PWM UC3842AN

UC3842 е схема на PWM контролер с обратна връзка по ток и напрежение за управление на ключовия етап на n-канален MOSFET, осигуряващ разреждането на неговия входен капацитет с принудителен ток до 0,7 A. SMPS контролерът се състои от серия UC384X (UC3843, UC3844, UC3845) PWM контролери. Ядрото UC3842 е специално проектирано за дългосрочна работа с минимален брой външни дискретни компоненти. Контролерът UC3842 PWM разполага с прецизен контрол на работния цикъл, температурна компенсация и е с ниска цена. Специална характеристика на UC3842 е способността му да работи в рамките на 100% работен цикъл (например UC3844 работи с работен цикъл до 50%.). Вътрешният аналог на UC3842 е 1114EU7. Захранващите устройства, направени на чипа UC3842, се характеризират с повишена надеждност и лекота на внедряване.

Ориз. Таблица със стандартни оценки.

Тази таблица дава пълна картина на разликите между микросхемите UC3842, UC3843, UC3844, UC3845.

Общо описание.

За тези, които желаят да се запознаят по-задълбочено с PWM контролерите от серията UC384X, се препоръчва следният материал.

• Лист с данни UC3842B (изтегляне)
• Лист с данни 1114EU7 вътрешен аналог на микросхемата UC3842A (изтегляне).
• Статия "Flyback конвертор", Дмитрий Макашев (изтегляне).
• Описание на работата на PWM контролерите от серията UCX84X (изтегляне).
• Статия "Еволюция на импулсните захранвания с обратно движение", С. Косенко (изтегляне). Статията е публикувана в сп. "Радио" бр.7-9 за 2002г.

Документ от STC SIT, най-успешното описание на руски език за PWM UC3845 (K1033EU16), силно се препоръчва за преглед. (Изтегли).

Разликата между чиповете UC3842A и UC3842B е, че A консумира по-малко ток до стартиране.

UC3842 има две опции за корпус: 8pin и 14pin, pinouts на тези версии са значително различни. По-нататък ще бъде разгледана само опцията за 8-пинов корпус.

Необходима е опростена блокова схема, за да се разбере принципът на работа на PWM контролера.

Ориз. Блокова схема на UC3842

Блокова схема в по-подробна версия е необходима за диагностика и проверка на производителността на микросхемата. Тъй като обмисляме 8-пинов дизайн, Vc е 7-пинов, PGND е 5-пинов.

Ориз. Блокова схема на UC3842 (подробна версия)

Ориз. UC3842 разводка

Тук трябва да има материал за разпределението на щифтовете, но е много по-удобно да прочетете и разгледате практическата електрическа схема за свързване на UC3842 PWM контролера. Диаграмата е начертана толкова добре, че много по-лесно се разбира предназначението на щифтовете на микросхемата.

Ориз. Схема на свързване на UC3842, като се използва пример за захранване за телевизор

1. Комп:(Руски Корекция) изход на усилвател на грешка. За нормална работа на PWM контролера е необходимо да се компенсира честотната характеристика на усилвателя на грешката, за тази цел кондензатор с капацитет от около 100 pF обикновено се свързва към посочения щифт, чийто втори щифт е свързан към пин 2 на IC. Ако напрежението на този щифт се понижи под 1 волт, тогава продължителността на импулса на изход 6 на микросхемата ще намалее, като по този начин ще намали мощността на този PWM контролер.
2. Vfb: (Руски) Напрежение за обратна връзка) въвеждане на обратна връзка. Напрежението на този щифт се сравнява с референтното напрежение, генерирано вътре в контролера UC3842 PWM. Резултатът от сравнението модулира работния цикъл на изходните импулси, в резултат на което изходното напрежение на захранването се стабилизира. Формално вторият щифт служи за намаляване на продължителността на изходните импулси, ако се приложи над +2,5 волта, импулсите ще бъдат съкратени и микросхемата ще намали изходната мощност.
3. C/S: (второ обозначение чувствам) (Руски) Текуща обратна връзка) сигнал за ограничаване на тока. Този щифт трябва да бъде свързан към резистор в изходната верига на превключващия транзистор. Когато MOS транзисторът е претоварен, напрежението на съпротивлението се увеличава и когато се достигне определен праг, UC3842A спира да работи, затваряйки изходния транзистор. Най-просто казано, изводът служи за изключване на импулса на изхода, когато към него се подаде напрежение над 1 волт.
4. Rt/Ct: (Руски) Настройка на честотата) свързване на синхронизираща RC верига, необходима за задаване на честотата на вътрешния осцилатор. R се свързва с Vref - референтното напрежение, а C се свързва с общия проводник (обикновено се избират няколко десетки nF). Тази честота може да се променя в доста широк диапазон; отгоре тя е ограничена от скоростта на ключовия транзистор, а отдолу от мощността на импулсния трансформатор, която намалява с намаляване на честотата. На практика честотата се избира в диапазона 35...85 kHz, но понякога захранването работи съвсем нормално при много по-висока или много по-ниска честота.
За синхронизираща RC верига е по-добре да изоставите керамичните кондензатори.
5.Gnd: (Руски) Общ) общо заключение. Общият терминал не трябва да се свързва към тялото на веригата. Това „горещо“ заземяване е свързано към тялото на устройството чрез чифт кондензатори.
6.Навън: (Руски) Изход) изходът на PWM контролера е свързан към портата на ключовия транзистор чрез резистор или паралелно свързани резистор и диод (анод към портата).
7.Vcc: (Руски) Хранене) захранване на PWM контролера, този щифт на микросхемата се захранва със захранващо напрежение в диапазона от 16 волта до 34, моля, имайте предвид, че тази микросхема има вграден Schmidt тригер (UVLO), който включва микросхемата, ако захранващото напрежение надвишава 16 волта, ако напрежението по някаква причина падне под 10 волта (за други микросхеми от серията UC384X стойностите за ВКЛЮЧВАНЕ / ИЗКЛЮЧВАНЕ може да се различават, вижте таблицата с типови рейтинги), то ще бъде изключено от захранващото напрежение. Микросхемата също има защита от пренапрежение: ако захранващото напрежение върху нея надвиши 34 волта, микросхемата ще се изключи.
8. Vref: изход на вътрешния източник на референтно напрежение, изходният му ток е до 50 mA, напрежение 5 V. Свързан към едно от разделителните рамена, той се използва за бързо регулиране на U изхода на цялото захранване.

Малко теория.

Верига за изключване при спад на входното напрежение.

Ориз. Верига за изключване при спад на входното напрежение.

Веригата за блокиране на ниско напрежение или UVLO веригата гарантира, че Vcc е равно на напрежението, което прави UC384x напълно работещ за включване на изходния етап. На фиг. Показано е, че веригата UVLO има прагово напрежение на включване и изключване съответно 16 и 10. Хистерезис от 6V предотвратява произволно включване и изключване на напрежението по време на захранване.

Генератор.

Ориз. Генератор UC3842.

Кондензаторът за настройка на честотата Ct се зарежда от Vref (5V) през резистора за настройка на честотата Rt и се разрежда от вътрешен източник на ток.

Чиповете UC3844 и UC3845 имат вграден тригер за броене, който служи за получаване на максимален работен цикъл на генератора от 50%. Следователно генераторите на тези микросхеми трябва да бъдат настроени на честота на превключване два пъти по-висока от желаната. Генераторите на чипове UC3842 и UC3843 са настроени на желаната честота на превключване. Максималната работна честота на фамилията генератори UC3842/3/4/5 може да достигне 500 kHz.

Отчитане и ограничаване на тока.

Ориз. Организация на текущата обратна връзка.

Преобразуването на ток-напрежение се извършва на външен резистор Rs, свързан към земята. RC филтър за потискане на емисиите на изходния превключвател. Инвертиращият вход на токочувствителния компаратор UC3842 е вътрешно предубеден с 1V. Ограничаване на тока възниква, ако напрежението на пин 3 достигне този праг.

Усилвател на сигнала за грешка.

Ориз. Блокова схема на усилвател на сигнала за грешка.

Входът за неинвертираща грешка няма отделен изход и е вътрешно предубеден с 2,5 волта. Изходът на усилвателя на грешката е свързан към щифт 1 за свързване на външна компенсираща верига, позволяваща на потребителя да контролира честотната характеристика на затворената обратна връзка на преобразувателя.

Ориз. Компенсираща електрическа схема.

Компенсираща верига, подходяща за стабилизиране на всяка преобразувателна верига с допълнителна обратна връзка по ток, с изключение на обратни и усилващи преобразуватели, работещи с индуктивен ток.

Методи за блокиране.

Има два възможни начина за блокиране на чипа UC3842:
увеличаване на напрежението на пин 3 над нивото от 1 волт,
или повишаване на напрежението на щифт 1 до ниво, което не надвишава спада на напрежението на двата диода спрямо земния потенциал.
Всеки от тези методи води до задаване на ВИСОКО логическо ниво на напрежение на изхода на ШИМ копаратора (блокова диаграма). Тъй като основното (по подразбиране) състояние на ключалката PWM е състояние на нулиране, изходът на компаратора на PWM ще се поддържа НИСКО, докато състоянието на щифтове 1 и/или 3 се промени в следващия часовников период (периода, който следва този в въпрос). часовников период, когато възникна ситуация, която изисква блокиране на микросхемата).

Схема на свързване.

Най-простата схема на свързване на PWM контролера UC3842 е чисто академична по природа. Схемата е най-простият генератор. Въпреки своята простота, тази схема работи.

Ориз. Най-простата схема на свързване 384x

Както може да се види от диаграмата, за да работи контролерът UC3842 PWM, са необходими само RC верига и захранване.

Схема на свързване на PWM контролера на PWM контролера UC3842A, като се използва пример за захранване на телевизор.

Ориз. Схема на захранване за UC3842A.

Диаграмата дава ясно и просто представяне на използването на UC3842A в просто захранване. Диаграмата е леко модифицирана, за да е по-лесна за четене. Пълната версия на схемата може да бъде намерена в PDF документа "Захранващи устройства 106 вериги" Tovarnitsky N.I.

Схема на свързване на PWM контролера на UC3843 PWM контролера, използвайки примера на захранването на рутера D-Link, JTA0302E-E.

Ориз. Схема на захранване за UC3843.

Въпреки че веригата е направена според стандартната връзка за UC384X, R4 (300k) и R5 (150) са извадени от стандартите. Въпреки това, успешно и най-важното, логически разпределените вериги помагат да се разбере принципът на работа на захранването.

Захранване на базата на UC3842 PWM контролер. Диаграмата не е предназначена за повтаряне, а е само за информационни цели.

Ориз. Стандартна схема на свързване от листа с данни (диаграмата е леко модифицирана за по-лесно разбиране).

Ремонт на ШИМ базирано захранване UC384X.

Проверка чрез външно захранване.

Ориз. Симулация на работа на ШИМ контролера.

Работата се проверява без разпояване на микросхемата от захранването. Преди извършване на диагностика захранването трябва да бъде изключено от мрежата 220V!

От външно стабилизирано захранване приложете напрежение към щифт 7 (Vcc) на микросхемата с напрежение, по-голямо от напрежението на включване на UVLO, обикновено повече от 17V. В този случай контролерът UC384X PWM трябва да работи. Ако захранващото напрежение е по-малко от напрежението на включване на UVLO (16V/8.4V), микросхемата няма да стартира. Можете да прочетете повече за UVLO тук.

Проверка на вътрешното референтно напрежение.

ПрегледUVLO

Ако външното захранване ви позволява да регулирате напрежението, тогава е препоръчително да проверите работата на UVLO. Чрез промяна на напрежението на пин 7(Vcc) в диапазона на UVLO напрежение, референтното напрежение на пин 8(Vref) = +5V не трябва да се променя.

Не се препоръчва подаването на напрежение от 34 V или по-високо към пин 7 (Vcc). Възможно е в захранващата верига на контролера UC384X PWM да има защитен ценеров диод, тогава не се препоръчва захранването на този ценеров диод над работното напрежение.

Проверка на работата на генератора и външните вериги на генератора.

Ще ви трябва осцилоскоп за проверка. Трябва да има стабилен "трион" на щифт 4 (Rt/Ct).

Проверка на изходния контролен сигнал.

Ще ви трябва осцилоскоп за проверка. В идеалния случай щифт 6 (изход) трябва да има правоъгълни импулси. Изследваната верига обаче може да се различава от показаната и тогава ще е необходимо да изключите външните вериги за обратна връзка. Общият принцип е показан на фиг. – с това активиране контролерът UC384X PWM гарантирано стартира.

Ориз. Работа на UC384x с деактивирани вериги за обратна връзка.

Ориз. Пример за реални сигнали при симулиране на работата на ШИМ контролер.

Ако захранване с управляващ PWM контролер като UC384x не се включва или се включва с голямо закъснение, тогава проверете, като смените електролитния кондензатор, който филтрира захранването (пин 7) на този m/s. Необходимо е също така да се проверят елементите на веригата за първоначално стартиране (обикновено два резистора 33-100kOhm, свързани последователно).

Когато сменяте мощен (полеви) транзистор в захранващ блок с управление m/s 384x, не забравяйте да проверите резистора, който служи като датчик за ток (разположен при източника на превключвателя с полеви ефекти). Промяна в неговото съпротивление при номинална част от ома е много трудно да се открие с конвенционален тестер! Увеличаването на съпротивлението на този резистор води до фалшива работа на токовата защита на захранващия блок. В този случай можете да търсите много дълго време причините за претоварването на захранването във вторичните вериги, въпреки че те изобщо не са там.

Всеки разработчик може да се сблъска с проблема да създаде прост и надежден източник на захранване за устройството, което проектира. Понастоящем има доста прости схемни решения и съответната елементна база, които позволяват създаването на импулсни захранвания с минимален брой елементи.

Представяме на вашето внимание описание на една от опциите за просто мрежово импулсно захранване. Захранването е базирано на чип UC3842. Тази микросхема стана широко разпространена от втората половина на 90-те години. Той реализира много различни захранвания за телевизори, факсове, видеорекордери и друго оборудване. UC3842 придоби такава популярност поради ниската си цена, висока надеждност, простота на схемата и минимално необходимо окабеляване.

На входа на захранването (фиг. 5.34) има токоизправител за мрежово напрежение, включително 5 A предпазител FU1, 275 V варистор P1 за защита на захранването от прекомерно напрежение в мрежата, кондензатор C1, 4.7 Ом термистор R1, диоден мост VD1...VD4 на диоди FR157 (2 A, 600 V) и филтърен кондензатор C2 (220 µF при 400 V). Термисторът R1 в студено състояние има съпротивление от 4,7 ома и когато захранването е включено, зарядният ток на кондензатора C2 е ограничен от това съпротивление. След това резисторът се нагрява поради тока, преминаващ през него, и съпротивлението му пада до десети от ома. Въпреки това, той практически няма ефект върху по-нататъшната работа на веригата.

Резистор R7 осигурява захранване на IC по време на периода на стартиране на захранването. Намотка II на трансформатор T1, диод VD6, кондензатор C8, резистор R6 и диод VD5 образуват така наречената обратна връзка (Loop Feedback), която осигурява захранване на IC в работен режим и поради което изходните напрежения се стабилизират. Кондензатор C7 е захранващ филтър за IC. Елементите R4, C5 съставляват синхронизиращата верига за вътрешния импулсен генератор на IC.

Преобразувателният трансформатор е навит върху феритно ядро ​​с рамка ETD39 от Siemens+Matsushita. Този комплект разполага с кръгла централна феритна сърцевина и много място за дебели проводници. Пластмасовата рамка има изводи за осем намотки.

Трансформаторът се сглобява с помощта на специални монтажни пружини. Особено внимание трябва да се обърне на задълбочената изолация на всеки слой намотки с помощта на лакирана тъкан и няколко слоя лакирана тъкан трябва да бъдат положени между намотки I, II и останалите намотки, като се осигури надеждна изолация на изходната част на веригата от мрежата . Намотките трябва да се навиват по начин "завой до завой", без да се усукват проводниците. Естествено, не трябва да се допуска припокриване на проводниците на съседни завои и бримки. Данните за намотките на трансформатора са дадени в табл. 5.5.

Изходната част на захранването е показана на фиг. 5.35. Той е галванично изолиран от входната част и включва три функционално идентични блока, състоящи се от токоизправител, LC филтър и линеен стабилизатор. Първият блок - 5 V (5 A) стабилизатор - е направен на линеен стабилизатор A2 SD1083/84 (DV, LT). Тази микросхема има превключваща верига, корпус и параметри, подобни на MS KR142EN12, но работният ток е 7,5 A за SD1083 и 5 A за SD1084.

Вторият блок - стабилизатор +12/15 V (1 A) - е направен на IC линеен стабилизатор A3 7812 (12 V) или 7815 (15 V). Вътрешни аналози на тези ИС са KR142EN8 със съответните букви (B, V), както и K1157EN12/15. Третият блок - стабилизатор -12/15 V (1 A) - е направен върху линеен стабилизатор IC. A4 7912 (12 V) или 7915 (15 V). Вътрешни аналози на тези ИС са K1162EN12D5.

Резисторите R14, R17, R18 са необходими за намаляване на излишното напрежение при празен ход. Кондензаторите C12, C20, C25 бяха избрани с резервно напрежение поради възможно увеличение на напрежението при празен ход. Препоръчително е да използвате кондензатори C17, C18, C23, C28 тип K53-1A или K53-4A. Всички ИС се монтират на отделни пластинчати радиатори с площ най-малко 5 cm2.

Структурно, захранването е направено под формата на една едностранна печатна платка, инсталирана в кутията от захранването на персонален компютър. Входните конектори на вентилатора и мрежата се използват по предназначение. Вентилаторът е свързан към +12/15V стабилизатор, въпреки че е възможно да се направи допълнителен +12V токоизправител или стабилизатор без много филтриране.

Всички радиатори са монтирани вертикално, перпендикулярно на въздушния поток, излизащ през вентилатора. Четири проводника с дължина 30...45 mm са свързани към изходите на стабилизаторите; всеки набор от изходни проводници е гофриран със специални пластмасови скоби-ленти в отделен пакет и е снабден с конектор от същия тип, който се използва в персонален компютър за свързване на различни периферни устройства. Параметрите на стабилизация се определят от параметрите на ИС на стабилизатора. Пулсационните напрежения се определят от параметрите на самия преобразувател и са приблизително 0,05% за всеки стабилизатор.

Статията ще предостави описание, принцип на работа и схема на свързване на UC3842. Това е микросхема, която е контролер на ширината на импулса. Обхват на приложение - в DC-DC преобразуватели. Използвайки една микросхема, можете да създадете висококачествен преобразувател на напрежение, който може да се използва в захранващи устройства за различно оборудване.

Разпределение на щифта на микросхемата (кратък преглед)

Първо трябва да вземете предвид целта на всички щифтове на микросхемата. Описанието на UC3842 изглежда така:

1. Напрежението, необходимо за обратна връзка, се подава към първия щифт на микросхемата. Например, ако намалите напрежението върху него до 1 V или по-ниско, времето на импулса на пин 6 ще започне да намалява значително.
2. Вторият изход също е необходим за създаване на обратна връзка. Но за разлика от първия, към него трябва да се приложи напрежение над 2,5 V, за да се намали продължителността на импулса. Това също намалява мощността.
3. Ако към третия щифт се приложи напрежение над 1 V, импулсите ще спрат да се появяват на изхода на микросхемата.
4. Към четвъртия щифт е свързан променлив резистор - с негова помощ можете да зададете честотата на импулса. Между този извод и земята е свързан електролитен кондензатор.
5. Петият извод е общ.
6. ШИМ импулсите се премахват от шестия щифт.
7. Седмият извод е предназначен за свързване на захранване в диапазона 16..34 V. Вградена защита от пренапрежение. Моля, имайте предвид, че микросхемата няма да работи при напрежение под 16 V.
8. За стабилизиране на честотата на импулса се използва специално устройство, което доставя +5 V на осмия щифт.

Преди да обмислите практически проекти, трябва внимателно да проучите описанието, принципа на работа и диаграмите на свързване на UC3842.

Как работи микросхемата?

Сега трябва да разгледаме накратко работата на елемента. Когато на осмия крак се появи постоянно напрежение от +5 V, OSC генераторът започва. Към тригерните входове RS и S се подава положителен импулс с малка дължина. След това, след подаването на импулс, тригерът се превключва и на изхода се появява нула. Веднага щом OSC импулсът започне да пада, напрежението на директните входове на елемента ще бъде нула. Но на инвертиращия изход ще се появи логическа.

Тази логическа единица позволява на транзистора да се включи, така че електрическият ток да започне да тече от източника на захранване през веригата колектор-емитер към шестия щифт на микросхемата. Това показва, че ще има отворен импулс на изхода. И ще спре само когато към третия щифт се приложи напрежение от 1 V или по-високо.

Защо трябва да проверите микросхемата?

Много радиолюбители, които проектират и инсталират електрически вериги, купуват части на едро. И не е тайна, че най-популярните места за пазаруване са китайските онлайн магазини. Цената на продуктите там е няколко пъти по-ниска, отколкото на радиопазарите. Но там има и много дефектни продукти. Следователно, трябва да знаете как да тествате UC3842, преди да започнете да изграждате веригата. Така ще избегнете честото разпояване на платката.

Къде се използва чипът?

Чипът често се използва за сглобяване на захранвания за съвременни монитори. Използват се в телевизори и монитори с линейно сканиране. Използва се за управление на транзистори, работещи в режим на превключване. Но елементите се провалят доста често. И най-честата причина е повреда на полевия превключвател, управляван от микросхемата. Ето защо при самостоятелно проектиране на захранване или ремонт е необходимо да се диагностицира елементът.

Какво ви е необходимо за диагностициране на неизправности

Трябва да се отбележи, че UC3842 се използва изключително в конверторната технология. И за нормална работа на захранването, трябва да се уверите, че елементът работи. За диагностика ще ви трябват следните устройства:

1. Омметър и волтметър (най-простият цифров мултиметър ще свърши работа).
2. Осцилоскоп.
3. Източник на стабилизирано по ток и напрежение захранване. Препоръчва се използването на регулируеми с максимално изходно напрежение 20..30 V.

Ако нямате измервателно оборудване, най-лесният начин за диагностика е да проверите изходното съпротивление и да симулирате работата на микросхемата, когато работите от външен източник на захранване.

Проверка на изходното съпротивление

Един от основните диагностични методи е измерването на стойността на съпротивлението на изхода. Можем да кажем, че това е най-точният начин за определяне на повредите. Моля, имайте предвид, че в случай на повреда на силовия транзистор, към изходния етап на елемента ще бъде приложен импулс с високо напрежение. Поради тази причина микросхемата се проваля. На изхода съпротивлението ще бъде безкрайно голямо, ако елементът работи правилно.

Съпротивлението се измерва между клеми 5 (маса) и 6 (изход). Измервателният уред (омметър) се свързва без специални изисквания - полярността няма значение. Препоръчително е да разпоите микросхемата преди да започнете диагностиката. По време на повреда съпротивлението ще бъде равно на няколко ома. Ако измервате съпротивлението без запояване на микросхемата, веригата порта-източник може да звъни. И не забравяйте, че в захранващата верига на UC3842 има постоянен резистор, който е свързан между земята и изхода. Ако е налице, елементът ще има изходно съпротивление. Следователно, ако изходното съпротивление е много ниско или равно на 0, тогава микросхемата е дефектна.

Как да симулираме работата на микросхема

Когато симулирате работа, няма нужда да запоявате микросхемата. Но не забравяйте да изключите устройството, преди да започнете работа. Проверката на веригата на UC3842 се състои в подаване на напрежение към нея от външен източник и оценка на работата. Работната процедура изглежда така:

1. Захранването е изключено от електрическата мрежа.
2. От външен източник към седмия щифт на микросхемата се подава напрежение над 16 V. В този момент микросхемата трябва да започне. Моля, обърнете внимание, че чипът няма да започне да работи, докато напрежението не надхвърли 16 V.
3. С помощта на осцилоскоп или волтметър трябва да измерите напрежението на осмия щифт. Трябва да е +5 V.
4. Уверете се, че напрежението на пин 8 е стабилно. Ако намалите захранващото напрежение под 16 V, токът ще изчезне на осмия щифт.
5. С помощта на осцилоскоп измерете напрежението на четвъртия щифт. Ако елементът работи правилно, графиката ще покаже импулси с форма на трион.
6. Променете напрежението на захранването - честотата и амплитудата на сигнала на четвъртия щифт ще останат непроменени.
7. Проверете с осцилоскоп дали има правоъгълни импулси на шести крак.

Само ако всички сигнали, описани по-горе, са налице и се държат както трябва, можем да говорим за работоспособността на микросхемата. Но се препоръчва да се провери изправността на изходните вериги - диод, резистори, ценеров диод. С помощта на тези елементи се генерират сигнали за токова защита. Те се провалят, когато се счупят.

Импулсни захранвания на чип

За по-голяма яснота трябва да разгледате описанието на работата на захранването на UC3842. За първи път започва да се използва в домакински уреди през втората половина на 90-те години. Има ясно предимство пред всички конкуренти - ниска цена. Освен това надеждността и ефективността не са по-ниски. За да се изгради цялостен такъв, практически не са необходими допълнителни компоненти. Всичко се извършва от "вътрешните" елементи на микросхемата.

Елементът може да бъде изпълнен в един от двата вида корпус - SOIC-14 или SOIC-8. Но често можете да намерите модификации, направени в пакети DIP-8. Трябва да се отбележи, че последните числа (8 и 14) показват броя на щифтовете на микросхемата. Вярно е, че няма много разлики - ако елементът има 14 пина, просто се добавят щифтове за свързване на маса, захранване и изходен етап. На микросхемата са изградени стабилизирани импулсни захранвания с PWM модулация. За усилване на сигнала е необходим MOS транзистор.

Включване на чипа

Сега трябва да разгледаме описанието, принципа на работа и схемите за свързване на UC3842. Захранващите устройства обикновено не посочват параметрите на микросхемата, така че трябва да се обърнете към специална литература - таблици с данни. Много често можете да намерите схеми, които са проектирани да се захранват от мрежа с променлив ток от 110-120 V. Но само с няколко модификации можете да увеличите захранващото напрежение до 220 V.

За да направите това, се правят следните промени в захранващата верига на UC3842:

1. Подменя се диодният възел, който се намира на входа на източника на захранване. Необходимо е новият диоден мост да работи при обратно напрежение от 400 V или повече.
2. Сменя се електролитния кондензатор, който се намира в силовата верига и служи като филтър. Монтира се след диодния мост. Необходимо е да се инсталира подобен, но с работно напрежение 400 V и по-високо.
3. Номиналната стойност в захранващата верига се увеличава до 80 kOhm.
4. Проверете дали силовият транзистор може да работи при напрежение между дрейн и сорс от 600 V. Може да се използват транзистори BUZ90.

Статията е показана на UC3842. има редица характеристики, които трябва да се вземат предвид при проектирането и ремонта на захранващи устройства.

Характеристики на микросхемата

Ако има късо съединение във веригата на вторичната намотка, тогава когато диодите или кондензаторите се разпаднат, загубата на електроенергия в импулсния трансформатор започва да се увеличава. Може също да се окаже, че няма достатъчно напрежение за нормалното функциониране на микросхемата. По време на работа се чува характерен "тракащ" звук, който идва от импулсния трансформатор.

Имайки предвид описанието, принципа на работа и схемата на свързване на UC3842, е трудно да се пренебрегнат функциите за ремонт. Напълно възможно е причината за поведението на трансформатора да не е повреда в неговата намотка, а неизправност на кондензатора. Това се случва в резултат на повреда на един или повече диоди, които са включени в захранващата верига. Но ако възникне повреда на транзистора с полеви ефекти, е необходимо напълно да смените микросхемата.

Чипът на PWM контролера UC3842 е най-разпространеният в изграждането на захранващи устройства за монитори. В допълнение, тези микросхеми се използват за изграждане на превключващи регулатори на напрежението в модули за хоризонтално сканиране на монитори, които са едновременно стабилизатори на високо напрежение и вериги за растерна корекция. Чипът UC3842 често се използва за управление на ключовия транзистор в системните захранвания (едноциклени) и в захранванията за печатащи устройства. С една дума, тази статия ще бъде от интерес за абсолютно всички специалисти, по един или друг начин свързани с електрозахранванията.

Повредата на микросхемата UC 3842 се случва доста често на практика. Освен това, както показва статистиката на такива повреди, причината за неизправност на микросхемата е повреда на мощен транзистор с полеви ефекти, който се управлява от тази микросхема. Ето защо, когато сменяте силовия транзистор на захранването в случай на неизправност, силно се препоръчва да проверите контролния чип UC 3842.

Има няколко метода за тестване и диагностика на микросхема, но най-ефективните и най-прости за практическа употреба в лошо оборудвана работилница са проверката на изходното съпротивление и симулирането на работата на микросхемата с помощта на външен източник на захранване.

За тази работа ще ви трябва следното оборудване:

1) мултиметър (волтметър и омметър);

2) осцилоскоп;

3) стабилизиран източник на захранване (източник на ток), за предпочитане регулиран с напрежение до 20-30 V.

Има два основни начина за проверка на здравето на микросхемата:

проверка на изходното съпротивление на микросхемата;

моделиране на работата на микросхемата.

Функционалната схема е показана на фиг.1, а разположението и предназначението на контактите на фиг.2.

Проверка на изходното съпротивление на микросхемата

Много точна информация за здравето на микросхемата се осигурява от нейното изходно съпротивление, тъй като по време на повреди на силовия транзистор импулсът на високо напрежение се прилага точно към изходния етап на микросхемата, което в крайна сметка причинява нейната повреда.

Изходният импеданс на микросхемата трябва да бъде безкрайно голям, тъй като неговият изходен етап е квазидопълнителен усилвател.

Можете да проверите изходното съпротивление с омметър между щифтове 5 (GND) и 6 (OUT) на микросхемата (фиг. 3), а полярността на свързване на измервателното устройство няма значение. По-добре е да направите такова измерване с изключена микросхема. В случай на повреда на микросхемата, това съпротивление става равно на няколко ома.

Ако измервате изходното съпротивление, без да разпоявате микросхемата, първо трябва да разпоявате дефектния транзистор, тъй като в този случай неговият счупен преход порта-източник може да "звъни". Освен това трябва да се има предвид, че веригата обикновено има съвпадащ резистор, свързан между изхода на микросхемата и „корпуса“. Следователно, когато се тества, работеща микросхема може да има изходно съпротивление. Въпреки че обикновено никога не е по-малко от 1 kOhm.

По този начин, ако изходното съпротивление на микросхемата е много малко или има стойност, близка до нула, тогава тя може да се счита за дефектна.

Симулация на работа на микросхема

Тази проверка се извършва без разпояване на микросхемата от захранването. Захранването трябва да бъде изключено преди извършване на диагностика!

Същността на теста е да се захранва микросхемата от външен източник и да се анализират нейните характерни сигнали (амплитуда и форма) с помощта на осцилоскоп и волтметър.

Оперативната процедура включва следните стъпки:

1) Изключете монитора от променливотоковото захранване (изключете захранващия кабел).

2) От външен стабилизиран източник на ток, приложете захранващо напрежение над 16V (например 17-18V) към пин 7 на микросхемата. В този случай микросхемата трябва да започне. Ако захранващото напрежение е по-малко от 16 V, микросхемата няма да стартира.

3) С помощта на волтметър (или осцилоскоп) измерете напрежението на щифт 8 (VREF) на микросхемата. Трябва да има референтно стабилизирано напрежение от +5 VDC.

4) Чрез промяна на изходното напрежение на външния източник на ток, уверете се, че напрежението на пин 8 е стабилно.(Напрежението на източника на ток може да се променя от 11 V до 30 V; с по-нататъшно намаляване или увеличаване на напрежението, микросхемата ще се изключи и напрежението на пин 8 ще изчезне).

5) С помощта на осцилоскоп проверете сигнала на пин 4 (CR). В случай на работеща микросхема и нейните външни вериги, при този контакт ще има линейно променливо напрежение (с форма на трион).

6) Като промените изходното напрежение на външния източник на ток, уверете се, че амплитудата и честотата на зъбното напрежение на пин 4 са стабилни.

7) С помощта на осцилоскоп проверете за наличието на правоъгълни импулси на щифт 6 (OUT) на микросхемата (изходни контролни импулси).

Ако всички посочени сигнали са налице и се държат в съответствие с горните правила, тогава можем да заключим, че чипът работи правилно и функционира правилно.

В заключение бих искал да отбележа, че на практика си струва да се провери изправността не само на микросхемата, но и на елементите на нейните изходни вериги (фиг. 3). На първо място, това са резистори R1 и R2, диод D1, ценеров диод ZD1, резистори R3 и R4, които формират токовия защитен сигнал. Тези елементи често се оказват дефектни по време на повреда

PWM UC3842AN

UC3842 е схема на PWM контролер с обратна връзка по ток и напрежение за управление на ключовия етап на n-канален MOSFET, осигуряващ разреждането на неговия входен капацитет с принудителен ток до 0,7 A. SMPS контролерът се състои от серия UC384X (UC3843, UC3844, UC3845) PWM контролери. Ядрото UC3842 е специално проектирано за дългосрочна работа с минимален брой външни дискретни компоненти. Контролерът UC3842 PWM разполага с прецизен контрол на работния цикъл, температурна компенсация и е с ниска цена. Специална характеристика на UC3842 е способността му да работи в рамките на 100% работен цикъл (например UC3844 работи с работен цикъл до 50%.). Вътрешният аналог на UC3842 е 1114EU7. Захранващите устройства, направени на чипа UC3842, се характеризират с повишена надеждност и лекота на внедряване.

Ориз. Таблица със стандартни оценки.

Тази таблица дава пълна картина на разликите между микросхемите UC3842, UC3843, UC3844, UC3845.

Общо описание.

За тези, които желаят да се запознаят по-задълбочено с PWM контролерите от серията UC384X, се препоръчва следният материал.

• Лист с данни UC3842B (изтегляне)
• Лист с данни 1114EU7 вътрешен аналог на микросхемата UC3842A (изтегляне).
• Статия "Flyback конвертор", Дмитрий Макашев (изтегляне).
• Описание на работата на PWM контролерите от серията UCX84X (изтегляне).
• Статия "Еволюция на импулсните захранвания с обратно движение", С. Косенко (изтегляне). Статията е публикувана в сп. "Радио" бр.7-9 за 2002г.

Документ от STC SIT, най-успешното описание на руски език за PWM UC3845 (K1033EU16), силно се препоръчва за преглед. (Изтегли).

Разликата между чиповете UC3842A и UC3842B е, че A консумира по-малко ток до стартиране.

UC3842 има две опции за корпус: 8pin и 14pin, pinouts на тези версии са значително различни. По-нататък ще бъде разгледана само опцията за 8-пинов корпус.

Необходима е опростена блокова схема, за да се разбере принципът на работа на PWM контролера.

Ориз. Блокова схема на UC3842

Блокова схема в по-подробна версия е необходима за диагностика и проверка на производителността на микросхемата. Тъй като обмисляме 8-пинов дизайн, Vc е 7-пинов, PGND е 5-пинов.

Ориз. Блокова схема на UC3842 (подробна версия)

Ориз. UC3842 разводка

Тук трябва да има материал за разпределението на щифтовете, но е много по-удобно да прочетете и разгледате практическата електрическа схема за свързване на UC3842 PWM контролера. Диаграмата е начертана толкова добре, че много по-лесно се разбира предназначението на щифтовете на микросхемата.

Ориз. Схема на свързване на UC3842, като се използва пример за захранване за телевизор

1. Комп:(Руски Корекция) изход на усилвател на грешка. За нормална работа на PWM контролера е необходимо да се компенсира честотната характеристика на усилвателя на грешката, за тази цел кондензатор с капацитет от около 100 pF обикновено се свързва към посочения щифт, чийто втори щифт е свързан към пин 2 на IC. Ако напрежението на този щифт се понижи под 1 волт, тогава продължителността на импулса на изход 6 на микросхемата ще намалее, като по този начин ще намали мощността на този PWM контролер.
2. Vfb: (Руски) Напрежение за обратна връзка) въвеждане на обратна връзка. Напрежението на този щифт се сравнява с референтното напрежение, генерирано вътре в контролера UC3842 PWM. Резултатът от сравнението модулира работния цикъл на изходните импулси, в резултат на което изходното напрежение на захранването се стабилизира. Формално вторият щифт служи за намаляване на продължителността на изходните импулси, ако се приложи над +2,5 волта, импулсите ще бъдат съкратени и микросхемата ще намали изходната мощност.
3. C/S: (второ обозначение чувствам) (Руски) Текуща обратна връзка) сигнал за ограничаване на тока. Този щифт трябва да бъде свързан към резистор в изходната верига на превключващия транзистор. Когато MOS транзисторът е претоварен, напрежението на съпротивлението се увеличава и когато се достигне определен праг, UC3842A спира да работи, затваряйки изходния транзистор. Най-просто казано, изводът служи за изключване на импулса на изхода, когато към него се подаде напрежение над 1 волт.
4. Rt/Ct: (Руски) Настройка на честотата) свързване на синхронизираща RC верига, необходима за задаване на честотата на вътрешния осцилатор. R се свързва с Vref - референтното напрежение, а C се свързва с общия проводник (обикновено се избират няколко десетки nF). Тази честота може да се променя в доста широк диапазон; отгоре тя е ограничена от скоростта на ключовия транзистор, а отдолу от мощността на импулсния трансформатор, която намалява с намаляване на честотата. На практика честотата се избира в диапазона 35...85 kHz, но понякога захранването работи съвсем нормално при много по-висока или много по-ниска честота.
За синхронизираща RC верига е по-добре да изоставите керамичните кондензатори.
5.Gnd: (Руски) Общ) общо заключение. Общият терминал не трябва да се свързва към тялото на веригата. Това „горещо“ заземяване е свързано към тялото на устройството чрез чифт кондензатори.
6.Навън: (Руски) Изход) изходът на PWM контролера е свързан към портата на ключовия транзистор чрез резистор или паралелно свързани резистор и диод (анод към портата).
7.Vcc: (Руски) Хранене) захранване на PWM контролера, този щифт на микросхемата се захранва със захранващо напрежение в диапазона от 16 волта до 34, моля, имайте предвид, че тази микросхема има вграден Schmidt тригер (UVLO), който включва микросхемата, ако захранващото напрежение надвишава 16 волта, ако напрежението по някаква причина падне под 10 волта (за други микросхеми от серията UC384X стойностите за ВКЛЮЧВАНЕ / ИЗКЛЮЧВАНЕ може да се различават, вижте таблицата с типови рейтинги), то ще бъде изключено от захранващото напрежение. Микросхемата също има защита от пренапрежение: ако захранващото напрежение върху нея надвиши 34 волта, микросхемата ще се изключи.
8. Vref: изход на вътрешния източник на референтно напрежение, изходният му ток е до 50 mA, напрежение 5 V. Свързан към едно от разделителните рамена, той се използва за бързо регулиране на U изхода на цялото захранване.

Малко теория.

Верига за изключване при спад на входното напрежение.

Ориз. Верига за изключване при спад на входното напрежение.

Веригата за блокиране на ниско напрежение или UVLO веригата гарантира, че Vcc е равно на напрежението, което прави UC384x напълно работещ за включване на изходния етап. На фиг. Показано е, че веригата UVLO има прагово напрежение на включване и изключване съответно 16 и 10. Хистерезис от 6V предотвратява произволно включване и изключване на напрежението по време на захранване.

Генератор.

Ориз. Генератор UC3842.

Кондензаторът за настройка на честотата Ct се зарежда от Vref (5V) през резистора за настройка на честотата Rt и се разрежда от вътрешен източник на ток.

Чиповете UC3844 и UC3845 имат вграден тригер за броене, който служи за получаване на максимален работен цикъл на генератора от 50%. Следователно генераторите на тези микросхеми трябва да бъдат настроени на честота на превключване два пъти по-висока от желаната. Генераторите на чипове UC3842 и UC3843 са настроени на желаната честота на превключване. Максималната работна честота на фамилията генератори UC3842/3/4/5 може да достигне 500 kHz.

Отчитане и ограничаване на тока.

Ориз. Организация на текущата обратна връзка.

Преобразуването на ток-напрежение се извършва на външен резистор Rs, свързан към земята. RC филтър за потискане на емисиите на изходния превключвател. Инвертиращият вход на токочувствителния компаратор UC3842 е вътрешно предубеден с 1V. Ограничаване на тока възниква, ако напрежението на пин 3 достигне този праг.

Усилвател на сигнала за грешка.

Ориз. Блокова схема на усилвател на сигнала за грешка.

Входът за неинвертираща грешка няма отделен изход и е вътрешно предубеден с 2,5 волта. Изходът на усилвателя на грешката е свързан към щифт 1 за свързване на външна компенсираща верига, позволяваща на потребителя да контролира честотната характеристика на затворената обратна връзка на преобразувателя.

Ориз. Компенсираща електрическа схема.

Компенсираща верига, подходяща за стабилизиране на всяка преобразувателна верига с допълнителна обратна връзка по ток, с изключение на обратни и усилващи преобразуватели, работещи с индуктивен ток.

Методи за блокиране.

Има два възможни начина за блокиране на чипа UC3842:
увеличаване на напрежението на пин 3 над нивото от 1 волт,
или повишаване на напрежението на щифт 1 до ниво, което не надвишава спада на напрежението на двата диода спрямо земния потенциал.
Всеки от тези методи води до задаване на ВИСОКО логическо ниво на напрежение на изхода на ШИМ копаратора (блокова диаграма). Тъй като основното (по подразбиране) състояние на ключалката PWM е състояние на нулиране, изходът на компаратора на PWM ще се поддържа НИСКО, докато състоянието на щифтове 1 и/или 3 се промени в следващия часовников период (периода, който следва този в въпрос). часовников период, когато възникна ситуация, която изисква блокиране на микросхемата).

Схема на свързване.

Най-простата схема на свързване на PWM контролера UC3842 е чисто академична по природа. Схемата е най-простият генератор. Въпреки своята простота, тази схема работи.

Ориз. Най-простата схема на свързване 384x

Както може да се види от диаграмата, за да работи контролерът UC3842 PWM, са необходими само RC верига и захранване.

Схема на свързване на PWM контролера на PWM контролера UC3842A, като се използва пример за захранване на телевизор.

Ориз. Схема на захранване за UC3842A.

Диаграмата дава ясно и просто представяне на използването на UC3842A в просто захранване. Диаграмата е леко модифицирана, за да е по-лесна за четене. Пълната версия на схемата може да бъде намерена в PDF документа "Захранващи устройства 106 вериги" Tovarnitsky N.I.

Схема на свързване на PWM контролера на UC3843 PWM контролера, използвайки примера на захранването на рутера D-Link, JTA0302E-E.

Ориз. Схема на захранване за UC3843.

Въпреки че веригата е направена според стандартната връзка за UC384X, R4 (300k) и R5 (150) са извадени от стандартите. Въпреки това, успешно и най-важното, логически разпределените вериги помагат да се разбере принципът на работа на захранването.

Захранване на базата на UC3842 PWM контролер. Диаграмата не е предназначена за повтаряне, а е само за информационни цели.

Ориз. Стандартна схема на свързване от листа с данни (диаграмата е леко модифицирана за по-лесно разбиране).

Ремонт на ШИМ базирано захранване UC384X.

Проверка чрез външно захранване.

Ориз. Симулация на работа на ШИМ контролера.

Работата се проверява без разпояване на микросхемата от захранването. Преди извършване на диагностика захранването трябва да бъде изключено от мрежата 220V!

От външно стабилизирано захранване приложете напрежение към щифт 7 (Vcc) на микросхемата с напрежение, по-голямо от напрежението на включване на UVLO, обикновено повече от 17V. В този случай контролерът UC384X PWM трябва да работи. Ако захранващото напрежение е по-малко от напрежението на включване на UVLO (16V/8.4V), микросхемата няма да стартира. Можете да прочетете повече за UVLO тук.

Проверка на вътрешното референтно напрежение.

ПрегледUVLO

Ако външното захранване ви позволява да регулирате напрежението, тогава е препоръчително да проверите работата на UVLO. Чрез промяна на напрежението на пин 7(Vcc) в диапазона на UVLO напрежение, референтното напрежение на пин 8(Vref) = +5V не трябва да се променя.

Не се препоръчва подаването на напрежение от 34 V или по-високо към пин 7 (Vcc). Възможно е в захранващата верига на контролера UC384X PWM да има защитен ценеров диод, тогава не се препоръчва захранването на този ценеров диод над работното напрежение.

Проверка на работата на генератора и външните вериги на генератора.

Ще ви трябва осцилоскоп за проверка. Трябва да има стабилен "трион" на щифт 4 (Rt/Ct).

Проверка на изходния контролен сигнал.

Ще ви трябва осцилоскоп за проверка. В идеалния случай щифт 6 (изход) трябва да има правоъгълни импулси. Изследваната верига обаче може да се различава от показаната и тогава ще е необходимо да изключите външните вериги за обратна връзка. Общият принцип е показан на фиг. – с това активиране контролерът UC384X PWM гарантирано стартира.

Ориз. Работа на UC384x с деактивирани вериги за обратна връзка.

Ориз. Пример за реални сигнали при симулиране на работата на ШИМ контролер.

Ако захранване с управляващ PWM контролер като UC384x не се включва или се включва с голямо закъснение, тогава проверете, като смените електролитния кондензатор, който филтрира захранването (пин 7) на този m/s. Необходимо е също така да се проверят елементите на веригата за първоначално стартиране (обикновено два резистора 33-100kOhm, свързани последователно).

Когато сменяте мощен (полеви) транзистор в захранващ блок с управление m/s 384x, не забравяйте да проверите резистора, който служи като датчик за ток (разположен при източника на превключвателя с полеви ефекти). Промяна в неговото съпротивление при номинална част от ома е много трудно да се открие с конвенционален тестер! Увеличаването на съпротивлението на този резистор води до фалшива работа на токовата защита на захранващия блок. В този случай можете да търсите много дълго време причините за претоварването на захранването във вторичните вериги, въпреки че те изобщо не са там.