UC3843是高性能固定频率电流模式控制器专为离线和直流至直流变换器应用而设置,为设计人员提供只需最少外部元件就能获得成本效益高的解决方案。这些集成电路具有可微调的振荡器、能进行精确的占空比控制、温度补偿的参考、高增益误差放大器、电流取样比较器和大电流图腾柱式输出,是驱动功率MOSFET的理想器件。本文介绍两款基于UC3843的开关电源的电路图。
uc3843引脚与uc3842引脚相同,只是启动电压较低,13v即可启动振动。
①引脚1 COMP是内部误差放大器的输出,通常在该引脚和引脚2之间连接一个反馈网络,以确定误差放大器的增益和频率响应。
② FEED BACK是反馈电压输入端,与内部误差放大器同相输入端的参考电压(一般为+2.5V)比较,产生控制电压,控制脉宽。
③3引脚ISENSE是电流感测端子。在外围电路中,功率开关(如vmosfet)的源极串联一个小电阻采样电阻,它将脉冲变压器的电流转换成电压,这个电压送到三个管脚来控制脉宽。此外,当电源电压异常时,功率开关管电流增大,当采样电阻上的电压超过1V时,UC3842停止输出,有效保护了功率开关管。
④4针RT/CT为定时端。锯齿波振荡器外部连接到定时电容器C和定时电阻器r的公共端
⑤引脚GND接地。
⑥6-pin OUT为输出端,此引脚为Tuten列输出,驱动能力为& plusmn洛杉矶.这种图腾柱结构有利于被驱动功率管的关断,因为当晶体管vt1关断时,VT2导通,提供了功率管关断时的低阻抗反向泵浦电流回路,加速了功率管的关断。
⑦ Vcc是电源。当电源电压低于++16V时,UC3824不工作,功耗在1mA以下。输入电压可以通过一个大电阻从高压降压获得。芯片工作后,输入电压可在+10 ~+30V之间波动,低于+10V停止工作。工作功耗约为15mA,该电流可由反馈电阻提供。
⑧8脚VREF为基准电压输出,可输出精确的+5V基准电压,电流50mA。
开关电源电路图----UC3843引脚图
开关电源电路图----UC3843引脚功能
开关电源电路图----UC3843组成的小功率开关电源
高频变压器是开关电源的关键元件,其设计和绕制工艺很大程度上决定开关电源的特性甚至制作的成败,对于15W左右的开关电源,可选区EE-20的磁芯,材料可选MXO-2000导磁率为u=2000H/m,饱和磁通密度bs=400mT,最高工作频率可达500kHz,绕组参数参考电路图中的标注。漆包线的线经及并绕股数一般应视输出电流而定,通常电流密度取J=2A/m2,但最大不超过2A/m2。防止出现磁饱和而烧毁开关管,磁芯间隙应有0.2-0.8mm,可采取垫上数层绝缘材料解决。
开关功率管可采用高频特性好,低内阻的场效应晶体管,因为开关管工作于300V的电压,考虑到高频变压器的反向电动势约有200多伏,线圈漏感引起的尖峰电压约有200V,所以功率管的反向击穿电压应选用大于800V的高反压场效应管,功率管的最大漏极电流应考虑整个电源的输出功率,在这个电源中,输出功率较小,可选用价廉的2Sk2067。同时功率管上应安装合适的散热器。
因为开关电源的工作频率较高,二极管应选用高频特性好的肖特基快恢复二极管,如UF4007、FR107等元件。滤波电容的容量根据电源的输出功率而定。这里选22uF/400V电容即可,但必须选用质量好的元件。
业余制作开关电源,工作频率不要选用太高,因为自制的高频变压器工艺难以保证,高频特性欠佳,频率太高可能会导致电源无法工作。一般可选40KHz左右为宜。
开关电源电路图----以UC3843为核心的单端反激式开关稳压电源
采用TL431配合光耦PC817A作为参考、隔离、取样,电路中将UC3843内部的误差放大器反向输入端2脚直接接地,PC817A的三极管集电极直接接在误差放大器的输出端1脚,跳过芯片内部的误差放大器,直接用1脚做反馈,然后与电流检测输入的第3脚进行比较,通过锁存脉宽调制器输出PWM驱动信号。当输出电压升高时,经电阻Rup,Rlow分压后输入到TL431的参考端的电压也升高,此时流过光耦中发光二极管的电流增大,PC817A三极管集射级电压Ucc减小,UC3843的6脚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。反之亦然,使输出保持恒定,不受电网电压或负载变化的影响。
在上图中直接从1脚反馈的好处是能使电源的动态响应更快,而且还简化了1脚和2脚之间RC网络的设计。因为误差放大器用作信号传输时都需要传输时间,并不是输出与输入同时建立。由于TL431内部有一个高增益的误差放大器,如果把反馈信号接到2脚的电压反馈端,则反馈信号要通过两个高增益误差放大器,传输时间增长。而且直接采用1脚做反馈,还能起到过载保护的功能,当电源过载或输出短路时,流过光耦中的二极管的电流会迅速增大,1脚的电压很快就被拉低。1脚的电压低于1V时,UC3843就会关闭6脚输出,从而保护了电源。