教你开关电路中UC3842保护电路改进。建议收藏合营进修_电压_电路

提到布局大略功能强大的芯片，UC3842绝对值得一提。
其管脚数偏少，却能够最大程度提高效率，但随着效率的提升，UC3842的所构成的开关电源保护电路问题也逐渐暴露出来。
本篇文章就针对这个问题，对UC3842进行较为全面的剖析。

UC3842的范例运用

UC3842的范例运用电路如图1所示。
该电路紧张由桥式整流电路，高频变压器，MOS功率管以及电流型脉宽调制芯片UC3842构成。
其事情事理为：220V的互换电经由桥式整流滤波电路后，得到大约+300V的直流高压，这一贯流电压被M0S功率管斩波并通过高频变压器降压，变成频率为几十kHz的矩形波电压，再经由输出整流滤波，就得到了稳定的直流输出电压。

个中高频变压器的自馈线圈N2中感应的电压，经D2整流后所得到的直流电压被反馈到UC3842内部的偏差放大器并和基准电压比较得到偏差电压Vr，同时在取样电阻R11上建立的直流电压也被反馈到UC3842电流测定比较器的同柑输入端，这个检测电压和偏差电压Vt比较较，产生脉冲宽度可调的驱动旗子暗记，用来掌握开关功率管的导通和关断韶光，以决定高频变压器的通断状态，从而达到输出稳压的目的。
图l中，R5用来限定C8产生的充电峰值电流。
考虑到Vi及Vref上的噪声电压也会影响输出的脉冲宽度，因此，在UC3842的脚7和脚8上分别接有消噪电容C4和C2。
R7是MOS功率管的栅极限流电阻。
其余，在UC3842的输入端与地之间，还有34V的稳压管，一旦输入端涌现高压，该稳压管就被反向击穿，将Vi钳位于34V，保护芯片不致破坏。

过载保护的毛病

当电源过载或输出短路时，UC3842的保护电路动作，使输出脉冲的占空比减小，输出电压降落，UC3842的供电电压也随着降落，当低到UC3842不能事情时，全体电路关闭，然后通过R6扦始下一次启动过程。
这种保护被称为“打嗝”式(hiccup)保护。
在这种保护状态下，电源只事情几个开关周期，然后进入很永劫光(几百ms到几s)的启动过程，因此，它的均匀功率很低。
但是，由于变压器存在漏感等缘故原由，有的开关电源在每个开关周期都有很高的开关尖峰电压，纵然在占空比很小的情形下，赞助供电电压也不能降到足够低，以是不能实现空想的保护功能。

电路稳定性的毛病

在图1所示的电路中，当电源的占空频年夜于50%，或变压器事情在连续电流条件下时，全体电路就会产生分谐波振荡，引起电源输出的不稳定。
图2表示了变压器中电感电流的变革过程。
没在t0时候，开关开始导通，使电感电流以斜率m1上升，该斜率是输入电压除以电感的函数。
t1时候，电流取样输入达到由掌握电压建立的门限，这导致开关断开，电流以斜率m2衰减，直至下一个振荡周期。
如果此时有一个扰动加到掌握电压上，那么它将产生一个△I，这样我们就会创造电路存在着不稳定的情形，即在一个固定的振荡器周期内，电流衰减时闸减少，最小电流开关接通时候t2上升了△I+△Im2/m1，最小电流不才一个周期t3减小到(△I+△Im2/m4)(m2/m1)，在每一个后续周期，该扰动m2/m1被相乘，在开关接通时交替增加和减小电感电流，大概须要几个振荡器周期才能使电感电流为零，使过程重新开始，如果m2/m1大于l，变换器将会不稳定。
因此，图l所示的电路在某状态下存在着一定的失落稳隐患。

保护电路的改进

针对上述剖析，改进电路如图3所示，该电路具有以下特点。

1)通过在UC3842的采样电压处接入一个射极跟随器，从而在掌握电压上增加了一个与脉宽调制时钟同步的人为斜坡，它可以在后续的周期内将△I扰动减小到零。
因此，纵然系统事情在占空频年夜于50%或连续的电感电流条件下，系统也不会涌现不稳定的情形。
不过该补偿斜坡的斜率必须即是或略大于m2/2，系统才能具有真正的稳定性。

2)取样电阻改用无感电阻。
无感电阻是一种双线并绕的绕线电阻，其精度高且随意马虎做到大功率。
采取无感电阻后，其阻抗不会随着频率的增加而增加。
这样，纵然在高频情形下取样电阻所花费的功率也不会超过它的标称功率，因此也就不会涌现炸机征象。

3)反馈电路改用TL43l加光耦来掌握。
我们都知道放大器用作旗子暗记传输时都须要传输韶光，并不是输出与输入同时建立。
如果把反馈旗子暗记接到UC3842的电压反馈端，则反馈旗子暗记需连续通过两个高增益偏差放大器，传输韶光增长。
由于TL431本身便是一个高增益的偏差放大器，因此，在图3中直接采取脚1做反馈，从UC3842的脚8(基准电压脚)拉了一个电阻到脚l，脚2通过R18接地。
这样做的好处是，跳过了UC3842的内部放大器，从而把反馈旗子暗记的传输韶光缩短了一半，使电源的动态相应变快。
其余，直接掌握UC3842的脚l还可简化系统的频率补偿以及输出功率小等问题。

实验结果

图4给出了UC3842检测电阻的电压波形和采样旗子暗记波形。
从图4中可以看出，经由改进后的电路，其采样旗子暗记的波形牢牢跟随检测电阻的电压波形，没有涌现非常大的尖峰电压。
因此，该电路能有效避免因变压器漏感等非常滋扰引起的电源误操作的问题，也能有效避免因电源占空比过大而引起的系统不稳定的问题。

UC3842是一种性能优秀的电流掌握型脉宽调制器，但在实际的运用过程中，它的保护电路存在着一定的毛病，因此，在电源的设计过程中，必须对其保护电路进行改进。
实验证明，经由改进后的保护电路使系统性能更加稳定可靠。