用UC3842芯片設(shè)計開關(guān)電源

　　UC3842是美國Unitrode公司生產(chǎn)的一種高性能單端輸出式電流控制型脈寬調(diào)制器芯片。

　　UC3842為8腳雙列直插式封裝，其內(nèi)部原理框圖如圖1所示。主要由5.0V基準(zhǔn)電壓源、用來精確地控制占空比調(diào)定的振蕩器、降壓器、電流測定比較器、PWM鎖存器、高增益E/A誤差放大器和適用于驅(qū)動功率MOSFET的大電流推挽輸出電路等構(gòu)成。端1為COMP端；端2為反饋端；端3為電流測定端；端4接Rt、Ct確定鋸齒波頻率；端5接地；端6為推挽輸出端，有拉、灌電流的能力；端7為集成塊工作電源電壓端，可以工作在8～40V；端8為內(nèi)部供外用的基準(zhǔn)電壓5V，帶載能力50mA。

　　2.1啟動過程

　　首先由電源通過啟動電阻R1提供電流給電容C2充電，當(dāng)C2電壓達到UC3842的啟動電壓門檻值16V時，UC3842開始工作并提供驅(qū)動脈沖，由6端輸出推動開關(guān)管工作，輸出信號為高低電壓脈沖。高電壓脈沖期間，場效應(yīng)管導(dǎo)通，電流通過變壓器原邊，同時把能量儲存在變壓器中。根據(jù)同名端標(biāo)識情況，此時變壓器各路副邊沒有能量輸出。當(dāng)6腳輸出的高電平脈沖結(jié)束時，場效應(yīng)管截止，根據(jù)楞次定律，變壓器原邊為維持電流不變，產(chǎn)生下正上負(fù)的感生電動勢，此時副邊各路二極管導(dǎo)通，向外提供能量。同時反饋線圈向UC3842供電。UC3842內(nèi)部設(shè)有欠壓鎖定電路，其開啟和關(guān)閉閾值分別為16V和10V，如圖3所示。在開啟之前，UC3842消耗的電流在1mA以內(nèi)。電源電壓接通之后，當(dāng)7端電壓升至16V時UC3842開始工作，啟動正常工作后，它的消耗電流約為15mA。因為UC3842的啟動電流在1mA以內(nèi)，設(shè)計時參照這些參數(shù)選取R1，所以在R1上的功耗很小。

　　2.2穩(wěn)壓過程

　　從圖2中可知，當(dāng)場效應(yīng)管導(dǎo)通時，整流電壓加在變壓器T初級繞組Np上的電能變成磁能儲存在變壓器中，在場效應(yīng)管導(dǎo)通結(jié)束時，Np繞組中電流達到最大值Ipmax，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：

　　式中：E——整流電壓；Lp——變壓器初級繞組電感；Ton——場效應(yīng)管導(dǎo)通時間。

　　在場效應(yīng)管關(guān)閉瞬間，變壓器次級繞組放電電流為最大值Ismax，若忽略各種損耗應(yīng)為：

　　式中：n——變壓器變比，n=Np/Ns，Np、Ns為變壓器初、次級繞組匝數(shù)。

　　高頻變壓器在場效應(yīng)管導(dǎo)通期間初級繞組儲存的能量與場效應(yīng)管關(guān)閉期間次級繞組釋放的能量相等：

　　式中：Ls——變壓器次級繞組電感；Uo——輸出電壓；Toff——場效應(yīng)管關(guān)閉時間。

　　上式說明，輸出電壓Uo與Ton成正比，與匝比n及Toff成反比。比如，由于電源電壓變化或負(fù)載變化而引起輸出電壓降低時，反饋線圈的輸出電壓則會變低，從而使2端電壓變低，則脈寬調(diào)制器會相應(yīng)的增大輸出PWM波形的占空比，使大功率晶體管導(dǎo)通的時間變長；反之，當(dāng)電源電壓變化或負(fù)載變化而引起輸出電壓升高時，則脈寬調(diào)制器會相應(yīng)的減小PWM輸出脈沖波形的占空比，使大功率晶體管導(dǎo)通的時間變短，從而維持輸出電壓為一恒定值。

　　UC3842為固定工作頻率脈寬調(diào)制方式，輸出電壓或負(fù)載變化時僅調(diào)整占空比，控制場效應(yīng)管的導(dǎo)通時間。反饋電壓輸入2腳，此腳電壓與內(nèi)部2.5V基準(zhǔn)進行比較，產(chǎn)生控制電壓，從而控制脈沖寬度；輸出脈沖的頻率由4腳外接定時電阻Rt及定時電容Ct決定，f

　　Rt的單位取kΩ，Ct取μF。3腳為電感電流傳感器端，當(dāng)取樣超過1V時，縮小導(dǎo)通脈寬，使電源處于間隙工作狀態(tài)；6腳，輸出端，內(nèi)部為圖騰柱式，上升、下降時間僅50ns，驅(qū)動能力為±1A；7腳，供電輸入，起振后工作電壓為10～13V，低于10V停止工作，功耗為15mW；8腳，內(nèi)部基準(zhǔn)5V(50mA）。