用UC3842芯片设计开关电源
UC3842开关电源电路图
1、UC3842的内部结构和特点UC3842是美国Unitrode公司生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片。
UC3842为8脚双列直插式封装，其内部原理框图如图1所示。
主要由5.0V基准电压源、用来精确地控制占空比调定的振荡器、降压器、电流测定比较器、PWM锁存器、高增益E/A误差放大器和适用于驱动功率MOSFET的大电流推挽输出电路等构成。
端1为COMP 端；端2为反馈端；端3为电流测定端；端4接Rt、Ct确定锯齿波频率；端5接地；端6为推挽输出端，有拉、灌电流的能力；端7为集成块工作电源电压端，可以工作在8～40V；端8为内部供外用的基准电压5V，带载能力50mA。
2、电路结构与工作原理图2所示为笔者在实际工作中使用的电路图。
输入电压为24V 直流电。
三路直流输出，分别为+5V/4A，+12V/0.3A和-12V/0.3A。
所有的二极管都采用快速反应二极管，核心PWM器件采用UC3842。
开关管采用快速大功率场效应管。
2.1 启动过程首先由电源通过启动电阻R 1提供电流给电容C2充电，当C2电压达到UC3842的启动电压门槛值16V时，UC3842开始工作并提供驱动脉冲，由6端输出推动开关管工作，输出信号为高低电压脉冲。
高电压脉冲期间，场效应管导通，电流通过变压器原边，同时把能量储存在变压器中。
根据同名端标识情况，此时变压器各路副边没有能量输出。
当6脚输出的高电平脉冲结束时，场效应管截止，根据楞次定律，变压器原边为维持电流不变，产生下正上负的感生电动势，此时副边各路二极管导通，向外提供能量。
同时反馈线圈向UC3842供电。
UC3842内部设有欠压锁定电路，其开启和关闭阈值分别为16V 和10V，如图3所示。
在开启之前，UC3842消耗的电流在1mA以内。
电源电压接通之后，当7端电压升至16V时UC3842开始工作，启动正常工作后，它的消耗电流约为15mA。
因为UC3842的启动电流在1mA以内，设计时参照这些参数选取R1，所以在R1上的功耗很小。
UC3842芯片设计开关电源_中文资料
UC3842芯片设计开关电源_中文资料开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源，其工作原理是由中文名称为“开关电压调制控制器”的芯片进行控制。
UC3842芯片是一种常用的开关电源控制芯片，下面将介绍UC3842芯片的设计和工作原理。
UC3842芯片的主要应用是在开关电源中，尤其是中小功率开关电源中，如适配器、电子镇流器、电源管理等领域。
它具有工作电压范围广、频率可调、输出稳定性好、过载和过温保护等优点，非常适合用于电源控制领域。
UC3842芯片的反馈引脚（FB）通过一个反馈电路来实现对输出电压的监测和控制。
当输出电压高于预设的标准电压时，反馈电压将减小，从而减小PWM信号的宽度，进而降低开关管的导通时间，使输出电压下降；反之，当输出电压低于标准电压时，PWM信号的宽度将增加，从而增加开关管的导通时间，使输出电压升高。
UC3842芯片还具有过载和过温保护功能。
当输出电流超过芯片所设定的峰值电流时，UC3842芯片会自动将PWM信号的宽度减小，从而限制输出电流的增加，保护开关电源不被过载；同时，当芯片温度超过一定值时，芯片会自动切断PWM信号，停止工作，以保护芯片不被过热。
总的来说，UC3842芯片是一款功能强大的开关电源控制芯片，具有高性能、稳定可靠的特点，可以广泛应用于开关电源等领域。
通过控制PWM信号的特性和振荡频率，UC3842芯片实现对开关电源的精确控制，提高了开关电源的效率和可靠性。
UC3842芯片设计开关电源_中文资料
UC3842芯片设计开关电源_中文资料UC3842是一款常用的开关电源控制器芯片，它可以通过调节PWM（脉宽调制）信号的占空比来控制开关管开关时间，从而实现对开关电源输出的稳定调节。
UC3842芯片的设计和应用非常灵活，而且它的设计原理和工作方式较为简单。
下面我将为大家介绍UC3842芯片的基本特点以及设计开关电源的步骤。
一、UC3842芯片的基本特点：1.输入电压范围广：UC3842芯片的输入电压范围为7.6V～30V，适用于大多数开关电源设计。
2.输出电压的精度高：UC3842的输出电压精度为±5%，可以满足大部分应用的要求。
3.PWM控制方式：UC3842采用PWM控制方式，可以精确调节输出电压和电流。
4.内置反馈保护：UC3842内置有过电流保护、短路保护等功能，可以保护开关电源的稳定工作。
5.芯片内置30V功率管驱动器：UC3842芯片内部集成了30V功率管驱动器，可以直接驱动高压功率管，减少了外部驱动电路的设计和成本。
6.温度补偿：UC3842芯片内置了温度补偿电路，可以根据环境温度的变化调整输出电压的稳定性。
二、UC3842芯片的应用：1.确定输出电压和电流：根据具体应用的要求，确定所需的输出电压和电流。
2.选择外部元器件：根据芯片的特性和应用需求，选择合适的功率管、电感、电容等外部元器件。
3.连接芯片引脚：将UC3842芯片和外部元器件按照电路图连接好，注意引脚的正确连接。
4.设计反馈电路：根据输出电压的要求，设计合适的反馈电路，将输出电压与电压参考源进行比较，输出误差信号用于控制芯片的PWM输出。
5.调节PWM信号：通过调节UC3842芯片的PWM输入信号的占空比，控制开关管的开关时间，从而调节输出电压和电流。
6.测试和调试：将设计好的开关电源连接到负载上，进行测试和调试，确保输出电压和电流稳定，满足要求。
三、UC3842芯片设计开关电源的要点：1.控制丝印标注：通过丝印标注控制引脚的功能，方便布线和检查。
UC3842芯片设计开关电源中文资料
UC3842芯片设计开关电源中文资料UC3842是一款广泛应用于开关电源设计的PWM（脉冲宽度调制）控制芯片。
它能够实现具有高效率和稳定性的开关电源的设计。
UC3842具有丰富的功能和灵活的设计选项，使其成为非常受欢迎的开关电源控制器。
在本文中，我们将详细介绍UC3842的特性、应用和设计原理。
1.高精度：UC3842通过内部误差放大器和参考电压源提供高精度的电压和电流控制。
2.脉冲宽度调制：UC3842提供可调节的PWM，以实现恒定的输出电压或电流，以及保护和调节功能。
3.全面保护功能：UC3842具有过载保护、过压保护和短路保护功能，以保护开关电源和负载。
4.宽输入电压范围：UC3842可在广泛的输入电压范围内工作，以适应不同的应用环境。
5.多种封装类型：UC3842提供多种封装类型（如DIP和SOP），以满足不同产品的设计需求。
1.开关电源：UC3842可以广泛应用于开关电源，如电视机、电脑、通信设备等。
2.电气设备：UC3842可以用于控制和保护电气设备，如电动机、变压器、变频器等。
3.照明系统：UC3842适用于各种照明系统，如LED照明、荧光灯、卤素灯等。
4.汽车电子：UC3842可以用于汽车电子，如汽车发电机、点火器、电子控制单元等。
1.输入电压：UC3842的输入电压为直流电压，通常取自电源电压。
2.参考电压：UC3842内置了一个参考电压源，用于设定输出电压的参考值。
3.比较器：UC3842通过比较器将输出电压与参考电压进行比较，以确定PWM的占空比。
4.控制信号：根据比较结果，UC3842产生PWM信号控制开关管的导通时间，以调节输出电压或电流。
5.输出电压：UC3842将调节后的PWM信号通过开关管和输出电感传递到负载，实现对负载的电压或电流控制。
1.设定输出要求：确定目标输出电压或电流，并选择合适的开关电源拓扑结构和电感、电容等元件。
2.确定输入参数：确定输入电压范围、功率因数和效率要求，并选择合适的电源电压和电源电流。
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UC3842的工作原理是基于PWM（脉宽调制）控制技术，通过控制开关
管的导通时间比例来调节输出电压。
UC3842芯片内置了一个错误放大器、一个PWM比较器、一个复位控制电路和一个延时电路。
通过错误放大器，UC3842能够检测到输出电压的变化，并通过PWM比较器产生调制信号。
复位控制电路和延时电路则用于控制开关管的导通时间。
UC3842的应用范围非常广泛，可以用于各种开关电源的设计。
例如，它可以应用在电视机、手机充电器、电脑电源等电子设备中。
由于
UC3842具有稳定、高效和可靠的特性，因此被广泛应用于工业控制、仪
器仪表、通信设备等领域。
在设计UC3842开关电源时，有几个关键要点需要注意。
首先是选择
合适的输入和输出滤波电容，以保证电源的稳定性和可靠性。
其次是选择
合适的功率管和变压器，以满足电源的输出功率需求。
此外，还需要合理
设计反馈回路，以实现恒定的输出电压。
最后，还需要对整个电路进行合
理布局和散热设计，以确保电源的工作稳定性和效率。
总之，UC3842是一款功能强大的开关电源控制芯片，它能够提供精
确的电源管理和保护功能。
在设计UC3842开关电源时，需要注意选择合
适的元器件和合理布局，以确保电源的稳定性和效率。
希望本文能够对
UC3842的设计和应用有所帮助。
基于UC3842的开关稳压电源的设计
xx大学毕业设计（论文）基于UC3842的开关稳压电源的设计摘要随着电力电子技术的发展以及创新，使得开关电源这一项技术也在不断地发展与创新，由于这一成本反转点日益向低输出电力端的移动，为开关电源提供了广阔的发展空间。
电源设备用以实现电能变换和功率传递，是各种电子设备正常工作的基础，而高频高效小型开关电源又是开关电源发展的必然趋势，在通信、军事装备、交通设施、仪器仪表、工业设备、家用电器等领域得到了越来越多的广泛应用。
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。
开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。
线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。
设计论文主要是利用一种性能优良的电流控制型脉宽调制器UC3842。
假如由于某种原因使输出电压升高时，脉宽调制器就会改变驱动信号的脉冲宽度，亦即占空比D，使斩波后的平均值电压下降，从而达到稳压目的，反之亦然。
UC3842可以直接驱动MOS管、IGBT等，适合于制作20～80W小功率开关电源。
关键词：开关电源；UC3842；脉宽调制xx 基于UC3842的开关稳压电源的设计AbstractAlong with the Power electronic technology development and innovation,it make that technology Switching power supply is always in the way of developing and innovating, whit the cost of inversion points increasingly to the low output power end mobile,make the Switch power supply provide a broad space for development.Power equipment used to achieve the power conversion and power transmission，which is basic to the various electronic devices working normally,and the high frequency and high efficient small switching power supply is an inevitable development trend,which is used more and more in communications,militaryequipment,transportacilities,instrumentation,insustrial equipment,household appliances and other ares.Switching power supply use the Modern electronic technology to control the turn-on and turn-off time ratio,maintain the stability of the output voltage of Power supply.Switching power supply used by Pulse width modulation(PWM)Control IC and MOSFET. Switching power supply and Linear power comparison,they are cost's as the Output Power increases,But their growth is different.Linear power supply costs in Certain output power point,is higher than Switching power supply.This point is called Cost inversion point.Design thesis is mainly using a kind of high performance current control Pulse width modulation UC3842.If some reasons make the output voltage rise,Pulse width modulator can change the drive signal pulse width,the Duty ratio D,the chopper after the average voltage drop,to achieve the goal of stabilizing voltage,The reverse is also true.UC3842 Can directly drive MOSFET,IGBT and so on.Suitable for the production of 20～80W Small power switch power supply.Key Words：Switching power supply，UC3842，Pulse width modulationxx大学毕业设计（论文）目录基于UC3842的开关稳压电源的设计 (I)摘要 (I)目录 (III)插入图表 (V)引言 (VI)第1章绪论 (1)1.1课题背景与意义 (1)1.2课题研究历程与现状 (1)1.3本课题的研究内容与目标 (2)第2章开关电源的基本工作原理与电路结构 (3)2.1开关电源概述 (3)2.1.1开关电源的工作原理 (3)2.1.2 开关电源的组成 (5)2.1.3 开关电源的特点 (5)2.2 DC-DC变换电路拓扑概述 (7)2.2.1 单端反激式电压变换器 (7)2.2.2 推挽式电压变换器 (7)2.2.3 单端正激式电压变换器 (8)2.2.4 半桥变换器 (9)2.2.5 全桥变换器 (9)第3章高频变压器设计 (11)3.1 “黑箱”预先估计 (11)3.2 设计反激式变压器 (11)第4章控制单元的选择 (14)4.1 UC3842的简介 (14)4.1.1 UC3842的封装形式 (14)4.1.2 UC3842内部电路框图介绍 (14)4.1.3 UC3842的工作原理 (15)xx 基于UC3842的开关稳压电源的设计4.1.4 UC3842功能介绍 (16)4.2UC3842外围电路设计 (17)4.2.1工作频率设计 (17)第5章开关电源设计 (18)5.1 开关器件的选择 (18)5.1.1 开关器件的特征 (18)5.1.2 器件TL431 (18)5.1.3 电力二极管 (19)5.1.4 光耦PC817 (20)5.2 启动电路和PWM脉冲控制驱动电路 (22)5.2.1启动电路设计 (22)5.2.2 PWM脉冲控制驱动电路设计 (22)5.3 输入滤波电路 (23)5.4 输出滤波电路的设计 (23)5.4.1输出滤波电容的设计 (23)5.4.2死区电阻的设计 (24)5.5 过流保护电路 (25)5.6 电压反馈电路 (25)5.7开关电源总电路图及工作过程分析 (27)5.7.1工作过程与原理分析 (27)结论与展望 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录A外文文献与译文 (32)A.1 英文原文 (32)A.2译文 (34)附录B AWG导线规格表 (36)xx大学毕业设计（论文）插入图表图2-1 开关电源电路框图 (3)图2-2 开关电源的工作原理 (4)图2-3 开关电源工作波形 (4)图2-4 开关电源的基本组成 (5)图2-5 开关型稳压电源的原理电路 (5)图2-6 单端反激式电压变换电路 (7)图2-7 推挽式电压变换电路 (8)图2-8 单端正激式电压变换电路 (8)图2-9 半桥变换电路 (9)图2-10 全桥变换电路 (9)图4-1 UC3842外形图和管脚排列图 (14)图4-2 UC3842内部电路框图 (15)图4-3 RT和振荡频率的关系曲线 (16)图4-4 输出静区时间和振荡频率的关系曲线 (16)图5-1 TL431的引脚 (19)图5-2 TL431的功能模块示意图 (19)图5-3 PC817的内部结构 (20)图5-4 PC817集射电压Vce与正向电流If的关系 (21)图5-5 与TL431配合的电源反馈电路 (21)图5-6 启动和启动和PWM脉冲控制驱动电路 (22)图5-7 输入滤波电路 (23)图5-8 输出滤波电路 (24)图5-9 电压反馈回路 (26)图5-10 开关电源总电路图 (27)xx 基于UC3842的开关稳压电源的设计引言电源在一个典型系统中担当者非常重要的角色。
基于UC3842的反激式开关电源设
基于UC3842的反激式开关电源设
高频开关稳压电源由于具有效率高、体积小、重量轻等突出优点而得到了广泛应用。
传统的开关电源控制电路普遍为电压型拓扑，只有输出电压单闭控制环路，系统响应慢，线性调整率精度偏低。
随着PWM 技术的飞速发展产生的电流型模式拓扑很快被大家认同和广泛应用。
电流型控制系统
是电压电流双闭环系统，一个是检测输出电压的电压外环，一个是检测开关管电流且具有逐周期限流功能的电流内环，具有更好的电压调整率和负载调整率，稳定性和动态特性也得到明显改善。
UC3842是一款单电源供电，带电流正向补偿，单路调制输出的高性能固定频率电流型控制集成芯片。
本设计采用UC3842 制作一款1 kW 铅酸电池充电器控制板用的辅助电源样机，并对其进行工作环境下的测试。
1 UC3842 的工作原理
UC3842 内部组成框图如图1所示。
其中： 1 脚是内部误差放大器的输出端，通常此脚与2 脚之间接有反馈网络，以确定误差放大器的增益和频响。
2 脚是反馈电压输入端，将取样电压加到误差放大器的反相输入端，再与同相输入端的基准电压（一般为2.5 V）进行比较，产生误差电压。
3 脚是电流检测输入端，与取样电阻配合，构成过流保护电路。
当电源电压异常时，功率开关管的电流增大，当取样电阻上的电压超过1 V时，U。
单端反激式开关电源设计UC3842
基于UC3842的开关电源设计摘要电源是实现电能变换和功率传递的主要设备。
在信息时代，农业、能源、交通运输、通信等领域迅猛发展，对电影产业提出个更多、更高的要求，如节能、节材、减重、环保、安全、可靠等。
这就迫使电源工作者不断的探索寻求各种乡关技术，做出最好的电源产品，以满足各行各业的要求。
开关电源是一种新型的电源设备，较之于传统的线性电源，其技术含量高、耗能低、使用方便，并取得了较好的经济效益。
UC3842是一种性能优良的电流控制型脉宽调制器。
假如由于某种原因使输出电压升高时，脉宽调制器就会改变驱动信号的脉冲宽度，亦即占空比D，使斩波后的平均值电压下降，从而达到稳压目的，反之亦然。
UC3842可以直接驱动MOS管、IGBT等，适合于制作20～80W小功率开关电源。
由于器件设计巧妙，由主电源电压直接启动，构成电路所需元件少，非常符合电路设计中“简洁至上”的原则。
设计思路，并附有详细的电路图。
关键词：开关电源，uc3842，脉宽调制，功率，IGBT前言 (1)第1章开关电源的简介 (2)1.1 开关电源概述 (2)1.1.1 开关电源的工作原理 (2)1.1.2 开关电源的组成 (3)1.1.3 开关电源的特点 (4)1.2 开关器件 (4)1.2.1开关器件的特征 (4)1.2.2器件TL431. (5)1.2.3电力二极管 (5)1.2.4光耦PC817 (6)1.2.5电力场效应晶体管MOSFET (7)第2章主要开关变换电路 (8)2.1 滤波电路 (8)2.2 反馈电路 (8)2.2.1电流反馈电路 (8)2.2.2电压反馈电路 (9)2.3电压保护电路 (9)第3章UC3842 .................................................. 错误!未定义书签。
3.1 UC3842简介 (10)3.1.1 UC3842的引脚及其功能 (11)3.1.2 UC3842的内部结构 (11)3.1.3 UC3842的使用特点 (13)3.2 UC3842的典型应用电路 (14)3.2.1反激式开关电源 (14)3.2.2 UC3842控制的同步整流电路 (15)3.2.3升压型开关电源 (17)第4章利用UC3842设计小功率电源 (18)4.1 电源设计指标 (18)4.1.1元件的选择 (19)4.1.2电路结构的选择 (20)4.2 启动电路 (21)4.3 PWM脉冲控制驱动电路 (22)4.4 直流输出与反馈电路 (23)4.5 总体电路图分析 (24)结论 (24)参考文献 ............................................................. 错误!未定义书签。
uc3842开关电源电路图
uc3842开关电源电路图图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开关电源
标签：杂谈分类：应用技术电流信号送到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13～15V，使电路容易保护。
f=1.8/(RT×CT)在本系统中RT和CT分别选用了10kΩ和0.045μF，根据公式：可以计算得其工作频率约为40kHz，符合开关电源的要求。
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V aux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断，会达到更好的效果。
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收稿日期:2005-01 作者简介:胡君臣(1963—),男,辽宁宽甸人,硕士,讲师,从事自控技术教学和科研工作。
图1 UC3842内部结构图图2 开关电源原理图用UC3842芯片设计开关电源胡君臣(辽宁科技学院自控系,辽宁本溪117022) 摘要:介绍电流控制型脉宽调制器UC3842的原理及特性,并讨论其在设计中应注意的问题。
关键词:脉宽调制;电流控制;开关电源中图分类号:T M44 文献标识码:B 文章编号:1006-2394(2005)03-0079-02A D esi gn of Sw itch Power w ith UC3842HU Jun 2chen(Dep t .of Aut omatic Contr ol,L iaoning I nstitute of Science and Technol ogy,Benxi 117022,China )Abstract:The basic p rinci p le and super ority of the chi p UC3842and its app licati on in DC t o DC converter were intr oduced .Some ad 2vices f or readers in the p r ocess of design were given .Key words:P WM (pulse 2width modulati on );current mode contr oller;s witch power 笔者最近设计了由UC3842组成的DC 2DC 转换器,总的框架采用参考文献中现成的电路。
但由于输入电压和工作频率不同,重新设计了电路参数。
1 UC3842的内部结构和特点UC3842是美国Unitr ode 公司生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片。
UC3842为8脚双列直插式封装,其内部原理框图如图1所示。
主要由5.0V 基准电压源、用来精确地控制占空比调定的振荡器、降压器、电流测定比较器、P WM 锁存器、高增益E /A 误差放大器和适用于驱动功率MOSFET 的大电流推挽输出电路等构成。
端1为COMP 端;端2为反馈端;端3为电流测定端;端4接R t 、C t 确定锯齿波频率;端5接地;端6为推挽输出端,有拉、灌电流的能力;端7为集成块工作电源电压端,可以工作在8～40V;端8为内部供外用的基准电压5V,带载能力50mA 。
2 电路结构与工作原理图2所示为笔者在实际工作中使用的电路图。
输入电压为24V 直流电。
三路直流输出,分别为+5V /4A ,+12V /0.3A 和-12V /0.3A 。
所有的二极管都采用快速反应二极管,核心P WM 器件采用UC3842。
开关管采用快速大功率场效应管。
2.1 启动过程首先由电源通过启动电阻R 1提供电流给电容C 2充电,当C 2电压达到UC3842的启动电压门槛值16V 时,UC3842开始工作并提供驱动脉冲,由6端输出推动开关管工作,输出信号为高低电压脉冲。
高电压脉冲期间,场效应管导通,电流通过变压器原边,同时把能量储存在变压器中。
根据同名端标识情况,此时变—97—2005年第3期仪表技术压器各路副边没有能量输出。
当6脚输出的高电平脉冲结束时,场效应管截止,根据楞次定律,变压器原边为维持电流不变,产生下正上负的感生电动势,此时副边各路二极管导通,向外提供能量。
同时反馈线圈向UC3842供电。
UC3842内部设有欠压锁定电路,其开启和关闭阈值分别为16V 和10V ,如图3所示。
在开启之前,UC38421mA 以内。
电源电压接通之后,当7端电压升至16V 时UC3842开始工作,启动正常工作后,它的消耗电流约为15mA 。
因为UC3842的启动电流在1mA 以内,设计时参照这些参数选取R 1,所以在R 1上的功耗很小。
3 UC3842起动时电流变化图当然,若V CC 端电压较小时,在R 1上的压降很小,全部供电工作都可由R 1降压后来完成。
但是,通常情况下,V CC 端电压都比较大,这样完全通过R 1来提供正常工作电压就会使R 1自身功耗太大,对整个电源来说效率太低。
一般来说,随着UC3842的启动,R 1的工作也就基本结束,余下的任务交给反馈绕组,由反馈绕组产生电压来为UC3842供电。
故R 1的功率不必选得很大,1W 、2W 就足够了。
笔者认为,虽然理论上UC3842启动电流在1mA 以内,但实际应用时,按1.6～2.0mA 设计则工作比较便利。
即当V CC 端电压为U 伏时,R 1=U -172kΩ。
2.2 稳压过程从图2中可知,当场效应管导通时,整流电压加在变压器T 初级绕组N p 上的电能变成磁能储存在变压器中,在场效应管导通结束时,N p 绕组中电流达到最大值I pmax ,根据法拉第电磁感应定律:I pmax =(E /L p )T on式中:E ———整流电压;L p ———变压器初级绕组电感;T on ———场效应管导通时间。
在场效应管关闭瞬间,变压器次级绕组放电电流为最大值I s max ,若忽略各种损耗应为:I s max =nI pmax =n (E /L p )T on式中:n ———变压器变比,n =N p /N s ,N p 、N s 为变压器初、次级绕组匝数。
高频变压器在场效应管导通期间初级绕组储存的能量与场效应管关闭期间次级绕组释放的能量相等:n (E /L p )T on =(U o /L s )T off式中:L s ———变压器次级绕组电感;U o ———输出电压;T off ———场效应管关闭时间。
因为L p =n 2L s ,则:(E /nL s )T on =(U o /L s )T off ,ET on=nU o T offU o =(T on /nT off )E(3)上式说明,输出电压U o 与T on 成正比,与匝比n 及T off 成反比。
比如,由于电源电压变化或负载变化而引起输出电压降低时,反馈线圈的输出电压则会变低,从而使2端电压变低,则脉宽调制器会相应的增大输出P WM 波形的占空比,使大功率晶体管导通的时间变长;反之,当电源电压变化或负载变化而引起输出电压升高时,则脉宽调制器会相应的减小P WM 输出脉冲波形的占空比,使大功率晶体管导通的时间变短,从而维持输出电压为一恒定值。
UC3842为固定工作频率脉宽调制方式,输出电压或负载变化时仅调整占空比,控制场效应管的导通时间。
反馈电压输入2脚,此脚电压与内部2.5V 基准进行比较,产生控制电压,从而控制脉冲宽度;输出脉冲的频率由4脚外接定时电阻R t 及定时电容C t 决定,f=1.8R t ×C tkHz 。
R t 的单位取kΩ,C t 取μF 。
3脚为电感电流传感器端,当取样超过1V 时,缩小导通脉宽,使电源处于间隙工作状态;6脚,输出端,内部为图腾柱式,上升、下降时间仅50ns,驱动能力为±1A;7脚,供电输入,起振后工作电压为10～13V ,低于10V 停止工作,功耗为15mW ;8脚,内部基准5V (50mA )。
2.3 过流保护原理当负载电流超过额定值或短路时,场效应管电流增加,R9上的电压反馈至3脚(电压大于1V ),通过内部电流放大器使导通宽度变窄,输出电压下降,直至使UC3842停止工作,没有触发脉冲输出,使场效应管截止,达到保护功率管的目的。
短路现象消失后,电源自动恢复正常工作。
2.4 过压保护原理当因某种原因使输出电压过高时,由反馈绕组形成的电压也高,从而使2脚的电压过高,内部保护电路起动,使6脚输出脉冲高电平时间变短,或不输出高电平使开关管截止。
2.5 开关管保护电路由D3、R10、C1及R11、C14、D4构成,消除由变压器漏感产生的反峰电压,从而使开关工作电压不至于太高而毁坏。
3 设计中的注意事项3.1 起动电路的设计电路如图4所示,电容C 2储存的能量要能满足电(下转第83页)—08—仪表技术2005年第3期e=f df0≈0.511.0726≈0.045=4.5%由此可见,若希望测量精度为0.45%,则在信号频率不变的情况下,分辨率应该在0.05Hz以下,在采样点数不变的情况下,则要求采样频率降低到100Hz以下,这就不能满足香农采样定理。
若采样频率保持不变,要使分辨率在0.05Hz以下,则采样点数需要增加到20480点以上。
可是点数增加则增大数据存储量,同时增大计算量,增加计算时间,会降低系统的实时性。
而在采样频率和采样点数一定的情况下,信号频率越低,测量误差越大。
对此,用分段设置采样频率的办法以达到同时满足计算精度和系统实时性的要求。
进行频率分段,要进行采样频率的频繁切换,这就很难实现在线的信号采集,也很难真正满足系统的实时性,因此该方法不能从根本上解决问题。
4 实验结论与工作展望在低流速时,特别是当信号频率在10Hz以下时,涡街信号和噪声信号几乎重叠在一起,甚至噪声的幅值还略大于涡街信号幅值。
此时,用功率谱分析方法来处理涡街流量信号,很可能得到的噪声频谱峰值要高于信号频谱幅值,这样就会将噪声频率错认为是涡街信号频率。
由此看来,单纯地用频谱分析方法要达到扩展涡街流量计在低流速时的量程下限非常困难。
但是,利用频谱分析能很好地展现信号的频率分布特征,能初步提供涡街信号的频率,为进一步进行涡街信号频率的准确检测做好了准备,提供了研究基础和方向。
在频谱分析的基础上,我们设计了涡街信号阈值处理专家系统,并已取得了一定的进展。
下一步,我们将继续结合谱分析,运用人工智能和专家系统的方法来处理涡街流量信号,以期能对扩展涡街流量计量程下限的问题有所突破。
参考文献:[1]徐科军,等.涡街流量计输出信号谱分析方法比较[J].合肥工业大学学报,1994,17(2):6-11.[2]徐科军,等.基于DSP、具有谱分析功能的涡街流量计信号处理系统[J].仪器仪表学报,2001,22(3).[3]黄志云,徐科军.基于FFT的频谱校正方法及应用[J].仪器仪表学报,2001,22(3):80-81.[4]徐科军,等.自动检测和仪表中的共性技术[M].北京:清华大学出版社,2000.(许雪军编发)(上接第80页)源开始正常工作的需要,使得UC3842第7脚有稳定、充足的输入供给。
即电容C2的放电时间要大于UC3842输出脉冲的高电平持续时间。
否则,电源将出现打嗝现象。
因此,电容C2的容量和质量的选取非常重要。
笔者在实际设计过程中,C2曾用100μF铝电解电容,经常发现电源打嗝;测量反馈端电压,总是太低,以至于反馈端的整流二极管都没有工作,说明反馈端电压幅度不够。