UC3842應用于電壓反饋電路中的探討

1 概述

通常，PWM型開關電源把輸出電壓的采樣作為PWM控制器的反饋電壓，該反饋電壓經(jīng)PWM控制器內部的誤差放大器后，調整開關信號的占空比以實現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。但不同的電壓反饋電路，其輸出電壓的穩(wěn)定精度是不同的。本文首先對電流型脈寬控制器UC3842（內部電路圖如圖1所示）常用的三種穩(wěn)定輸出電壓電路作了介紹，分析其各自的優(yōu)缺點，在此基礎上設計了一種新的電壓反饋電路，實驗證明這種新的電路具有很好的穩(wěn)壓效果。

圖1 UC3842電路結構圖

2 UC3842常用的電壓反饋電路

2.1 輸出電壓直接分壓作為誤差放大器的輸入

如圖2所示，輸出電壓V_o經(jīng)R₂及R₄分壓后作為采樣信號，輸入UC3842腳2（誤差放大器的反向輸入端）。誤差放大器的正向輸入端接UC3842內部的2.5V的基準電壓。當采樣電壓小于2.5V時，誤差放大器正向和反向輸出端之間的電壓差經(jīng)放大器放大后，調節(jié)輸出電壓，使得UC3842的輸出信號的占空比變大，輸出電壓上升，最終使輸出電壓穩(wěn)定在設定的電壓值。R₃與C₁并聯(lián)構成電流型反饋。

圖2 輸出電壓直接分壓采樣

這種電路的優(yōu)點是采樣電路簡單，缺點是輸入電壓和輸出電壓必須共地，不能做到電氣隔離。勢必引起電源布線的困難，而且電源工作在高頻開關狀態(tài)，容易引起電磁干擾，必然帶來電路設計的困難，所以這種方法很少使用。

2.2 輔助電源輸出電壓分壓

作為誤差放大器的輸入如圖3所示，當輸出電壓升高時，單端反激式變壓器T的輔助繞組上產(chǎn)生的感應電壓也升高，該電壓經(jīng)過D₂，D₃，C₁₅，C₁₄，C₁₃和R₁₅組成的整流、濾波和穩(wěn)壓網(wǎng)絡后得到一直流電壓，給UC3842供電。同時該電壓經(jīng)R₂及R₄分壓后作為采樣電壓，送入UC3842的腳2，在與基準電壓比較后，經(jīng)誤差放大器放大，使腳6輸出脈沖的占空比變小，輸出電壓下降，達到穩(wěn)壓的目的。同樣，當輸出電壓降低時，使腳6輸出脈沖的占空比變大，輸出電壓上升，最終使輸出電壓穩(wěn)定在設定的值。

圖3 輔助電源輸出電壓分壓采樣

這種電路的優(yōu)點是采樣電路簡單，副邊繞組、原邊繞組和輔助繞組之間沒有任何的電氣通路，容易布線。缺點是并非從副邊繞組直接得到采樣電壓，穩(wěn)壓效果不好，實驗中發(fā)現(xiàn)，當電源的負載變化較大時，基本上不能實現(xiàn)穩(wěn)壓。該電路適用于針對某種固定負載的情況。

2.3 采用線性光耦改變誤差放大器的輸入誤差

電壓如圖4所示，該開關電源的電壓采樣電路有兩路：一是輔助繞組的電壓經(jīng)D₁，D₂，C₁，C₂，C₃，R₉組成的整流、濾波和穩(wěn)壓后得到16V的直流電壓給UC3842供電，另外，該電壓經(jīng)R₂及R₄分壓后得到一采樣電壓，該路采樣電壓主要反映了直流母線電壓的變化；另一路是光電耦合器、三端可調穩(wěn)壓管Z和R4，R₅，R₆，R₇，R₈組成的電壓采樣電路，該路電壓反映了輸出電壓的變化；當輸出電壓升高時，經(jīng)電阻R₇及R₈分壓后輸入Z的參考電壓也升高，穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值升高，流過光耦中發(fā)光二極管的電流減小，流過光耦中的光電三極管的電流也相應的減小，誤差放大器的輸入反饋電壓降低，導致UC3842腳6輸出驅動信號的占空比變小，于是輸出電壓下降，達到穩(wěn)壓的目的。

圖4 采用輔助電源采樣和光耦采樣綜合