Импулсно захранване (60W) базирано на PWM UC3842. Просто импулсно захранване, базирано на чипа UC3842

Чип UC3842(UC3843)- представлява схема на PWM контролер с обратна връзка по ток и напрежение за управление на ключово стъпало на n-канален MOS транзистор, осигуряващ разреждането на входния му капацитет с принудителен ток до 0.7A. Чип ДЗПОКонтролерът се състои от серия от микросхеми UC384X (UC3843, UC3844, UC3845)ШИМ контролери. Ядро UC3842специално проектиран за дългосрочна работа с минимален брой външни дискретни компоненти. PWM контролер UC3842Той разполага с прецизен контрол на работния цикъл, температурна компенсация и е с ниска цена. Особеност UC3842е способността да работи в рамките на 100% работен цикъл (напр UC3844работи с коефициент на запълване до 50%.). Вътрешен аналог UC3842е 1114EU7. Захранващи устройства, направени на микросхема UC3842се характеризират с повишена надеждност и лекота на изпълнение.

Разлики в захранващото напрежение между UC3842 и UC3843:

UC3842_________| 16 волта / 10 волта
UC3843_________| 8,4 волта / 7,6 волта

Разлики в работния цикъл на импулса:

UC3842, UC3843__| 0% / 98%

Цоколевка UC3842(UC3843)показано на фиг. 1

Най-простата схема на свързване е показана на фиг. 2

Чипове на PWM контролери ka3842 или UC3842 (uc2842)е най-често срещаният при конструиране на захранващи устройства за домакинско и компютърно оборудване; често се използва за управление на ключов транзистор в импулсни захранвания.

Принцип на работа на микросхеми ka3842, UC3842, UC2842

Чипът 3842 или 2842 е преобразувател с широчинно-импулсна модулация (PWM), който се използва главно за работа в режим DC-DC (преобразува постоянно напрежение на една стойност в постоянно напрежение на друга).

Нека разгледаме блоковата схема на микросхемите 3842 и 2842 серии:
7-ми щифт на микросхемата се захранва със захранващо напрежение в диапазона от 16 волта до 34. Микросхемата има вграден тригер на Schmidt (UVLO), който включва микросхемата, ако захранващото напрежение надвишава 16 волта, и го завърта изключва, ако захранващото напрежение по някаква причина падне под 10 волта. Микросхемите от сериите 3842 и 2842 също имат защита от пренапрежение: ако захранващото напрежение надвиши 34 волта, микросхемата ще се изключи. За да стабилизира честотата на генериране на импулси, микросхемата има собствен 5-волтов стабилизатор на напрежението вътре, чийто изход е свързан към щифт 8 на микросхемата. Пин 5 маса (земя). Пин 4 задава честотата на импулса. Това се постига чрез резистор R T и кондензатор C T, свързани към 4 извода. - вижте типичната схема на свързване по-долу.

Пин 6 – изход на ШИМ импулси. 1 пин на чипа 3842 се използва за обратна връзка, ако е на 1 пин. понижете напрежението под 1 волт, след това на изхода (6 пина) на микросхемата продължителността на импулса ще намалее, като по този начин ще намали мощността на PWM преобразувателя. Пин 2 на микросхемата, подобно на първия, служи за намаляване на продължителността на изходните импулси; ако напрежението на щифт 2 е по-високо от +2,5 волта, тогава продължителността на импулса ще намалее, което от своя страна ще намали изходната мощност.

Микросхемата с името UC3842, в допълнение към UNITRODE, се произвежда от ST и TEXAS INSTRUMENTS; аналози на тази микросхема са: DBL3842 от DAEWOO, SG3842 от MICROSEMI/LINFINITY, KIA3842 от KES, GL3842 от LG, както и микросхеми от други компании с различни букви (AS, MC, IP и др.) и цифров индекс 3842.

Схема на импулсно захранване на базата на PWM контролера UC3842

Схематична диаграма на 60-ватово импулсно захранване на базата на UC3842 PWM контролер и превключвател на захранването на базата на полев транзистор 3N80.

UC3842 PWM контролен чип - пълен лист с данни с възможност за безплатно изтегляне в pdf формат или погледнете в онлайн справочника за електронни компоненти на уебсайта

Схеми и печатни платки на захранвания на базата на чипове UC3842 и UC3843

Микросхемите за изграждане на импулсни захранвания от серията UC384x са сравними по популярност с известния TL494. Те се произвеждат в опаковки с осем извода, а печатните платки за такива захранвания са много компактни и едностранни. Схемата за тях е отстранена от дълго време, всички характеристики са известни. Следователно тези микросхеми, заедно с TOPSwitch, могат да бъдат препоръчани за употреба.

И така, първата схема е 80W захранване. източник:

Всъщност диаграмата е практически от листа с данни.


щракнете, за да увеличите
Печатната платка е доста компактна.

PCB файл: uc3842_pcb.lay6

В тази схема авторът реши да не използва входа на усилвателя на грешката поради високия му входен импеданс, за да избегне смущения. Вместо това сигналът за обратна връзка е свързан към компаратор. Диодът на Шотки на 6-ия щифт на микросхемата предотвратява възможни скокове на напрежение с отрицателна полярност, което може да се дължи на характеристиките на самата микросхема. За да се намалят индуктивните емисии в трансформатора, неговата първична намотка е секционирана и се състои от две половини, разделени от вторична. Най-голямо внимание трябва да се обърне на изолацията между намотките. Когато използвате сърцевина с празнина в централната сърцевина, външната намеса трябва да е минимална. Токов шунт със съпротивление от 0,5 Ohm с транзистора 4N60, ​​посочен на диаграмата, ограничава мощността до около 75 W. Демпферът използва SMD резистори, които са свързани паралелно и последователно, т.к Те генерират забележима мощност под формата на топлина. Този демпфер може да бъде заменен с диод и 200-волтов ценеров диод (супресор), но те казват, че това ще увеличи количеството импулсен шум от захранването. Добавено е място за светодиод върху печатната платка, което не е отразено на схемата. Трябва също да добавите товарен резистор, успореден на изхода, защото На празен ход захранването може да се държи непредвидимо. Повечето от изходните елементи на платката са инсталирани вертикално. Захранването на микросхемата се отстранява по време на обратния ход, така че когато преобразувате устройството в регулируемо, трябва да промените фазирането на захранващата намотка на микросхемата и да преизчислите броя на нейните завои, както за преден.

Следната схема и PCB са от този източник:

Размерите на платката са малко по-големи, но има място за малко по-голям мрежов електролит.

Схемата е почти подобна на предишната:

щракнете, за да увеличите
На платката е монтиран трим резистор за регулиране на изходното напрежение. По същия начин чипът се захранва от силовата намотка в обратна посока, което може да доведе до проблеми с широк диапазон от настройки на изходното напрежение на захранването. За да избегнете това, трябва също да промените фазирането на тази намотка и да захранвате микросхемата в движение напред.

PCB файл: uc3843_pcb.dip

Микросхемите от серията UC384x са взаимозаменяеми, но преди да смените, трябва да проверите как се изчислява честотата за конкретна микросхема (формулите са различни) и какъв е максималният работен цикъл - те се различават наполовина.

За да изчислите намотките на трансформатора, можете да използвате програмата Flyback 8.1. Броят на завъртанията на силовата намотка на микросхемата при движение напред може да се определи от съотношението на завъртанията към волта.

Статията ще предостави описание, принцип на работа и схема на свързване на UC3842. Това е микросхема, която е контролер на ширината на импулса. Обхват на приложение - в DC-DC преобразуватели. Използвайки една микросхема, можете да създадете висококачествен преобразувател на напрежение, който може да се използва в захранващи устройства за различно оборудване.

Разпределение на щифта на микросхемата (кратък преглед)

Първо трябва да вземете предвид целта на всички щифтове на микросхемата. Описанието на UC3842 изглежда така:

1. Напрежението, необходимо за обратна връзка, се подава към първия щифт на микросхемата. Например, ако намалите напрежението върху него до 1 V или по-ниско, времето на импулса на пин 6 ще започне да намалява значително.
2. Вторият изход също е необходим за създаване на обратна връзка. Но за разлика от първия, към него трябва да се приложи напрежение над 2,5 V, за да се намали продължителността на импулса. Това също намалява мощността.
3. Ако към третия щифт се приложи напрежение над 1 V, импулсите ще спрат да се появяват на изхода на микросхемата.
4. Към четвъртия щифт е свързан променлив резистор - с негова помощ можете да зададете честотата на импулса. Между този извод и земята е свързан електролитен кондензатор.
5. Петият извод е общ.
6. ШИМ импулсите се премахват от шестия щифт.
7. Седмият извод е предназначен за свързване на захранване в диапазона 16..34 V. Вградена защита от пренапрежение. Моля, имайте предвид, че микросхемата няма да работи при напрежение под 16 V.
8. За стабилизиране на честотата на импулса се използва специално устройство, което доставя +5 V на осмия щифт.

Преди да обмислите практически проекти, трябва внимателно да проучите описанието, принципа на работа и диаграмите на свързване на UC3842.

Как работи микросхемата?

Сега трябва да разгледаме накратко работата на елемента. Когато на осмия крак се появи постоянно напрежение от +5 V, OSC генераторът започва. Към тригерните входове RS и S се подава положителен импулс с малка дължина. След това, след подаването на импулс, тригерът се превключва и на изхода се появява нула. Веднага щом OSC импулсът започне да пада, напрежението на директните входове на елемента ще бъде нула. Но на инвертиращия изход ще се появи логическа.

Тази логическа единица позволява на транзистора да се включи, така че електрическият ток да започне да тече от източника на захранване през веригата колектор-емитер към шестия щифт на микросхемата. Това показва, че ще има отворен импулс на изхода. И ще спре само когато към третия щифт се приложи напрежение от 1 V или по-високо.

Защо трябва да проверите микросхемата?

Много радиолюбители, които проектират и инсталират електрически вериги, купуват части на едро. И не е тайна, че най-популярните места за пазаруване са китайските онлайн магазини. Цената на продуктите там е няколко пъти по-ниска, отколкото на радиопазарите. Но там има и много дефектни продукти. Следователно, трябва да знаете как да тествате UC3842, преди да започнете да изграждате веригата. Така ще избегнете честото разпояване на платката.

Къде се използва чипът?

Чипът често се използва за сглобяване на захранвания за съвременни монитори. Използват се в телевизори и монитори с линейно сканиране. Използва се за управление на транзистори, работещи в режим на превключване. Но елементите се провалят доста често. И най-честата причина е повреда на полевия превключвател, управляван от микросхемата. Ето защо при самостоятелно проектиране на захранване или ремонт е необходимо да се диагностицира елементът.

Какво ви е необходимо за диагностициране на неизправности

Трябва да се отбележи, че UC3842 се използва изключително в конверторната технология. И за нормална работа на захранването, трябва да се уверите, че елементът работи. За диагностика ще ви трябват следните устройства:

1. Омметър и волтметър (най-простият цифров мултиметър ще свърши работа).
2. Осцилоскоп.
3. Източник на стабилизирано по ток и напрежение захранване. Препоръчва се използването на регулируеми с максимално изходно напрежение 20..30 V.

Ако нямате измервателно оборудване, най-лесният начин за диагностика е да проверите изходното съпротивление и да симулирате работата на микросхемата, когато работите от външен източник на захранване.

Проверка на изходното съпротивление

Един от основните диагностични методи е измерването на стойността на съпротивлението на изхода. Можем да кажем, че това е най-точният начин за определяне на повредите. Моля, имайте предвид, че в случай на повреда на силовия транзистор, към изходния етап на елемента ще бъде приложен импулс с високо напрежение. Поради тази причина микросхемата се проваля. На изхода съпротивлението ще бъде безкрайно голямо, ако елементът работи правилно.

Съпротивлението се измерва между клеми 5 (маса) и 6 (изход). Измервателният уред (омметър) се свързва без специални изисквания - полярността няма значение. Препоръчително е да разпоите микросхемата преди да започнете диагностиката. По време на повреда съпротивлението ще бъде равно на няколко ома. Ако измервате съпротивлението без запояване на микросхемата, веригата порта-източник може да звъни. И не забравяйте, че в захранващата верига на UC3842 има постоянен резистор, който е свързан между земята и изхода. Ако е налице, елементът ще има изходно съпротивление. Следователно, ако изходното съпротивление е много ниско или равно на 0, тогава микросхемата е дефектна.

Как да симулираме работата на микросхема

Когато симулирате работа, няма нужда да запоявате микросхемата. Но не забравяйте да изключите устройството, преди да започнете работа. Проверката на веригата на UC3842 се състои в подаване на напрежение към нея от външен източник и оценка на работата. Работната процедура изглежда така:

1. Захранването е изключено от електрическата мрежа.
2. От външен източник към седмия щифт на микросхемата се подава напрежение над 16 V. В този момент микросхемата трябва да започне. Моля, обърнете внимание, че чипът няма да започне да работи, докато напрежението не надхвърли 16 V.
3. С помощта на осцилоскоп или волтметър трябва да измерите напрежението на осмия щифт. Трябва да е +5 V.
4. Уверете се, че напрежението на пин 8 е стабилно. Ако намалите захранващото напрежение под 16 V, токът ще изчезне на осмия щифт.
5. С помощта на осцилоскоп измерете напрежението на четвъртия щифт. Ако елементът работи правилно, графиката ще покаже импулси с форма на трион.
6. Променете напрежението на захранването - честотата и амплитудата на сигнала на четвъртия щифт ще останат непроменени.
7. Проверете с осцилоскоп дали има правоъгълни импулси на шести крак.

Само ако всички сигнали, описани по-горе, са налице и се държат както трябва, можем да говорим за работоспособността на микросхемата. Но се препоръчва да се провери изправността на изходните вериги - диод, резистори, ценеров диод. С помощта на тези елементи се генерират сигнали за токова защита. Те се провалят, когато се счупят.

Импулсни захранвания на чип

За по-голяма яснота трябва да разгледате описанието на работата на захранването на UC3842. За първи път започва да се използва в домакински уреди през втората половина на 90-те години. Има ясно предимство пред всички конкуренти - ниска цена. Освен това надеждността и ефективността не са по-ниски. За да се изгради цялостен такъв, практически не са необходими допълнителни компоненти. Всичко се извършва от "вътрешните" елементи на микросхемата.

Елементът може да бъде изпълнен в един от двата вида корпус - SOIC-14 или SOIC-8. Но често можете да намерите модификации, направени в пакети DIP-8. Трябва да се отбележи, че последните числа (8 и 14) показват броя на щифтовете на микросхемата. Вярно е, че няма много разлики - ако елементът има 14 пина, просто се добавят щифтове за свързване на маса, захранване и изходен етап. На микросхемата са изградени стабилизирани импулсни захранвания с PWM модулация. За усилване на сигнала е необходим MOS транзистор.

Включване на чипа

Сега трябва да разгледаме описанието, принципа на работа и схемите за свързване на UC3842. Захранващите устройства обикновено не посочват параметрите на микросхемата, така че трябва да се обърнете към специална литература - таблици с данни. Много често можете да намерите схеми, които са проектирани да се захранват от мрежа с променлив ток от 110-120 V. Но само с няколко модификации можете да увеличите захранващото напрежение до 220 V.

За да направите това, се правят следните промени в захранващата верига на UC3842:

1. Подменя се диодният възел, който се намира на входа на източника на захранване. Необходимо е новият диоден мост да работи при обратно напрежение от 400 V или повече.
2. Сменя се електролитния кондензатор, който се намира в силовата верига и служи като филтър. Монтира се след диодния мост. Необходимо е да се инсталира подобен, но с работно напрежение 400 V и по-високо.
3. Номиналната стойност в захранващата верига се увеличава до 80 kOhm.
4. Проверете дали силовият транзистор може да работи при напрежение между дрейн и сорс от 600 V. Може да се използват транзистори BUZ90.

Статията е показана на UC3842. има редица характеристики, които трябва да се вземат предвид при проектирането и ремонта на захранващи устройства.

Характеристики на микросхемата

Ако има късо съединение във веригата на вторичната намотка, тогава когато диодите или кондензаторите се разпаднат, загубата на електроенергия в импулсния трансформатор започва да се увеличава. Може също да се окаже, че няма достатъчно напрежение за нормалното функциониране на микросхемата. По време на работа се чува характерен "тракащ" звук, който идва от импулсния трансформатор.

Имайки предвид описанието, принципа на работа и схемата на свързване на UC3842, е трудно да се пренебрегнат функциите за ремонт. Напълно възможно е причината за поведението на трансформатора да не е повреда в неговата намотка, а неизправност на кондензатора. Това се случва в резултат на повреда на един или повече диоди, които са включени в захранващата верига. Но ако възникне повреда на транзистора с полеви ефекти, е необходимо напълно да смените микросхемата.

UC3845
ПРИНЦИП НА ДЕЙСТВИЕ

Честно казано, не беше възможно да победим UC3845 от първия път - самочувствието изигра жестока шега. Въпреки това, мъдър с опит, реших най-накрая да го разбера - чипът не е толкова голям - само 8 крака. Бих искал да изразя специална благодарност на моите абонати, които не останаха настрана и дадоха някои обяснения; дори изпратиха доста подробна статия по имейл и част от модела в Microcap. БЛАГОДАРЯ ТИ МНОГО .
Използвайки изпратените връзки и материали, седях една или две вечери и като цяло всички пъзели се съчетаха, въпреки че някои клетки се оказаха празни. Но на първо място...
Не беше възможно да се сглоби аналог на UC3845 с помощта на логически елементи в Microcap 8 и 9 - логическите елементи са стриктно свързани към петволтово захранване и тези симулатори имат хронични затруднения със самотрептението. Microcap 11 показа същите резултати:

Оставаше само един вариант - Multisim. Версия 12 дори беше намерена с локализация. Не съм използвал Multisim от МНОГО дълго време, така че трябваше да бърникам. Първото нещо, което ме зарадва, беше, че Multisim има отделна библиотека за петволтова логика и отделна библиотека за петнадесетволтова логика. Като цяло, с мъка наполовина, се оказа повече или по-малко работещ вариант, показващ признаци на живот, но не искаше да работи точно както се държи истинска микросхема, колкото и да се опитвах да го убедя . Първо, моделите не измерват нивото спрямо реалната нула, така че трябва да се въведе допълнителен източник на отрицателно преднапрежение. Но в този случай ще трябва да обяснят в някои подробности какво е и защо, но исках да бъда възможно най-близо до истинската микросхема.

След като се разрових в интернет, намерих готова схема, но за Multisim 13. Изтеглих опция 14, отворих модела и дори заработи, но радостта не продължи дълго. Въпреки наличието в самите библиотеки на дванадесетия и четиринадесетия Multisim на самата микросхема UC3845 и нейните аналози, бързо стана ясно, че моделът на микросхемата не позволява разработването на ВСИЧКИ опции за включване на тази микросхема. По-специално, ограничаването на тока и регулирането на изходното напрежение работят доста надеждно (въпреки че често изпадат от симулацията), но микросхемата отказа да приеме използването на прилагане на грешка на земята към изхода на усилвателя.

Като цяло, въпреки че количката се движеше, тя не пътуваше далеч. Оставаше само един вариант - разпечатване на листа с данни на UC3845 и платка с окабеляване. За да не се увличам със симулиране на натоварването и симулиране на ограничаване на тока, реших да създам микробустер и да го използвам, за да проверя какво всъщност се случва с микросхемата при един или друг вариант на включване и използване.
Първо, малко обяснение:
Микросхемата UC3845 наистина заслужава вниманието на дизайнерите на захранващи устройства с различни мощности и цели, има редица почти аналози. Почти защото, когато сменяте чип на платка, не е необходимо да променяте нищо друго, но промените в температурата на околната среда могат да причинят проблеми. А някои подварианти изобщо не могат да се използват като директен заместител.

Въз основа на таблицата по-горе става ясно, че UC3845 далеч не е най-добрата версия на тази микросхема, тъй като долната му температурна граница е ограничена до нула градуса. Причината е съвсем проста - не всеки съхранява заваръчна машина в отопляема стая и е възможна ситуация, когато трябва да заварявате нещо извън сезона, но заварчикът или не се включва, или просто избухва. не, не на парчета, дори парчета силови транзистори е малко вероятно да излетят, но в никакъв случай няма да има заваряване, а заварчикът също се нуждае от ремонт. Преглеждайки Али, стигнах до извода, че проблемът е напълно разрешим. Разбира се, UC3845 е по-популярен и има повече от тях в продажба, но UC2845 също се продава:

UC2845, разбира се, е малко по-скъп, но във всеки случай е по-евтин от ЕДИН мощен транзистор, така че аз лично поръчах дузина UC2845, въпреки факта, че все още има 8 броя UC3845 на склад. Е, както искаш.
Сега можем да говорим за самата микросхема или по-точно за принципа на нейната работа. Фигурата по-долу показва блоковата схема на UC3845, т.е. с вътрешен тригер, който не позволява продължителността на управляващия импулс да бъде повече от 50% от периода:

Между другото, ако щракнете върху снимката, тя ще се отвори в нов раздел. Не е съвсем удобно да прескачате между раздели, но във всеки случай е по-удобно, отколкото да въртите колелцето на мишката напред и назад, връщайки се към картината, която отиде в горната част.
Чипът осигурява двойно управление на захранващото напрежение. COMP1 следи захранващото напрежение като такова и ако е по-малко от зададената стойност, издава команда, която изключва вътрешния петволтов регулатор. Ако захранващото напрежение надвиши прага на превключване, вътрешният стабилизатор се отключва и микросхемата започва. Вторият елемент, контролиращ захранването, е елемент DD1, който в случаите, когато референтното напрежение се различава от нормата, извежда на изхода си логическа нула. Тази нула отива към инвертора DD3 и преобразувана в логическа единица отива към логическо ИЛИ DD4. В почти всички блокови схеми този просто има обратен вход, но взех инвертора извън този логически елемент - по-лесно е да разберете принципа на работа.
Логическият елемент OR работи на принципа на определяне на наличието на логическа единица на всеки от входовете му. Затова се нарича ИЛИ – ако на вход 1 има логическо, ИЛИ на вход 2, ИЛИ на вход 3, ИЛИ на вход 4, то изходът на елемента ще бъде логическа единица.
Когато на първия вход на този суматор от всички управляващи сигнали се появи логическа единица, на директния му изход ще се появи логическа единица, а на обратния му изход ще се появи логическа нула. Съответно, горният драйверен транзистор ще бъде затворен, а долният ще се отвори, като по този начин ще затвори силовия транзистор.
Микросхемата ще остане в това състояние, докато референтният анализатор на мощността даде разрешение за работа и на изхода му се появи логическа единица, която след инвертора DD3 отключва изходния елемент DD4.
Да кажем, че нашето захранване е нормално и микросхемата започва да работи. Главният осцилатор започва да генерира управляващи импулси. Честотата на тези импулси зависи от стойностите на резистора и кондензатора за настройка на честотата. Тук има леко разминаване. Разликата не изглежда голяма, но въпреки това съществува и има възможност да получите нещо, което не е точно това, което сте искали, а именно много горещо устройство, когато „по-бърза“ микросхема от един производител бъде заменена с по-бавна . Най-красивата снимка на зависимостта на честотата от съпротивлението на резистора и капацитета на кондензатора е от Texas Instruments:

Нещата са малко по-различни при другите производители:

Зависимост на честотата от рейтингите на RC на микросхема Fairchild

Зависимост на честотата от рейтингите на RC на микросхема от STMicroelectronics

Зависимост на честотата от рейтингите на RC на микросхема от UNISONIC TECHNOLOGIES CO

Тактовият генератор произвежда доста кратки импулси под формата на логическа единица. Тези импулси са разделени на три блока:
1. Същият краен суматор DD4
2. D-тригер DD2
3. RS тригер на DD5
Тригерът DD2 е наличен само в микросхеми от подсерии 44 и 45. Именно той предотвратява продължителността на управляващия импулс да стане по-дълъг от 50% от периода, тъй като с всеки пристигащ фронт на логическа единица от тактовия генератор той променя състоянието си в обратното. Правейки това, той разделя честотата на две, образувайки нули и единици с еднаква продължителност.
Това се случва по доста примитивен начин - с всеки фронт, пристигащ на тактовия вход C, тригерът записва информацията, намираща се на информационния вход D, а входът D е свързан към обратния изход на микросхемата. Поради вътрешното забавяне се записва обърнатата информация. Например инвертиращият изход има ниво на логическа нула. Когато фронтът на импулса пристигне на вход C, тригерът успява да запише тази нула, преди да се появи нула на директния му изход. Е, ако директният изход е нула, тогава обратният изход ще бъде логическа единица. С пристигането на следващия фронт на тактовия импулс тригерът вече записва логическа единица в себе си, която ще се появи на изхода след няколко наносекунди. Записването на логическа единица води до появата на логическа нула на обратния изход на тригера и процесът ще започне да се повтаря от следващия фронт на тактовия импулс.

Поради тази причина микросхемите UC3844 и UC3845 имат изходна честота, която е 2 пъти по-малка от тази на UC3842 и UC3843 - тя се споделя от тригера.
Когато първият импулс влезе във входа за настройка на единица на RS тригера DD5, той превключва тригера в състояние, при което неговият директен изход е логическа единица, а неговият обратен изход е нула. И докато такъв не се появи на вход R, тригерът DD5 ще бъде в това състояние.
Да предположим, че нямаме никакви управляващи сигнали отвън, тогава на изхода на усилвателя на грешката OP1 ще се появи напрежение, близко до референтното напрежение - няма обратна връзка, инвертиращият вход е във въздуха, а неинвертиращият вход се захранва с референтно напрежение от 2,5 волта.
Тук веднага ще направя резервация - аз лично бях малко объркан от този усилвател на грешки, но след като проучих по-внимателно листа с данни и благодарение на натискането на носовете на абонатите, се оказа, че изходът на този усилвател не е съвсем традиционен. В изходния етап OP1 има само един транзистор, свързващ изхода към общия проводник. Положително напрежение се генерира от генератор на ток, когато този транзистор е леко отворен или напълно затворен.
От изхода на OP1 напрежението преминава през своеобразен ограничител и делител на напрежение 2R-R. Освен това същата тази шина има ограничение на напрежението от 1 волт, така че при никакви условия повече от 1 волт да не достига до инвертиращия вход OP2.
OP2 по същество е компаратор, който сравнява напреженията на своите входове, но компараторът също е труден - конвенционален операционен усилвател не може да сравни толкова ниски напрежения - от действителната нула до един волт. Един конвенционален операционен усилвател се нуждае или от по-високо входно напрежение, или от отрицателна страна на захранващото напрежение, т.е. биполярно напрежение. Същият компаратор доста лесно се справя с анализа на тези напрежения, възможно е вътре да има някои елементи на отклонение, но всъщност не ни интересува електрическата схема.
Като цяло OP2 сравнява напрежението, идващо от изхода на усилвателя на грешката, или по-точно, оставащото напрежение, което се получава след преминаване през разделителя с напрежението на третия щифт на микросхемата (има предвид пакет DIP-8).
Но в този момент нямаме нищо на третия щифт и към инвертиращия вход се прилага положително напрежение. Естествено, компараторът ще го инвертира и ще формира ясна логическа нула на изхода си, което няма да повлияе по никакъв начин на състоянието на RS тригера DD5.
В резултат на случващото се имаме логическа нула на първия вход отгоре DD4, тъй като захранването ни е нормално, на втория вход имаме къси импулси от тактовия генератор, на третия вход имаме импулси от D-тригера DD2, които имат еднаква продължителност от нула и едно. На и на четвъртия вход имаме логическа нула от RS тригера DD5. В резултат на това изходът на логическия елемент напълно ще повтори импулсите, генерирани от D-тригера DD2. Следователно, веднага щом се появи логическа на директния изход на DD4, транзисторът VT2 ще се отвори. В същото време обратният изход ще има логическа нула и транзисторът VT1 ще бъде затворен. Веднага след като на изхода DD4 се появи логическа нула, VT2 се затваря, а обратният изход на DD4 отваря VT1, което ще бъде причината за отваряне на силовия транзистор.
Токът, който VT1 и VT2 могат да издържат, е един ампер, следователно тази микросхема може успешно да управлява сравнително мощни MOSFET транзистори без допълнителни драйвери.
За да се разбере как точно се регулират процесите, протичащи в захранването, беше сглобен най-простият бустер, тъй като изисква най-малко части за навиване. Първият ЗЕЛЕН пръстен, който дойде под ръка, беше взет и върху него бяха навити 30 оборота. Количеството изобщо не беше изчислено, беше навит само един слой намотка и нищо повече. Не се притеснявах за консумацията - микросхемата работи в широк диапазон от честоти и ако започнете с честоти под 100 kHz, тогава това ще бъде напълно достатъчно, за да предотврати навлизането на ядрото в насищане.

Резултатът беше следната усилвателна верига:

Всички външни елементи имат префикса out, което означава, че са ВЪНподробности за микросхемата.
Веднага ще опиша какво има на тази диаграма и защо.
VT1 - основата е по същество във въздуха, краищата са запоени на дъската за поставяне на джъмпери, т.е. основата е свързана или към маса, или към трион, генериран от самия чип. На платката няма резистор Rout 9 - дори пропуснах необходимостта му.
Оптрон Uout 1 използва усилвателя на грешка OP1 за регулиране на изходното напрежение, степента на влияние се регулира от резистор Rout 2. Оптрон Uout 2 контролира изходното напрежение, заобикаляйки усилвателя на грешката, степента на влияние се регулира от резистор Rout 4. Rout 14 е резистор за измерване на ток, специално взет на 2 ома, за да не се премахне силовия транзистор. Път 13 - регулиране на прага на ограничение на тока. Е, Rout 8 - регулиране на тактовата честота на самия контролер.

Мощният транзистор е нещо запоено от преобразувател на кола, който беше на ремонт - едното рамо пламна, смених всички транзистори (защо ВСИЧКИ отговорът е ТУК) и това е, така да се каже, предаване. Така че не знам какво е - надписът е много износен, като цяло е нещо като 40-50 ампера.
Натоварване тип Rout 15 - 2 W при 150 Ohm, но 2 W се оказаха недостатъчни. Трябва или да увеличиш съпротивлението, или да увеличиш мощността на резистора - започва да смърди, ако работи 5-10 минути.
VDout 1 - за да се изключи влиянието на основното захранване върху работата на контролера (HER104 изглежда е хит), VDout 2 - HER308, добре, така че да не изгасне веднага, ако нещо се обърка.
Разбрах нуждата от резистор R9, когато платката вече беше запоена. По принцип този резистор все още трябва да бъде избран, но това е чисто по желание за тези, които НАИСТИНА искат да се отърват от релейния метод за стабилизиране на празен ход. Повече за това малко по-късно, но засега поставих този резистор отстрани на пистите:

Първо стартиране - двигатели ВСИЧКОмеждулинейните съединители трябва да бъдат свързани към земята, т.е. те не влияят на веригата. Двигателят Rout 8 е инсталиран така, че съпротивлението на този резистор да е 2-3 kOhm, тъй като кондензаторът е 2,2 nF, честотата трябва да бъде около 300 kHz, следователно на изхода на UC3845 ще получим някъде около 150 kHz .

Проверяваме честотата на изхода на самата микросхема - това е по-точно, тъй като сигналът не е затрупан от шокови процеси от индуктора. За да потвърдим разликите между честотата на генериране и честотата на преобразуване, обръщаме жълтия лъч към пин 4 и виждаме, че честотата е 2 пъти по-висока. Самата работна честота се оказа 146 kHz:

Сега увеличаваме напрежението на светодиода Uout 1 на оптрона, за да контролираме промяната в режимите на стабилизиране. Тук трябва да припомним, че плъзгачът на резистора Rout 13 е в долната позиция на диаграмата. Към основата VT1 също се доставя общ проводник, т.е. На пин 3 не се случва абсолютно нищо и компараторът OP2 не реагира на неинвертиращия вход.
Чрез постепенно увеличаване на напрежението на светодиода на оптрона става очевидно, че управляващите импулси просто започват да изчезват. При промяна на сканирането това става най-ясно. Това се случва, защото OP2 само следи какво се случва на неговия инвертиращ вход и веднага щом изходното напрежение на OP1 падне под праговата стойност, OP2 формира логическа единица на изхода си, което настройва тригера DD5 на нула. Естествено, но логично се появява на обратния изход на тригера, който блокира крайния суматор DD4. По този начин микросхемата спира напълно.

Но бустерът е зареден, следователно изходното напрежение започва да намалява, светодиодът Uout 1 започва да намалява яркостта, транзисторът Uout 1 се затваря и OP1 започва да увеличава изходното си напрежение и веднага щом премине прага на реакция на OP2, микросхемата започва отново.
По този начин изходното напрежение се стабилизира в релеен режим, т.е. микросхемата генерира управляващи импулси на партиди.
Чрез прилагане на напрежение към светодиода на оптрона Uout 2, транзисторът на този оптрон се отваря леко, което води до намаляване на напрежението, подадено към компаратора OP2, т.е. процесите на настройка се повтарят, но OP1 вече не участва в тях, т.е. веригата е по-малко чувствителна към промени в изходното напрежение. Благодарение на това управляващите импулсни пакети имат по-стабилна продължителност и картината изглежда по-приятна (дори осцилоскопът е синхронизиран):

Премахваме напрежението от светодиода Uout 2 и за всеки случай проверяваме за наличие на трион на горния терминал на R15 (жълт лъч):

Амплитудата е малко повече от волт и тази амплитуда може да не е достатъчна, защото има делители на напрежението по веригата. За всеки случай развиваме плъзгача на резистора за настройка R13 в горната позиция и контролираме какво се случва на третия щифт на микросхемата. По принцип надеждите бяха напълно оправдани - амплитудата не е достатъчна, за да започне ограничаването на тока (жълт лъч):

Е, ако няма достатъчно ток през индуктора, това означава или много завои, или висока честота. Пренавиването е твърде мързеливо, тъй като платката има подстригващ резистор Rout8 за регулиране на честотата. Завъртаме неговия регулатор, докато се получи необходимата амплитуда на напрежението на пин 3 на контролера.
На теория, веднага щом прагът бъде достигнат, т.е. веднага щом амплитудата на напрежението на пин 3 стане не много повече от един волт, продължителността на управляващия импулс ще започне да се ограничава, тъй като контролерът вече започва да помислете, че токът е твърде висок и ще изключи захранващия транзистор.
Всъщност това започва да се случва при честота от около 47 kHz и по-нататъшното намаляване на честотата практически няма ефект върху продължителността на управляващия импулс.

Отличителна черта на UC3845 е, че той контролира потока през силовия транзистор при почти всеки цикъл на работа, а не средната стойност, както прави например TL494, и ако захранването е проектирано правилно, тогава никога няма да бъде възможно е да се повреди силовия транзистор...
Сега повишаваме честотата, докато текущото ограничение престане да има ефект, но ще направим резерв - задаваме го точно на 100 kHz. Синият лъч все още показва управляващи импулси, но ние поставяме жълтия върху светодиода на оптрона Uout 1 и започваме да въртим копчето на тримерния резистор. За известно време осцилограмата изглежда същата като при първия експеримент, но се появява и разлика; след преминаване на контролния праг продължителността на импулсите започва да намалява, т.е. реалното регулиране се осъществява чрез модулация на ширината на импулса. И това е само един от триковете на тази микросхема - като референтен трион за сравнение, той използва трион, който се формира върху резистора за ограничаване на тока R14 и по този начин създава стабилизирано напрежение на изхода:

Същото се случва, когато напрежението на оптрона Uout 2 се увеличи, въпреки че в моята версия не беше възможно да получа същите къси импулси като първия път - яркостта на светодиода на оптрона не беше достатъчна и бях твърде мързелив, за да намаля резисторът Rout 3.
Във всеки случай стабилизацията на PWM възниква и е доста стабилна, но само при наличие на товар, т.е. появата на трион, дори без голямо значение, на пин 3 на контролера. Без този трион стабилизирането ще се извърши в релеен режим.
Сега превключваме основата на транзистора към пин 4, като по този начин принудително захранваме триона към пин 3. Тук няма голямо препъване - за този финт ще трябва да изберете резистор Rout 9, тъй като амплитудата на праха и нивото на постоянната компонента се оказа малко прекалено голямо за мен.

Сега обаче самият принцип на работа е по-интересен, така че го проверяваме, като спуснем двигателя на тримера Rout 13 на земята и започнем да въртим Rout 1.
Има промени в продължителността на управляващия импулс, но те не са толкова значителни, колкото бихме искали - голямата постоянна компонента оказва силно влияние. Ако искате да използвате тази опция за включване, трябва да помислите по-внимателно как да я организирате правилно. Е, картината на осцилоскопа е следната:

При по-нататъшно увеличаване на напрежението на светодиода на оптрона възниква повреда в режима на работа на релето.
Сега можете да проверите капацитета на натоварване на бустера. За да направите това, въвеждаме ограничение на изходното напрежение, т.е. Приложете малко напрежение към светодиода Uout 1 и намалете работната честота. Социограмата ясно показва, че жълтият лъч не достига ниво от един волт, т.е. Няма ограничение на тока. Ограничението се осигурява само чрез регулиране на изходното напрежение.
Паралелно с товарния резистор Rour 15 инсталираме друг резистор 100 Ohm и осцилограмата ясно показва увеличаване на продължителността на управляващия импулс, което води до увеличаване на времето за натрупване на енергия в индуктора и последващото му освобождаване към натоварване:

Също така не е трудно да се забележи, че с увеличаване на товара амплитудата на напрежението на щифт 3 също се увеличава, тъй като токът, протичащ през силовия транзистор, се увеличава.
Остава да видим какво се случва на дренажа в режим на стабилизация и при пълното му отсъствие. Обръщаме син лъч към изтичането на транзистора и премахваме напрежението за обратна връзка от светодиода. Осцилограмата е много нестабилна, тъй като осцилоскопът не може да определи с кой ръб трябва да се синхронизира - след импулса има доста прилично „бърборене“ на самоиндукция. Резултатът е следната снимка.

Напрежението на товарния резистор също се променя, но няма да правя GIF - страницата вече е доста "тежка" откъм трафик, така че заявявам с пълна отговорност, че напрежението на товара е равно на напрежението на максимална стойност на горната снимка минус 0,5 волта.

НЕКА ОБОБЩИМ

UC3845 е универсален драйвер за самотактоване за преобразуватели на напрежение с единичен край, може да работи както в обратен, така и в преден преобразувател.
Може да работи в режим на реле, може да работи в режим на пълноправен PWM стабилизатор на напрежението с ограничение на тока. Това е точно ограничение, тъй като по време на претоварване микросхемата преминава в режим на стабилизиране на тока, чиято стойност се определя от дизайнера на веригата. За всеки случай малък знак, показващ зависимостта на максималния ток от стойността на резистора за ограничаване на тока:

За пълно регулиране на напрежението с PWM, IC изисква натоварване, тъй като използва напрежение с рампа, за да се сравни с контролираното напрежение.
Стабилизирането на напрежението може да се организира по три начина, но единият от тях изисква допълнителен транзистор и няколко резистора и това противоречи на формулата ПО-МАЛКО ЧАСТИ - ПОВЕЧЕ НАДЕЖДНОСТ, така че два метода могат да се считат за основни:
Използване на интегриран усилвател на грешки.В този случай транзисторът на оптрона за обратна връзка е свързан от колектора към референтно напрежение от 5 волта (щифт 8), а емитерът подава напрежение към инвертиращия вход на този усилвател през OS резистора. Този метод се препоръчва за по-опитни дизайнери, тъй като ако усилването на усилвателя на грешката е голямо, той може да се възбуди.
Без използване на интегриран усилвател на грешки.В този случай колекторът на регулиращия оптрон е свързан директно към изхода на усилвателя на грешката (щифт 1), а емитерът е свързан към общия проводник. Входът на усилвателя на грешката също е свързан към общия проводник.
Принципът на работа на ШИМ се основава на наблюдение на средното изходно напрежение и максималния ток. С други думи, ако натоварването ни намалее, изходното напрежение се увеличава и амплитудата на триона на резистора за измерване на ток пада и продължителността на импулса намалява, докато се възстанови загубеният баланс между напрежение и ток. С увеличаване на натоварването контролираното напрежение намалява и токът се увеличава, което води до увеличаване на продължителността на управляващите импулси.

Много лесно е да се организира токов стабилизатор на микросхема и контролът на протичащия ток се контролира при всеки цикъл, което напълно елиминира претоварването на силовия етап с правилния избор на силовия транзистор и ограничаващия ток, или повече по-точно, измервателен резистор, инсталиран на източника на полевия транзистор. Именно този факт направи UC3845 най-популярният при проектирането на битови машини за заваряване.
UC3845 има доста сериозен „рейк“ - производителят не препоръчва използването на микросхемата при температури под нулата, така че при производството на заваръчни машини би било по-логично да се използват UC2845 или UC1845, но последните са в известен недостиг. UC2845 е малко по-скъп от UC3845, не толкова катастрофално, колкото местните продавачи посочиха (цени в рубли от 1 март 2017 г.).

Честотата на микросхемите XX44 и XX45 е 2 пъти по-малка от тактовата честота, а коефициентът на запълване не може да надвишава 50%, тогава е най-благоприятен за преобразуватели с трансформатор. Но микросхемите XX42 и XX43 са най-подходящи за PWM стабилизатори, тъй като продължителността на управляващия импулс може да достигне 100%.

Сега, след като разбрахме принципа на работа на този PWM контролер, можем да се върнем към проектирането на заваръчна машина, базирана на него...