la intrarea 3, SAU la intrarea 4, atunci ieșirea elementului va fi una logică.
Când unul logic apare la prima intrare a acestui sumator a tuturor semnalelor de control la acesta ieșire directă va apărea unul logic, iar pe invers va apărea un zero logic. În consecință, tranzistorul superior de driver va fi închis, iar cel inferior se va deschide, închizând astfel tranzistorul de putere.
Microcircuitul va rămâne în această stare până când analizorul de putere de referință dă permisiunea de a funcționa și la ieșire apare o unitate logică care, după invertorul DD3, deblochează elementul de ieșire DD4.
Să presupunem că alimentarea noastră este normală și microcircuitul începe să funcționeze. Oscilatorul principal începe să genereze impulsuri de control. Frecvența acestor impulsuri depinde de valorile rezistenței de setare a frecvenței și ale condensatorului. Există o mică discrepanță aici. Diferența nu pare să fie mare, dar totuși există și există posibilitatea de a obține ceva care nu este exact ceea ce ți-ai dorit, și anume un dispozitiv foarte fierbinte atunci când un microcircuit „mai rapid” de la un producător este înlocuit cu unul mai lent. . Cea mai frumoasă imagine a dependenței frecvenței de rezistența rezistenței și a capacității condensatorului este de la Texas Instruments:

Lucrurile sunt puțin diferite pentru alți producători:

Dependența frecvenței de evaluările RC ale unui microcircuit Fairchild

Dependența frecvenței de evaluările RC ale unui microcircuit de la STMicroelectronics

Dependența frecvenței de evaluările RC ale unui microcircuit de la UNISONIC TECHNOLOGIES CO

Generatorul de ceas produce impulsuri destul de scurte sub forma unei unități logice. Aceste impulsuri sunt împărțite în trei blocuri:
1. Același sumator final DD4
2. D-trigger DD2
3. Declanșare RS pe DD5
Declanșatorul DD2 este disponibil numai în microcircuite din subseriile 44 și 45. Acesta este ceea ce împiedică durata impulsului de control să devină mai mare de 50% din perioadă, deoarece cu fiecare margine care sosește a unei unități logice de la generatorul de ceas, aceasta își schimbă starea în sens invers. Făcând acest lucru, împarte frecvența în două, formând zerouri și unele de durată egală.
Acest lucru se întâmplă într-un mod destul de primitiv - cu fiecare margine care ajunge la intrarea de ceas C, declanșatorul își scrie informațiile situate la intrarea de informații D, iar intrarea D este conectată la ieșirea inversă a microcircuitului. Din cauza întârzierii interne, informațiile inversate sunt înregistrate. De exemplu, ieșirea inversoare are un nivel logic zero. Când marginea pulsului ajunge la intrarea C, declanșatorul reușește să înregistreze acest zero înainte ca zero să apară la ieșirea sa directă. Ei bine, dacă ieșirea directă este zero, atunci ieșirea inversă va fi una logică. Odată cu sosirea următoarei margini a pulsului de ceas, declanșatorul scrie deja o unitate logică în sine, care va apărea la ieșire după câteva nanosecunde. Scrierea unuia logic duce la apariția unui zero logic la ieșirea inversă a declanșatorului și procesul va începe să se repete de la marginea următoare a pulsului de ceas.

Din acest motiv, microcircuitele UC3844 și UC3845 au o frecvență de ieșire de 2 ori mai mică decât cea a UC3842 și UC3843 - este împărțită de declanșator.
Când primul impuls intră în intrarea de setare a unității a declanșatorului RS DD5, acesta comută declanșatorul într-o stare în care ieșirea sa directă este una logică, iar ieșirea sa inversă este zero. Și până când apare unul la intrarea R, declanșatorul DD5 va fi în această stare.
Să presupunem că nu avem semnale de control din exterior, atunci la ieșirea amplificatorului de eroare OP1 va apărea o tensiune apropiată de tensiunea de referință - nu există feedback, intrarea inversoare este în aer și intrarea neinversătoare. este alimentat cu o tensiune de referință de 2,5 volți.
Aici voi face imediat o rezervare - eu personal am fost oarecum confuz de acest amplificator de eroare, dar după ce am studiat mai atent fișa de date și datorită bătării din nasul abonaților, s-a dovedit că ieșirea acestui amplificator nu este în întregime tradițională. În treapta de ieșire OP1 există un singur tranzistor care conectează ieșirea la firul comun. O tensiune pozitivă este generată de un generator de curent atunci când acest tranzistor este ușor deschis sau complet închis.
De la ieșirea lui OP1, tensiunea trece printr-un fel de limitator și divizor de tensiune 2R-R. În plus, aceeași magistrală are o limită de tensiune de 1 volt, astfel încât în ​​orice condiții mai mult de un volt nu ajunge la intrarea inversoare OP2.
OP2 este în esență un comparator care compară tensiunile la intrările sale, dar comparatorul este, de asemenea, complicat - un amplificator operațional convențional nu poate compara astfel de tensiuni scăzute - de la zero la un volt. Un amplificator operațional convențional are nevoie fie de o tensiune de intrare mai mare, fie de o parte negativă a tensiunii de alimentare, de exemplu. tensiune bipolară. Același comparator face față destul de ușor analizei acestor tensiuni; este posibil să existe unele elemente de polarizare în interior, dar înainte diagramă schematică Parcă nu ne-ar păsa.
În general, OP2 compară tensiunea provenită de la ieșirea amplificatorului de eroare, sau mai precis, tensiunea rămasă care se obține după trecerea prin divizor cu tensiunea de la al treilea pin al microcircuitului (se înțelege pachetul DIP-8).
Dar în acest moment, nu avem nimic pe al treilea pin și se aplică o tensiune pozitivă la intrarea inversoare. Desigur, comparatorul îl va inversa și va forma un zero logic clar la ieșire, care nu va afecta în niciun fel starea declanșatorului RS DD5.
Ca urmare a ceea ce se întâmplă, avem un zero logic la prima intrare de sus, DD4, deoarece alimentarea noastră este normală, la a doua intrare avem impulsuri scurte de la generatorul de ceas, la a treia intrare avem impulsuri de la D-flip-flop DD2, care au aceeași durată de zero și unu . La și la a patra intrare avem un zero logic de la declanșatorul RS DD5. Ca rezultat, ieșirea elementului logic va repeta complet impulsurile generate de declanșatorul D DD2. Prin urmare, de îndată ce unul logic apare la ieșirea directă a DD4, tranzistorul VT2 se va deschide. În același timp, ieșirea inversă va avea un zero logic și tranzistorul VT1 va fi închis. De îndată ce apare un zero logic la ieșirea DD4, VT2 se închide și ieșirea inversă a lui DD4 deschide VT1, care va fi motivul deschiderii tranzistorului de putere.
Curentul pe care VT1 și VT2 îl pot rezista este de un amper, prin urmare acest microcircuit poate controla cu succes tranzistoarele MOSFET relativ puternice fără drivere suplimentare.
Pentru a înțelege exact cum sunt reglementate procesele care au loc în sursa de alimentare, a fost asamblat cel mai simplu booster, deoarece necesită cel mai mic număr de părți de înfășurare. Primul inel VERDE care a venit la îndemână a fost luat și s-au înfășurat 30 de spire. Cantitatea nu a fost calculată deloc, doar un strat de înfășurare a fost înfășurat și nimic mai mult. Nu am fost îngrijorat de consum - microcircuitul funcționează într-o gamă largă de frecvențe și dacă începeți cu frecvențe sub 100 kHz, atunci acest lucru va fi suficient pentru a împiedica miezul să intre în saturație.

Rezultatul a fost următorul circuit de amplificare:

Toate elementele externe au prefixul out, adică sunt IN AFARA detalii microcircuit.
Voi descrie imediat ce este pe această diagramă și de ce.
VT1 - baza este în esență în aer, capetele sunt lipite pe placă pentru punerea pe jumperi, adică. baza este conectată fie la pământ, fie la un ferăstrău generat de cip propriu-zis. Nu există nicio rezistență Rout 9 pe placă - chiar am ratat necesitatea acestuia.
Optocuplerul Uout 1 folosește amplificatorul de eroare OP1 pentru a regla tensiunea de ieșire, gradul de influență este reglat de rezistența Rout 2. Optocuplerul Uout 2 controlează tensiunea de ieșire ocolind amplificatorul de eroare, gradul de influență este reglat de rezistența Rout 4. Rout 14 este un rezistor de masurare a curentului, luat special la 2 Ohmi pentru a nu scoate tranzistorul de putere. Ruta 13 - ajustarea pragului limită de curent. Ei bine, Rout 8 - reglarea frecvenței de ceas a controlerului în sine.

Tranzistorul de putere este ceva care a fost lipit dintr-un convertor de mașină care a fost odată reparat - un braț sa aprins, am schimbat toate tranzistoarele (de ce TOT răspunsul este AICI), și aceasta este, ca să spunem așa, o capitulare. Deci nu știu ce este - inscripția este foarte uzată, în general este ceva de genul 40-50 de amperi.
Sarcina de tip Rout 15 - 2 W la 150 Ohm, dar 2 W s-au dovedit a fi insuficienti. Trebuie fie să creșteți rezistența, fie să creșteți puterea rezistorului - începe să pute dacă funcționează timp de 5-10 minute.
VDout 1 - pentru a exclude influența puterii principale asupra funcționării controlerului (HER104 pare să fi fost un succes), VDout 2 - HER308, ei bine, astfel încât să nu se stingă imediat dacă ceva nu merge bine.
Mi-am dat seama de necesitatea rezistenței R9 când placa era deja lipită. În principiu, acest rezistor va trebui în continuare selectat, dar acest lucru este pur opțional, pentru cei care doresc cu adevărat să scape de metoda releului de stabilizare pe La ralanti. Mai multe despre asta puțin mai târziu, dar deocamdată am lipit acest rezistor pe marginea șinelor:

Prima pornire - motoare TOATE conectorii interliniari trebuie să fie conectați la masă, adică nu afectează circuitul. Motorul Rout 8 este instalat astfel încât rezistența acestui rezistor să fie de 2-3 kOhm, deoarece condensatorul este de 2,2 nF, frecvența ar trebui să fie de aproximativ 300 kHz impar, prin urmare, la ieșirea UC3845 vom ajunge undeva la 150 kHz. .

Verificăm frecvența la ieșirea microcircuitului în sine - aceasta este mai precisă, deoarece semnalul nu este aglomerat de procesele de șoc de la inductor. Pentru a confirma diferențele dintre frecvența de generare și frecvența de conversie, întoarcem raza galbenă în pinul 4 și vedem că frecvența este de 2 ori mai mare. Frecvența de operare în sine s-a dovedit a fi de 146 kHz:

Acum creștem tensiunea pe LED-ul optocupler Uout 1 pentru a controla schimbarea modurilor de stabilizare. Aici trebuie amintit că glisorul Rezistorului Rout 13 se află în poziția inferioară a diagramei. Un fir comun este, de asemenea, furnizat la baza VT1, adică. Absolut nimic nu se întâmplă la pinul 3, iar comparatorul OP2 nu răspunde la intrarea care nu se inversează.
Prin creșterea treptată a tensiunii de pe LED-ul optocuplerului, devine evident că impulsurile de control încep pur și simplu să dispară. Prin schimbarea scanării, acest lucru devine cel mai clar. Acest lucru se întâmplă deoarece OP2 monitorizează doar ceea ce se întâmplă la intrarea sa de inversare și de îndată ce tensiunea de ieșire a OP1 scade sub valoarea de prag, OP2 formează una logică la ieșire, care setează declanșatorul DD5 la zero. Desigur, dar unul logic apare la ieșirea inversă a declanșatorului, care blochează sumatorul final DD4. Astfel, microcircuitul se oprește complet.

Dar amplificatorul este încărcat, prin urmare tensiunea de ieșire începe să scadă, LED-ul Uout 1 începe să scadă luminozitatea, tranzistorul Uout 1 se închide și OP1 începe să-și crească tensiunea de ieșire și de îndată ce trece de pragul de răspuns OP2, microcircuitul pornește din nou.
În acest fel, tensiunea de ieșire este stabilizată în modul releu, adică. microcircuitul generează impulsuri de control în loturi.
Prin aplicarea tensiunii la LED-ul optocuplatorului Uout 2, tranzistorul acestui optocupler se deschide ușor, aducând o scădere a tensiunii furnizate comparatorului OP2, adică. procesele de ajustare se repetă, dar OP1 nu mai participă la ele, adică. circuitul este mai puțin sensibil la modificările tensiunii de ieșire. Datorită acestui fapt, pachetele de puls de control au o durată mai stabilă și imaginea pare mai plăcută (chiar și osciloscopul este sincronizat):

Îndepărtăm tensiunea de la LED-ul Uout 2 și, pentru orice eventualitate, verificăm prezența unui ferăstrău pe borna superioară a lui R15 (fascicul galben):

Amplitudinea este puțin mai mare decât un volt și este posibil ca această amplitudine să nu fie suficientă, deoarece există divizoare de tensiune pe circuit. Pentru orice eventualitate, deșurubam glisorul rezistenței de reglare R13 în poziția superioară și controlăm ce se întâmplă la al treilea pin al microcircuitului. În principiu, speranțele au fost pe deplin justificate - amplitudinea nu este suficientă pentru a începe limitarea curentului (raza galbenă):

Ei bine, dacă nu există suficient curent prin inductor, înseamnă fie multe spire, fie o frecvență înaltă. Rebobinarea este prea leneșă, deoarece placa are un rezistor de tăiere Rout8 pentru a regla frecvența. Rotim regulatorul său până când se obține amplitudinea de tensiune necesară la pinul 3 al controlerului.
În teorie, de îndată ce pragul este atins, adică de îndată ce amplitudinea tensiunii la pinul 3 devine nu mai mult de un volt, durata impulsului de control va începe să fie limitată, deoarece controlerul începe deja să credeți că curentul este prea mare și va opri tranzistorul de putere.
De fapt, acest lucru începe să se întâmple la o frecvență de aproximativ 47 kHz, iar scăderile ulterioare ale frecvenței nu au avut practic niciun efect asupra duratei pulsului de control.

O caracteristică distinctivă a UC3845 este că controlează fluxul prin tranzistorul de putere la aproape fiecare ciclu de funcționare, și nu valoarea medie, așa cum o face de exemplu TL494, iar dacă sursa de alimentare este proiectată corect, atunci nu va fi niciodată. posibilă deteriorarea tranzistorului de putere...
Acum creștem frecvența până când limitarea actuală încetează să aibă efect, totuși, vom face o rezervă - o setăm la exact 100 kHz. Raza albastră arată încă impulsuri de control, dar îl punem pe cel galben pe LED-ul optocuplerului Uout 1 și începem să rotim butonul rezistorului trimmer-ului. De ceva timp, oscilograma arată la fel ca în timpul primului experiment, cu toate acestea, apare și o diferență; după depășirea pragului de control, durata impulsurilor începe să scadă, adică reglarea reală are loc prin modularea lățimii impulsului. Și acesta este doar unul dintre trucurile acestui microcircuit - ca fierăstrău de referință pentru comparație, folosește un ferăstrău care este format pe rezistența de limitare a curentului R14 și astfel creează o tensiune stabilizată la ieșire:

Același lucru se întâmplă atunci când crește tensiunea la optocuplerul Uout 2, deși în versiunea mea nu a fost posibil să obțin aceleași impulsuri scurte ca prima dată - luminozitatea LED-ului optocuplerului nu a fost suficientă și mi-a fost prea lene să reduc. rezistorul Rout 3.
În orice caz, stabilizarea PWM are loc și este destul de stabilă, dar numai în prezența unei sarcini, adică. aspectul unui fierăstrău, nici măcar de mare importanta, sunt 3 controlere pe pin. Fără acest ferăstrău, stabilizarea se va efectua în modul releu.
Acum comutăm baza tranzistorului la pinul 4, alimentând astfel ferăstrăul cu forța la pinul 3. Nu este o mare poticnire aici - pentru această simulare va trebui să selectați un rezistor Rout 9, deoarece amplitudinea prafului și a nivelul componentei constante s-a dovedit a fi oarecum prea mare pentru mine.

Cu toate acestea, acum principiul de funcționare în sine este mai interesant, așa că îl verificăm coborând motorul de tuns Rout 13 la sol și începem să rotim Rout 1.
Există modificări ale duratei pulsului de control, dar nu sunt atât de semnificative pe cât ne-am dori - componenta mare constantă are un efect puternic. Dacă doriți să utilizați această opțiune de includere, trebuie să vă gândiți mai atent la cum să o organizați corect. Ei bine, imaginea de pe osciloscop este următoarea:

Odată cu o creștere suplimentară a tensiunii pe LED-ul optocuplerului, are loc o defecțiune în modul de funcționare a releului.
Acum puteți verifica capacitatea de încărcare a rapelului. Pentru a face acest lucru, introducem o limitare a tensiunii de ieșire, adică. Aplicați o tensiune mică la LED-ul Uout 1 și reduceți frecvența de operare. Sociograma arată clar că raza galbenă nu atinge nivelul de un volt, adică. Nu există limită de curent. Limitarea este asigurată numai prin reglarea tensiunii de ieșire.
În paralel cu rezistența de sarcină Rour 15, instalăm un alt rezistor de 100 Ohm și oscilograma arată clar o creștere a duratei impulsului de control, ceea ce duce la o creștere a timpului de acumulare a energiei în inductor și la eliberarea ulterioară a acestuia către sarcină:

De asemenea, nu este greu de observat că prin creșterea sarcinii, amplitudinea tensiunii la pinul 3 crește, de asemenea, deoarece curentul care curge prin tranzistorul de putere crește.
Rămâne de văzut ce se întâmplă la scurgere în modul de stabilizare și în absența lui completă. Întoarcem un fascicul albastru pe drenul tranzistorului și eliminăm tensiunea de feedback de pe LED. Oscilograma este foarte instabilă, deoarece osciloscopul nu poate determina cu ce margine ar trebui să se sincronizeze - după puls există un „chatter” destul de decent de auto-inducție. Rezultatul este imaginea următoare.

Se schimbă și tensiunea de pe rezistența de sarcină, dar nu voi face un GIF - pagina este deja destul de „grea” în ceea ce privește traficul, așa că declar cu toată responsabilitatea că tensiunea de pe sarcină este egală cu tensiunea de pe sarcină. valoarea maximă din imaginea de mai sus minus 0,5 volți.

SĂ SUMĂM

UC3845 este un driver universal de auto-clockare pentru convertoare de tensiune cu un singur capăt, poate funcționa atât în ​​convertoare flyback, cât și înainte.
Poate funcționa în modul releu, poate funcționa în mod complet stabilizator de tensiune PWM cu limitare de curent. Este tocmai o limitare, deoarece în timpul unei suprasarcini microcircuitul intră în modul de stabilizare a curentului, a cărui valoare este determinată de proiectantul circuitului. Pentru orice eventualitate, un mic semn care arată dependența curentului maxim de valoarea rezistenței de limitare a curentului:

Pentru reglarea completă a tensiunii PWM, IC-ul necesită o sarcină deoarece utilizează o tensiune de rampă pentru a compara cu tensiunea controlată.
Stabilizarea tensiunii poate fi organizată în trei moduri, dar unul dintre ele necesită un tranzistor suplimentar și mai multe rezistențe, iar acest lucru este în conflict cu formula MAI puține piese – mai multă fiabilitate, deci două metode pot fi considerate de bază:
Folosind un amplificator de eroare integrat.În acest caz, tranzistorul optocupler de feedback este conectat de către colector la o tensiune de referință de 5 volți (pin 8), iar emițătorul furnizează tensiune intrării inversoare a acestui amplificator prin rezistorul OS. Această metodă este recomandată pentru designerii mai experimentați, deoarece dacă câștigul amplificatorului de eroare este mare, acesta poate deveni excitat.
Fără a utiliza un amplificator de eroare integrat.În acest caz, colectorul optocuplerului de reglare este conectat direct la ieșirea amplificatorului de eroare (pin 1), iar emițătorul este conectat la firul comun. Intrarea amplificatorului de eroare este, de asemenea, conectată la firul comun.
Principiul de funcționare al PWM se bazează pe monitorizarea tensiunii medii de ieșire și a curentului maxim. Cu alte cuvinte, dacă sarcina noastră scade, tensiunea de ieșire crește, iar amplitudinea ferăstrăului la rezistența de măsurare a curentului scade și durata impulsului scade până când echilibrul pierdut între tensiune și curent este restabilit. Pe măsură ce sarcina crește, tensiunea controlată scade și curentul crește, ceea ce duce la o creștere a duratei impulsurilor de control.

Este destul de ușor să organizați un stabilizator de curent pe microcircuit, iar controlul curentului care curge este controlat la fiecare ciclu, ceea ce elimină complet suprasarcina etapei de putere atunci când făcând alegerea corectă un tranzistor de putere și un rezistor de limitare a curentului, sau mai precis, de măsurare instalat la sursa tranzistorului cu efect de câmp. Acest fapt a făcut ca UC3845 să fie cel mai popular la proiectarea mașinilor de sudură de uz casnic.
UC3845 are „greblă” destul de serioasă - producătorul nu recomandă utilizarea microcircuitului la temperaturi sub zero, așa că în fabricarea mașinilor de sudură ar fi mai logic să folosiți UC2845 sau UC1845, dar acestea din urmă sunt într-o oarecare lipsă. UC2845 este puțin mai scump decât UC3845, nu atât de catastrofal cum au indicat vânzătorii autohtoni (prețurile în ruble de la 1 martie 2017).

Frecvența microcircuitelor XX44 și XX45 este de 2 ori mai mică decât frecvența ceasului, iar coeficientul de umplere nu poate depăși 50%, atunci este cel mai favorabil pentru convertoarele cu transformator. Dar microcircuitele XX42 și XX43 sunt cele mai potrivite pentru stabilizatoarele PWM, deoarece durata impulsului de control poate ajunge la 100%.

Acum, după ce am înțeles principiul de funcționare al acestui controler PWM, putem reveni la proiectare aparat de sudura pe baza ei...

Chip-uri de control PWM ka3842 sau UC3842 (uc2842) este cel mai comun la construirea surselor de alimentare pentru echipamente de uz casnic și computer; este adesea folosit pentru a controla un tranzistor cheie în comutarea surselor de alimentare.

Principiul de funcționare al microcircuitelor ka3842, UC3842, UC2842

Cipul 3842 sau 2842 este un convertor PWM - modulație pe lățime a impulsurilor (PWM), folosit în principal pentru a funcționa în modul DC-DC (convertă o tensiune constantă a unei valori într-o tensiune constantă a alteia).

Să luăm în considerare schema bloc a microcircuitelor din seriile 3842 și 2842:
Al 7-lea pin al microcircuitului este alimentat cu o tensiune de alimentare în intervalul de la 16 volți la 34. Microcircuitul are un declanșator Schmidt încorporat (UVLO), care pornește microcircuitul dacă tensiunea de alimentare depășește 16 volți și îl transformă. oprit dacă tensiunea de alimentare din anumite motive scade sub 10 volți. Microcircuitele din seriile 3842 și 2842 au și protecție la supratensiune: dacă tensiunea de alimentare depășește 34 de volți, microcircuitul se va opri. Pentru a stabiliza frecvența de generare a impulsurilor, microcircuitul are în interior propriul stabilizator de tensiune de 5 volți, a cărui ieșire este conectată la pinul 8 al microcircuitului. Masa pinului 5 (sol). Pinul 4 setează frecvența pulsului. Acest lucru se realizează prin rezistența R T și condensatorul C T conectate la 4 pini. - uite diagrama standard incluziuni de mai jos.

Pin 6 – ieșire de impulsuri PWM. 1 pin al cipului 3842 este folosit pentru feedback, dacă este pe 1 pin. coborâți tensiunea sub 1 volt, apoi la ieșirea (6 pini) a microcircuitului durata impulsului va scădea, reducând astfel puterea convertorului PWM. Pinul 2 al microcircuitului, ca și primul, servește la reducerea duratei impulsurilor de ieșire; dacă tensiunea la pinul 2 este mai mare de +2,5 volți, atunci durata impulsului va scădea, ceea ce la rândul său va reduce puterea de ieșire.

Microcircuitul cu denumirea UC3842, pe lângă UNITRODE, este produs de ST și TEXAS INSTRUMENTS; analogii acestui microcircuit sunt: ​​DBL3842 de la DAEWOO, SG3842 de la MICROSEMI/LINFINITY, KIA3842 de la KES, GL3842 de la LG, precum și de la alte microcircuit. companii cu diferite litere (AS, MC, IP etc.) și index digital 3842.

Schema unei surse de alimentare comutatoare bazată pe controlerul UC3842 PWM

Schema schematică a unei surse de alimentare comutatoare de 60 de wați bazată pe un controler UC3842 PWM și un comutator de alimentare bazat pe un tranzistor cu efect de câmp 3N80.

Cip de controler UC3842 PWM - fișă de date completă cu posibilitatea de a descărca gratuit în format pdf sau de a căuta în cartea de referință online despre componentele electronice de pe site

PWM UC3842AN

UC3842 este un circuit controler PWM cu feedback de curent și tensiune pentru controlul etapei cheie a unui MOSFET cu canale n, oferind descărcarea capacității sale de intrare cu un curent forțat de până la 0,7A. Cipul de controler SMPS este format dintr-o serie de cipuri de control PWM UC384X (UC3843, UC3844, UC3845). Nucleul UC3842 este proiectat special pentru funcționare pe termen lung cu un număr minim de componente externe discrete. Controlerul UC3842 PWM oferă un control precis al ciclului de lucru, compensare a temperaturii și este un cost redus. O caracteristică specială a UC3842 este capacitatea sa de a funcționa cu un ciclu de funcționare de 100% (de exemplu, UC3844 funcționează cu un ciclu de funcționare de până la 50%). Analogul intern al UC3842 este 1114EU7. Sursele de alimentare realizate pe cipul UC3842 se caracterizează prin fiabilitate sporită și ușurință în implementare.

Orez. Tabelul evaluărilor standard.

Acest tabel oferă o imagine completă a diferențelor dintre microcircuitele UC3842, UC3843, UC3844, UC3845.

Descriere generala.

Pentru cei care doresc să se familiarizeze mai profund cu controlerele PWM din seria UC384X, se recomandă următorul material.

• Fișă de date UC3842B (descărcare)
• Fișă tehnică 1114EU7 analog intern al microcircuitului UC3842A (descărcare).
• Articolul „Flyback converter”, Dmitry Makashev (descărcare).
• Descrierea funcționării controlerelor PWM din seria UCX84X (descărcare).
• Articolul „Evoluția surselor de alimentare comutatoare flyback”, S. Kosenko (descărcare). Articolul a fost publicat în revista „Radio” nr. 7-9 pentru anul 2002.

Un document de la STC SIT, cea mai de succes descriere în limba rusă pentru PWM UC3845 (K1033EU16), este foarte recomandat pentru revizuire. (Descarca).

Diferența dintre cipurile UC3842A și UC3842B este că A consumă mai puțin curent până la pornire.

UC3842 are două opțiuni de carcasă: 8pin și 14pin, pinout-urile acestor versiuni sunt semnificativ diferite. În cele ce urmează, va fi luată în considerare doar opțiunea de carcasă cu 8 pini.

O diagramă bloc simplificată este necesară pentru a înțelege principiul de funcționare al unui controler PWM.

Orez. Schema bloc a UC3842

Diagrama bloc în mai multe versiune detaliată, este necesar pentru diagnosticarea și verificarea performanței microcircuitului. Deoarece luăm în considerare designul cu 8 pini, Vc este 7 pini, PGND este 5 pini.

Orez. Schema bloc a UC3842 (versiunea detaliată)

Orez. Pinout UC3842

Aici ar trebui să existe material despre alocarea pinurilor, dar este mult mai convenabil să citiți și să priviți schema de circuit practică pentru conectarea controlerului UC3842 PWM. Diagrama este desenată atât de bine încât este mult mai ușor de înțeles scopul pinii microcircuitului.

Orez. Schema de conectare a UC3842 folosind exemplul unei surse de alimentare pentru televizor

1. Comp:(Rusă Corecţie) eroare ieșire amplificator. Pentru funcționarea normală a controlerului PWM, este necesar să se compenseze răspunsul în frecvență al amplificatorului de eroare; în acest scop, un condensator cu o capacitate de aproximativ 100 pF este de obicei conectat la pinul specificat, al cărui pin este conectat. la pinul 2 al CI. Dacă tensiunea la acest pin este scăzută sub 1 volt, atunci durata impulsului la ieșirea 6 a microcircuitului va scădea, reducând astfel puterea acestui controler PWM.
2. Vfb: (Rusă) Tensiune de feedback) intrare de feedback. Tensiunea de la acest pin este comparată cu o tensiune de referință generată în interiorul controlerului UC3842 PWM. Rezultatul comparației modulează ciclul de lucru al impulsurilor de ieșire, ca urmare, tensiunea de ieșire a sursei de alimentare este stabilizată. În mod oficial, al doilea pin servește la reducerea duratei impulsurilor de ieșire; dacă este aplicat peste +2,5 volți, impulsurile vor fi scurtate, iar microcircuitul va reduce puterea de ieșire.
3. C/S: (a doua desemnare simt) (Rusă) Feedback actual) semnal limită de curent. Acest pin trebuie conectat la un rezistor din circuitul sursă al tranzistorului de comutare. Când tranzistorul MOS este supraîncărcat, tensiunea pe rezistență crește și când se atinge un anumit prag, UC3842A încetează să funcționeze, închizând tranzistorul de ieșire. Mai simplu spus, pinul servește la oprirea impulsului la ieșire atunci când i se aplică o tensiune de peste 1 volt.
4. Rt/Ct: (Rusă) Setarea frecvenței) conectarea unui circuit RC de temporizare necesar pentru a seta frecvența oscilatorului intern. R este conectat la Vref - tensiunea de referință, iar C este conectat la firul comun (de obicei sunt selectate câteva zeci de nF). Această frecvență poate fi modificată într-un interval destul de larg; de sus este limitată de viteza tranzistorului cheie și de jos de putere transformator de impulsuri, care scade odata cu scaderea frecventei. În practică, frecvența este selectată în intervalul 35...85 kHz, dar uneori sursa de alimentare funcționează destul de normal la o frecvență mult mai mare sau mult mai mică.
Pentru un circuit RC de sincronizare, este mai bine să abandonați condensatorii ceramici.
5.Gnd: (Rusă) General) concluzie generală. Borna comună nu trebuie conectată la corpul circuitului. Această masă „fierbinte” este conectată la corpul dispozitivului printr-o pereche de condensatoare.
6.Afara: (Rusă) Ieșire) ieșirea controlerului PWM este conectată la poarta tranzistorului cheie printr-un rezistor sau un rezistor și o diodă conectate în paralel (anod la poartă).
7.Vcc: (Rusă) Nutriție) intrarea de putere a controlerului PWM, acest pin al microcircuitului este alimentat cu o tensiune de alimentare în intervalul de la 16 la 34 volți, vă rugăm să rețineți că acest microcircuit are încorporat un declanșator Schmidt (UVLO), care pornește microcircuitul dacă tensiunea de alimentare depășește 16 volți, dacă tensiunea din anumite motive scade sub 10 volți (pentru alte microcircuite din seria UC384X, valorile ON/OFF pot diferi, consultați Tabelul cu evaluări de tip), acesta va fi deconectat de la tensiunea de alimentare. Microcircuitul are și protecție la supratensiune: dacă tensiunea de alimentare de pe el depășește 34 de volți, microcircuitul se va opri.
8. Vref: ieșirea sursei interne de tensiune de referință, curentul său de ieșire este de până la 50 mA, tensiune 5 V. Conectat la unul dintre brațele divizorului, este folosit pentru a regla rapid ieșirea U a întregii surse de alimentare.

Puțină teorie.

Circuitul de oprire când tensiunea de intrare scade.

Orez. Circuitul de oprire când tensiunea de intrare scade.

Circuitul de blocare sub tensiune, sau circuitul UVLO, asigură că Vcc este egal cu tensiunea care face ca UC384x să fie complet operațional pentru a porni treapta de ieșire. În fig. Se arată că circuitul UVLO are tensiuni de prag de pornire și oprire de 16 și, respectiv, 10. Histereza de 6V previne pornirea și oprirea aleatorie a tensiunii în timpul sursei de alimentare.

Generator.

Orez. Generator UC3842.

Condensatorul de setare a frecvenței Ct este încărcat de la Vref (5V) prin rezistorul de setare a frecvenței Rt și descărcat de o sursă de curent internă.

Cipurile UC3844 și UC3845 au un declanșator de numărare încorporat, care servește la obținerea unui ciclu de lucru maxim al generatorului de 50%. Prin urmare, generatoarele acestor microcircuite trebuie setate la o frecvență de comutare de două ori mai mare decât se dorește. Generatoarele de cipuri UC3842 și UC3843 sunt setate la frecvența de comutare dorită. Frecvența maximă de funcționare a familiei de generatoare UC3842/3/4/5 poate ajunge la 500 kHz.

Citirea și limitarea curentului.

Orez. Organizarea feedback-ului curent.

Conversia curent-tensiune se realizează pe un rezistor extern Rs conectat la masă. Filtru RC pentru a suprima emisiile comutatorului de ieșire. Intrarea de inversare a comparatorului de detectare a curentului UC3842 este polarizat intern de 1V. Limitarea curentului are loc dacă tensiunea la pinul 3 atinge acest prag.

Amplificator de semnal de eroare.

Orez. Schema bloc a unui amplificator de semnal de eroare.

Intrarea de eroare fără inversare nu are o ieșire separată și este polarizată intern de 2,5 volți. Ieșirea amplificatorului de eroare este conectată la pinul 1 pentru a conecta un circuit extern de compensare, permițând utilizatorului să controleze răspunsul în frecvență al buclei de feedback închise a convertorului.

Orez. Schema circuitului de compensare.

Un circuit de compensare potrivit pentru stabilizarea oricărui circuit convertor cu feedback suplimentar de curent, cu excepția convertoarelor de tip flyback și boost care funcționează cu curent inductor.

Metode de blocare.

Există două moduri posibile de a bloca cipul UC3842:
creșterea tensiunii la pinul 3 peste nivelul de 1 volt,
sau ridicarea tensiunii la pinul 1 la un nivel care nu depășește căderea de tensiune între cele două diode în raport cu potențialul de masă.
Fiecare dintre aceste metode are ca rezultat setarea unui nivel de tensiune logic ÎNALT la ieșirea coparatorului PWM (diagrama bloc). Deoarece starea principală (implicit) a latch-ului PWM este starea de resetare, ieșirea comparatorului PWM va fi menținută LOW până când starea pinii 1 și/sau 3 se schimbă în următoarea perioadă de ceas (perioada care urmează celei din întrebare).perioada de ceas când a apărut o situație care impunea blocarea microcircuitului).

Schema de conectare.

Cea mai simplă diagramă de conectare pentru controlerul UC3842 PWM este de natură pur academică. Circuitul este cel mai simplu generator. În ciuda simplității această schemă lucru.

Orez. Cea mai simplă diagramă de conectare 384x

După cum se poate vedea din diagramă, pentru ca controlerul UC3842 PWM să funcționeze, sunt necesare doar un circuit RC și alimentare.

Schema de conectare pentru controlerul PWM al controlerului PWM UC3842A, folosind exemplul unei surse de alimentare TV.

Orez. Schema de alimentare pentru UC3842A.

Diagrama oferă o reprezentare clară și simplă a utilizării UC3842A într-o sursă de alimentare simplă. Diagrama a fost ușor modificată pentru a fi mai ușor de citit. Versiunea completă a circuitului poate fi găsită în documentul PDF „Surse de alimentare 106 circuite” Tovarnitsky N.I.

Schema de conectare a controlerului PWM al controlerului UC3843 PWM, folosind exemplul sursei de alimentare a routerului D-Link, JTA0302E-E.

Orez. Schema de alimentare pentru UC3843.

Deși circuitul este realizat conform conexiunii standard pentru UC384X, totuși, R4 (300k) și R5 (150) sunt scoase din standarde. Cu toate acestea, cu succes și cel mai important, circuitele alocate logic ajută la înțelegerea principiului de funcționare a sursei de alimentare.

Alimentare bazată pe controlerul UC3842 PWM. Diagrama nu este destinată a fi repetată, ci are doar scop informativ.

Orez. Schema de conectare standard din fișa de date (diagrama a fost ușor modificată pentru o înțelegere mai ușoară).

Repararea sursei de alimentare bazate pe PWM UC384X.

Verificarea utilizând o sursă de alimentare externă.

Orez. Simularea funcționării controlerului PWM.

Funcționarea se verifică fără a dezlipi microcircuitul de la sursa de alimentare. Înainte de a efectua diagnostice, sursa de alimentare trebuie deconectată de la rețeaua de 220V!

De la o sursă de alimentare externă stabilizată, aplicați o tensiune la pinul 7 (Vcc) al microcircuitului cu o tensiune mai mare decât tensiunea de pornire UVLO, în general mai mare de 17V. În acest caz, controlerul UC384X PWM ar trebui să funcționeze. Dacă tensiunea de alimentare este mai mică decât tensiunea de pornire UVLO (16V/8,4V), microcircuitul nu va porni. Puteți citi mai multe despre UVLO aici.

Verificarea referinței interne de tensiune.

ExaminareUVLO

Dacă sursă externă sursa de alimentare vă permite să reglați tensiunea, este recomandabil să verificați funcționarea UVLO. Prin schimbarea tensiunii pe pinul 7 (Vcc) în intervalul de tensiune UVLO, tensiunea de referință pe pinul 8 (Vref) = +5V nu ar trebui să se schimbe.

Nu este recomandat să furnizați o tensiune de 34 V sau mai mare la pinul 7 (Vcc). Este posibil să existe o diodă zener de protecție în circuitul de alimentare al controlerului UC384X PWM, atunci nu este recomandat să alimentați această diodă zener peste tensiunea de funcționare.

Verificarea funcționării generatorului și a circuitelor externe ale generatorului.

Veți avea nevoie de un osciloscop pentru a verifica. Ar trebui să existe un „fierăstrău” stabil la pinul 4 (Rt/Ct).

Verificarea semnalului de control de ieșire.

Veți avea nevoie de un osciloscop pentru a verifica. În mod ideal, pinul 6 (Out) ar trebui să aibă impulsuri dreptunghiulare. Cu toate acestea, circuitul studiat poate diferi de cel prezentat și atunci va fi necesar să dezactivați circuitele de feedback externe. Principiu general prezentat în Fig. – cu această activare, controlerul UC384X PWM este garantat să pornească.

Orez. Funcționarea UC384x cu circuitele de feedback dezactivate.

Orez. Un exemplu de semnale reale atunci când se simulează funcționarea unui controler PWM.

Dacă o sursă de alimentare cu un controler PWM de control precum UC384x nu pornește sau se pornește cu o întârziere mare, atunci verificați prin înlocuirea condensatorului electrolitic care filtrează sursa de alimentare (pin 7) a acestui m/s. De asemenea, este necesar să se verifice elementele circuitului inițial de pornire (de obicei două rezistențe de 33-100 kOhm conectate în serie).

Când înlocuiți un tranzistor de putere (cu efect de câmp) într-o unitate de alimentare cu un control m/s 384x, asigurați-vă că verificați rezistorul care servește ca senzor de curent (situat la sursa comutatorului cu efect de câmp). O modificare a rezistenței sale la o fracțiune nominală de ohm este foarte greu de detectat cu un tester convențional! O creștere a rezistenței acestui rezistor duce la funcționarea falsă a protecției curente a unității de alimentare. În acest caz, puteți căuta foarte mult timp motivele supraîncărcării sursei de alimentare în circuitele secundare, deși acestea nu există deloc.