Наша сеть партнеров Banwar
ШІМ UC3842AN
UC3842 є схему ШІМ-контролера зі зворотним зв'язком по струму і напрузі для управління ключовим каскадом на n-канальному МОП транзисторі, забезпечуючи розряд його вхідний ємності форсованим струмом величиною до 0.7А. Мікросхема SMPS контролер складається в серії мікросхем UC384X (UC3843, UC3844, UC3845) ШІМ-контролерів. Ядро UC3842 спеціально розроблено для тривалої роботи з мінімальною кількістю зовнішніх дискретних компонентів. ШІМ-контролер UC3842 відрізняється точним управлінням робочого циклу, температурної компенсацією і має невисоку вартість. Особливістю UC3842 є здатність працювати в межах 100% робочого циклу (для прикладу UC3844 працює з коефіцієнтом заповнення до 50%.). Вітчизняним аналогом UC3842 є 1114ЕУ7. Блоки живлення виконані на мікросхемі UC3842 відрізняються підвищеною надійністю і простотою виконання.
Мал. Таблиця типономиналов.
Дана таблиця дає повне уявлення у відмінностях мікросхем UC3842, UC3843, UC3844, UC3845 між собою.
- Загальний опис .
- трохи теорії .
- Схема підключення .
- Ремонт блоку живлення на основі ШІМ UC384X .
Загальний опис.
Для бажаючих більш глибоко ознайомиться з ШІМ-контролерами серії UC384X, рекомендується наступний матеріал.
- Datasheet UC3842B ( завантажити )
- Datasheet 1114ЕУ7 вітчизняний аналог мікросхеми UC3842А ( завантажити ).
- Стаття "обратноходового перетворювач", Дмитра Макашева ( завантажити ).
- Опис роботи ШІМ-контролерів серії UCX84X ( завантажити ).
- Стаття "Еволюція обратноходових імпульсних джерел живлення", С. Косенко ( завантажити ). Стаття опублікована в журналі "Радіо" №7-9 за 2002 р.
Документ від НТЦ ЗВТ, найвдаліше опис російською мовою для ШІМ UC3845 (К1033ЕУ16), настійно рекомендується для ознайомлення. ( завантажити ).
Різниця мікросхем UC3842A і UC3842B, A споживає менший струм до моменту запуску.
UC3842 має два варіанти виконання корпусу 8pin і 14pin, розташування висновків цих виконань, істотно відрізняються. Далі буде розглядатися тільки варіант виконання корпусу 8pin.
Спрощена структурна схема, необхідна для розуміння принципу роботи ШІМ-контролера.
Мал. Структурна схема UC3842
Структурна схема в більш докладному варіанті, необхідна для діагностики та перевірки працездатності мікросхеми. Так як розглядаються варіант виконання 8pin, то Vc-це 7pin, PGND-це 5pin.
Мал. Структурна схема UC3842 (детальний варіант)
Мал. Розташування висновків (pinout) UC3842
Тут повинен бути матеріал за призначенням висновків, однак набагато зручніше читати і дивитися на практичну схему включення ШІМ-контролера UC3842. Схема намальована настільки вдало, що набагато спрощує розуміння призначення висновків мікросхеми.
Мал. Схема включення UC3842 на прикладі блоку живлення для TV
1. Comp: (укр. Корекція) вихід підсилювача помилки. Для нормальної роботи ШІМ-контролера необхідно компенсувати АЧХ підсилювача помилки, з цією метою до зазначеного висновку зазвичай підключається конденсатор ємністю близько 100 пФ, другий висновок якого з'єднаний з висновком 2 ІС. Якщо на цьому висновку напруга знизити нижче 1вольта, то на виході 6 мікросхеми буде зменшуватися тривалість імпульсів, тим самим зменшуючи потужність даного ШІМ-контролера.
2. Vfb: (укр. Напруга зворотного зв'язку) вхід зворотного зв'язку. Напруга на цьому висновку порівнюється із зразковою, який формується всередині ШІМ-контролера UC3842. Результат порівняння модулює шпаруватість вихідних імпульсів, в результаті вихідна напруга блоку живлення стабілізується. Формально другий висновок служить для скорочення тривалості імпульсів на виході, якщо на нього подати вище +2,5 вольта, то імпульси скоротяться і мікросхема знизить видається потужність.
3. C / S: (друге позначення I sense) (рус. Токовая зворотний зв'язок) сигнал обмеження струму. Даний висновок повинен бути приєднаний до резистору в ланцюзі витоку ключового транзистора. У момент перевантаження МОП транзистора напруга на опорі збільшується і при досягненні певного порогу UC3842A припиняє свою роботу, закриваючи вихідний транзистор. Простіше кажучи, висновок служить для відключення імпульсу на виході, при подачі на нього напруги вище 1вольта.
4. Rt / Ct: (укр. Завдання частоти) підключення времязадающей RC-ланцюжка, необхідної для установки частота внутрішнього генератора. R підключається до Vref - опорна напруга, а З до загального проводу (зазвичай вибирається кілька десятків nF). Ця частота може бути змінена в досить широких межах, зверху вона обмежується швидкодією ключового транзистора, а знизу - потужністю імпульсного трансформатора, яка падає зі зменшенням частоти. Практично частота вибирається в діапазоні 35 ... 85 кГц, але іноді джерело живлення цілком нормально працює і при значно більшій або значно меншою частотою. Для времязадающей RC-ланцюжка краще відмовитися від керамічних конденсаторів.
5. Gnd: (укр. Загальний) загальний висновок. Загальний висновок не повинен бути з'єднаний з корпусом схеми. Це земля "гаряча" з'єднується з корпусом пристрою через пару конденсаторів.
6. Out: (укр. Вихід) вихід ШІМ-контролера, підключається до затвору ключовому транзистору через резистор або паралельно з'єднані резистор і діод (анодом до затвору).
7. Vcc: (укр. Харчування) вхід харчування ШІМ-контролера, на цей висновок мікросхеми подається напруга живлення в діапазоні від 16 вольт до 34, зверніть увагу, що дана мікросхема має вбудований тригер Шмідта (UVLO), який включає мікросхему, якщо напруга харчування перевищує 16вольт, якщо-ж напруга з яких-небудь причин стане нижче 10 вольт (для інших мікросхем серії UC384X значення ON / OFF можуть відрізняться см. Таблицю тіпономіналов ), Відбудеться її відключення від напруги живлення. Мікросхема також має захист від перенапруги: якщо напруга живлення на ній перевищить 34вольта, мікросхема відключиться.
8. Vref: вихід внутрішнього джерела опорного напруги, його вихідний струм до 50 мА, напруга 5 В. Підключається до одного з плечей дільника служить для оперативної регулювання Uвихода всього блоку живлення.
Трохи теорії.
Схема відключення при зниженні вхідної напруги.
Мал. Схема відключення при зниженні вхідної напруги.
Схема відключення при зниженні вхідної напруги або UVLO-схема (по-англійськи відключення при зниженні напруги - Under-Voltage LockOut) гарантує, що напруга Vcc дорівнює напрузі, яка не скупиться мікросхему UC384x повністю працездатною для включення вихідного каскаду. На Рис. показано, що UVLO-схема має порогові напруги включення і виключення, значення яких дорівнюють 16 і 10, відповідно. Гістерезис, рівний 6В, запобігає безладні включення і вимкнення напруги під час подачі живлення.
Генератор.
Мал. Генератор UC3842.
Частотозадающіх конденсатор Ct заряджається від Vref (5В) через частотозадающіх резистор Rt, а розряджається внутрішнім джерелом струму.
Мікросхеми UC3844 і UС3845 мають вбудований рахунковий тригер, який служить для отримання максимального робочого циклу генератора, рівного 50%. Тому генератори цих мікросхем потрібно встановити на частоту перемикання вдвічі вище бажаної. Генератори мікросхем UC3842 і UC3843 встановлюється на бажану частоту перемикання. Максимальна робоча частота генераторів сімейства UC3842 / 3/4/5 може досягати 500 кГц.
Зчитування і обмеження струму.
Мал. Організація зворотного зв'язку по струму.
Перетворення ток-напруга виконано на зовнішньому резистори Rs, пов'язаному із землею. RC фільтр для придушення викидів вихідного ключа. Інвертується вхід токочувствітельного компаратора UC3842 внутрішньо зміщений на 1Вольт. Обмеження струму відбувається, якщо напруга на виводі 3 досягає цього порогового значення.
Підсилювач сигналу помилки.
Мал. Структурна схема підсилювача сигналу помилки.
Неінвертуючий вхід сигналу помилки не має окремого виведення і внутрішньо зміщений на 2,5вольт. Вихід підсилювача сигналу помилки з'єднаний з висновком 1 для під'єднання зовнішньої компенсує ланцюга, дозволяючи користувачеві управляти частотної характеристикою замкнутої петлі зворотного зв'язку конвертора.
Мал. Схема компенсує ланцюга.
Схема компенсує ланцюга, підходяща для стабілізації будь-якої схеми перетворювача з додатковою зворотним зв'язком по струму, крім обратноходових і підвищують конвертерів, що працюють з струмом котушки індуктивності.
Способи блокування.
Можливі два способи блокування мікросхеми UC3842:
підвищення напруги на виводі 3 вище рівня 1 вольт,
або підтягування напруги на виводі 1 до рівня не перевищує падіння напруги на двох діодах, щодо потенціалу землі.
Кожен з цих способів призводить до установки ВИСОКОГО логічного рівня напруги на виході ШІМ-копаратора (структурна схема). Оскільки основним (за замовчуванням) станом ШІМ-фіксатора є стан скидання, на виході ШІМ-компаратора буде утримуватися НИЗЬКИЙ логічний рівень до тих пір, поки не зміниться стан на висновках 1 і / або 3 в наступному тактовом періоді (періоді, який слідує за даним тактовим періодом, коли виникла ситуація, що вимагає блокування мікросхеми).
Схема підключення.
Найпростіша схема підключення ШІМ-контролера UC3842, має чисто академічний характер. Схема є найпростішим генератором. Незважаючи на простоту дана схема робоча.
Мал. Найпростіша схема включення 384x
Як видно зі схеми, для роботи ШІМ-контролера UC3842 необхідна тільки RC ланцюжок і харчування.
Схема включення ШІМ контролера ШІМ-контролера UC3842A, на прикладі блоку живлення телевізора.
Мал. Схема блоку живлення на UC3842A.
Схема дає наочне і просте представлення використання UC3842A в найпростішому блоці живлення. Схема для спрощення читання, дещо змінена. Повний варіант схеми можна знайти в PDF документі "Блоки живлення 106 схем" Товарніцкий Н.І.
Схема включення ШІМ контролера ШІМ-контролера UC3843, на прикладі блоку живлення маршрутизатора D-Link, JTA0302E-E.
Мал. Схема блоку живлення на UC3843.
Схема хоч і виконана по стандартному включенню для UC384X, однак R4 (300К) і R5 (150) виводять зі стандартів. Однак вдало, а головне, логічно виділені ланцюга, допомагають зрозуміти принцип роботи блоку живлення.
Блок живлення на ШІМ-контролері UC3842. Схема не призначена для повторення, а переслідує тільки ознайомчі мети.
Мал. Стандартна схема включення з datasheet-a (схема дещо змінена, для більш простого розуміння).
Ремонт Блоку харчування на основі ШІМ UC384X.
Перевірка за допомогою зовнішнього джерела живлення.
Мал. Моделювання роботи ШІМ контролера.
Перевірка роботи проводиться без випоювання мікросхеми з блоку живлення. Блок живлення перед проведенням діагностики необхідно вимкнути з мережі 220В!
Від зовнішнього стабілізованого блоку живлення подати напругу на контакт 7 (Vcc) мікросхеми напруга більш напруги включення UVLO, в загальному випадку більш 17В. При цьому ШІМ-контролер UC384X має запрацювати. Якщо напругу живлення буде менш напруги включення UVLO (16В / 8.4В), то мікросхема не запуститься. Детальніше про UVLO можна почитати тут.
Перевірка внутрішнього джерела опорного напруги.
У робочого ШІМ-контролера UC384X напруга на контакті 8 (Vref) має бути +5 В.
Перевірка UVLO
Якщо зовнішнє джерело живлення дозволяє регулювати напругу, то бажано перевірити роботу UVLO. Змінюючи напругу на контакт 7 (Vcc) контакті в рамках діапазону напруг UVLO опорна напруга на контакті 8 (Vref) = + 5В не повинно змінюватися.
UC3842 і UC3844 напруга включення 16В, напруга вимикання 10В
UC3843 і UC3845 напруга включення 8,4В, напруга вимикання 7,6В
Подавати напругу 34В і вище на контакт 7 (Vcc) не рекомендується. Можлива наявність в ланцюзі харчування ШІМ-контролера UC384X захисного стабілітрона, тоді вище робочої напруги цього стабілітрона подавати не рекомендується.
Перевірка роботи генератора і зовнішніх ланцюгів генератора.
Для перевірки потрібно осцилограф. На контакті 4 (Rt / Ct) повинна бути стабільна «пила».
Перевірка вихідного сигналу.
Для перевірки потрібно осцилограф. В ідеалі на контакті 6 (Out) повинні бути імпульси прямокутної форми. Однак досліджувана схема може відрізнятися від наведеної і тоді буде потрібно відключити зовнішні ланцюга зворотного зв'язку. Загальний принцип показаний на рис. - при такому включенні ШІМ-контролер UC384X гарантовано запуститься.
Мал. Робота UC384x з відключеними ланцюгами зворотного зв'язку.
Мал. Приклад реальних сигналів при моделюванні роботи ШІМ контролера.
Якщо БП з керуючим ШІМ-контролером типу UC384x не включається або включається з великою затримкою, то перевірте заміною електролітичний конденсатор, який фільтрує харчування (7 висновок) цієї м / с. Також необхідно перевірити елементи ланцюга початкового запуску (зазвичай два послідовно включених резистора 33-100kOhm).
При заміні силового (польового) транзистора в БП з керуючою м / с 384x слід обов'язково перевіряти резистор, що виконує функцію датчика струму (варто на початку польовика). Зміна його опору при номіналі в частки Ома дуже складно виявити звичайним тестером! Збільшення опору цього резистора веде до помилкового спрацьовування струмового захисту БП. При цьому можна дуже довго шукати причини перевантаження БП у вторинних колах, хоча їх там зовсім і немає.