1、1 UC3842 内部工作原理简介 图 1 示出了 UC3842 内部框图和引脚图，UC3842 采用固定工作频率脉冲宽度可控调制方式，共有 8 个引脚，各脚功能如下：脚是误差放大器的输出端，外接阻容元件用于改善误差放大器的增益和频率特性；脚是反馈电压输入端，此脚电压与误差放大器同相端的 2.5V 基准电压进行比较，产生误差电压，从而控制脉冲宽度；脚为电流检测输入端， 当检测电压超过 1V 时缩小脉冲宽度使电源处于间歇工作状态；脚为定时端，内部振荡器的工作频率由外接的阻容时间常数决定，f=1.8/(R TCT)；脚为公共地端；脚为推挽输出端，内部为图腾柱式，上升、下降时间仅为 50ns 驱动能
2、力为1A ；脚是直流电源供电端，具有欠、过压锁定功能，芯片功耗为 15mW；脚为 5V 基准电压输出端，有 50mA 的负载能力。 图 1 UC3842 内部原理框图2 UC3842 组成的开关电源电路 图 2 是由 UC3842 构成的开关电源电路，220V 市电由 C1、L 1 滤除电磁干扰，负温度系数的热敏电阻 Rt1 限流，再经 VC 整流、C 2 滤波，电阻 R1、电位器 RP1 降压后加到 UC3842 的供电端（脚），为 UC3842 提供启动电压，电路启动后变压器的付绕组的整流滤波电压一方面为 UC3842 提供正常工作电压，另一方面经 R3、R 4 分压加到误差放大器的反相输
3、入端脚，为 UC3842 提供负反馈电压，其规律是此脚电压越高驱动脉冲的占空比越小，以此稳定输出电压。脚和脚外接的 R6、C 8 决定了振荡频率，其振荡频率的最大值可达 500KHz。R 5、C 6用于改善增益和频率特性。脚输出的方波信号经 R7、R 8 分压后驱动 MOSFEF 功率管，变压器原边绕组的能量传递到付边各绕组，经整流滤波后输出各数值不同的直流电压供负载使用。电阻 R10 用于电流检测，经 R9、C 9 滤滤后送入UC3842 的脚形成电流反馈环. 所以由 UC3842 构成的电源是双闭环控制系统，电压稳定度非常高，当 UC3842 的脚电压高于 1V 时振荡器停振，保护功率管不
4、至于过流而损坏。电路上电时，外接的启动电路通过引脚 7 提供芯片需要的启动电压。在启动电源的作用下，芯片开始工作，脉冲宽度调制电路产生的脉冲信号经 6 脚输出驱动外接的开关功率管工作。功率管工作产生的信号经取样电路转换为低压直流信号反馈到 3 脚，维护系统的正常工作。电路正常工作后，取样电路反馈的低压直流信号经 2 脚送到内部的误差比较放大器，与内部的基准电压进行比较，产生的误差信号送到脉宽调制电路，完成脉冲宽度的调制，从而达到稳定输出电压的目的。如果输出电压由于某种原因变高，则 2 脚的取样电压也变高，脉宽调制电路会使输出脉冲的宽度变窄，则开关功率管的导通时间变短，输出电压变低，从而使输出电
5、压稳定，反之亦然。锯齿波振荡电路产生周期性的锯齿波，其周期取决于 4脚外接的 RC 网络。所产生的锯齿波送到脉冲宽度调制器，作为其工作周期，脉宽调制器输出的脉冲周期不变，而脉冲宽度则随反馈电压的大小而变化。3 电路的调试 此电路的调试需要注意：一是调节电位器 RP1使电路起振，起振电流在 1mA 左右；二是起振后变压器绕组提供的直流电压应能使电路正常工作，此电压的范围大约为 1117V 之间；三是根据输出电压的数值大小来改变 R4， 以确定其反馈量的大小；四是根据保护要求来确定检测电阻 R10 的大小，通常 R10 是 2W、1 以下的电阻。 图 2 UC3842 构成的开关电源UC3842
6、开关电源保护的几个技巧用 UC3842 做的开关电源的典型电路见图 1。过载和短路保护，一般是通过在开关管的源极串一个电阻（R4），把电流信号送到 3842的第 3 脚来实现保护。当电源过载时，3842 保护动作，使占空比减小，输出电压降低，3842 的供电电压 Vaux 也跟着降低，当低到 3842 不能工作时，整个电路关闭，然后靠R1、R2 开始下一次启动过程。这被称为“打嗝”式（hiccup）保护。在这种保护状态下，电源只工作几个开关周期，然后进入很长时间（几百 ms 到几 s）的启动过程，平均功率很低，即使长时间输出短路也不会导致电源的损坏。由于漏感等原因，有的开关电源在每个开关周期有
7、很大的开关尖峰，即使在占空比很小时，辅助电压 Vaux也不能降到足够低，所以一般在辅助电源的整流二极管上串一个电阻（R3），它和 C1 形成 RC 滤波，滤掉开通瞬间的尖峰。仔细调整这个电阻的数值，一般都可以达到满意的保护。使用这个电路，必须注意选取比较低的辅助电压 Vaux，对 3842 一般为 1315V，使电路容易保护。 图 2、3、4 是常见的电路。图 2 采取拉低第 1 脚的方法关闭电源。图 3 采用断开振荡回路的方法。图 4 采取抬高第 2 脚，进而使第 1 脚降低的方法。在这 3 个电路里 R3 电阻即使不要，仍能很好保护。注意电路中 C4 的作用，电源正常启动，光耦是不通的，因
8、此靠 C4 来使保护电路延迟一段时间动作。在过载或短路保护时，它也起延时保护的左右。在灯泡、马达等启动电流大的场合，C4 的取值也要大一点。图 1 是使用最广泛的电路，然而它的保护电路仍有几个问题： 1. 在批量生产时，由于元器件的差异，总会有一些电源不能很好保护，这时需要个别调整 R3 的数值，给生产造成麻烦； 2. 在输出电压较低时，如 3.3V、5V，由于输出电流大，过载时输出电压下降不大，也很难调整 R3 到一个理想的数值； 3. 在正激应用时，辅助电压 Vaux 虽然也跟随输出变化，但跟输入电压 HV 的关系更大，也很难调整 R3 到一个理想的数值。 这时如果采用辅助电路来实现保护关
9、断，会达到更好的效果。辅助关断电路的实现原理：在过载或短路时，输出电压降低，电压反馈的光耦不再导通，辅助关断电路当检测到光耦不再导通时，延迟一段时间就动作，关闭电源。 UC3842 应用于电压反馈电路中的探讨通常，PWM 型开关电源把输出电压的采样作为 PWM 控制器的反馈电压，该反馈电压经 PWM控制器内部的误差放大器后，调整开关信号的占空比以实现输出电压的稳定。但不同的电压反馈电路，其输出电压的稳定精度是不同的。1 概述本文首先对电流型脉宽控制器 UC3842（内部电路图如图 1 所示）常用的三种稳定输出电压电路作了介绍，分析其各自的优缺点，在此基础上设计了一种新的电压反馈电路，实验证明这
10、种新的电路具有很好的稳压效果。2 UC3842 常用的电压反馈电路2.1 输出电压直接分压作为误差放大器的输入如图 2 所示，输出电压 Vo 经 R2 及 R4 分压后作为采样信号，输入 UC3842 脚 2（误差放大器的反向输入端）。误差放大器的正向输入端接 UC3842 内部的 2.5V 的基准电压。当采样电压小于 2.5V 时，误差放大器正向和反向输出端之间的电压差经放大器放大后，调节输出电压，使得 UC3842 的输出信号的占空比变大，输出电压上升，最终使输出电压稳定在设定的电压值。R3 与 C1 并联构成电流型反馈。这种电路的优点是采样电路简单，缺点是输入电压和输出电压必须共地，不能
11、做到电气隔离。势必 引起电源布线的困难，而且电源工作在高频开关状态，容易引起电磁干扰，必然带来电路设计的困难，所以这种方法很少使用。2.2 辅助电源输出电压分压作为误差放大器的输入如图 3 所示，当输出电压升高时，单端反激式变压器 T 的辅助绕组上产生的感应电压也升高，该电压经过 D2，D3，C15，C14，C13 和 R15 组成的整流、滤波和稳压网络后得到一直流电压，给 UC3842 供电。同时该电压经 R2 及 R4 分压后作为采样电压，送入UC3842 的脚 2，在与基准电压比较后，经误差放大器放大，使脚 6 输出脉冲的占空比变小，输出电压下降，达到稳压的目的。同样，当输出电压降低时，
12、使脚 6 输出脉冲的占空比变大，输出电压上升，最终使输出电压稳定在设定的值。这种电路的优点是采样电路简单，副边绕组、原边绕组和辅助绕组之间没有任何的电气通路，容易布线。缺点是并非从副边绕组直接得到采样电压，稳压效果不好，实验中发现，当电源的负载变化较大时，基本上不能实现稳压。该电路适用于针对某种固定负载的情况。2.3 采用线性光耦改变误差放大器的输入误差电压如图 4 所示，该开关电源的电压采样电路有两路：一是辅助绕组的电压经D1，D2，C1，C2，C3，R9 组成的整流、滤波和稳压后得到 16V 的直流电压给 UC3842 供电，另外，该电压经 R2 及 R4 分压后得到一采样电压，该路采样电
13、压主要反映了直流母线电压的变化；另一路是光电耦合器、三端可调稳压管 Z 和 R4，R5，R6，R7，R8 组成的电压采样电路，该路电压反映了输出电压的变化；当输出电压升高时，经电阻 R7 及 R8 分压后输入 Z 的参考电压也升高，稳压管的稳压值升高，流过光耦中发光二极管的电流减小，流过光耦中的光电三极管的电流也相应的减小，误差放大器的输入反馈电压降低，导致UC3842 脚 6 输出驱动信号的占空比变小，于是输出电压下降，达到稳压的目的。该电路因为采用了光电耦合器，实现了输出和输入的隔离，弱电和强电的隔离，减少了电磁干扰，抗干扰能力较强，而且是对输出电压采样，有很好的稳压性能。缺点是外接元器件增多，增加了布线的困难，增加了电源的成本。
