Lülitustoiteallikas (60W) PWM UC3842 baasil. Lihtne lülitustoiteallikas, mis põhineb UC3842 kiibil

Kiip UC3842(UC3843)- on voolu ja pinge tagasisidega PWM-kontrolleri ahel n-kanalilise MOS-transistori võtmeastme juhtimiseks, tagades selle sisendmahtuvuse tühjenemise sundvooluga kuni 0,7A. Kiip SMPS kontroller koosneb mitmest mikroskeemist UC384X (UC3843, UC3844, UC3845) PWM kontrollerid. Tuum UC3842 spetsiaalselt loodud pikaajaliseks tööks minimaalse arvu väliste diskreetsete komponentidega. PWM kontroller UC3842 Sellel on täpne töötsükli juhtimine, temperatuuri kompenseerimine ja see on madal. Tunnusjoon UC3842 on võime töötada 100% töötsükli piires (näiteks UC3844 töötab täiteteguriga kuni 50%.). Kodumaine analoog UC3842 on 1114EU7. Mikroskeemil valmistatud toiteallikad UC3842 iseloomustab suurenenud töökindlus ja teostamise lihtsus.

Toitepinge erinevused UC3842 ja UC3843 vahel:

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

Erinevused impulsi töötsüklis:

UC3842, UC3843__| 0% / 98%

Tsokolevka UC3842(UC3843) näidatud joonisel fig. 1

Lihtsaim ühendusskeem on näidatud joonisel fig. 2

PWM-kontrolleri kiibid ka3842 või UC3842 (uc2842) on kõige levinum majapidamis- ja arvutiseadmete toiteallikate ehitamisel, seda kasutatakse sageli võtmetransistori juhtimiseks lülitustoiteallikate puhul.

Ka3842, UC3842, UC2842 mikroskeemide tööpõhimõte

3842 või 2842 kiip on PWM - impulsi laiusmodulatsiooni (PWM) muundur, mida kasutatakse peamiselt alalis-alalisvoolu režiimis (teendab ühe väärtuse konstantse pinge teise väärtuse konstantseks pingeks) muundur.

Vaatleme seeriate 3842 ja 2842 mikroskeemide plokkskeemi:
Mikroskeemi viik 7 on varustatud toitepingega vahemikus 16 volti kuni 34 volti. Mikroskeemil on sisseehitatud Schmidti triger (UVLO), mis lülitab mikroskeemi sisse, kui toitepinge ületab 16 volti, ja lülitab selle välja, kui toitepinge langeb mingil põhjusel alla 10 volti. 3842 ja 2842 seeria mikroskeemidel on ka ülepingekaitse: kui toitepinge ületab 34 volti, lülitub mikroskeem välja. Impulsside genereerimise sageduse stabiliseerimiseks on mikroskeemil sees oma 5-voldine pingestabilisaator, mille väljund on ühendatud mikroskeemi 8. kontaktiga. Pin 5 mass (jahvatatud). Pin 4 määrab impulsi sageduse. See saavutatakse takisti R T ja kondensaatori C T abil, mis on ühendatud 4 kontaktiga. - vaadake allpool tüüpilist ühendusskeemi.

Pin 6 – PWM-impulsside väljund. Tagasiside jaoks kasutatakse 3842 kiibi 1 viiku, kui see on 1 viik. alandage pinge alla 1 volti, siis mikrolülituse väljundis (6 kontakti) väheneb impulsi kestus, vähendades seeläbi PWM-muunduri võimsust. Mikroskeemi tihvt 2, nagu ka esimene, aitab vähendada väljundimpulsside kestust; kui pinge kontaktil 2 on kõrgem kui +2,5 volti, siis impulsi kestus väheneb, mis omakorda vähendab väljundvõimsust.

Mikrolülitust nimega UC3842 toodab lisaks UNITRODE-le ST ja TEXAS INSTRUMENTS, selle mikroskeemide analoogid on: DBL3842 firmalt DAEWOO, SG3842 firmalt MICROSEMI/LINFINITY, KIA3842 firmalt KES, GL3842 firmalt LG, nagu ka teistelt erinevate tähtedega (AS, MC, IP jne) ja digiindeksiga 3842 ettevõtted.

PWM-kontrolleril UC3842 põhineva lülitustoite skeem

UC3842 PWM-kontrolleril põhineva 60-vatise lülitustoiteallika ja 3N80 väljatransistoril põhineva toitelüliti skemaatiline diagramm.

UC3842 PWM kontrolleri kiip - täielik andmeleht koos võimalusega tasuta alla laadida pdf-vormingus või vaadata veebisaidi elektroonilist teatmeraamatut elektrooniliste komponentide kohta

UC3842 ja UC3843 kiipidel põhinevad toiteallikate vooluringid ja trükkplaadid

UC384x seeria lülitustoiteallikate ehitamiseks mõeldud mikroskeemid on populaarsuselt võrreldavad kuulsa TL494-ga. Neid toodetakse kaheksakontaktilistes pakendites ning selliste toiteallikate trükkplaadid on väga kompaktsed ja ühepoolsed. Nende vooluringi on pikka aega silutud, kõik funktsioonid on teada. Seetõttu võib neid mikroskeeme koos TOPSwitchiga soovitada kasutada.

Niisiis, esimene skeem on 80 W toiteallikas. Allikas:

Tegelikult on diagramm praktiliselt andmelehelt.


suurendamiseks klõpsake
Trükkplaat on üsna kompaktne.

PCB-fail: uc3842_pcb.lay6

Selles skeemis otsustas autor häirete vältimiseks mitte kasutada veavõimendi sisendit selle suure sisendtakistuse tõttu. Selle asemel on tagasiside signaal ühendatud komparaatoriga. Schottky diood mikroskeemi 6. kontaktil hoiab ära võimalikud negatiivse polaarsusega pingetõusud, mis võivad olla tingitud mikrolülituse enda omadustest. Induktiivsete emissioonide vähendamiseks trafos on selle primaarmähis jaotatud ja koosneb kahest poolest, mida eraldab sekundaarne pool. Suurimat tähelepanu tuleks pöörata mähistevahelisele isolatsioonile. Kui kasutate südamikku, mille kesksüdamikus on tühimik, peaksid välised häired olema minimaalsed. Voolu šunt takistusega 0,5 oomi koos diagrammil näidatud 4N60 transistoriga piirab võimsust umbes 75 W-ni. Snubber kasutab SMD takisteid, mis on ühendatud paralleelselt ja järjestikku, kuna Nad toodavad märgatavat võimsust soojuse kujul. Selle snubberi saab asendada dioodi ja 200-voldise zeneri dioodiga (summuti), kuid nad ütlevad, et see suurendab toiteallika impulssmüra. Trükkplaadile on lisatud ruum LED-i jaoks, mis skeemil ei kajastu. Samuti tuleks väljundiga paralleelselt lisada koormustakisti, sest Tühikäigul võib toiteplokk käituda ettearvamatult. Enamik plaadi väljundelemente on paigaldatud vertikaalselt. Mikroskeemi toide eemaldatakse tagurpidikäigu ajal, nii et kui muudate seadet reguleeritavaks, peaksite muutma mikroskeemi toitemähise faasi ja arvutama selle keerdude arvu ümber, nagu ettepoole.

Sellest allikast pärinevad järgmised skeemid ja PCB:

Plaadi mõõtmed on veidi suuremad, kuid ruumi mahub veidi suuremale võrguelektrolüüdile.

Skeem on peaaegu sarnane eelmisele:

suurendamiseks klõpsake
Väljundpinge reguleerimiseks on plaadile paigaldatud trimmitakisti. Samuti saab kiibi toite toitemähist tagurpidi, mis võib põhjustada probleeme mitmesuguste toiteallika väljundpinge reguleerimisega. Selle vältimiseks peaksite muutma ka selle mähise faasi ja andma mikroskeemile toite edasiliikumisel.

PCB-fail: uc3843_pcb.dip

UC384x seeria mikroskeemid on vahetatavad, kuid enne väljavahetamist peate kontrollima, kuidas arvutatakse sagedus konkreetse mikroskeemi jaoks (valemid on erinevad) ja milline on maksimaalne töötsükkel - need erinevad poole võrra.

Trafo mähiste arvutamiseks võite kasutada programmi Flyback 8.1. Mikrolülituse toitemähise pöörete arvu edasiliikumisel saab määrata pöörete ja voltide suhtega.

Artiklis esitatakse UC3842 kirjeldus, tööpõhimõte ja ühendusskeem. See on mikroskeem, mis on impulsi laiuse kontroller. Kasutusala - DC-DC muundurites. Ühe mikrolülituse abil saate luua kvaliteetse pingemuunduri, mida saab kasutada erinevate seadmete toiteallikates.

Mikroskeemi viigu määramine (lühike ülevaade)

Kõigepealt peate arvestama mikrolülituse kõigi tihvtide otstarbega. UC3842 kirjeldus näeb välja selline:

1. Tagasiside jaoks vajalik pinge antakse mikrolülituse esimesse kontakti. Näiteks kui alandate selle pinget 1 V-ni või madalamale, hakkab 6. kontakti impulsi aeg märkimisväärselt vähenema.
2. Teine väljund on vajalik ka tagasiside loomiseks. Kuid erinevalt esimesest tuleb impulsi kestuse vähendamiseks sellele rakendada pinget üle 2,5 V. See vähendab ka võimsust.
3. Kui kolmandale kontaktile rakendatakse pinget üle 1 V, siis impulsside ilmumine mikrolülituse väljundisse lakkab.
4. Neljanda kontaktiga on ühendatud muutuv takisti - selle abil saate määrata impulsi sagedust. Selle klemmi ja maanduse vahele on ühendatud elektrolüütkondensaator.
5. Viies järeldus on üldine.
6. PWM-impulsid eemaldatakse kuuendast kontaktist.
7. Seitsmes kontakt on mõeldud voolu ühendamiseks vahemikus 16...34 V. Sisseehitatud ülepingekaitse. Pange tähele, et mikroskeem ei tööta alla 16 V pingel.
8. Impulsisageduse stabiliseerimiseks kasutatakse spetsiaalset seadet, mis varustab kaheksanda kontaktiga +5 V.

Enne praktiliste disainilahenduste kaalumist peate hoolikalt uurima UC3842 kirjeldust, tööpõhimõtet ja ühendusskeeme.

Kuidas mikroskeem töötab?

Nüüd peame lühidalt käsitlema elemendi tööd. Kui kaheksandale jalale ilmub alalispinge +5 V, käivitub OSC generaator. Päästiku sisenditele RS ja S antakse lühikese pikkusega positiivne impulss. Seejärel, pärast impulsi andmist, lülitub päästik ja väljundisse ilmub null. Niipea, kui OSC-impulss hakkab langema, on pinge elemendi otsesisenditel null. Kuid inverteerivas väljundis ilmub loogiline.

See loogikaüksus võimaldab transistoril sisse lülituda, nii et elektrivool hakkab voolama toiteallikast läbi kollektor-emitteri ahela mikrolülituse kuuendasse kontakti. See näitab, et väljundis on avatud impulss. Ja see peatub ainult siis, kui kolmandale kontaktile rakendatakse pinge 1 V või kõrgem.

Miks on vaja mikrolülitust kontrollida?

Paljud raadioamatöörid, kes projekteerivad ja paigaldavad elektriskeeme, ostavad osi hulgi. Ja pole saladus, et kõige populaarsemad ostukohad on Hiina veebipoed. Toodete maksumus on seal mitu korda madalam kui raadioturgudel. Kuid seal on ka palju defektseid tooteid. Seetõttu peate enne ahela ehitamise alustamist teadma, kuidas UC3842 testida. See väldib plaadi sagedast lahtijootmist.

Kus kiipi kasutatakse?

Kiipi kasutatakse sageli kaasaegsete monitoride toiteallikate kokkupanemiseks. Neid kasutatakse line scan telerites ja monitorides. Seda kasutatakse lülitusrežiimis töötavate transistoride juhtimiseks. Kuid elemendid ebaõnnestuvad üsna sageli. Ja kõige levinum põhjus on mikroskeemiga juhitava väljalüliti rike. Seetõttu on toiteallika iseseisval projekteerimisel või remondil vaja elementi diagnoosida.

Mida on vaja rikete diagnoosimiseks

Tuleb märkida, et UC3842 kasutati eranditult konverteritehnoloogias. Ja toiteallika normaalseks tööks peate veenduma, et element töötab. Diagnostikaks vajate järgmisi seadmeid:

1. Ohmmeter ja voltmeeter (sobib lihtsaim digitaalne multimeeter).
2. Ostsilloskoop.
3. Voolu ja pinge stabiliseeritud toiteallika allikas. Soovitatav on kasutada reguleeritavaid, mille maksimaalne väljundpinge on 20...30 V.

Kui teil pole mõõteseadet, siis on kõige lihtsam diagnoosimise viis kontrollida väljundtakistust ja simuleerida mikrolülituse tööd välisest toiteallikast töötades.

Väljundtakistuse kontrollimine

Üks peamisi diagnostikameetodeid on takistuse väärtuse mõõtmine väljundis. Võime öelda, et see on kõige täpsem viis rikete määramiseks. Pange tähele, et võimsustransistori rikke korral rakendatakse elemendi väljundastmele kõrgepinge impulss. Sel põhjusel mikroskeem ebaõnnestub. Väljundil on takistus lõpmatult suur, kui element korralikult töötab.

Takist mõõdetakse klemmide 5 (maandus) ja 6 (väljund) vahel. Mõõteseade (oommeeter) on ühendatud ilma erinõueteta - polaarsus ei oma tähtsust. Enne diagnostika alustamist on soovitatav mikroskeem lahti joota. Rikke ajal on takistus võrdne mitme oomiga. Kui mõõdate takistust ilma mikrolülitust jootmata, võib paisuallika vooluahel heliseda. Ja ärge unustage, et UC3842 toiteahelas on konstantne takisti, mis on ühendatud maanduse ja väljundi vahel. Kui see on olemas, on elemendil väljundtakistus. Seega, kui väljundtakistus on väga madal või võrdne 0-ga, on mikroskeem vigane.

Kuidas simuleerida mikrolülituse tööd

Töötamise simuleerimisel ei ole vaja mikrolülitust jootma. Kuid enne töö alustamist lülitage seade kindlasti välja. UC3842 vooluringi kontrollimine seisneb sellele välisest allikast tuleva pinge rakendamises ja töö hindamises. Tööprotseduur näeb välja selline:

1. Toiteallikas on vahelduvvooluvõrgust lahti ühendatud.
2. Välisest allikast antakse mikrolülituse seitsmendale kontaktile pinge, mis on suurem kui 16 V. Sel hetkel peaks mikroskeem käivituma. Pange tähele, et kiip ei hakka tööle enne, kui pinge on üle 16 V.
3. Ostsilloskoobi või voltmeetri abil peate mõõtma pinget kaheksanda kontakti juures. See peaks olema +5 V.
4. Veenduge, et kontakti 8 pinge on stabiilne. Kui vähendate toitepinget alla 16 V, kaob vool kaheksanda kontakti juurest.
5. Mõõtke ostsilloskoobi abil pinge neljandas kontaktis. Kui element töötab korralikult, näitab graafik saehambakujulisi impulsse.
6. Muutke toiteallika pinget - neljanda kontakti signaali sagedus ja amplituud jäävad muutumatuks.
7. Kontrollige ostsilloskoobiga, kas kuuendal jalal on ristkülikukujulised impulsid.

Ainult siis, kui kõik ülalkirjeldatud signaalid on olemas ja käituvad nii, nagu peaks, saame rääkida mikroskeemi töökorrast. Kuid soovitatav on kontrollida väljundahelate - dioodi, takistite, zeneri dioodi - töökindlust. Nende elementide abil genereeritakse signaale voolukaitseks. Need ebaõnnestuvad, kui purunevad.

Toiteallikate vahetamine kiibil

Selguse huvides peate arvestama UC3842 toiteallika töö kirjeldusega. Esimest korda hakati seda kodumasinates kasutama 90ndate teisel poolel. Sellel on kõigi konkurentide ees selge eelis - madal hind. Pealegi pole töökindlus ja tõhusus halvemad. Tervikliku ehitamiseks pole praktiliselt mingeid lisakomponente vaja. Kõike teevad mikrolülituse “sisemised” elemendid.

Elementi saab valmistada ühes kahest korpusetüübist - SOIC-14 või SOIC-8. Kuid sageli võite leida DIP-8 pakettides tehtud muudatusi. Tuleb märkida, et viimased numbrid (8 ja 14) näitavad mikrolülituse kontaktide arvu. Tõsi, väga palju erinevusi pole – kui elemendil on 14 kontakti, lisatakse maanduse, toite ja väljundastme ühendamiseks lihtsalt kontaktid. Mikroskeemile on ehitatud PWM-modulatsiooniga stabiliseeritud impulss-tüüpi toiteallikad. Signaali võimendamiseks on vaja MOS-transistor.

Kiibi sisselülitamine

Nüüd peame kaaluma UC3842 kirjeldust, tööpõhimõtet ja ühendusskeeme. Toiteallikad ei näita tavaliselt mikroskeemi parameetreid, seega peate viidata spetsiaalsele kirjandusele - andmelehtedele. Väga sageli võite leida ahelaid, mis on ette nähtud toiteallikaks 110-120 V vahelduvvooluvõrgust. Kuid vaid mõne muudatusega saate tõsta toitepinge 220 V-ni.

Selleks tehakse UC3842 toiteahelas järgmised muudatused:

1. Vahetatakse välja toiteallika sisendis asuv dioodikomplekt. On vaja, et uus dioodsild töötaks pöördpingel 400 V või rohkem.
2. Vahetatakse elektrolüütkondensaator, mis asub toiteahelas ja toimib filtrina. Paigaldatud pärast dioodisilda. On vaja paigaldada sarnane, kuid tööpingega 400 V ja kõrgem.
3. Toiteahela nimiväärtus tõuseb 80 kOhmini.
4. Kontrollige, kas toitetransistor võib töötada äravoolu ja allika vahelisel pingel 600 V. Kasutada võib BUZ90 transistore.

Artiklit kuvatakse UC3842-l. sellel on mitmeid funktsioone, mida tuleb toiteallikate projekteerimisel ja parandamisel arvestada.

Mikrolülituse omadused

Kui sekundaarmähise ahelas on lühis, hakkab dioodide või kondensaatorite purunemisel impulsstrafos elektrikadu suurenema. Samuti võib selguda, et mikrolülituse normaalseks toimimiseks pole piisavalt pinget. Töötamise ajal on kuulda iseloomulikku kõlisevat heli, mis tuleb impulsstrafost.

Arvestades UC3842 kirjeldust, tööpõhimõtet ja ühendusskeemi, on remondiomadusi raske ignoreerida. On täiesti võimalik, et trafo käitumise põhjuseks ei ole selle mähise rike, vaid kondensaatori rike. See juhtub ühe või mitme toiteahelasse kuuluva dioodi rikke tagajärjel. Kuid kui väljatransistori rike tekib, on vaja mikrolülitust täielikult muuta.

UC3845
TOIMIMISPÕHIMÕTE

Ausalt öeldes polnud UC3845 esimest korda võimalik võita – enesekindlus mängis julma nalja. Kogemuste targalt otsustasin siiski lõpuks selgeks teha - kiip pole nii suur - ainult 8 jalga. Tahaksin avaldada erilist tänu oma tellijatele, kes ei jäänud kõrvale ja andsid mõned selgitused, nad saatsid isegi e-posti teel üsna üksikasjaliku artikli ja tüki mudelist Microcapis. TÄNAN TEID VÄGA .
Saadetud linke ja materjale kasutades istusin õhtu või paar ja üldiselt sobisid kõik pusled kokku, kuigi mõni lahter osutus tühjaks. Aga kõigepealt asjad kõigepealt...
Microcap 8 ja 9 loogikaelemente kasutades ei olnud võimalik UC3845 analoogi kokku panna - loogikaelemendid on rangelt ühendatud viievoldise toiteallikaga ning neil simulaatoritel on kroonilisi raskusi isevõnkumisega. Microcap 11 näitas samu tulemusi:

Jäi vaid üks variant - Multisim. Versioon 12 leiti isegi koos lokaliseerimisega. Ma pole Multisimi VÄGA kaua kasutanud, seega pidin nokitsema. Esimene asi, mis mind rõõmustas, oli see, et Multisimis on eraldi raamatukogu viievoldise loogika jaoks ja eraldi teek viieteistvoldise loogika jaoks. Üldiselt osutus see pooleks leinaga enam-vähem toimivaks variandiks, mis näitab elumärke, kuid see ei tahtnud töötada täpselt nii, nagu päris mikroskeem käitub, ükskõik kui palju ma seda ümber veenda püüdsin. . Esiteks ei mõõda mudelid taset tegeliku nulli suhtes, seega tuleks kasutusele võtta täiendav negatiivse eelpinge allikas. Kuid sel juhul peaksid nad üksikasjalikult selgitama, mis see on ja miks, kuid ma tahtsin olla tõelisele mikroskeemile võimalikult lähedal.

Internetis tuhnides leidsin valmis skeemi, aga Multisim 13 jaoks. Tõmbasin alla variandi 14, avasin mudeli ja see isegi töötas, aga rõõmu ei jätkunud kauaks. Vaatamata UC3845 mikroskeemi enda ja selle analoogide kaheteistkümnenda ja neljateistkümnenda Multisim olemasolule raamatukogudes, sai kiiresti selgeks, et mikroskeemi mudel ei võimalda selle mikroskeemi sisselülitamiseks KÕIKI võimalusi välja töötada. Eelkõige töötab voolu piiramine ja väljundpinge reguleerimine üsna usaldusväärselt (kuigi see langeb sageli simulatsioonist välja), kuid mikroskeem keeldus aktsepteerimast võimendi väljundile maandusvea rakendamist.

Üldiselt, kuigi käru liikus, ei sõitnud see kaugele. Jäi vaid üks võimalus - UC3845 andmelehe ja juhtmestikuga plaadi väljatrükkimine. Et mitte koormuse simuleerimise ja voolu piiramise simuleerimisega kaasa minna, otsustasin ehitada mikroboosteri ja selle abil kontrollida, mis ühe või teise kaasamis- ja kasutusvariandi puhul mikroskeemiga tegelikult juhtub.
Esiteks väike selgitus:
Mikroskeem UC3845 väärib tõesti erineva võimsuse ja otstarbega toiteallikate disainerite tähelepanu, sellel on mitmeid peaaegu analooge. Peaaegu sellepärast, et plaadil kiibi vahetamisel ei pea te midagi muud muutma, kuid ümbritseva õhu temperatuuri muutused võivad põhjustada probleeme. Ja mõnda alamvalikut ei saa üldse kasutada otsese asendusena.

Ülaltoodud tabeli põhjal on selge, et UC3845 pole kaugeltki selle mikrolülituse parim versioon, kuna selle alumine temperatuuripiir on piiratud null kraadiga. Põhjus on üsna lihtne - mitte kõik ei hoia keevitusmasinat köetavas ruumis ja on võimalik olukord, kui peate väljaspool hooaega midagi keevitama, kuid keevitaja kas ei lülitu sisse või lihtsalt plahvatab. ei, mitte puruks, isegi jõutransistoride jupid ei lenda tõenäoliselt välja, aga keevitamist igal juhul ei tule ja ka keevitaja vajab remonti. Olles Ali läbi sirvinud, jõudsin järeldusele, et probleem on täiesti lahendatav. Muidugi on UC3845 populaarsem ja neid on müügil rohkem, kuid müügil on ka UC2845:

UC2845 on muidugi mõnevõrra kallim, aga igal juhul odavam kui ÜKS jõutransistor, seega tellisin isiklikult kümmekond UC2845 vaatamata sellele, et UC3845 on laos veel 8 tk. Noh, nagu soovite.
Nüüd saame rääkida mikroskeemist endast või täpsemalt selle tööpõhimõttest. Alloleval joonisel on kujutatud UC3845 plokkskeem, st. sisemise päästikuga, mis ei võimalda kontrollimpulsi kestust olla üle 50% perioodist:

Muide, kui klõpsate pildil, avaneb see uuel vahelehel. Vahekaartide vahel hüppamine pole päris mugav, kuid igal juhul on see mugavam kui hiireratta edasi-tagasi keeramine, naases ülaossa läinud pildi juurde.
Kiip tagab toitepinge kahekordse juhtimise. COMP1 jälgib toitepinget kui sellist ja kui see on seatud väärtusest väiksem, annab see käsu, mis lülitab sisemise viievoldise regulaatori välja. Kui toitepinge ületab lülitusläve, avatakse sisemine stabilisaator ja mikroskeem käivitub. Teiseks toiteallikat jälgivaks elemendiks on element DD1, mis juhul, kui referentspinge erineb normist, tekitab oma väljundis loogilise nulli. See null läheb inverterile DD3 ja loogiliseks teisendatuna läheb loogilisele VÕI DD4-le. Peaaegu kõigis plokkskeemides on sellel lihtsalt pöördsisend, kuid ma võtsin inverteri sellest loogilisest elemendist välja - tööpõhimõtet on lihtsam mõista.
VÕI loogikaelement töötab põhimõttel, et mis tahes sisendis määratakse loogilise elementi olemasolu. Sellepärast nimetatakse seda VÕI - kui sisendis 1 on loogiline, sisendis 2, VÕI sisendis 3, VÕI sisendis 4, siis on elemendi väljund loogiline.
Kui selle kõigi juhtsignaalide liitja esimesse sisendisse ilmub loogiline üks, ilmub selle otseväljundisse loogiline ja pöördväljundisse loogiline null. Sellest lähtuvalt suletakse ülemine draiveritransistor ja alumine avaneb, sulgedes sellega toitetransistor.
Mikrolülitus on selles olekus seni, kuni referentsvõimsuse analüsaator annab loa töötada ja selle väljundisse ilmub loogiline üksus, mis pärast inverterit DD3 avab väljundelemendi DD4.
Oletame, et meie toiteallikas on normaalne ja mikroskeem hakkab tööle. Peaostsillaator hakkab genereerima juhtimpulsse. Nende impulsside sagedus sõltub sageduse seadistustakisti ja kondensaatori väärtustest. Siin on väike lahknevus. Erinevus ei tundu olevat suur, kuid sellegipoolest on see olemas ja on võimalus saada midagi, mis pole täpselt see, mida soovisite, nimelt väga kuum seade, kui ühe tootja "kiirem" mikroskeem asendatakse aeglasemaga. . Kõige ilusam pilt sageduse sõltuvusest takisti takistusest ja kondensaatori mahtuvusest on Texas Instrumentsilt:

Teiste tootjate puhul on asjad veidi teisiti:

Sageduse sõltuvus Fairchildi mikrolülituse RC reitingust

Sageduse sõltuvus STMicroelectronicsi mikrolülituse RC-väärtustest

Sageduse sõltuvus UNISONIC TECHNOLOGIES CO mikroskeemi RC-väärtustest

Kellageneraator toodab üsna lühikesi impulsse loogilise üksuse kujul. Need impulsid on jagatud kolme plokki:
1. Sama lõplik liitja DD4
2. D-päästik DD2
3. RS päästik DD5-l
DD2 triger on saadaval ainult alamseeriate 44 ja 45 mikroskeemides. Just see hoiab ära juhtimpulsi kestuse pikenemise üle 50% perioodist, kuna iga kella generaatorist saabuva loogilise üksuse servaga saab muudab oma olekut vastupidiseks. Seda tehes jagab see sageduse kaheks, moodustades võrdse kestusega nullid ja ühed.
See juhtub üsna primitiivsel viisil - iga serva saabumisel kella sisendisse C kirjutab triger endale infosisendis D asuva teabe ja sisend D on ühendatud mikrolülituse pöördväljundiga. Sisemise viivituse tõttu salvestatakse ümberpööratud teave. Näiteks inverteerival väljundil on loogiline nulltase. Kui impulsi serv jõuab sisendisse C, õnnestub päästikul see null salvestada enne nulli ilmumist otseväljundisse. Noh, kui otseväljund on null, siis on pöördväljund loogiline. Kellimpulsi järgmise serva saabudes kirjutab triger endasse juba loogilise ühiku, mis mõne nanosekundi pärast väljundisse ilmub. Loogilise ühe kirjutamine toob kaasa loogilise nulli ilmumise päästiku pöördväljundisse ja protsess hakkab korduma alates taktimpulsi järgmisest servast.

Just sel põhjusel on UC3844 ja UC3845 mikroskeemide väljundsagedus 2 korda väiksem kui UC3842 ja UC3843 - seda jagab päästik.
Kui esimene impulss siseneb RS-trigeri DD5 ühiku seadistussisendisse, lülitab see päästiku olekusse, kus selle otseväljund on loogiline üks ja pöördväljund on null. Ja kuni üks ilmub sisendisse R, on päästik DD5 selles olekus.
Oletame, et meil pole väljast ühtegi juhtsignaali, siis veavõimendi OP1 väljundis ilmub võrdluspingele lähedane pinge - tagasiside puudub, inverteeriv sisend on õhus ja mitteinverteeriv sisend toidetakse võrdluspingega 2,5 volti.
Siinkohal teen kohe broneeringu - mind isiklikult ajas see veavõimendi mõnevõrra segadusse, kuid pärast andmelehe hoolikamat uurimist ja tänu abonentide nina torkamisele selgus, et selle võimendi väljund pole päris traditsiooniline. Väljundastmes OP1 on ainult üks transistor, mis ühendab väljundi ühise juhtmega. Positiivse pinge genereerib voolugeneraator, kui see transistor on veidi avatud või täielikult suletud.
OP1 väljundist läheb pinge läbi mingi piiraja ja pingejaguri 2R-R. Lisaks on sellel samal siinil pingepiirang 1 volt, nii et inverteerivasse sisendisse OP2 ei jõua enam kui üks volt.
OP2 on sisuliselt komparaator, mis võrdleb pingeid oma sisendites, kuid komparaator on ka keeruline – tavaline operatiivvõimendi ei suuda nii madalaid pingeid võrrelda – tegelikust nullist ühe voltini. Tavaline op-amp vajab kas kõrgemat sisendpinget või toitepinge negatiivset poolt, s.t. bipolaarne pinge. Sama komparaator saab nende pingete analüüsiga üsna hõlpsalt hakkama, võimalik, et sees on ka mõningaid eelpingestavaid elemente, kuid vooluringi skeem meid tegelikult ei huvita.
Üldjuhul võrdleb OP2 veavõimendi väljundist tulevat pinget ehk täpsemalt jagaja läbimisel saadavat ülejäänud pinget mikrolülituse kolmanda viigu pingega (mõeldud on DIP-8 paketti).
Kuid praegu pole meil kolmandal viigul midagi ja inverteerivale sisendile rakendatakse positiivset pinget. Loomulikult pöörab komparaator selle ümber ja moodustab oma väljundis selge loogilise nulli, mis ei mõjuta kuidagi RS-päästiku DD5 olekut.
Toimuva tulemusena on meil ülalt esimeses sisendis DD4 loogiline null, kuna meie toide on normaalne, teises sisendis on meil lühikesed impulsid kella generaatorist, kolmandas sisendis on impulsid D-flip-flop DD2-st, mille kestus on sama null ja üks . Neljandas sisendis on meil RS-päästiku DD5 loogiline null. Selle tulemusena kordab loogikaelemendi väljund täielikult D-trigeri DD2 genereeritud impulsse. Seetõttu avaneb transistor VT2 niipea, kui DD4 otseväljundisse ilmub loogiline. Samal ajal on pöördväljundil loogiline null ja transistor VT1 suletakse. Niipea, kui DD4 väljundisse ilmub loogiline null, sulgub VT2 ja DD4 pöördväljund avab VT1, mis on toitetransistori avamise põhjuseks.
Vool, mida VT1 ja VT2 taluvad, on üks amper, seetõttu saab see mikroskeem edukalt juhtida suhteliselt võimsaid MOSFET-transistore ilma täiendavate draiveriteta.
Selleks, et täpselt mõista, kuidas toiteallikas toimuvaid protsesse reguleeritakse, pandi kokku kõige lihtsam võimendi, kuna see nõuab kõige vähem mähisosi. Võeti esimene kätte sattunud ROHELINE sõrmus ja keriti sellele 30 pööret. Kogust polnud üldse arvutatud, ainult üks kiht mähist keritud ja ei midagi enamat. Tarbimise pärast ma ei muretsenud - mikroskeem töötab laias sagedusvahemikus ja kui alustate sagedustega alla 100 kHz, siis piisab sellest täiesti, et vältida südamiku küllastumist.

Tulemuseks oli järgmine võimendusahel:

Kõigil välistel elementidel on eesliide out, mis tähendab, et nad on VÄLJAS mikroskeemide üksikasjad.
Kirjeldan kohe, mis sellel diagrammil on ja miks.
VT1 - alus sisuliselt õhus, otsad joodetud plaadile džemprite peale panemiseks, st. alus on ühendatud kas maandusega või kiibi enda genereeritud saega. Plaadil pole takistit Rout 9 - selle vajalikkusest tundsin isegi puudust.
Optronid Uout 1 kasutab väljundpinge reguleerimiseks veavõimendit OP1, mõjuastet reguleerib takisti Rout 2. Optronid Uout 2 juhib väljundpinget veavõimendist mööda minnes, mõju astet reguleerib takisti Rout 4. Rout 14 on voolu mõõtev takisti, mis on spetsiaalselt võetud 2 oomi juures, et mitte eemaldada võimsustransistori. Marsruut 13 - voolupiirangu läve reguleerimine. Noh, Rout 8 - kontrolleri enda kella sageduse reguleerimine.

Jõutransistor on midagi, mis kunagi remondis olnud auto muundurist välja joodetud - üks käsi läks lahti, vahetasin kõik transistorid (miks KÕIK vastus on SIIN) ja see on niiöelda alistumine. Nii et ma ei tea, mis see on - kiri on väga kulunud, üldiselt on see umbes 40-50 amprit.
Rout 15 tüüpi koormus - 2 W 150 oomi juures, kuid 2 W osutus ebapiisavaks. Peate kas takisti takistust suurendama või võimsust suurendama - see hakkab haisema, kui töötab 5-10 minutit.
VDout 1 - et välistada põhitoite mõju kontrolleri tööle (HER104 näib olevat tabanud), VDout 2 - HER308, noh, et see ei kustuks kohe, kui midagi läheb valesti.
Takisti R9 vajalikkusest sain aru siis, kui plaat oli juba joodetud. Põhimõtteliselt tuleb see takisti ikkagi valida, kuid see on täiesti vabatahtlik neile, kes soovivad TEGELIKULT vabaneda tühikäigul stabiliseerimise releemeetodist. Sellest veidi hiljem lähemalt, aga praegu kleepisin selle takisti radade kõrvale:

Esimene käivitamine - mootorid KÕIK ridadevahelised pistikud peavad olema ühendatud maandusega, st need ei mõjuta vooluahelat. Rout 8 mootor on paigaldatud nii, et selle takisti takistus on 2-3 kOhm, kuna kondensaator on 2,2 nF, peaks sagedus olema umbes 300 kHz, seega saame UC3845 väljundis kuskil 150 kHz .

Kontrollime sagedust mikrolülituse enda väljundis - see on täpsem, kuna signaali ei sega induktiivpooli šokiprotsessid. Genereerimissageduse ja teisendussageduse erinevuste kinnitamiseks keerame kollase kiire tihvtile 4 ja näeme, et sagedus on 2 korda kõrgem. Töösagedus ise osutus 146 kHz:

Nüüd suurendame optroni LED Uout 1 pinget, et kontrollida stabiliseerimisrežiimide muutumist. Siinkohal tuleb meenutada, et takisti Rout 13 liugur on diagrammil alumises asendis. VT1 alusele antakse ka ühine juhe, st. Pin 3 juures ei juhtu absoluutselt midagi ja komparaator OP2 ei reageeri mitteinverteerivale sisendile.
Järk-järgult suurendades optroni LED-i pinget, saab selgeks, et juhtimisimpulsid hakkavad lihtsalt kaduma. Skannimist muutes muutub see kõige selgemaks. See juhtub seetõttu, et OP2 jälgib ainult seda, mis toimub selle inverteerivas sisendis ja niipea, kui OP1 väljundpinge langeb alla läviväärtuse, moodustab OP2 väljundis loogilise pinge, mis seab trigeri DD5 nulli. Loomulikult, kuid päästiku pöördväljundis ilmub loogiline, mis blokeerib lõpliku summari DD4. Seega seiskub mikroskeem täielikult.

Kuid võimendi on koormatud, seetõttu hakkab väljundpinge langema, Uout 1 LED hakkab heledust vähendama, Uout 1 transistor sulgub ja OP1 hakkab oma väljundpinget suurendama ning niipea, kui see ületab OP2 reageerimisläve, käivitub mikroskeem. uuesti.
Nii stabiliseeritakse väljundpinge releerežiimis, st. mikroskeem genereerib juhtimpulsse partiidena.
Rakendades optroni Uout 2 LED-le pinget, avaneb selle optroni transistor veidi, mis toob kaasa komparaatorile OP2 antava pinge vähenemise, s.o. kohanemisprotsesse korratakse, kuid OP1 neist enam osa ei võta, s.t. ahel on vähem tundlik väljundpinge muutuste suhtes. Tänu sellele on juhtimpulsi paketid stabiilsema kestusega ja pilt tundub meeldivam (isegi ostsilloskoop on sünkroniseeritud):

Eemaldame Uout 2 LED-ilt pinge ja kontrollime igaks juhuks sae olemasolu R15 ülemisel klemmil (kollane tala):

Amplituud on veidi üle volti ja sellest amplituudist ei pruugi piisata, kuna ahelas on pingejagurid. Igaks juhuks keerame häälestustakisti R13 liuguri ülemisse asendisse lahti ja juhime mikroskeemi kolmanda tihvti juures toimuvat. Põhimõtteliselt olid lootused igati õigustatud - amplituudist ei piisa voolu piiramise alustamiseks (kollane kiir):

Noh, kui läbi induktiivpooli pole piisavalt voolu, tähendab see kas palju pööret või kõrget sagedust. Tagasikerimine on liiga laisk, kuna plaadil on sageduse reguleerimiseks trimmitakisti Rout8. Pöörame selle regulaatorit seni, kuni kontrolleri tihvti 3 juures saadakse vajalik pinge amplituud.
Teoreetiliselt hakkab niipea, kui on saavutatud lävi, st niipea, kui pinge amplituud kontaktis 3 ei ole palju rohkem kui üks volt, kontrollimpulsi kestus piirata, kuna kontroller hakkab juba arvan, et vool on liiga suur ja see lülitab toitetransistori välja.
Tegelikult hakkab see juhtuma sagedusel umbes 47 kHz ja sageduse edasine vähenemine ei mõjutanud kontrollimpulsi kestust praktiliselt.

UC3845 eripäraks on see, et see juhib voolu läbi võimsustransistori peaaegu igas töötsüklis, mitte keskmist väärtust, nagu näiteks TL494 puhul, ja kui toiteallikas on õigesti konstrueeritud, siis see ei tööta kunagi. võimalik võimsustransistorit kahjustada...
Nüüd tõstame sagedust seni, kuni voolupiirang lakkab mõjumast, kuid teeme reservi - seadsime selle täpselt 100 kHz peale. Sinine kiir näitab endiselt juhtimpulsse, kuid paneme kollase optroni Uout 1 LED-ile ja hakkame trimmeri takisti nuppu pöörama. Mõnda aega näeb ostsillogramm välja samasugune nagu esimese katse ajal, kuid ilmneb ka erinevus, pärast kontrollläve ületamist hakkab impulsside kestus vähenema, st reaalne reguleerimine toimub impulsi laiuse modulatsiooni kaudu. Ja see on vaid üks selle mikroskeemi nipid - võrdlussaena kasutab see saagi, mis moodustatakse voolu piiravale takistile R14 ja loob seega väljundis stabiliseeritud pinge:

Sama juhtub siis, kui optroni Uout 2 pinge tõuseb, kuigi minu versioonis ei olnud võimalik saada sama lühikesi impulsse kui esimesel korral - optroni LED-i heledusest ei piisanud ja ma olin liiga laisk, et vähendada. takisti marsruut 3.
Igal juhul PWM stabiliseerumine toimub ja on üsna stabiilne, kuid ainult koormuse olemasolul, st. sae ilmumine, isegi mitte suurema tähtsusega, kontrolleri tihvti 3 juures. Ilma selle saeta toimub stabiliseerimine releerežiimis.
Nüüd lülitame transistori aluse tihvtile 4, söötes sellega sae sunniviisiliselt tihvti 3. Siin pole suurt komistamist - selle pettuse jaoks peate valima takisti Rout 9, kuna tolmu amplituud ja konstantse komponendi tase osutus minu jaoks mõnevõrra liiga suureks.

Kuid nüüd on tööpõhimõte ise huvitavam, nii et kontrollime seda, langetades Rout 13 trimmeri mootori maapinnale ja hakkame Rout 1 pöörlema.
Juhtimpulsi kestuses on muutusi, kuid need ei ole nii olulised, kui me sooviksime – suurel konstantsel komponendil on tugev mõju. Kui soovite seda kaasamisvalikut kasutada, peate hoolikamalt mõtlema, kuidas seda õigesti korraldada. Noh, pilt ostsilloskoobil on järgmine:

Kui optroni LED-i pinge veelgi suureneb, tekib relee töörežiimis rike.
Nüüd saate kontrollida võimendi kandevõimet. Selleks kehtestame piirangu väljundpingele, st. Rakendage Uout 1 LED-ile väike pinge ja vähendage töösagedust. Sotsiogramm näitab selgelt, et kollane kiir ei küündi ühe volti tasemele, s.t. Voolupiirangut pole. Piirang on ette nähtud ainult väljundpinge reguleerimisega.
Paralleelselt koormustakistiga Rour 15 paigaldame veel ühe 100 oomi takisti ja ostsillogramm näitab selgelt juhtimpulsi kestuse pikenemist, mis viib induktiivpoolis energia akumuleerumise aja pikenemiseni ja selle edasise vabastamiseni induktiivpoolisse. koormus:

Samuti pole raske märgata, et koormuse suurendamisega suureneb ka pinge amplituud kontaktis 3, kuna võimsustransistori läbiv vool suureneb.
Jääb üle vaadata, mis juhtub äravoolu juures stabiliseerimisrežiimis ja selle täieliku puudumisel. Keerame sinise kiire transistori äravoolule ja eemaldame LED-ilt tagasisidepinge. Ostsillogramm on väga ebastabiilne, kuna ostsilloskoop ei suuda kindlaks teha, millise servaga see peaks sünkroniseeruma - pärast impulssi kostab üsna korralik eneseinduktsiooni "jubin". Tulemuseks on järgmine pilt.

Koormustakisti pinge muutub ka, aga GIF-i ma ei tee - leht on liikluse mõttes juba üsna “raske”, seega teatan täie vastutustundega, et koormuse pinge on võrdne seadme pingega. maksimaalne väärtus ülaloleval pildil miinus 0,5 volti.

TEEME SELLE KOKKU

UC3845 on universaalne isekellav draiver ühe otsaga pingemuunduritele, võib töötada nii tagasi- kui ka edasisuunas muundurites.
Võib töötada releerežiimis, võib töötada täisväärtuslikus PWM-pinge stabilisaatori režiimis voolupiiranguga. See on täpselt piirang, kuna ülekoormuse ajal läheb mikroskeem voolu stabiliseerimisrežiimi, mille väärtuse määrab vooluringi projekteerija. Igaks juhuks väike märk, mis näitab maksimaalse voolu sõltuvust voolu piirava takisti väärtusest:

PWM-pinge täielikuks reguleerimiseks vajab IC koormust, kuna see kasutab kontrollitava pingega võrdlemiseks rambipinget.
Pinge stabiliseerimist saab korraldada kolmel viisil, kuid üks neist nõuab täiendavat transistori ja mitut takistit ning see on vastuolus valemiga VÄHEM OSASID – ROHKEM USALDUSVÄÄRSUST, seega võib põhiliseks pidada kahte meetodit:
Integreeritud veavõimendi kasutamine. Sel juhul ühendab tagasiside optroni transistor kollektori abil 5-voldise võrdluspingega (tihvt 8) ja emitter annab selle võimendi inverteerivale sisendile pinget läbi OS-takisti. Seda meetodit soovitatakse kogenumatele disaineritele, kuna kui veavõimendi võimendus on suur, võib see erutuda.
Ilma integreeritud veavõimendit kasutamata. Sel juhul on reguleeriva optroni kollektor ühendatud otse veavõimendi väljundiga (kontakt 1) ja emitter on ühendatud ühise juhtmega. Ühisjuhtmega on ühendatud ka veavõimendi sisend.
PWM-i tööpõhimõte põhineb keskmise väljundpinge ja maksimaalse voolu jälgimisel. Teisisõnu, kui meie koormus väheneb, suureneb väljundpinge ja sae amplituud voolumõõtetakistil langeb ja impulsi kestus väheneb, kuni pinge ja voolu vaheline kaotatud tasakaal taastub. Koormuse kasvades juhitav pinge väheneb ja vool suureneb, mis viib juhtimpulsside kestuse pikenemiseni.

Voolu stabilisaatorit on mikrolülitusel üsna lihtne korraldada ja voolava voolu juhtimist juhitakse igas tsüklis, mis välistab täielikult võimsusastme ülekoormuse võimsustransistori ja voolu piiramise või rohkema õige valiku korral. täpselt väljatransistori allikale paigaldatud mõõtetakisti. Just see asjaolu on muutnud UC3845 kodumajapidamises kasutatavate keevitusmasinate kujundamisel kõige populaarsemaks.
UC3845-l on üsna tõsine "reha" - tootja ei soovita mikrolülitust kasutada temperatuuril alla nulli, seega oleks keevitusmasinate valmistamisel loogilisem kasutada UC2845 või UC1845, kuid viimaseid napib. UC2845 on veidi kallim kui UC3845, mitte nii katastroofiliselt, kui kodumaised müüjad märkisid (hinnad rublades 01.03.2017 seisuga).

Mikroskeemide XX44 ja XX45 sagedus on 2 korda väiksem kui taktsagedus ja täitmistegur ei tohi ületada 50%, siis on see kõige soodsam trafoga muunduritele. Kuid XX42 ja XX43 mikroskeemid sobivad kõige paremini PWM-stabilisaatorite jaoks, kuna juhtimpulsi kestus võib ulatuda 100% -ni.

Nüüd, olles aru saanud selle PWM-kontrolleri tööpõhimõttest, saame naasta sellel põhineva keevitusmasina projekteerimise juurde...