Fuente de alimentación conmutada (60W) basada en PWM UC3842. Una fuente de alimentación conmutada sencilla basada en el chip UC3842

Chip UC3842(UC3843)- es un circuito controlador PWM con retroalimentación de corriente y voltaje para controlar una etapa clave en un transistor MOS de canal n, asegurando la descarga de su capacitancia de entrada con una corriente forzada de hasta 0.7A. Chip SMPS El controlador consta de una serie de microcircuitos. UC384X (UC3843, UC3844, UC3845) Controladores PWM. Centro UC3842 Diseñado específicamente para operación a largo plazo con una cantidad mínima de componentes externos discretos. controlador pwm UC3842 Presenta un control preciso del ciclo de trabajo, compensación de temperatura y es de bajo costo. Característica UC3842 es la capacidad de operar dentro del ciclo de trabajo del 100% (por ejemplo UC3844 funciona con un factor de llenado de hasta el 50%). Análogo doméstico UC3842 es 1114EU7. Fuentes de alimentación fabricadas en un microcircuito. UC3842 se caracterizan por una mayor fiabilidad y facilidad de ejecución.

Diferencias en el voltaje de suministro entre UC3842 y UC3843:

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

Diferencias en el ciclo de trabajo del pulso:

UC3842, UC3843__| 0% / 98%

Tsokolevka UC3842(UC3843) mostrado en la Fig. 1

El diagrama de conexión más simple se muestra en la Fig. 2

Chips de controlador PWM ka3842 o UC3842 (uc2842) es el más común en la construcción de fuentes de alimentación para equipos domésticos y informáticos; a menudo se utiliza para controlar un transistor clave en fuentes de alimentación conmutadas.

Principio de funcionamiento de los microcircuitos ka3842, UC3842, UC2842.

El chip 3842 o 2842 es un convertidor PWM - modulación de ancho de pulso (PWM), que se utiliza principalmente para operar en modo DC-DC (convierte un voltaje constante de un valor en un voltaje constante de otro).

Consideremos el diagrama de bloques de los microcircuitos de las series 3842 y 2842:
El pin 7 del microcircuito recibe una tensión de alimentación que oscila entre 16 voltios y 34 voltios. El microcircuito tiene un disparador Schmidt incorporado (UVLO), que enciende el microcircuito si la tensión de alimentación supera los 16 voltios y lo apaga si la El voltaje de suministro por alguna razón cae por debajo de 10 voltios. Los microcircuitos de las series 3842 y 2842 también tienen protección contra sobretensiones: si la tensión de alimentación supera los 34 voltios, el microcircuito se apagará. Para estabilizar la frecuencia de generación de pulsos, el microcircuito tiene en su interior su propio estabilizador de voltaje de 5 voltios, cuya salida está conectada al pin 8 del microcircuito. Masa del pin 5 (tierra). El pin 4 establece la frecuencia del pulso. Esto se logra mediante la resistencia R T y el condensador C T conectados a 4 pines. - consulte el diagrama de conexión típico a continuación.

Pin 6 – salida de pulsos PWM. 1 pin del chip 3842 se utiliza para retroalimentación, si es de 1 pin. baje el voltaje por debajo de 1 voltio, luego en la salida (6 pines) del microcircuito la duración del pulso disminuirá, reduciendo así la potencia del convertidor PWM. El pin 2 del microcircuito, como el primero, sirve para reducir la duración de los pulsos de salida; si el voltaje en el pin 2 es superior a +2,5 voltios, la duración del pulso disminuirá, lo que a su vez reducirá la potencia de salida.

El microcircuito llamado UC3842, además de UNITRODE, es producido por ST y TEXAS INSTRUMENTS; los análogos de este microcircuito son: DBL3842 de DAEWOO, SG3842 de MICROSEMI/LINFINITY, KIA3842 de KES, GL3842 de LG, así como microcircuitos de otros empresas con diferentes letras (AS, MC, IP etc.) e índice digital 3842.

Esquema de una fuente de alimentación conmutada basada en el controlador PWM UC3842

Diagrama esquemático de una fuente de alimentación conmutada de 60 vatios basada en un controlador PWM UC3842 y un interruptor de alimentación basado en un transistor de efecto de campo 3N80.

Chip controlador UC3842 PWM: hoja de datos completa que se puede descargar de forma gratuita en formato pdf o consultar el libro de referencia en línea sobre componentes electrónicos en el sitio web

Circuitos y placas de circuito impreso de fuentes de alimentación basados ​​en chips UC3842 y UC3843.

Los microcircuitos para la construcción de fuentes de alimentación conmutadas de la serie UC384x son comparables en popularidad al famoso TL494. Se fabrican en paquetes de ocho pines y las placas de circuito impreso para dichas fuentes de alimentación son muy compactas y de una sola cara. Los circuitos para ellos se han depurado durante mucho tiempo y se conocen todas las características. Por lo tanto, se puede recomendar el uso de estos microcircuitos, junto con TOPSwitch.

Entonces, el primer esquema es una fuente de alimentación de 80W. Fuente:

En realidad, el diagrama es prácticamente de la hoja de datos.


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La placa de circuito impreso es bastante compacta.

Archivo de PCB: uc3842_pcb.lay6

En este circuito, el autor decidió no utilizar la entrada del amplificador de error debido a su alta impedancia de entrada para evitar interferencias. En cambio, la señal de realimentación está conectada a un comparador. El diodo Schottky en el sexto pin del microcircuito evita posibles sobretensiones de polaridad negativa, que pueden deberse a las características del propio microcircuito. Para reducir las emisiones inductivas en el transformador, su devanado primario está seccionado y consta de dos mitades separadas por un secundario. Se debe prestar la mayor atención al aislamiento entre devanados. Cuando se utiliza un núcleo con un espacio en el núcleo central, la interferencia externa debe ser mínima. Una derivación de corriente con una resistencia de 0,5 ohmios con el transistor 4N60 indicado en el diagrama limita la potencia a unos 75W. El amortiguador utiliza resistencias SMD, que están conectadas en paralelo y en serie, porque Generan una energía notable en forma de calor. Este amortiguador se puede reemplazar con un diodo y un diodo Zener de 200 voltios (supresor), pero dicen que esto aumentará la cantidad de ruido impulsivo de la fuente de alimentación. En la placa de circuito impreso se ha añadido un espacio para un LED, que no se refleja en el diagrama. También debes agregar una resistencia de carga paralela a la salida, porque En reposo, la fuente de alimentación puede comportarse de forma impredecible. La mayoría de los elementos de salida del tablero se instalan verticalmente. La fuente de alimentación del microcircuito se elimina durante la carrera de retroceso, por lo que al convertir la unidad en una ajustable, debe cambiar la fase del devanado de potencia del microcircuito y recalcular el número de sus vueltas, como en el caso de una carrera de avance.

El siguiente esquema y PCB son de esta fuente:

Las dimensiones de la placa son un poco más grandes, pero hay espacio para un electrolito de red un poco más grande.

El esquema es casi similar al anterior:

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Se instala una resistencia de ajuste en la placa para ajustar el voltaje de salida. Del mismo modo, el chip se alimenta desde el devanado de potencia a la inversa, lo que puede provocar problemas con una amplia gama de ajustes del voltaje de salida de la fuente de alimentación. Para evitar esto, también debe cambiar la fase de este devanado y alimentar el microcircuito en movimiento hacia adelante.

Archivo de PCB: uc3843_pcb.dip

Los microcircuitos de la serie UC384x son intercambiables, pero antes de reemplazarlos es necesario verificar cómo se calcula la frecuencia para un microcircuito específico (las fórmulas son diferentes) y cuál es el ciclo de trabajo máximo; difieren a la mitad.

Para calcular los devanados del transformador, puede utilizar el programa Flyback 8.1. El número de vueltas del devanado de potencia del microcircuito en movimiento hacia adelante se puede determinar mediante la relación de vueltas a voltios.

El artículo proporcionará una descripción, principio de funcionamiento y diagrama de conexión del UC3842. Este es un microcircuito que es un controlador de ancho de pulso. Ámbito de aplicación: en convertidores DC-DC. Con un microcircuito, puede crear un convertidor de voltaje de alta calidad que puede usarse en fuentes de alimentación para varios equipos.

Asignación de pines del microcircuito (breve descripción general)

Primero debes considerar el propósito de todos los pines del microcircuito. La descripción del UC3842 es la siguiente:

1. El voltaje necesario para la retroalimentación se suministra al primer pin del microcircuito. Por ejemplo, si reduce el voltaje a 1 V o menos, el tiempo de pulso en el pin 6 comenzará a disminuir significativamente.
2. El segundo resultado también es necesario para generar retroalimentación. Sin embargo, a diferencia del primero, se le debe aplicar un voltaje de más de 2,5 V para reducir la duración del pulso. Esto también reduce la potencia.
3. Si se aplica un voltaje de más de 1 V al tercer pin, los pulsos dejarán de aparecer en la salida del microcircuito.
4. Se conecta una resistencia variable al cuarto pin; con su ayuda puede configurar la frecuencia del pulso. Un condensador electrolítico está conectado entre este terminal y tierra.
5. La quinta conclusión es general.
6. Los pulsos PWM se eliminan del sexto pin.
7. El séptimo pin está destinado a conectar energía en el rango de 16...34 V. Protección contra sobretensiones incorporada. Tenga en cuenta que el microcircuito no funcionará con voltajes inferiores a 16 V.
8. Para estabilizar la frecuencia del pulso, se utiliza un dispositivo especial que suministra +5 V al octavo pin.

Antes de considerar diseños prácticos, es necesario estudiar detenidamente la descripción, el principio de funcionamiento y los diagramas de conexión del UC3842.

¿Cómo funciona el microcircuito?

Ahora necesitamos considerar brevemente el funcionamiento del elemento. Cuando aparece un voltaje CC de +5 V en el octavo tramo, se inicia el generador OSC. Se suministra un pulso positivo de corta duración a las entradas de disparo RS y S. Luego, después de que se da un pulso, el disparador cambia y aparece cero en la salida. Tan pronto como el pulso OSC comience a caer, el voltaje en las entradas directas del elemento será cero. Pero aparecerá uno lógico en la salida inversora.

Esta unidad lógica permite que el transistor se encienda, de modo que la corriente eléctrica comience a fluir desde la fuente de energía a través del circuito colector-emisor hasta el sexto pin del microcircuito. Esto muestra que habrá un pulso de apertura en la salida. Y se detendrá sólo cuando se aplique un voltaje de 1 V o superior al tercer pin.

¿Por qué necesitas revisar el microcircuito?

Muchos radioaficionados que diseñan e instalan circuitos eléctricos compran piezas al por mayor. Y no es ningún secreto que los lugares de compras más populares son las tiendas online chinas. El coste de los productos allí es varias veces menor que en los mercados de radio. Pero también hay muchos productos defectuosos. Por lo tanto, es necesario saber cómo probar el UC3842 antes de comenzar a construir el circuito. Esto evitará desoldaduras frecuentes de la placa.

¿Dónde se utiliza el chip?

El chip se utiliza a menudo para ensamblar fuentes de alimentación para monitores modernos. Se utilizan en televisores y monitores de escaneo en línea. Se utiliza para controlar transistores que funcionan en modo de conmutación. Pero los elementos fallan con bastante frecuencia. Y la razón más común es una avería del interruptor de campo controlado por el microcircuito. Por lo tanto, al diseñar o reparar una fuente de alimentación usted mismo, es necesario diagnosticar el elemento.

Lo que necesitas para diagnosticar fallas.

Cabe señalar que el UC3842 se utilizó exclusivamente en tecnología de convertidores. Y para el funcionamiento normal de la fuente de alimentación, debe asegurarse de que el elemento esté funcionando. Necesitará los siguientes dispositivos para el diagnóstico:

1. Ohmímetro y voltímetro (el multímetro digital más simple servirá).
2. Osciloscopio.
3. Fuente de alimentación estabilizada de corriente y tensión. Se recomienda utilizar unos regulables con una tensión máxima de salida de 20..30 V.

Si no tiene ningún equipo de medición, la forma más sencilla de realizar un diagnóstico es verificar la resistencia de salida y simular el funcionamiento del microcircuito cuando funciona con una fuente de alimentación externa.

Comprobación de la resistencia de salida

Uno de los principales métodos de diagnóstico es medir el valor de resistencia en la salida. Podemos decir que esta es la forma más precisa de determinar averías. Tenga en cuenta que en caso de avería del transistor de potencia, se aplicará un pulso de alto voltaje a la etapa de salida del elemento. Por esta razón, el microcircuito falla. En la salida, la resistencia será infinitamente grande si el elemento funciona correctamente.

La resistencia se mide entre los terminales 5 (tierra) y 6 (salida). El dispositivo de medición (óhmetro) se conecta sin requisitos especiales: la polaridad no importa. Se recomienda desoldar el microcircuito antes de iniciar el diagnóstico. En caso de avería, la resistencia será igual a varios ohmios. Si mide la resistencia sin soldar el microcircuito, es posible que suene el circuito puerta-fuente. Y no olvide que en el circuito de alimentación del UC3842 hay una resistencia constante, que está conectada entre tierra y salida. Si está presente, el elemento tendrá una resistencia de salida. Por lo tanto, si la resistencia de salida es muy baja o igual a 0, entonces el microcircuito está defectuoso.

Cómo simular el funcionamiento de un microcircuito.

Al simular la operación, no es necesario soldar el microcircuito. Pero asegúrese de apagar el dispositivo antes de comenzar a trabajar. Verificar el circuito en el UC3842 consiste en aplicarle voltaje desde una fuente externa y evaluar el funcionamiento. El procedimiento de trabajo se ve así:

1. La fuente de alimentación está desconectada de la red eléctrica de CA.
2. Desde una fuente externa se suministra un voltaje superior a 16 V al séptimo pin del microcircuito, en este momento el microcircuito debería arrancar. Tenga en cuenta que el chip no comenzará a funcionar hasta que el voltaje sea superior a 16 V.
3. Con un osciloscopio o un voltímetro, debe medir el voltaje en el octavo pin. Debería ser +5 V.
4. Asegúrese de que el voltaje en el pin 8 sea estable. Si reduce el voltaje de la fuente de alimentación por debajo de 16 V, la corriente desaparecerá en el octavo pin.
5. Usando un osciloscopio, mida el voltaje en el cuarto pin. Si el elemento funciona correctamente, el gráfico mostrará pulsos en forma de dientes de sierra.
6. Cambie el voltaje de la fuente de alimentación: la frecuencia y amplitud de la señal en el cuarto pin permanecerán sin cambios.
7. Compruebe con un osciloscopio si hay pulsos rectangulares en el sexto tramo.

Solo si todas las señales descritas anteriormente están presentes y se comportan como deberían, podemos hablar de la capacidad de servicio del microcircuito. Pero se recomienda verificar el estado de funcionamiento de los circuitos de salida: diodo, resistencias, diodo zener. Con la ayuda de estos elementos se generan señales para la protección actual. Fallan cuando se rompen.

Cambiar fuentes de alimentación en un chip

Para mayor claridad, debe considerar la descripción del funcionamiento de la fuente de alimentación en el UC3842. Se empezó a utilizar en electrodomésticos en la segunda mitad de los años 90. Tiene una clara ventaja sobre todos los competidores: el bajo costo. Además, la fiabilidad y la eficiencia no son inferiores. Para construir uno completo, prácticamente no se requieren componentes adicionales. Todo se hace mediante los elementos "internos" del microcircuito.

El elemento se puede fabricar en uno de dos tipos de carcasa: SOIC-14 o SOIC-8. Pero a menudo puedes encontrar modificaciones realizadas en paquetes DIP-8. Cabe señalar que los últimos números (8 y 14) indican el número de pines del microcircuito. Es cierto que no hay muchas diferencias: si el elemento tiene 14 pines, simplemente se agregan pines para conectar tierra, potencia y la etapa de salida. En el microcircuito se incorporan fuentes de alimentación estabilizadas de tipo pulso con modulación PWM. Se requiere un transistor MOS para amplificar la señal.

Encendiendo el chip

Ahora debemos considerar la descripción, el principio de funcionamiento y los circuitos de conexión del UC3842. Las fuentes de alimentación generalmente no indican los parámetros del microcircuito, por lo que es necesario consultar literatura especial: hojas de datos. Muy a menudo se pueden encontrar circuitos diseñados para funcionar con una red de corriente alterna de 110-120 V. Pero con unas pocas modificaciones se puede aumentar la tensión de alimentación a 220 V.

Para ello, se realizan los siguientes cambios en el circuito de alimentación del UC3842:

1. Se reemplaza el conjunto de diodos, que se encuentra en la entrada de la fuente de alimentación. Es necesario que el nuevo puente de diodos funcione con un voltaje inverso de 400 V o más.
2. Se reemplaza el capacitor electrolítico, que se ubica en el circuito de potencia y sirve como filtro. Instalado después del puente de diodos. Es necesario instalar uno similar, pero con una tensión de funcionamiento de 400 V y superior.
3. El valor nominal en el circuito de alimentación aumenta a 80 kOhm.
4. Compruebe si el transistor de potencia puede funcionar con un voltaje entre el drenaje y la fuente de 600 V. Se pueden utilizar transistores BUZ90.

El artículo se muestra en UC3842. Tiene una serie de características que deben tenerse en cuenta a la hora de diseñar y reparar fuentes de alimentación.

Características del microcircuito.

Si hay un cortocircuito en el circuito del devanado secundario, cuando los diodos o condensadores se estropean, la pérdida de electricidad en el transformador de impulsos comienza a aumentar. También puede resultar que no haya suficiente voltaje para el funcionamiento normal del microcircuito. Durante el funcionamiento, se escucha un característico sonido metálico que proviene del transformador de impulsos.

Teniendo en cuenta la descripción, el principio de funcionamiento y el diagrama de conexión del UC3842, es difícil ignorar las características de reparación. Es muy posible que la causa del comportamiento del transformador no sea una avería en su devanado, sino un mal funcionamiento del condensador. Esto sucede como resultado de la falla de uno o más diodos que están incluidos en el circuito de alimentación. Pero si se produce una avería del transistor de efecto de campo, es necesario cambiar completamente el microcircuito.

UC3845
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Francamente, la primera vez no fue posible derrotar al UC3845: la confianza en uno mismo fue una broma cruel. Sin embargo, con experiencia, finalmente decidí resolverlo: el chip no es tan grande, solo 8 patas. Me gustaría agradecer especialmente a mis suscriptores, que no se quedaron al margen y me dieron algunas explicaciones, incluso me enviaron por correo electrónico un artículo bastante detallado y un trozo del modelo en Microcap. MUCHAS GRACIAS .
Utilizando los enlaces y materiales enviados, me senté una o dos noches y, en general, todos los rompecabezas encajaron, aunque algunas celdas resultaron estar vacías. Pero primero lo primero...
No fue posible ensamblar un análogo del UC3845 utilizando elementos lógicos en Microcap 8 y 9; los elementos lógicos están estrictamente conectados a una fuente de alimentación de cinco voltios y estos simuladores tienen dificultades crónicas con la autooscilación. Microcap 11 mostró los mismos resultados:

Sólo quedaba una opción: Multisim. Incluso se encontró la versión 12 con una localización. No he usado Multisim durante MUCHO tiempo, así que tuve que retocar. Lo primero que me gustó fue que Multisim tiene una biblioteca separada para lógica de cinco voltios y una biblioteca separada para lógica de quince voltios. En general, con el dolor a la mitad, resultó ser una opción más o menos viable, que mostraba signos de vida, pero no quería funcionar exactamente como se comporta un microcircuito real, por mucho que intentara persuadirlo. . En primer lugar, los modelos no miden el nivel relativo al cero real, por lo que se tendría que introducir una fuente adicional de tensión de polarización negativa. Pero en este caso tendrían que explicar con cierto detalle qué es y por qué, pero quería estar lo más cerca posible del microcircuito real.

Después de buscar en Internet, encontré un esquema ya hecho, pero para Multisim 13. Descargué la opción 14, abrí el modelo e incluso funcionó, pero la alegría no duró mucho. A pesar de la presencia en las bibliotecas del duodécimo y decimocuarto Multisim del microcircuito UC3845 y sus análogos, rápidamente quedó claro que el modelo del microcircuito no permite desarrollar TODAS las opciones para encender este microcircuito. En particular, limitar la corriente y ajustar el voltaje de salida funciona de manera bastante confiable (aunque a menudo sale de la simulación), pero el microcircuito se negó a aceptar el uso de aplicar un error de tierra a la salida del amplificador.

En general, aunque el carro se movió, no llegó muy lejos. Solo quedaba una opción: imprimir la hoja de datos del UC3845 y una placa con cableado. Para no dejarme llevar por simular la carga y simular la limitación de corriente, decidí construir un microbooster y usarlo para verificar qué sucede realmente con el microcircuito bajo una u otra variante de inclusión y uso.
Primero, una pequeña explicación:
El microcircuito UC3845 realmente merece la atención de los diseñadores de fuentes de alimentación de diversas potencias y propósitos; tiene varios casi análogos. Casi porque a la hora de sustituir un chip en una placa no es necesario cambiar nada más, pero los cambios de temperatura ambiente pueden causar problemas. Y algunas subopciones no se pueden utilizar en absoluto como reemplazo directo.

Según la tabla anterior, está claro que el UC3845 está lejos de ser la mejor versión de este microcircuito, ya que su límite inferior de temperatura está limitado a cero grados. La razón es bastante simple: no todo el mundo guarda una máquina de soldar en una habitación con calefacción, y es posible que se produzca una situación en la que sea necesario soldar algo fuera de temporada, pero la soldadora no se enciende o simplemente explota. no, no en pedazos, es poco probable que incluso pedazos de transistores de potencia salgan volando, pero en cualquier caso no habrá soldadura y el soldador también necesita reparaciones. Habiendo hojeado Ali, llegué a la conclusión de que el problema se puede solucionar por completo. Por supuesto, el UC3845 es más popular y hay más a la venta, pero el UC2845 también está a la venta:

Por supuesto, el UC2845 es algo más caro, pero en cualquier caso es más barato que UN transistor de potencia, por lo que personalmente pedí una docena de UC2845 a pesar de que todavía quedan 8 unidades de UC3845 en stock. Bueno, como quieras.
Ahora podemos hablar del microcircuito en sí, o más precisamente del principio de su funcionamiento. La siguiente figura muestra el diagrama de bloques de UC3845, es decir. con disparador interno que no permite que la duración del pulso de control sea superior al 50% del período:

Por cierto, si haces clic en la imagen, se abrirá en una nueva pestaña. No es del todo conveniente saltar entre pestañas, pero en cualquier caso es más conveniente que girar la rueda del mouse hacia adelante y hacia atrás, volviendo a la imagen que subió a la parte superior.
El chip proporciona control dual del voltaje de suministro. COMP1 monitorea el voltaje de suministro como tal y si es menor que el valor establecido, emite un comando que apaga el regulador interno de cinco voltios. Si la tensión de alimentación supera el umbral de conmutación, el estabilizador interno se desbloquea y se inicia el microcircuito. El segundo elemento que supervisa el suministro de energía es el elemento DD1, que, en los casos en que el voltaje de referencia difiere de la norma, produce un cero lógico en su salida. Este cero pasa al inversor DD3 y, transformado en lógico, pasa al OR lógico DD4. En casi todos los diagramas de bloques, este simplemente tiene una entrada inversa, pero saqué el inversor de este elemento lógico; es más fácil entender el principio de funcionamiento.
El elemento lógico OR funciona según el principio de determinar la presencia de uno lógico en cualquiera de sus entradas. Por eso se llama OR: si hay uno lógico en la entrada 1, O en la entrada 2, O en la entrada 3, O en la entrada 4, entonces la salida del elemento será lógica.
Cuando aparece uno lógico en la primera entrada de este sumador de todas las señales de control, aparecerá uno lógico en su salida directa y aparecerá un cero lógico en su salida inversa. En consecuencia, el transistor controlador superior se cerrará y el inferior se abrirá, cerrando así el transistor de potencia.
El microcircuito estará en este estado hasta que el analizador de potencia de referencia dé permiso para operar y aparezca una unidad lógica en su salida, que, después del inversor DD3, desbloquea el elemento de salida DD4.
Digamos que nuestra fuente de alimentación es normal y el microcircuito comienza a funcionar. El oscilador maestro comienza a generar pulsos de control. La frecuencia de estos pulsos depende de los valores de la resistencia de ajuste de frecuencia y del condensador. Aquí hay una ligera discrepancia. La diferencia no parece ser grande, pero aun así existe y existe la posibilidad de obtener algo que no es exactamente lo que deseaba, es decir, un dispositivo muy caliente cuando se reemplaza un microcircuito "más rápido" de un fabricante por uno más lento. . La imagen más hermosa de la dependencia de la frecuencia de la resistencia de la resistencia y la capacitancia del capacitor es de Texas Instruments:

Las cosas son un poco diferentes para otros fabricantes:

Dependencia de la frecuencia de las clasificaciones RC de un microcircuito Fairchild

Dependencia de la frecuencia de las clasificaciones RC de un microcircuito de STMicroelectronics

Dependencia de la frecuencia de las clasificaciones RC de un microcircuito de UNISONIC TECHNOLOGIES CO

El generador de reloj produce impulsos bastante cortos en forma de unidad lógica. Estos impulsos se dividen en tres bloques:
1. El mismo sumador final DD4
2. Gatillo D DD2
3. Disparador RS en DD5
El disparador DD2 está disponible solo en microcircuitos de las subseries 44 y 45. Esto es lo que evita que la duración del pulso de control supere el 50% del período, ya que con cada flanco de llegada de una unidad lógica del generador de reloj cambia su estado al contrario. Al hacer esto, divide la frecuencia en dos, formando ceros y unos de igual duración.
Esto sucede de una manera bastante primitiva: con cada flanco que llega a la entrada del reloj C, el disparador escribe en sí mismo la información ubicada en la entrada de información D y la entrada D se conecta a la salida inversa del microcircuito. Debido al retraso interno, se registra la información invertida. Por ejemplo, la salida inversora tiene un nivel cero lógico. Cuando el flanco del pulso llega a la entrada C, el disparador logra registrar este cero antes de que aparezca cero en su salida directa. Bueno, si la salida directa es cero, entonces la salida inversa será lógica. Con la llegada del siguiente flanco del pulso de reloj, el disparador ya escribe en sí mismo una unidad lógica, que aparecerá en la salida después de unos nanosegundos. Escribir uno lógico provoca la aparición de un cero lógico en la salida inversa del disparador y el proceso comenzará a repetirse desde el siguiente flanco del pulso del reloj.

Es por esta razón que los microcircuitos UC3844 y UC3845 tienen una frecuencia de salida 2 veces menor que la de UC3842 y UC3843; la comparte el disparador.
Cuando el primer pulso ingresa a la entrada de configuración de unidad del disparador RS DD5, cambia el disparador a un estado donde su salida directa es lógica uno y su salida inversa es cero. Y hasta que aparezca uno en la entrada R, el disparador DD5 estará en este estado.
Supongamos que no tenemos ninguna señal de control desde el exterior, entonces en la salida del amplificador de error OP1 aparecerá un voltaje cercano al voltaje de referencia: no hay retroalimentación, la entrada inversora está en el aire y la entrada no inversora se alimenta con una tensión de referencia de 2,5 voltios.
Aquí haré una reserva de inmediato: personalmente estaba un poco confundido por este error del amplificador, pero después de estudiar la hoja de datos más detenidamente y gracias a hurgar en las narices de los suscriptores, resultó que la salida de este amplificador no es del todo tradicional. En la etapa de salida OP1 solo hay un transistor que conecta la salida al cable común. Un generador de corriente genera un voltaje positivo cuando este transistor está ligeramente abierto o completamente cerrado.
Desde la salida de OP1, el voltaje pasa a través de una especie de limitador y divisor de voltaje 2R-R. Además, este mismo bus tiene un límite de tensión de 1 voltio, por lo que bajo cualquier condición no llega más de un voltio a la entrada inversora OP2.
OP2 es esencialmente un comparador que compara los voltajes en sus entradas, pero el comparador también es complicado (un amplificador operacional convencional no puede comparar voltajes tan bajos) desde cero real hasta un voltio. Un amplificador operacional convencional necesita un voltaje de entrada más alto o un lado negativo del voltaje de suministro, es decir, tensión bipolar. El mismo comparador hace frente con bastante facilidad al análisis de estos voltajes, es posible que haya algunos elementos de polarización en su interior, pero realmente no nos importa el diagrama del circuito.
En general, OP2 compara el voltaje proveniente de la salida del amplificador de error, o más precisamente, el voltaje restante que se obtiene después de pasar por el divisor con el voltaje en el tercer pin del microcircuito (se refiere al paquete DIP-8).
Pero en este momento, no tenemos nada en absoluto en el tercer pin y se aplica un voltaje positivo a la entrada inversora. Naturalmente, el comparador lo invertirá y formará un cero lógico claro en su salida, lo que no afectará de ninguna manera el estado del disparador RS DD5.
Como resultado de lo que está sucediendo, tenemos un cero lógico en la primera entrada desde arriba, DD4, ya que nuestra fuente de alimentación es normal, en la segunda entrada tenemos pulsos cortos del generador de reloj, en la tercera entrada tenemos pulsos del D-flip-flop DD2, que tienen la misma duración de cero y uno. En y en la cuarta entrada tenemos un cero lógico del disparador RS DD5. Como resultado, la salida del elemento lógico repetirá completamente los pulsos generados por el D-trigger DD2. Por lo tanto, tan pronto como aparezca uno lógico en la salida directa de DD4, se abrirá el transistor VT2. En este caso, la salida inversa tendrá un cero lógico y el transistor VT1 estará cerrado. Tan pronto como aparece un cero lógico en la salida DD4, VT2 se cierra y la salida inversa de DD4 abre VT1, lo que provocará la apertura del transistor de potencia.
La corriente que pueden soportar VT1 y VT2 es de un amperio, por lo que este microcircuito puede controlar con éxito transistores MOSFET relativamente potentes sin controladores adicionales.
Para comprender exactamente cómo se regulan los procesos que ocurren en la fuente de alimentación, se montó el amplificador más simple, ya que requiere la menor cantidad de piezas de bobinado. Se tomó el primer anillo VERDE que tuvo a mano y se le dieron 30 vueltas. La cantidad no se calculó en absoluto, solo se enrolló una capa de devanado y nada más. No me preocupaba el consumo: el microcircuito funciona en una amplia gama de frecuencias y si comienzas con frecuencias inferiores a 100 kHz, esto será suficiente para evitar que el núcleo se sature.

El resultado fue el siguiente circuito de refuerzo:

Todos los elementos externos tienen el prefijo out, lo que significa que son AFUERA Detalles del microcircuito.
Describiré inmediatamente qué hay en este diagrama y por qué.
VT1: la base está esencialmente en el aire, los extremos están soldados a la placa para colocar puentes, es decir. la base está conectada a tierra o a una sierra generada por el propio chip. No hay resistencia Rout 9 en la placa; incluso extrañé su necesidad.
El optoacoplador Uout 1 utiliza el amplificador de error OP1 para ajustar el voltaje de salida, el grado de influencia está regulado por la resistencia Rout 2. El optoacoplador Uout 2 controla el voltaje de salida sin pasar por el amplificador de error, el grado de influencia está regulado por la resistencia Rout 4. Ruta 14 Es una resistencia de medición de corriente, especialmente tomada a 2 ohmios para no quitar el transistor de potencia. Ruta 13: ajuste del umbral límite actual. Bueno, Ruta 8: ajustar la frecuencia del reloj del propio controlador.

El transistor de potencia es algo que se soldó del convertidor de un automóvil que una vez estuvo en reparación: un brazo se encendió, cambié todos los transistores (por qué TODA la respuesta está AQUÍ), y esto es, por así decirlo, una rendición. Así que no sé qué es: la inscripción está muy desgastada, en general es entre 40 y 50 amperios.
Carga tipo Rout 15: 2 W a 150 ohmios, pero 2 W resultaron insuficientes. Es necesario aumentar la resistencia o aumentar la potencia de la resistencia; comienza a apestar si funciona durante 5 a 10 minutos.
VDout 1: para excluir la influencia de la alimentación principal en el funcionamiento del controlador (HER104 parece haber sido un éxito), VDout 2 - HER308, bueno, para que no se apague inmediatamente si algo sale mal.
Me di cuenta de la necesidad de la resistencia R9 cuando la placa ya estaba soldada. En principio, aún será necesario seleccionar esta resistencia, pero esto es puramente opcional para aquellos que REALMENTE quieren deshacerse del método de estabilización por relé en ralentí. Más sobre esto un poco más adelante, pero por ahora puse esta resistencia al costado de las vías:

Primer arranque - motores TODO Los conectores interlineales deben estar conectados a tierra, es decir, no afectan el circuito. El motor Rout 8 está instalado de modo que la resistencia de esta resistencia sea de 2-3 kOhm, dado que el condensador es de 2,2 nF, la frecuencia debe ser de aproximadamente 300 kHz y pico, por lo tanto, en la salida del UC3845 obtendremos alrededor de 150 kHz. .

Verificamos la frecuencia en la salida del microcircuito; esto es más preciso, ya que la señal no se ve afectada por los procesos de choque del inductor. Para confirmar las diferencias entre la frecuencia de generación y la frecuencia de conversión, giramos el rayo amarillo al pin 4 y vemos que la frecuencia es 2 veces mayor. La frecuencia de funcionamiento en sí resultó ser 146 kHz:

Ahora aumentamos el voltaje en el LED del optoacoplador Uout 1 para controlar el cambio en los modos de estabilización. Aquí conviene recordar que el control deslizante de la resistencia Rout 13 se encuentra en la posición inferior del diagrama. También se suministra un cable común a la base VT1, es decir. No pasa absolutamente nada en el pin 3 y el comparador OP2 no responde a la entrada no inversora.
Al aumentar gradualmente el voltaje en el LED del optoacoplador, resulta obvio que los pulsos de control simplemente comienzan a desaparecer. Al cambiar el escaneo, esto queda más claro. Esto sucede porque OP2 solo monitorea lo que sucede en su entrada inversora y tan pronto como el voltaje de salida de OP1 cae por debajo del valor umbral, OP2 forma uno lógico en su salida, lo que pone el disparador DD5 en cero. Naturalmente, pero aparece uno lógico en la salida inversa del disparador, que bloquea el sumador final DD4. De este modo el microcircuito se detiene por completo.

Pero el amplificador está cargado, por lo tanto el voltaje de salida comienza a disminuir, el LED Uout 1 comienza a disminuir el brillo, el transistor Uout 1 se cierra y OP1 comienza a aumentar su voltaje de salida y tan pronto como pasa el umbral de respuesta de OP2, el microcircuito comienza de nuevo.
De esta manera, la tensión de salida se estabiliza en modo relé, es decir. el microcircuito genera pulsos de control en lotes.
Al aplicar tensión al LED del optoacoplador Uout 2, el transistor de este optoacoplador se abre ligeramente, lo que conlleva una disminución de la tensión suministrada al comparador OP2, es decir Los procesos de ajuste se repiten, pero OP1 ya no participa en ellos, es decir. el circuito es menos sensible a los cambios en el voltaje de salida. Gracias a esto, los paquetes de pulsos de control tienen una duración más estable y la imagen parece más agradable (incluso el osciloscopio está sincronizado):

Quitamos tensión al LED Uout 2 y, por si acaso, comprobamos la presencia de una sierra en el terminal superior de R15 (haz amarillo):

La amplitud es un poco más que un voltio y esta amplitud puede no ser suficiente porque hay divisores de voltaje en el circuito. Por si acaso, desenroscamos el control deslizante de la resistencia de sintonización R13 a la posición superior y controlamos lo que sucede en el tercer pin del microcircuito. En principio, las esperanzas estaban plenamente justificadas: la amplitud no es suficiente para empezar a limitar la corriente (rayo amarillo):

Bueno, si no hay suficiente corriente a través del inductor, significa muchas vueltas o una alta frecuencia. Rebobinar es demasiado lento porque la placa tiene una resistencia de recorte Rout8 para ajustar la frecuencia. Giramos su regulador hasta obtener la amplitud de voltaje requerida en el pin 3 del controlador.
En teoría, tan pronto como se alcanza el umbral, es decir, tan pronto como la amplitud del voltaje en el pin 3 no supera mucho un voltio, la duración del pulso de control comenzará a ser limitada, ya que el controlador ya está comenzando a Piense que la corriente es demasiado alta y apagará el transistor de potencia.
En realidad, esto comienza a suceder a una frecuencia de aproximadamente 47 kHz, y una mayor disminución de la frecuencia prácticamente no tuvo ningún efecto sobre la duración del pulso de control.

Una característica distintiva del UC3845 es que controla el flujo a través del transistor de potencia en casi cada ciclo de operación, y no el valor promedio, como lo hace, por ejemplo, el TL494, y si la fuente de alimentación está diseñada correctamente, nunca será posible dañar el transistor de potencia...
Ahora aumentamos la frecuencia hasta que la limitación actual deje de tener efecto, sin embargo, haremos una reserva: la configuramos exactamente en 100 kHz. El rayo azul todavía muestra pulsos de control, pero colocamos el amarillo en el LED del optoacoplador Uout 1 y comenzamos a girar la perilla de la resistencia del trimmer. Durante algún tiempo, el oscilograma se ve igual que durante el primer experimento, sin embargo, también aparece una diferencia: después de pasar el umbral de control, la duración de los pulsos comienza a disminuir, es decir, la regulación real se produce mediante la modulación de ancho de pulso. Y este es solo uno de los trucos de este microcircuito: como sierra de referencia para comparación, utiliza una sierra que se forma en la resistencia limitadora de corriente R14 y así crea un voltaje estabilizado en la salida:

Lo mismo sucede cuando aumenta el voltaje en el optoacoplador Uout 2, aunque en mi versión no fue posible obtener los mismos pulsos cortos que la primera vez: el brillo del LED del optoacoplador no era suficiente y era demasiado vago para reducirlo. la resistencia Ruta 3.
En cualquier caso, la estabilización PWM se produce y es bastante estable, pero sólo en presencia de una carga, es decir. la aparición de una sierra, aunque sin gran importancia, en el pin 3 del controlador. Sin esta sierra, la estabilización se realizará en modo relevo.
Ahora cambiamos la base del transistor al pin 4, forzando así la alimentación de la sierra al pin 3. No hay un gran tropiezo aquí: para esta finta tendrás que seleccionar una resistencia Rout 9, ya que la amplitud del polvo y la El nivel del componente constante resultó ser demasiado grande para mí.

Sin embargo, ahora el principio de funcionamiento en sí es más interesante, por lo que lo comprobamos bajando el motor de la recortadora de la Ruta 13 al suelo y comenzamos a girar la Ruta 1.
Hay cambios en la duración del pulso de control, pero no son tan significativos como nos gustaría: el gran componente constante tiene un fuerte efecto. Si desea utilizar esta opción de inclusión, debe pensar más detenidamente en cómo organizarla correctamente. Bueno, la imagen en el osciloscopio es la siguiente:

Con un aumento adicional de voltaje en el LED del optoacoplador, se produce una falla en el modo de operación del relé.
Ahora puedes comprobar la capacidad de carga del amplificador. Para hacer esto, introducimos una limitación en el voltaje de salida, es decir Aplique un pequeño voltaje al LED Uout 1 y reduzca la frecuencia de operación. El sociograma muestra claramente que el rayo amarillo no alcanza el nivel de un voltio, es decir No hay límite actual. La limitación se proporciona únicamente ajustando el voltaje de salida.
En paralelo con la resistencia de carga Rour 15, instalamos otra resistencia de 100 Ohm y el oscilograma muestra claramente un aumento en la duración del pulso de control, lo que conduce a un aumento en el tiempo de acumulación de energía en el inductor y su posterior liberación al carga:

Tampoco es difícil notar que al aumentar la carga, la amplitud del voltaje en el pin 3 también aumenta, ya que aumenta la corriente que fluye a través del transistor de potencia.
Queda por ver qué sucede en el drenaje en modo estabilización y en su total ausencia. Encendemos un rayo azul hacia el drenaje del transistor y eliminamos el voltaje de retroalimentación del LED. El oscilograma es muy inestable, ya que el osciloscopio no puede determinar con qué flanco debe sincronizarse; después del pulso hay un "parloteo" de autoinducción bastante decente. El resultado es la siguiente imagen.

El voltaje en la resistencia de carga también cambia, pero no haré un GIF: la página ya es bastante "pesada" en términos de tráfico, por lo que declaro con total responsabilidad que el voltaje en la carga es igual al voltaje del valor máximo en la imagen de arriba menos 0,5 voltios.

RESUMEN

UC3845 es un controlador universal de sincronización automática para convertidores de voltaje de un solo extremo, puede funcionar tanto en convertidores flyback como directos.
Puede funcionar en modo relé, puede funcionar en modo estabilizador de voltaje PWM completo con limitación de corriente. Esta es precisamente una limitación, ya que durante una sobrecarga el microcircuito entra en modo de estabilización de corriente, cuyo valor lo determina el diseñador del circuito. Por si acaso, un pequeño cartel que muestra la dependencia de la corriente máxima del valor de la resistencia limitadora de corriente:

Para una regulación completa del voltaje PWM, el IC requiere una carga porque utiliza un voltaje de rampa para comparar con el voltaje controlado.
La estabilización de voltaje se puede organizar de tres maneras, pero una de ellas requiere un transistor adicional y varias resistencias, y esto entra en conflicto con la fórmula MENOS PIEZAS - MÁS CONFIABILIDAD, por lo que dos métodos pueden considerarse básicos:
Usando un amplificador de error integrado. En este caso, el colector conecta el transistor optoacoplador de retroalimentación a un voltaje de referencia de 5 voltios (pin 8), y el emisor suministra voltaje a la entrada inversora de este amplificador a través de la resistencia OS. Este método se recomienda para diseñadores más experimentados, ya que si la ganancia del amplificador de error es alta, puede excitarse.
Sin utilizar un amplificador de error integrado. En este caso, el colector del optoacoplador regulador está conectado directamente a la salida del amplificador de error (pin 1) y el emisor está conectado al cable común. La entrada del amplificador de error también está conectada al cable común.
El principio de funcionamiento de PWM se basa en monitorear el voltaje de salida promedio y la corriente máxima. En otras palabras, si nuestra carga disminuye, el voltaje de salida aumenta, la amplitud de la sierra en la resistencia de medición de corriente cae y la duración del pulso disminuye hasta que se restablece el equilibrio perdido entre voltaje y corriente. A medida que aumenta la carga, el voltaje controlado disminuye y la corriente aumenta, lo que conduce a un aumento en la duración de los pulsos de control.

Es bastante fácil organizar un estabilizador de corriente en un microcircuito, y el control de la corriente que fluye se controla en cada ciclo, lo que elimina por completo la sobrecarga de la etapa de potencia con la elección correcta del transistor de potencia y el limitador de corriente, o más. Precisamente, resistencia de medición instalada en la fuente del transistor de efecto de campo. Es este hecho lo que ha hecho que el UC3845 sea el más popular a la hora de diseñar máquinas de soldar domésticas.
UC3845 tiene un "rastrillo" bastante serio: el fabricante no recomienda usar el microcircuito a temperaturas bajo cero, por lo que en la fabricación de máquinas de soldar sería más lógico usar UC2845 o UC1845, pero estos últimos escasean. UC2845 es un poco más caro que UC3845, no tan catastróficamente como indicaron los vendedores nacionales (precios en rublos al 1 de marzo de 2017).

La frecuencia de los microcircuitos XX44 y XX45 es 2 veces menor que la frecuencia del reloj y el coeficiente de llenado no puede exceder el 50%, por lo que es más favorable para convertidores con transformador. Pero los microcircuitos XX42 y XX43 son los más adecuados para estabilizadores PWM, ya que la duración del pulso de control puede alcanzar el 100%.

Ahora, habiendo entendido el principio de funcionamiento de este controlador PWM, podemos volver a diseñar una máquina de soldar basada en él...