應用、缺陷、改進三方麵攻克UC3842保護電路問題
發布時間:2015-03-29 責任編輯:sherry
【導讀】本篇文章從典型應用、缺陷、改進等幾個方麵對UC3842的保護電路改進問題進行了較為詳細的分析和講解希望大家在閱讀過本篇文章之後能夠有所收獲。
說道外圍構造簡單管效應少的芯片,UC3842絕對值得一提。簡單的構造讓UC3842擁有了極高的開關效率,但相對的,隨著開關效率的提高,保護電路的問題就暴露了出來。
在本篇文章當中,小編為大家整理了關於UC3842開關電源保護電路改進方法,希望能對大家有所幫助。
UC3842的典型應用

UC3842的典型應用電路如圖l所示。該電路主要由橋式整流電路,高頻變壓器,MOS功率管以及電流型脈寬調製芯片UC3842構成。其工作原理為:220V的交流電經過橋式整流濾波電路後,得到大約+300V的直流高壓,這一直流電壓被M0S功率管斬波並通過高頻變壓器降壓,變成頻率為幾十kHz的矩形波電壓,再經過輸出整流濾波,就得到了穩定的直流輸出電壓。
其中高頻變壓器的自饋線圈N2中感應的電壓,經D2整流後所得到的直流電壓被反饋到UC3842內部的誤差放大器並和基準電壓比較得到誤差電壓Vr,同時在取樣電阻R11上建立的直流電壓也被反饋到UC3842電流測定比較器的同柑輸入端,這個檢測電壓和誤差電壓Vtxiangbijiao,chanshengmaichongkuanduketiaodequdongxinhao,yonglaikongzhikaiguangonglvguandedaotongheguanduanshijian,yijuedinggaopinbianyaqidetongduanzhuangtai,congerdadaoshuchuwenyademude。tul中,R5用來限製C8產生的充電峰值電流。考慮到Vi及Vref上的噪聲電壓也會影響輸出的脈衝寬度,因此,在UC3842的腳7和腳8上分別接有消噪電容C4和C2。R7是MOS功率管的柵極限流電阻。另外,在UC3842的輸入端與地之間,還有34V的穩壓管,一旦輸入端出現高壓,該穩壓管就被反向擊穿,將Vi鉗位於34V,保護芯片不致損壞。
UC3842保護電路的缺陷
過載保護的缺陷
當電源過載或輸出短路時,UC3842的保護電路動作,使輸出脈衝的占空比減小,輸出電壓降低,UC3842的供電電壓也跟著降低,當低到UC3842不能工作時,整個電路關閉,然後通過R6扡始下一次啟動過程。這種保護被稱為“打嗝”式(hiccup)保護。在這種保護狀態下,電源隻工作幾個開關周期,然後進入很長時間(幾百ms到幾s)的(de)啟(qi)動(dong)過(guo)程(cheng),因(yin)此(ci),它(ta)的(de)平(ping)均(jun)功(gong)率(lv)很(hen)低(di)。但(dan)是(shi),由(you)於(yu)變(bian)壓(ya)器(qi)存(cun)在(zai)漏(lou)感(gan)等(deng)原(yuan)因(yin),有(you)的(de)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)在(zai)每(mei)個(ge)開(kai)關(guan)周(zhou)期(qi)都(dou)有(you)很(hen)高(gao)的(de)開(kai)關(guan)尖(jian)峰(feng)電(dian)壓(ya),即(ji)使(shi)在(zai)占(zhan)空(kong)比(bi)很(hen)小(xiao)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),輔(fu)助(zhu)供(gong)電(dian)電(dian)壓(ya)也(ye)不(bu)能(neng)降(jiang)到(dao)足(zu)夠(gou)低(di),所(suo)以(yi)不(bu)能(neng)實(shi)現(xian)理(li)想(xiang)的(de)保(bao)護(hu)功(gong)能(neng)。
電路穩定性的缺陷

在圖l所示的電路中,當電源的占空比大於50%,或變壓器工作在連續電流條件下時,整個電路就會產生分諧波振蕩,引起電源輸出的不穩定。圖2表示了變壓器中電感電流的變化過程。沒在t0時刻,開關開始導通,使電感電流以斜率m1上升,該斜率是輸入電壓除以電感的函數。t1時刻,電流取樣輸入達到由控製電壓建立的門限,這導致開關斷開,電流以斜率m2衰減,直至下一個振蕩周期。如果此時有一個擾動加到控製電壓上,那麼它將產生一個△I,這樣我們就會發現電路存在著不穩定的情況,即在一個固定的振蕩器周期內,電流衰減時閘減少,最小電流開關接通時刻t2上升了△I+△Im2/m1,最小電流在下一個周期t3減小到(△I+△Im2/m4)(m2/m1),在每一個後續周期,該擾動m2/m1被相乘,在開關接通時交替增加和減小電感電流,也許需要幾個振蕩器周期才能使電感電流為零,使過程重新開始,如果m2/m1大於l,變換器將會不穩定。因此,圖l所示的電路在某狀態下存在著一定的失穩隱患。
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保護電路的改進
針對上述分析,改進電路如圖3所示,該電路具有以下特點。

通過在UC3842的采樣電壓處接入一個射極跟隨器,從而在控製電壓上增加了一個與脈寬調製時鍾同步的人為斜坡,它可以在後續的周期內將△I擾動減小到零。因此,即使係統工作在占空比大於50%或連續的電感電流條件下,係統也不會出現不穩定的情況。不過該補償斜坡的斜率必須等於或略大於m2/2,係統才能具有真正的穩定性。
quyangdianzugaiyongwugandianzu。wugandianzushiyizhongshuangxianbingraoderaoxiandianzu,qijingdugaoqierongyizuodaodagonglv。caiyongwugandianzuhou,qizukangbuhuisuizhepinlvdezengjiaerzengjia。zheyang,jishizaigaopinqingkuangxiaquyangdianzusuoxiaohaodegonglvyebuhuichaoguotadebiaochenggonglv,yinciyejiubuhuichuxianzhajixianxiang。
反饋電路改用TL43l加光耦來控製。我們都知道放大器用作信號傳輸時都需要傳輸時間,並不是輸出與輸入同時建立。如果把反饋信號接到UC3842的電壓反饋端,則反饋信號需連續通過兩個高增益誤差放大器,傳輸時間增長。由於TL431本身就是一個高增益的誤差放大器,因此,在圖3中直接采用腳1做反饋,從UC3842的腳8(基準電壓腳)拉了一個電阻到腳l,腳2通過R18接地。這樣做的好處是,跳過了UC3842的內部放大器,從而把反饋信號的傳輸時間縮短了一半,使電源的動態響應變快。另外,直接控製UC3842的腳l還可簡化係統的頻率補償以及輸出功率小等問題。
實驗結果

圖4給出了UC3842檢測電阻的電壓波形和采樣信號波形。從圖4中zhong可ke以yi看kan出chu,經jing過guo改gai進jin後hou的de電dian路lu,其qi采cai樣yang信xin號hao的de波bo形xing緊jin緊jin跟gen隨sui檢jian測ce電dian阻zu的de電dian壓ya波bo形xing,沒mei有you出chu現xian非fei常chang大da的de尖jian峰feng電dian壓ya。因yin此ci,該gai電dian路lu能neng有you效xiao避bi免mian因yin變bian壓ya器qi漏lou感gan等deng異yi常chang幹gan擾rao引yin起qi的de電dian源yuan誤wu操cao作zuo的de問wen題ti,也ye能neng有you效xiao避bi免mian因yin電dian源yuan占zhan空kong比bi過guo大da而er引yin起qi的de係xi統tong不bu穩wen定ding的de問wen題ti。
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