Preklopno napajanje (60W) temeljeno na PWM UC3842. Jednostavno prekidačko napajanje temeljeno na UC3842 čipu

Čip UC3842(UC3843)- je PWM upravljački krug s strujnom i naponskom povratnom spregom za upravljanje ključnim stupnjem na n-kanalnom MOS tranzistoru, osiguravajući pražnjenje njegovog ulaznog kapaciteta s forsiranom strujom do 0,7 A. Čip SMPS kontroler se sastoji od niza mikrosklopova UC384X (UC3843, UC3844, UC3845) PWM kontroleri. Jezgra UC3842 posebno dizajniran za dugotrajni rad s minimalnim brojem vanjskih diskretnih komponenti. PWM kontroler UC3842 Odlikuje ga precizna kontrola radnog ciklusa, temperaturna kompenzacija i niska je cijena. Značajka UC3842 je sposobnost rada unutar 100% radnog ciklusa (na primjer UC3844 radi s faktorom punjenja do 50%.). Domaći analog UC3842 je 1114EU7. Napajanja izrađena na mikro krugu UC3842 karakteriziraju povećana pouzdanost i jednostavnost izvedbe.

Razlike u naponu napajanja između UC3842 i UC3843:

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

Razlike u radnom ciklusu impulsa:

UC3842, UC3843__| 0% / 98%

Cokolevka UC3842(UC3843) prikazano na sl. 1

Najjednostavniji dijagram povezivanja prikazan je na sl. 2

Čipovi PWM kontrolera ka3842 ili UC3842 (uc2842) je najčešći pri konstrukciji napajanja za kućansku i računalnu opremu; često se koristi za upravljanje ključnim tranzistorom u prekidačkim izvorima napajanja.

Princip rada ka3842, UC3842, UC2842 mikro krugova

Čip 3842 ili 2842 je PWM - pretvarač modulacije širine impulsa (PWM), koji se uglavnom koristi za rad u DC-DC modu (pretvara konstantni napon jedne vrijednosti u konstantni napon druge) pretvarač.

Razmotrimo blok dijagram mikro krugova serije 3842 i 2842:
Pin 7 mikro kruga napajan je naponom napajanja u rasponu od 16 Volti do 34 Volta. Mikro krug ima ugrađen Schmidtov okidač (UVLO), koji uključuje mikro krug ako napon napajanja prijeđe 16 Volti i isključuje ga ako je napon napajanja iz nekog razloga padne ispod 10 volti. Mikro krugovi serije 3842 i 2842 također imaju zaštitu od prenapona: ako napon napajanja prijeđe 34 volta, mikro krug će se isključiti. Da bi se stabilizirala frekvencija generiranja impulsa, mikro krug ima vlastiti 5-voltni stabilizator napona iznutra, čiji je izlaz spojen na pin 8 mikro kruga. Pin 5 masa (uzemljena). Pin 4 postavlja frekvenciju impulsa. To se postiže otpornikom R T i kondenzatorom C T spojenim na 4 pina. - pogledajte tipični dijagram povezivanja u nastavku.

Pin 6 – izlaz PWM impulsa. 1 pin 3842 čipa koristi se za povratnu vezu, ako je na 1 pinu. spustite napon ispod 1 volta, tada će se na izlazu (6 pinova) mikro kruga smanjiti trajanje impulsa, čime se smanjuje snaga PWM pretvarača. Pin 2 mikro kruga, kao i prvi, služi za smanjenje trajanja izlaznih impulsa; ako je napon na pinu 2 veći od +2,5 V, tada će se trajanje impulsa smanjiti, što će zauzvrat smanjiti izlaznu snagu.

Mikro krug pod nazivom UC3842, osim UNITRODE, proizvode ST i TEXAS INSTRUMENTS, analozi ovog mikro kruga su: DBL3842 od DAEWOO, SG3842 od MICROSEMI/LINFINITY, KIA3842 od KES, GL3842 od LG, kao i mikro krugovi iz drugih tvrtke s različitim slovima (AS, MC, IP itd.) i digitalnim indeksom 3842.

Shema prekidačkog napajanja na temelju UC3842 PWM kontrolera

Shematski dijagram prekidačkog napajanja od 60 W na temelju UC3842 PWM kontrolera i sklopke na temelju 3N80 tranzistora s efektom polja.

UC3842 PWM upravljački čip - puna podatkovna tablica s mogućnošću besplatnog preuzimanja u pdf formatu ili pogledajte u online priručniku o elektroničkim komponentama na web mjestu

Strujni krugovi i tiskane ploče izvora napajanja na bazi UC3842 i UC3843 čipova

Mikrokrugovi za izgradnju prekidačkih izvora napajanja serije UC384x po popularnosti su usporedivi s poznatim TL494. Proizvode se u kućištima s osam pinova, a tiskane pločice za takva napajanja su vrlo kompaktne i jednostrane. Strujni krug za njih dugo je otklanjan, sve su karakteristike poznate. Stoga se ovi mikro krugovi, zajedno s TOPSwitchom, mogu preporučiti za upotrebu.

Dakle, prva shema je napajanje od 80 W. Izvor:

Zapravo, dijagram je praktički iz podatkovne tablice.


kliknite za povećanje
Tiskana ploča je prilično kompaktna.

PCB datoteka: uc3842_pcb.lay6

U ovom krugu autor je odlučio ne koristiti ulaz pojačala greške zbog njegove visoke ulazne impedancije kako bi se izbjegle smetnje. Umjesto toga, povratni signal je spojen na komparator. Schottky dioda na 6. pinu mikrosklopa sprječava moguće naponske udare negativnog polariteta, što može biti posljedica karakteristika samog mikrosklopa. Kako bi se smanjile induktivne emisije u transformatoru, njegov primarni namot je presječen i sastoji se od dvije polovice odvojene sekundarom. Najveću pozornost treba posvetiti izolaciji između namotaja. Kada koristite jezgru s razmakom u središnjoj jezgri, vanjske smetnje trebaju biti minimalne. Strujni šant s otporom od 0,5 Ohma s 4N60 tranzistorom naznačenim na dijagramu ograničava snagu na oko 75 W. Snubber koristi SMD otpornike, koji su spojeni paralelno i serijski, jer Oni stvaraju primjetnu snagu u obliku topline. Ovaj prigušivač može se zamijeniti diodom i 200-voltnom zener diodom (supresor), ali kažu da će to povećati količinu impulsnog šuma iz napajanja. Na tiskanoj pločici dodan je prostor za LED diodu, što se ne vidi na dijagramu. Također biste trebali dodati otpornik opterećenja paralelno s izlazom, jer U praznom hodu, napajanje se može ponašati nepredvidivo. Većina izlaznih elemenata na ploči postavljena je okomito. Napajanje mikro kruga uklanja se tijekom obrnutog hoda, tako da kada pretvarate jedinicu u podesivi, trebali biste promijeniti faze namota napajanja mikro kruga i ponovno izračunati broj njegovih zavoja, kao za naprijed.

Sljedeća shema i PCB su iz ovog izvora:

Dimenzije ploče su malo veće, ali ima mjesta za nešto veći mrežni elektrolit.

Shema je gotovo slična prethodnoj:

kliknite za povećanje
Za podešavanje izlaznog napona na ploči je instaliran trim otpornik. Isto tako, čip se napaja iz strujnog namota obrnuto, što može dovesti do problema sa širokim rasponom podešavanja izlaznog napona napajanja. Da biste to izbjegli, također biste trebali promijeniti faze ovog namota i napajati mikro krug u kretanju naprijed.

PCB datoteka: uc3843_pcb.dip

Mikro krugovi serije UC384x su zamjenjivi, ali prije zamjene morate provjeriti kako se izračunava frekvencija za određeni mikro krug (formule su različite) i koji je maksimalni radni ciklus - razlikuju se za pola.

Za izračun namota transformatora možete koristiti program Flyback 8.1. Broj zavoja namota snage mikrokruga u kretanju naprijed može se odrediti omjerom zavoja i volta.

Članak će dati opis, princip rada i dijagram povezivanja UC3842. Ovo je mikrokrug koji je regulator širine impulsa. Područje primjene - u DC-DC pretvaračima. Koristeći jedan mikrokrug, možete stvoriti visokokvalitetni pretvarač napona koji se može koristiti u napajanjima za različitu opremu.

Dodjela pinova mikro kruga (kratki pregled)

Prvo morate razmotriti svrhu svih pinova mikro kruga. Opis UC3842 izgleda ovako:

1. Napon potreban za povratnu vezu dovodi se na prvi pin mikro kruga. Na primjer, ako smanjite napon na njemu na 1 V ili niže, vrijeme impulsa na pinu 6 počet će se značajno smanjivati.
2. Drugi izlaz je također neophodan za stvaranje povratne informacije. Međutim, za razliku od prvog, na njega se mora primijeniti napon veći od 2,5 V kako bi se smanjilo trajanje impulsa. Ovo također smanjuje snagu.
3. Ako se na treći pin primijeni napon veći od 1 V, tada će se impulsi prestati pojavljivati ​​na izlazu mikro kruga.
4. Promjenjivi otpornik spojen je na četvrti pin - uz njegovu pomoć možete postaviti frekvenciju impulsa. Između ovog priključka i mase spojen je elektrolitski kondenzator.
5. Peti zaključak je opći.
6. PWM impulsi se uklanjaju sa šestog pina.
7. Sedmi pin je namijenjen za priključivanje napajanja u rasponu od 16..34 V. Ugrađena zaštita od prenapona. Imajte na umu da mikro krug neće raditi na naponu ispod 16 V.
8. Za stabilizaciju frekvencije impulsa koristi se poseban uređaj koji dovodi +5 V na osmi pin.

Prije razmatranja praktičnih dizajna, morate pažljivo proučiti opis, princip rada i dijagrame povezivanja UC3842.

Kako radi mikrokrug?

Sada moramo ukratko razmotriti rad elementa. Kada se na osmoj nozi pojavi istosmjerni napon od +5 V, pokreće se OSC generator. Na ulaze okidača RS i S dovodi se pozitivan impuls kratke duljine. Zatim, nakon davanja impulsa, okidač se prebacuje i na izlazu se pojavljuje nula. Čim OSC impuls počne padati, napon na izravnim ulazima elementa bit će nula. Ali logični će se pojaviti na invertirajućem izlazu.

Ova logička jedinica omogućuje uključivanje tranzistora, tako da će električna struja početi teći od izvora napajanja kroz krug kolektora-emitera do šeste igle mikro kruga. To pokazuje da će na izlazu biti otvoreni impuls. I zaustavit će se samo kada se na treći pin primijeni napon od 1 V ili više.

Zašto trebate provjeriti mikro krug?

Mnogi radio amateri koji projektiraju i instaliraju električne sklopove kupuju dijelove na veliko. I nije tajna da su najpopularnija mjesta za kupovinu kineske internetske trgovine. Troškovi proizvoda tamo su nekoliko puta niži nego na radijskim tržištima. Ali tu ima i puno neispravnih proizvoda. Stoga morate znati kako testirati UC3842 prije nego počnete graditi sklop. Time ćete izbjeći često odlemljivanje ploče.

Gdje se koristi čip?

Čip se često koristi za sastavljanje izvora napajanja za moderne monitore. Koriste se u televizorima i monitorima s linijskim skeniranjem. Koristi se za upravljanje tranzistorima koji rade u prekidačkom načinu rada. Ali elementi često kvare. A najčešći razlog je kvar prekidača polja kojim upravlja mikrokrug. Stoga, prilikom samostalnog projektiranja napajanja ili popravka, potrebno je dijagnosticirati element.

Što vam je potrebno za dijagnosticiranje kvarova

Treba napomenuti da je UC3842 korišten isključivo u tehnologiji pretvarača. A za normalan rad napajanja, morate biti sigurni da element radi. Za dijagnostiku su vam potrebni sljedeći uređaji:

1. Ohmmetar i voltmetar (najjednostavniji digitalni multimetar će poslužiti).
2. Osciloskop.
3. Izvor struje i napona stabilizirano napajanje. Preporuča se koristiti podesive s maksimalnim izlaznim naponom od 20..30 V.

Ako nemate nikakvu mjernu opremu, tada je najlakši način za dijagnosticiranje provjeriti izlazni otpor i simulirati rad mikro kruga kada radi iz vanjskog izvora napajanja.

Provjera izlaznog otpora

Jedna od glavnih dijagnostičkih metoda je mjerenje vrijednosti otpora na izlazu. Možemo reći da je ovo najtočniji način za određivanje kvarova. Imajte na umu da će se u slučaju kvara tranzistora snage na izlazni stupanj elementa primijeniti visokonaponski impuls. Iz tog razloga mikrokrug ne radi. Na izlazu će otpor biti beskonačno velik ako element ispravno radi.

Otpor se mjeri između priključaka 5 (uzemljenje) i 6 (izlaz). Mjerni uređaj (ohmmetar) se spaja bez posebnih zahtjeva - polaritet nije bitan. Preporučljivo je odlemiti mikro krug prije početka dijagnostike. Tijekom kvara, otpor će biti jednak nekoliko ohma. Ako mjerite otpor bez lemljenja mikro kruga, sklop vrata-izvor može zazvoniti. I ne zaboravite da u krugu napajanja na UC3842 postoji konstantni otpornik, koji je spojen između mase i izlaza. Ako je prisutan, element će imati izlazni otpor. Stoga, ako je izlazni otpor vrlo nizak ili jednak 0, tada je mikro krug neispravan.

Kako simulirati rad mikro kruga

Prilikom simulacije rada nema potrebe za lemljenjem mikro kruga. Ali svakako isključite uređaj prije početka rada. Provjera kruga na UC3842 sastoji se od primjene napona na njega iz vanjskog izvora i procjene rada. Postupak rada izgleda ovako:

1. Napajanje je isključeno iz mreže izmjenične struje.
2. Napon veći od 16 V dovodi se iz vanjskog izvora na sedmi pin mikrosklopa.U ovom trenutku bi se mikrosklop trebao pokrenuti. Imajte na umu da čip neće početi raditi dok napon ne bude iznad 16 V.
3. Koristeći osciloskop ili voltmetar, morate izmjeriti napon na osmom pinu. Trebao bi biti +5 V.
4. Provjerite je li napon na pinu 8 stabilan. Ako smanjite napon napajanja ispod 16 V, struja će nestati na osmom pinu.
5. Pomoću osciloskopa izmjerite napon na četvrtom pinu. Ako element radi ispravno, grafikon će pokazati impulse u obliku zuba pile.
6. Promijenite napon napajanja - frekvencija i amplituda signala na četvrtom pinu ostat će nepromijenjeni.
7. Provjeriti osciloskopom postoje li pravokutni impulsi na šestoj nozi.

Samo ako su svi gore opisani signali prisutni i ponašaju se kako bi trebali, možemo govoriti o ispravnosti mikro kruga. Ali preporuča se provjeriti ispravnost izlaznih krugova - dioda, otpornici, zener dioda. Uz pomoć ovih elemenata generiraju se signali za strujnu zaštitu. Oni ne uspijevaju kada su slomljeni.

Preklopni izvori napajanja na čipu

Radi jasnoće, morate uzeti u obzir opis rada napajanja na UC3842. Prvi put se počeo koristiti u kućanskim aparatima u drugoj polovici 90-ih. Ima jasnu prednost nad svim konkurentima - niske cijene. Štoviše, pouzdanost i učinkovitost nisu inferiorni. Za izgradnju potpunog, praktički nisu potrebne dodatne komponente. Sve rade "unutarnji" elementi mikro kruga.

Element se može izraditi u jednom od dva tipa kućišta - SOIC-14 ili SOIC-8. Ali često možete pronaći izmjene napravljene u paketima DIP-8. Treba napomenuti da posljednji brojevi (8 i 14) označavaju broj pinova mikro kruga. Istina, nema puno razlika - ako element ima 14 pinova, jednostavno se dodaju pinovi za spajanje mase, snage i izlaznog stupnja. Na mikrokrugu su izgrađeni stabilizirani impulsni izvori napajanja s PWM modulacijom. Za pojačanje signala potreban je MOS tranzistor.

Uključivanje čipa

Sada moramo razmotriti opis, princip rada i spojne krugove UC3842. Napajanja obično ne pokazuju parametre mikro kruga, pa se morate pozvati na posebnu literaturu - podatkovne tablice. Vrlo često možete pronaći krugove koji su dizajnirani za napajanje iz mreže izmjenične struje od 110-120 V. Ali uz samo nekoliko izmjena možete povećati napon napajanja na 220 V.

Da biste to učinili, sljedeće promjene su napravljene u krugu napajanja na UC3842:

1. Zamjenjuje se diodni sklop koji se nalazi na ulazu izvora napajanja. Potrebno je da novi diodni most radi na obrnutom naponu od 400 V ili više.
2. Zamjenjuje se elektrolitski kondenzator koji se nalazi u strujnom krugu i služi kao filter. Instaliran nakon diodnog mosta. Potrebno je instalirati sličan, ali s radnim naponom od 400 V i više.
3. Nazivna vrijednost u krugu napajanja povećava se na 80 kOhm.
4. Provjerite može li tranzistor snage raditi na naponu između odvoda i izvora od 600 V. Mogu se koristiti tranzistori BUZ90.

Članak je prikazan na UC3842. ima niz značajki koje se moraju uzeti u obzir pri projektiranju i popravku napajanja.

Značajke mikro kruga

Ako postoji kratki spoj u krugu sekundarnog namota, tada kada se diode ili kondenzatori pokvare, gubitak električne energije u impulsnom transformatoru počinje se povećavati. Također se može ispostaviti da nema dovoljno napona za normalno funkcioniranje mikro kruga. Tijekom rada čuje se karakterističan zvuk "zveckanja" koji dolazi iz transformatora impulsa.

Uzimajući u obzir opis, princip rada i dijagram povezivanja UC3842, teško je zanemariti značajke popravka. Sasvim je moguće da razlog za ponašanje transformatora nije kvar u njegovom namotaju, već kvar kondenzatora. To se događa kao rezultat kvara jedne ili više dioda koje su uključene u strujni krug. Ali ako dođe do kvara tranzistora s efektom polja, potrebno je potpuno promijeniti mikrokrug.

UC3845
PRINCIP RADA

Iskreno govoreći, nije bilo moguće pobijediti UC3845 prvi put - samopouzdanje je odigralo okrutnu šalu. Međutim, mudar s iskustvom, odlučio sam konačno shvatiti - čip nije tako velik - samo 8 nogu. Želio bih izraziti posebnu zahvalnost svojim pretplatnicima koji nisu stajali po strani i dali neka objašnjenja; čak su poslali prilično detaljan članak putem e-pošte i dio modela u Microcapu. HVALA VAM PUNO .
Koristeći poslane veze i materijale, sjedio sam večer ili dvije i, općenito, sve su se zagonetke složile, iako su se neke ćelije pokazale praznima. Ali prvo o svemu...
Nije bilo moguće sastaviti analog UC3845 pomoću logičkih elemenata u Microcap 8 i 9 - logički elementi su striktno spojeni na napajanje od pet volti, a ovi simulatori imaju kroničnih poteškoća s samooscilacijom. Microcap 11 pokazao je iste rezultate:

Ostala je samo jedna opcija - Multisim. Verzija 12 čak je pronađena s lokalizacijom. Nisam koristio Multisim JAKO dugo, pa sam morao petljati. Prva stvar koja me obradovala je da Multisim ima zasebnu biblioteku za logiku od pet volti i posebnu biblioteku za logiku od petnaest volti. Općenito, s tugom na pola, pokazalo se da je to više-manje izvediva opcija, davala je znakove života, ali nije htjela raditi baš onako kako se ponaša pravi mikro krug, koliko god sam ga pokušavao uvjeriti . Prvo, modeli ne mjere razinu u odnosu na stvarnu nulu, pa bi se morao uvesti dodatni izvor negativnog prednapona. Ali u ovom bi slučaju morali detaljno objasniti što je to i zašto, ali htio sam biti što bliži pravom mikro krugu.

Pretražujući internet, našao sam gotovu shemu, ali za Multisim 13. Skinuo sam opciju 14, otvorio model i čak je radio, ali radost nije dugo trajala. Unatoč prisutnosti u samim knjižnicama i dvanaestog i četrnaestog Multisima samog mikro kruga UC3845 i njegovih analoga, brzo je postalo jasno da model mikro kruga ne dopušta izradu SVIH opcija za uključivanje ovog mikro kruga. Konkretno, ograničavanje struje i podešavanje izlaznog napona rade prilično pouzdano (iako često ispadaju iz simulacije), ali mikrokrug je odbio prihvatiti primjenu pogreške uzemljenja na izlazu pojačala.

Općenito, iako su se kolica kretala, nisu putovala daleko. Ostala je samo jedna opcija - ispis podatkovne tablice na UC3845 i ploču s ožičenjem. Kako se ne bih zanosio simulacijom opterećenja i simulacijom ograničenja struje, odlučio sam izgraditi mikrobooster i pomoću njega provjeriti što se zapravo događa s mikro krugom pod jednom ili drugom varijantom uključivanja i upotrebe.
Prvo, malo objašnjenje:
Mikrokrug UC3845 doista zaslužuje pažnju dizajnera izvora napajanja različitih snaga i namjena, ima niz gotovo analoga. Gotovo zato što pri zamjeni čipa na ploči ne morate ništa drugo mijenjati, ali promjene temperature okoline mogu uzrokovati probleme. A neke se podopcije uopće ne mogu koristiti kao izravna zamjena.

Na temelju gornje tablice jasno je da je UC3845 daleko od najbolje verzije ovog mikro kruga, budući da je njegova donja granica temperature ograničena na nula stupnjeva. Razlog je prilično jednostavan - ne pohranjuju svi aparat za zavarivanje u grijanoj prostoriji, a moguća je situacija kada morate nešto zavariti izvan sezone, ali zavarivač se ili ne uključuje ili jednostavno eksplodira. ne, ne na komadiće, čak ni komadi tranzistora snage vjerojatno neće izletjeti, ali u svakom slučaju neće biti zavarivanja, a zavarivač također treba popravke. Prelistavajući Alija, došao sam do zaključka da je problem potpuno rješiv. Naravno, UC3845 je popularniji i ima ih više na akciji, ali UC2845 je također na akciji:

UC2845 je naravno nešto skuplji, ali je u svakom slučaju jeftiniji od JEDNOG tranzistora snage, pa sam osobno naručio desetak UC2845 unatoč tome što UC3845 ima još 8 komada na stanju. Pa kako hoćete.
Sada možemo govoriti o samom mikro krugu, točnije o principu njegovog rada. Slika ispod prikazuje blok dijagram UC3845, tj. s unutarnjim okidačem koji ne dopušta da trajanje kontrolnog impulsa bude duže od 50% razdoblja:

Usput, ako kliknete na sliku, ona će se otvoriti u novoj kartici. Nije sasvim zgodno skakati između kartica, ali u svakom slučaju je zgodnije od okretanja kotačića miša naprijed-natrag, vraćajući se na sliku koja je išla na vrh.
Čip omogućuje dvostruku kontrolu napona napajanja. COMP1 prati napon napajanja kao takav i ako je manji od zadane vrijednosti izdaje naredbu kojom se isključuje interni pet voltni regulator. Ako napon napajanja premaši prag uključivanja, unutarnji stabilizator se otključava i mikro krug se pokreće. Drugi element koji nadzire napajanje je element DD1, koji u slučajevima kada se referentni napon razlikuje od norme, na svom izlazu proizvodi logičku nulu. Ova nula ide na pretvarač DD3 i, transformirana u logičku jedinicu, ide na logički OR DD4. U gotovo svim blok dijagramima, ovaj jednostavno ima inverzni ulaz, ali ja sam uzeo pretvarač izvan ovog logičkog elementa - lakše je razumjeti princip rada.
Logički element ILI radi na principu određivanja prisutnosti logičke jedinice na bilo kojem od njegovih ulaza. Zato se zove ILI - ako na ulazu 1 postoji logička jedinica, ILI na ulazu 2, ILI na ulazu 3, ILI na ulazu 4, tada će izlaz elementa biti logična jedinica.
Kada se na prvom ulazu ovog zbrajala svih upravljačkih signala pojavi logička jedinica, na njegovom izravnom izlazu pojavit će se logička jedinica, a na inverznom izlazu logička nula. U skladu s tim, gornji pogonski tranzistor će biti zatvoren, a donji će se otvoriti, čime će se zatvoriti tranzistor snage.
Mikro krug će biti u ovom stanju sve dok referentni analizator snage ne dopusti rad i na njegovom izlazu se pojavi logička jedinica, koja nakon pretvarača DD3 otključava izlazni element DD4.
Recimo da je naše napajanje normalno i mikro krug počinje raditi. Glavni oscilator počinje generirati upravljačke impulse. Frekvencija ovih impulsa ovisi o vrijednostima otpornika za podešavanje frekvencije i kondenzatora. Ovdje postoji malo odstupanje. Razlika naizgled nije velika, ali ipak postoji i postoji mogućnost da dobijete nešto što nije baš ono što ste željeli, odnosno vrlo vrući uređaj kada se “brži” mikro krug jednog proizvođača zamijeni sporijim . Najljepša slika ovisnosti frekvencije o otporu otpornika i kapacitetu kondenzatora je iz Texas Instrumentsa:

Kod drugih proizvođača stvari su malo drugačije:

Ovisnost frekvencije o RC vrijednostima Fairchild mikro kruga

Ovisnost frekvencije o RC vrijednostima mikro kruga tvrtke STMicroelectronics

Ovisnost frekvencije o RC ocjenama mikro kruga tvrtke UNISONIC TECHNOLOGIES CO

Generator takta proizvodi prilično kratke impulse u obliku logičke jedinice. Ovi impulsi su podijeljeni u tri bloka:
1. Isto konačno zbrajalo DD4
2. D-okidač DD2
3. RS okidač na DD5
DD2 okidač dostupan je samo u mikrosklopovima podserija 44 i 45. To je ono što sprječava da trajanje upravljačkog impulsa postane duže od 50% razdoblja, jer sa svakim dolaskom ruba logičke jedinice iz generatora takta on mijenja svoje stanje u suprotno. Čineći to, dijeli frekvenciju na dvije, tvoreći nule i jedinice jednakog trajanja.
To se događa na prilično primitivan način - sa svakim rubom koji stigne na taktni ulaz C, okidač upisuje informacije koje se nalaze na informacijskom ulazu D, a ulaz D je povezan s inverznim izlazom mikrosklopa. Zbog unutarnjeg kašnjenja snimaju se invertirane informacije. Na primjer, invertirajući izlaz ima razinu logičke nule. Kada rub impulsa stigne na ulaz C, okidač uspijeva zabilježiti ovu nulu prije nego što se nula pojavi na njegovom izravnom izlazu. Pa, ako je izravni izlaz nula, tada će inverzni izlaz biti logičan. Dolaskom sljedećeg ruba taktnog impulsa, okidač već upisuje logičku jedinicu u sebe, koja će se pojaviti na izlazu nakon nekoliko nanosekundi. Zapisivanje logičke jedinice dovodi do pojave logičke nule na inverznom izlazu okidača i proces će se početi ponavljati od sljedećeg ruba taktnog impulsa.

Iz tog razloga mikrosklopovi UC3844 i UC3845 imaju izlaznu frekvenciju koja je 2 puta manja od frekvencije UC3842 i UC3843 - dijeli je okidač.
Kada prvi impuls uđe na ulaz za podešavanje jedinice RS okidača DD5, on prebacuje okidač u stanje u kojem je njegov izravni izlaz logička jedinica, a inverzni izlaz nula. I dok se jedan ne pojavi na ulazu R, okidač DD5 bit će u ovom stanju.
Pretpostavimo da nemamo nikakve upravljačke signale izvana, tada će se na izlazu pojačala pogreške OP1 pojaviti napon blizu referentnog napona - nema povratne veze, invertirajući ulaz je u zraku, a neinvertirajući ulaz napaja se referentnim naponom od 2,5 volta.
Ovdje ću odmah rezervirati - osobno sam bio pomalo zbunjen ovim pojačalom pogreške, ali nakon pažljivijeg proučavanja podatkovne tablice i zahvaljujući guranju nosa pretplatnika, pokazalo se da izlaz ovog pojačala nije posve tradicionalan. U izlaznom stupnju OP1 postoji samo jedan tranzistor koji povezuje izlaz sa zajedničkom žicom. Generator struje stvara pozitivni napon kada je ovaj tranzistor malo otvoren ili potpuno zatvoren.
S izlaza OP1 napon prolazi kroz svojevrsni limitator i razdjelnik napona 2R-R. Osim toga, ta ista sabirnica ima ograničenje napona od 1 volta, tako da ni pod kojim uvjetima više od jednog volta ne dolazi do invertirajućeg ulaza OP2.
OP2 je u biti komparator koji uspoređuje napone na svojim ulazima, ali komparator je također lukav - konvencionalno operacijsko pojačalo ne može usporediti tako niske napone - od stvarne nule do jednog volta. Konvencionalno operacijsko pojačalo treba ili viši ulazni napon ili negativnu stranu napona napajanja, tj. bipolarni napon. Isti komparator prilično se lako nosi s analizom ovih napona, moguće je da unutra ima nekih prednaponskih elemenata, ali nas zapravo ne zanima dijagram strujnog kruga.
Općenito, OP2 uspoređuje napon koji dolazi s izlaza pojačala greške, točnije, preostali napon koji se dobije nakon prolaska kroz razdjelnik s naponom na trećem pinu mikro kruga (misli se na paket DIP-8).
Ali u ovom trenutku nemamo ništa na trećem pinu, a pozitivni napon se primjenjuje na invertirajući ulaz. Naravno, komparator će ga invertirati i na svom izlazu formirati jasnu logičku nulu, koja ni na koji način neće utjecati na stanje RS okidača DD5.
Kao rezultat onoga što se događa, imamo logičku nulu na prvom ulazu odozgo, DD4, budući da je naše napajanje normalno, na drugom ulazu imamo kratke impulse generatora takta, na trećem ulazu imamo impulse iz D-flip-flopa DD2, koji imaju isto trajanje nula i jedan . Na i na četvrtom ulazu imamo logičku nulu iz RS okidača DD5. Kao rezultat toga, izlaz logičkog elementa će u potpunosti ponoviti impulse koje generira D-okidač DD2. Stoga, čim se pojavi logički na izravnom izlazu DD4, otvorit će se tranzistor VT2. U isto vrijeme, inverzni izlaz će imati logičku nulu i tranzistor VT1 će biti zatvoren. Čim se na izlazu DD4 pojavi logička nula, VT2 se zatvara, a inverzni izlaz DD4 otvara VT1, što će biti razlog za otvaranje tranzistora snage.
Struja koju VT1 i VT2 mogu izdržati je jedan amper, stoga ovaj mikro krug može uspješno kontrolirati relativno snažne MOSFET tranzistore bez dodatnih upravljačkih programa.
Da bi se točno razumjelo kako su regulirani procesi koji se odvijaju u opskrbi električnom energijom, sastavljen je najjednostavniji pojačivač, jer zahtijeva najmanje dijelova za namatanje. Uzimao se prvi ZELENI prsten koji je došao pod ruku i na njega se namotavalo 30 zavoja. Količina uopće nije izračunata, smotan je samo jedan sloj namota i ništa više. Nisam se brinuo o potrošnji - mikrokrug radi u širokom rasponu frekvencija i ako počnete s frekvencijama ispod 100 kHz, to će biti sasvim dovoljno da spriječi da jezgra uđe u zasićenje.

Rezultat je bio sljedeći krug pojačanja:

Svi vanjski elementi imaju prefiks out, što znači da jesu IZVANA detalji mikro kruga.
Odmah ću opisati što je na ovom dijagramu i zašto.
VT1 - baza je u biti u zraku, krajevi su zalemljeni na ploču za stavljanje skakača, tj. baza je spojena ili na masu ili na pilu koju generira sam čip. Na ploči nema otpornika Rout 9 - čak sam propustio njegovu potrebu.
Optokapler Uout 1 koristi pojačalo greške OP1 za podešavanje izlaznog napona, stupanj utjecaja regulira otpornik Rout 2. Optocoupler Uout 2 kontrolira izlazni napon zaobilazeći pojačalo greške, stupanj utjecaja regulira otpornik Rout 4. Rout 14 je strujni mjerni otpornik, posebno uzet na 2 Ohma kako ne bi uklonio tranzistor snage. Put 13 - podešavanje praga ograničenja struje. Pa, Rout 8 - podešavanje taktne frekvencije samog kontrolera.

Tranzistor snage je nešto što je zalemljeno iz auto pretvarača koji je jednom bio na popravku - jedan krak je planuo, promijenio sam sve tranzistore (zašto SVI odgovor je OVDJE), i ovo je takoreći predaja. Tako da ne znam što je to - natpis je jako istrošen, općenito je nešto poput 40-50 ampera.
Opterećenje tipa Rout 15 - 2 W na 150 Ohma, ali pokazalo se da 2 W nije dovoljno. Morate ili povećati otpor ili povećati snagu otpornika - počinje smrdjeti ako radi 5-10 minuta.
VDout 1 - isključiti utjecaj glavnog napajanja na rad kontrolera (čini se da je HER104 bio pogodak), VDout 2 - HER308, dobro, da se ne ugasi odmah ako nešto pođe po zlu.
Shvatio sam potrebu za otpornikom R9 kada je ploča već bila zalemljena. U principu, ovaj otpornik će i dalje morati biti odabran, ali to je čisto izborno za one koji se STVARNO žele riješiti relejne metode stabilizacije u praznom hodu. Više o ovome malo kasnije, ali za sada sam zalijepio ovaj otpornik sa strane staza:

Prvo pokretanje - motori SVI interlinearni konektori moraju biti spojeni na masu, tj. ne utječu na krug. Motor Rout 8 je instaliran tako da je otpor ovog otpornika 2-3 kOhm, budući da je kondenzator 2,2 nF, frekvencija bi trebala biti oko 300-ak kHz, stoga ćemo na izlazu UC3845 dobiti negdje oko 150 kHz .

Provjeravamo frekvenciju na izlazu samog mikro kruga - to je točnije, jer signal nije zatrpan udarnim procesima iz induktora. Kako bismo potvrdili razlike između frekvencije generiranja i frekvencije pretvorbe, okrećemo žutu zraku na pin 4 i vidimo da je frekvencija 2 puta veća. Ispostavilo se da je sama radna frekvencija 146 kHz:

Sada povećavamo napon na LED optokapleru Uout 1 kako bismo kontrolirali promjenu načina stabilizacije. Ovdje treba podsjetiti da je klizač otpornika Rout 13 u donjem položaju na dijagramu. Zajednička žica također se isporučuje na bazu VT1, tj. Apsolutno se ništa ne događa na pinu 3 i komparator OP2 ne reagira na neinvertirajući ulaz.
Postupnim povećanjem napona na LED diodi optokaplera postaje očito da kontrolni impulsi jednostavno počinju nestajati. Promjenom skeniranja to postaje najjasnije. To se događa jer OP2 prati samo ono što se događa na njegovom invertirajućem ulazu i čim izlazni napon OP1 padne ispod vrijednosti praga, OP2 formira logičku jedinicu na svom izlazu, koja postavlja okidač DD5 na nulu. Naravno, ali logično se pojavljuje na inverznom izlazu okidača, koji blokira konačni zbrajač DD4. Tako se mikro krug potpuno zaustavlja.

Ali pojačivač je opterećen, stoga se izlazni napon počinje smanjivati, Uout 1 LED počinje smanjivati ​​svjetlinu, Uout 1 tranzistor se zatvara i OP1 počinje povećavati svoj izlazni napon i čim prijeđe OP2 prag odziva, mikro krug počinje opet.
Na taj način se stabilizira izlazni napon u relejnom načinu rada, tj. mikrokrug generira upravljačke impulse u serijama.
Dovođenjem napona na LED diodu optokaplera Uout 2, tranzistor ovog optokaplera se malo otvara, što dovodi do smanjenja napona koji se dovodi na komparator OP2, tj. procesi prilagodbe se ponavljaju, ali u njima više ne sudjeluje OP1, tj. sklop je manje osjetljiv na promjene izlaznog napona. Zahvaljujući tome, paketi kontrolnih impulsa imaju stabilnije trajanje i slika se čini ugodnijom (čak je i osciloskop sinkroniziran):

Uklonimo napon s Uout 2 LED i, za svaki slučaj, provjerimo prisutnost pile na gornjem terminalu R15 (žuta zraka):

Amplituda je nešto veća od volta i ta amplituda možda neće biti dovoljna, jer u krugu postoje razdjelnici napona. Za svaki slučaj odvrnemo klizač otpornika za podešavanje R13 u gornji položaj i kontroliramo što se događa na trećem pinu mikro kruga. U principu, nade su bile potpuno opravdane - amplituda nije dovoljna za početak ograničavanja struje (žuta zraka):

Pa, ako nema dovoljno struje kroz induktor, to znači ili mnogo zavoja ili visoku frekvenciju. Premotavanje je previše lijeno, jer ploča ima otpornik za podrezivanje Rout8 za podešavanje frekvencije. Rotiramo njegov regulator dok se ne dobije potrebna amplituda napona na pinu 3 regulatora.
U teoriji, čim se dosegne prag, to jest, čim amplituda napona na pinu 3 postane ne više od jednog volta, trajanje upravljačkog impulsa počet će se ograničavati, budući da regulator već počinje mislite da je struja previsoka i isključit će tranzistor snage.
Zapravo, to se počinje događati na frekvenciji od oko 47 kHz, a daljnje smanjenje frekvencije praktički nije imalo utjecaja na trajanje kontrolnog impulsa.

Posebnost UC3845 je da kontrolira protok kroz tranzistor snage u gotovo svakom ciklusu rada, a ne prosječnu vrijednost, kao što to čini na primjer TL494, a ako je napajanje ispravno dizajnirano, nikada neće biti moguće oštećenje tranzistora snage...
Sada podižemo frekvenciju dok trenutno ograničenje ne prestane djelovati, međutim, napravit ćemo rezervu - postavili smo je na točno 100 kHz. Plava zraka i dalje pokazuje upravljačke impulse, ali žutu stavljamo na LED diodu optokaplera Uout 1 i počinjemo okretati gumb trimer otpornika. Neko vrijeme oscilogram izgleda isto kao tijekom prvog eksperimenta, međutim pojavljuje se i razlika; nakon prelaska kontrolnog praga, trajanje impulsa počinje se smanjivati, tj. stvarna regulacija se događa putem modulacije širine impulsa. A ovo je samo jedan od trikova ovog mikro kruga - kao referentna pila za usporedbu, koristi se pila koja se formira na otporniku za ograničavanje struje R14 i tako stvara stabilizirani napon na izlazu:

Ista stvar se događa kada se napon na optokapleru Uout 2 poveća, iako u mojoj verziji nije bilo moguće dobiti iste kratke impulse kao prvi put - svjetlina LED optokaplera nije bila dovoljna, a bio sam previše lijen da smanjim otpornik Rout 3.
U svakom slučaju, PWM stabilizacija se javlja i prilično je stabilna, ali samo uz prisustvo opterećenja, tj. pojava pile, čak i bez velikog značaja, na pinu 3 kontrolera. Bez ove pile, stabilizacija će se provesti u relejnom načinu rada.
Sada prebacujemo bazu tranzistora na pin 4, čime prisilno dovodimo pilu na pin 3. Ovdje nema velikog spoticanja - za ovu prijevaru morat ćete odabrati otpornik Rout 9, jer amplituda prašine i razina konstantne komponente mi se pokazala nekako prevelikom.

Međutim, sada je sam princip rada zanimljiviji, pa ga provjeravamo tako da motor trimera Rout 13 spustimo na tlo i počnemo rotirati Rout 1.
Postoje promjene u trajanju kontrolnog impulsa, ali one nisu toliko značajne koliko bismo željeli - velika konstantna komponenta ima snažan učinak. Ako želite koristiti ovu opciju uključivanja, morate pažljivije razmisliti o tome kako je pravilno organizirati. Pa, slika na osciloskopu je sljedeća:

S daljnjim povećanjem napona na LED optocoupleru dolazi do kvara u načinu rada releja.
Sada možete provjeriti nosivost pojačivača. Da bismo to učinili, uvodimo ograničenje izlaznog napona, tj. Primijenite mali napon na Uout 1 LED i smanjite radnu frekvenciju. Sociogram jasno pokazuje da žuta zraka ne doseže razinu od jednog volta, tj. Nema ograničenja struje. Ograničenje se postiže samo podešavanjem izlaznog napona.
Paralelno s otpornikom opterećenja Rour 15, postavljamo još jedan otpornik od 100 Ohma i oscilogram jasno pokazuje povećanje trajanja upravljačkog impulsa, što dovodi do povećanja vremena akumulacije energije u induktoru i njegovog naknadnog otpuštanja u opterećenje:

Također nije teško primijetiti da povećanjem opterećenja raste i amplituda napona na pinu 3, jer se povećava struja koja teče kroz tranzistor snage.
Ostaje vidjeti što se događa na odvodu u režimu stabilizacije iu njegovom potpunom odsustvu. Okrećemo plavu zraku na odvod tranzistora i uklanjamo povratni napon s LED-a. Oscilogram je vrlo nestabilan, jer osciloskop ne može odrediti s kojim se rubom treba sinkronizirati - nakon pulsa postoji sasvim pristojno "brbljanje" samoindukcije. Rezultat je sljedeća slika.

Mijenja se i napon na otporniku opterećenja, ali neću praviti GIF - stranica je ionako prilično “natrpana” što se tiče prometa, pa s punom odgovornošću izjavljujem da je napon na teretu jednak naponu maksimalna vrijednost na gornjoj slici minus 0,5 volti.

SAŽIMO

UC3845 je univerzalni samotaktni upravljački program za jednostrane naponske pretvarače, može raditi i u povratnim i u prednjim pretvaračima.
Može raditi u relejnom načinu, može raditi u punopravnom PWM stabilizatoru napona s ograničenjem struje. To je upravo ograničenje, budući da tijekom preopterećenja mikrokrug prelazi u način stabilizacije struje, čiju vrijednost određuje dizajner sklopa. Za svaki slučaj, mali znak koji pokazuje ovisnost maksimalne struje o vrijednosti otpornika koji ograničava struju:

Za punu PWM regulaciju napona, IC zahtijeva opterećenje jer koristi napon rampe za usporedbu s kontroliranim naponom.
Stabilizacija napona može se organizirati na tri načina, ali jedan od njih zahtijeva dodatni tranzistor i nekoliko otpornika, a to je u suprotnosti s formulom MANJE DIJELOVA - VIŠE POUZDANOSTI, tako da se dvije metode mogu smatrati osnovnim:
Korištenje integriranog pojačala pogreške. U ovom slučaju, tranzistor optokaplera s povratnom spregom povezan je pomoću kolektora na referentni napon od 5 volti (pin 8), a emiter dovodi napon na invertirajući ulaz ovog pojačala preko OS otpornika. Ova metoda se preporučuje za iskusnije dizajnere, jer ako je pojačanje pojačala greške visoko, ono može postati uzbuđeno.
Bez korištenja integriranog pojačala pogreške. U ovom slučaju, kolektor regulacijskog optokaplera spojen je izravno na izlaz pojačala greške (pin 1), a emiter je spojen na zajedničku žicu. Ulaz pojačala pogreške također je spojen na zajedničku žicu.
Princip rada PWM-a temelji se na praćenju prosječnog izlaznog napona i maksimalne struje. Drugim riječima, ako se naše opterećenje smanji, izlazni napon raste, a amplituda pile na otporniku za mjerenje struje opada i trajanje impulsa se smanjuje dok se ne uspostavi izgubljena ravnoteža između napona i struje. Kako se opterećenje povećava, kontrolirani napon se smanjuje, a struja raste, što dovodi do povećanja trajanja upravljačkih impulsa.

Prilično je jednostavno organizirati stabilizator struje na mikrokrugu, a kontrola struje koja teče kontrolira se u svakom ciklusu, što potpuno eliminira preopterećenje stupnja snage s pravilnim izborom tranzistora snage i ograničenja struje ili više točnije, mjerni otpornik instaliran na izvoru tranzistora s efektom polja. Upravo je ta činjenica učinila UC3845 najpopularnijim pri projektiranju kućanskih aparata za zavarivanje.
UC3845 ima prilično ozbiljne "grablje" - proizvođač ne preporučuje korištenje mikro kruga na temperaturama ispod nule, tako da bi u proizvodnji strojeva za zavarivanje bilo logičnije koristiti UC2845 ili UC1845, ali potonji su u manjku. UC2845 je nešto skuplji od UC3845, ne tako katastrofalno kao što su naveli domaći prodavači (cijene u rubljima od 1. ožujka 2017.).

Frekvencija mikro krugova XX44 i XX45 je 2 puta manja od frekvencije takta, a koeficijent punjenja ne može biti veći od 50%, tada je najpovoljniji za pretvarače s transformatorom. Ali mikro krugovi XX42 i XX43 najprikladniji su za PWM stabilizatore, budući da trajanje kontrolnog impulsa može doseći 100%.

Sada, nakon što smo razumjeli princip rada ovog PWM kontrolera, možemo se vratiti na projektiranje aparata za zavarivanje koji se temelji na njemu...