UC3842是一种广泛应用于开关电源控制的集成电路。它集成了振荡器、误差放大器、PWM比较器、内部参考电压源、高压启动电路以及输出驱动级等基本功能。在开关电源电路设计中,UC3842通常用作控制电路的核心芯片,以实现电源的高效率和稳定输出。
开关电源电路的原理是通过高频开关动作,将输入的直流电压或交流电压转换成所需规格的直流电压。在UC3842控制的开关电源电路中,一般采用PWM(脉冲宽度调制)方式来控制开关器件(如NMOS或VMOS开关管)的导通和截止,以此来调节输出电压。
在启动阶段,交流电首先通过PNF滤波器消除射频干扰,然后进行整流和滤波,得到300V左右的直流高压。这个高压通过限流电阻R2对UC3842提供+16V的启动电压。一旦UC3842开始工作,会使用它内部的振荡器来产生定时的方波信号。这个方波信号通过反馈网络调整占空比,从而控制开关器件的导通时间。
开关电源电路中,误差放大器是关键组成部分,它比较输出电压与一个稳定参考电压,并将差值放大地输出。为了改善频率响应,电路中会使用RC网络(如R5和C4)连接到误差放大器的频率补偿脚。
稳压控制是通过反馈电路来实现的,包括两种机制:一种是利用VMOS管源极的电流信号,通过电阻R9转换为电压信号,该信号反映输出电压的变化,从而调整激励脉冲的占空比;另一种是使用变压器T的反馈线圈N2进行间接采样,采样后的电压经过整流和分压后反馈到UC3842的误差放大器输入端和供电端,使得UC3842的电源电压与输出电压同步变化,实现反馈控制。
在UC3842的内部,还有一个锯齿波发生器,它的斜率是输入电压的函数。当输入电压升高时,锯齿波的斜率变大,这将导致PWM比较器的输出占空比降低,减少开关器件的导通时间,从而降低输出电压。反之,当输入电压降低时,锯齿波的斜率减小,开关器件的导通时间增加,输出电压上升。这样的反馈控制机制能维持输出电压的稳定。
在电源的输出端,通常会设置滤波电容以减少电压脉动,输出整流二极管应选用高频、低损耗的肖特基二极管,以满足开关电源对整流管的要求。此外,尖峰电压的抑制是通过吸收回路来实现的,这个回路由电容、二极管以及电阻组成,目的是吸收高频开关动作中产生的尖峰电压。
为了保护开关电源电路,过流保护也是必不可少的,通过电阻R10来检测流过VMOS管的电流,一旦电流超过安全值,电阻上的压降增加,通过比较器的门限动作,可以迅速关断开关器件,以保护整个电路。
整个UC3842控制的开关电源电路设计中,每一个元件的选择和参数的设定都与电源的性能密切相关。设计者需要根据实际的应用需求和负载特性来精心设计电路,确保电路的稳定性和效率。
UC3842构成的开关电源电路是一种非常典型的开关电源设计,涵盖了从输入滤波到高频开关控制,再到稳压反馈和过流保护的完整功能,展现了开关电源在能量转换和电压调节方面的强大能力。通过合理设计与调试,使用UC3842的开关电源能够在各种电子设备中提供稳定、高效和可靠的电源支持。