Sursă de alimentare comutată (60W) bazată pe PWM UC3842. O sursă de alimentare cu comutare simplă bazată pe cipul UC3842

Chip UC3842(UC3843)- este un circuit controler PWM cu feedback de curent și tensiune pentru controlul unei etape cheie pe un tranzistor MOS cu canale n, asigurând descărcarea capacității sale de intrare cu un curent forțat de până la 0,7A. Chip SMPS controlerul este format dintr-o serie de microcircuite UC384X (UC3843, UC3844, UC3845) Controlere PWM. Miez UC3842 conceput special pentru funcționare pe termen lung cu un număr minim de componente externe discrete. Controler PWM UC3842 Dispune de control precis al ciclului de lucru, compensare a temperaturii și este un cost redus. Caracteristică UC3842 este capacitatea de a funcționa cu un ciclu de funcționare de 100% (de exemplu UC3844 funcționează cu un factor de umplere de până la 50 %). Analog domestic UC3842 este 1114EU7. Surse de alimentare realizate pe un microcircuit UC3842 se caracterizează prin fiabilitate sporită și ușurință în execuție.

Diferențele de tensiune de alimentare între UC3842 și UC3843:

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

Diferențe în ciclul de lucru al impulsului:

UC3842, UC3843__| 0% / 98%

Tsokolevka UC3842(UC3843) prezentat în Fig. 1

Cea mai simplă schemă de conectare este prezentată în Fig. 2

Chip-uri de control PWM ka3842 sau UC3842 (uc2842) este cel mai comun la construirea surselor de alimentare pentru echipamente de uz casnic și computer; este adesea folosit pentru a controla un tranzistor cheie în comutarea surselor de alimentare.

Principiul de funcționare al microcircuitelor ka3842, UC3842, UC2842

Cipul 3842 sau 2842 este un convertor PWM - modulație pe lățime a impulsurilor (PWM), folosit în principal pentru a funcționa în modul DC-DC (convertă o tensiune constantă a unei valori într-o tensiune constantă a alteia).

Să luăm în considerare schema bloc a microcircuitelor din seriile 3842 și 2842:
Al 7-lea pin al microcircuitului este alimentat cu o tensiune de alimentare în intervalul de la 16 volți la 34. Microcircuitul are un declanșator Schmidt încorporat (UVLO), care pornește microcircuitul dacă tensiunea de alimentare depășește 16 volți și îl transformă. oprit dacă tensiunea de alimentare din anumite motive scade sub 10 volți. Microcircuitele din seriile 3842 și 2842 au și protecție la supratensiune: dacă tensiunea de alimentare depășește 34 de volți, microcircuitul se va opri. Pentru a stabiliza frecvența de generare a impulsurilor, microcircuitul are în interior propriul stabilizator de tensiune de 5 volți, a cărui ieșire este conectată la pinul 8 al microcircuitului. Masa pinului 5 (sol). Pinul 4 setează frecvența pulsului. Acest lucru se realizează prin rezistența R T și condensatorul C T conectate la 4 pini. - vezi schema de conectare tipică de mai jos.

Pin 6 – ieșire de impulsuri PWM. 1 pin al cipului 3842 este folosit pentru feedback, dacă este pe 1 pin. coborâți tensiunea sub 1 volt, apoi la ieșirea (6 pini) a microcircuitului durata impulsului va scădea, reducând astfel puterea convertorului PWM. Pinul 2 al microcircuitului, ca și primul, servește la reducerea duratei impulsurilor de ieșire; dacă tensiunea la pinul 2 este mai mare de +2,5 volți, atunci durata impulsului va scădea, ceea ce la rândul său va reduce puterea de ieșire.

Microcircuitul cu denumirea UC3842, pe lângă UNITRODE, este produs de ST și TEXAS INSTRUMENTS; analogii acestui microcircuit sunt: ​​DBL3842 de la DAEWOO, SG3842 de la MICROSEMI/LINFINITY, KIA3842 de la KES, GL3842 de la LG, precum și de la alte microcircuit. companii cu diferite litere (AS, MC, IP etc.) și index digital 3842.

Schema unei surse de alimentare comutatoare bazată pe controlerul UC3842 PWM

Schema schematică a unei surse de alimentare comutatoare de 60 de wați bazată pe un controler UC3842 PWM și un comutator de alimentare bazat pe un tranzistor cu efect de câmp 3N80.

Cip de controler UC3842 PWM - fișă de date completă cu posibilitatea de a descărca gratuit în format pdf sau de a căuta în cartea de referință online despre componentele electronice de pe site

Circuite și plăci de circuite imprimate ale surselor de alimentare bazate pe cipuri UC3842 și UC3843

Microcircuitele pentru construirea de surse de alimentare comutatoare din seria UC384x sunt comparabile ca popularitate cu faimosul TL494. Sunt produse în pachete cu opt pini, iar plăcile de circuite imprimate pentru astfel de surse de alimentare sunt foarte compacte și cu o singură față. Circuitele pentru ei au fost depanate de mult timp, toate caracteristicile sunt cunoscute. Prin urmare, aceste microcircuite, împreună cu TOPSwitch, pot fi recomandate pentru utilizare.

Deci, prima schemă este o sursă de alimentare de 80 W. Sursă:

De fapt, diagrama este practic din fișa de date.


click pentru a mari
Placa de circuit imprimat este destul de compactă.

Fișier PCB: uc3842_pcb.lay6

În acest circuit, autorul a decis să nu folosească intrarea amplificatorului de eroare din cauza impedanței sale mari de intrare pentru a evita interferența. În schimb, semnalul de feedback este conectat la un comparator. Dioda Schottky de pe al 6-lea pin al microcircuitului previne eventualele supratensiuni de polaritate negativă, care se pot datora caracteristicilor microcircuitului în sine. Pentru a reduce emisiile inductive în transformator, înfășurarea sa primară este secționată și este formată din două jumătăți separate de una secundară. Cea mai mare atenție trebuie acordată izolației între înfășurări. Când utilizați un miez cu un spațiu în miezul central, interferențele externe ar trebui să fie minime. Un șunt de curent cu o rezistență de 0,5 Ohm cu tranzistorul 4N60 indicat în diagramă limitează puterea la aproximativ 75W. Snubber-ul folosește rezistențe SMD, care sunt conectate în paralel și în serie, deoarece Ele generează o putere vizibilă sub formă de căldură. Acest amortizor poate fi înlocuit cu o diodă și o diodă zener de 200 de volți (supresor), dar ei spun că acest lucru va crește cantitatea de zgomot de impuls de la sursa de alimentare. Pe placa de circuit imprimat a fost adăugat un spațiu pentru un LED, care nu este reflectat în diagramă. De asemenea, ar trebui să adăugați un rezistor de sarcină paralel cu ieșirea, deoarece La repaus, sursa de alimentare se poate comporta imprevizibil. Majoritatea elementelor de ieșire de pe placă sunt instalate vertical. Sursa de alimentare a microcircuitului este îndepărtată în timpul cursei inverse, așa că atunci când convertiți unitatea într-una reglabilă, ar trebui să schimbați fazatul înfășurării de putere a microcircuitului și să recalculați numărul de spire, ca pentru unul înainte.

Următoarele scheme și PCB provin din această sursă:

Dimensiunile plăcii sunt puțin mai mari, dar există loc pentru un electrolit de rețea ceva mai mare.

Schema este aproape similară cu cea anterioară:

click pentru a mari
Un rezistor de reglare este instalat pe placă pentru a regla tensiunea de ieșire. De asemenea, cipul este alimentat de la bobina de putere în sens invers, ceea ce poate duce la probleme cu o gamă largă de ajustări ale tensiunii de ieșire a sursei de alimentare. Pentru a evita acest lucru, ar trebui să schimbați, de asemenea, fazarea acestei înfășurări și să alimentați microcircuitul în mișcare înainte.

Fișier PCB: uc3843_pcb.dip

Microcircuitele din seria UC384x sunt interschimbabile, dar înainte de înlocuire trebuie să verificați cum se calculează frecvența pentru un anumit microcircuit (formulele sunt diferite) și care este ciclul de funcționare maxim - diferă la jumătate.

Pentru a calcula înfășurările transformatorului, puteți utiliza programul Flyback 8.1. Numărul de spire ale înfășurării de putere a microcircuitului în mișcare înainte poate fi determinat de raportul dintre spire și volți.

Articolul va oferi o descriere, principiul de funcționare și schema de conectare a UC3842. Acesta este un microcircuit care este un controler pentru lățimea impulsului. Domeniul de aplicare - în convertoare DC-DC. Folosind un singur microcircuit, puteți crea un convertor de tensiune de înaltă calitate care poate fi utilizat în sursele de alimentare pentru diverse echipamente.

Atribuirea pinului microcircuitului (scurtă prezentare)

Mai întâi trebuie să luați în considerare scopul tuturor pinii microcircuitului. Descrierea UC3842 arată astfel:

1. Tensiunea necesară pentru feedback este furnizată primului pin al microcircuitului. De exemplu, dacă reduceți tensiunea la 1 V sau mai puțin, timpul pulsului la pinul 6 va începe să scadă semnificativ.
2. A doua ieșire este, de asemenea, necesară pentru a crea feedback. Totuși, spre deosebire de primul, trebuie să i se aplice o tensiune mai mare de 2,5 V pentru a reduce durata impulsului. Acest lucru reduce și puterea.
3. Dacă la al treilea pin este aplicată o tensiune mai mare de 1 V, impulsurile nu vor mai apărea la ieșirea microcircuitului.
4. Un rezistor variabil este conectat la al patrulea pin - cu ajutorul acestuia puteți seta frecvența pulsului. Un condensator electrolitic este conectat între acest terminal și masă.
5. A cincea concluzie este generală.
6. Impulsurile PWM sunt eliminate din al șaselea pin.
7. Al șaptelea pin este destinat pentru conectarea puterii în intervalul 16..34 V. Protecție la supratensiune încorporată. Vă rugăm să rețineți că microcircuitul nu va funcționa la tensiuni sub 16 V.
8. Pentru a stabiliza frecvența pulsului, se folosește un dispozitiv special care furnizează +5 V la al optulea pin.

Înainte de a lua în considerare proiectele practice, trebuie să studiați cu atenție descrierea, principiul de funcționare și diagramele de conectare ale UC3842.

Cum funcționează microcircuitul?

Acum trebuie să luăm în considerare pe scurt funcționarea elementului. Când pe al optulea picior apare o tensiune de curent continuu de +5 V, generatorul OSC pornește. Un impuls pozitiv de scurtă lungime este furnizat intrărilor de declanșare RS și S. Apoi, după ce este dat un impuls, declanșatorul comută și zero apare la ieșire. De îndată ce pulsul OSC începe să scadă, tensiunea la intrările directe ale elementului va fi zero. Dar unul logic va apărea la ieșirea de inversare.

Această unitate logică permite tranzistorului să pornească, astfel încât curentul electric va începe să curgă de la sursa de alimentare prin circuitul colector-emițător către al șaselea pin al microcircuitului. Aceasta arată că va exista un impuls deschis la ieșire. Și se va opri numai atunci când la al treilea pin este aplicată o tensiune de 1 V sau mai mare.

De ce trebuie să verificați microcircuitul?

Mulți radioamatori care proiectează și instalează circuite electrice achiziționează piese în vrac. Și nu este un secret că cele mai populare locuri de cumpărături sunt magazinele online chinezești. Costul produselor acolo este de câteva ori mai mic decât pe piețele radio. Dar există și o mulțime de produse defecte acolo. Prin urmare, trebuie să știți cum să testați UC3842 înainte de a începe să construiți circuitul. Acest lucru va evita dezlipirea frecventă a plăcii.

Unde este folosit cipul?

Cipul este adesea folosit pentru a asambla surse de alimentare pentru monitoare moderne. Sunt utilizate în televizoare și monitoare cu scanare în linie. Este folosit pentru a controla tranzistoarele care funcționează în modul comutator. Dar elementele eșuează destul de des. Și cel mai frecvent motiv este o defecțiune a comutatorului de câmp controlat de microcircuit. Prin urmare, atunci când proiectați independent o sursă de alimentare sau reparați, este necesar să diagnosticați elementul.

Ce aveți nevoie pentru a diagnostica defecțiunile

Trebuie remarcat faptul că UC3842 a fost folosit exclusiv în tehnologia convertoarelor. Și pentru funcționarea normală a sursei de alimentare, trebuie să vă asigurați că elementul funcționează. Veți avea nevoie de următoarele dispozitive pentru diagnosticare:

1. Ohmmetru și voltmetru (cel mai simplu multimetru digital va face).
2. Osciloscop.
3. Sursa de alimentare cu curent și tensiune stabilizată. Se recomanda folosirea unora reglabile cu o tensiune de iesire maxima de 20..30 V.

Dacă nu aveți niciun echipament de măsurare, atunci cea mai ușoară modalitate de a diagnostica este să verificați rezistența de ieșire și să simulați funcționarea microcircuitului atunci când funcționează de la o sursă de alimentare externă.

Verificarea rezistentei de iesire

Una dintre principalele metode de diagnosticare este măsurarea valorii rezistenței la ieșire. Putem spune că acesta este cel mai precis mod de a determina defecțiuni. Vă rugăm să rețineți că, în cazul unei defecțiuni a tranzistorului de putere, un impuls de înaltă tensiune va fi aplicat pe treapta de ieșire a elementului. Din acest motiv, microcircuitul eșuează. La ieșire, rezistența va fi infinit de mare dacă elementul funcționează corect.

Rezistența se măsoară între bornele 5 (masă) și 6 (ieșire). Dispozitivul de măsurare (ohmetru) este conectat fără cerințe speciale - polaritatea nu contează. Se recomandă dezlipirea microcircuitului înainte de a începe diagnosticarea. În timpul defecțiunii, rezistența va fi egală cu câțiva ohmi. Dacă măsurați rezistența fără a lipi microcircuitul, circuitul sursă de poartă poate suna. Și nu uitați că în circuitul de alimentare de pe UC3842 există un rezistor constant, care este conectat între masă și ieșire. Dacă este prezent, elementul va avea o rezistență de ieșire. Prin urmare, dacă rezistența de ieșire este foarte mică sau egală cu 0, atunci microcircuitul este defect.

Cum se simulează funcționarea unui microcircuit

Când simulați funcționarea, nu este nevoie să lipiți microcircuitul. Dar asigurați-vă că opriți dispozitivul înainte de a începe lucrul. Verificarea circuitului de pe UC3842 constă în aplicarea tensiunii acestuia de la o sursă externă și evaluarea funcționării. Procedura de lucru arată astfel:

1. Sursa de alimentare este deconectată de la rețeaua de curent alternativ.
2. O tensiune mai mare de 16 V este furnizată de la o sursă externă la al șaptelea pin al microcircuitului. În acest moment, microcircuitul ar trebui să pornească. Vă rugăm să rețineți că cipul nu va începe să funcționeze până când tensiunea este peste 16 V.
3. Folosind un osciloscop sau un voltmetru, trebuie să măsurați tensiunea la al optulea pin. Ar trebui să fie +5 V.
4. Asigurați-vă că tensiunea de pe pinul 8 este stabilă. Dacă reduceți tensiunea de alimentare sub 16 V, atunci curentul va dispărea la al optulea pin.
5. Folosind un osciloscop, măsurați tensiunea la al patrulea pin. Dacă elementul funcționează corect, graficul va afișa impulsuri în formă de dinți de ferăstrău.
6. Schimbați tensiunea sursei de alimentare - frecvența și amplitudinea semnalului la al patrulea pin vor rămâne neschimbate.
7. Verificați cu un osciloscop dacă există impulsuri dreptunghiulare pe al șaselea picior.

Numai dacă toate semnalele descrise mai sus sunt prezente și se comportă așa cum ar trebui, putem vorbi despre funcționalitatea microcircuitului. Dar se recomandă să verificați funcționalitatea circuitelor de ieșire - diodă, rezistențe, diodă zener. Cu ajutorul acestor elemente se generează semnale pentru protecția curentului. Ele eșuează atunci când sunt sparte.

Comutarea surselor de alimentare pe un cip

Pentru claritate, trebuie să luați în considerare descrierea funcționării sursei de alimentare pe UC3842. A început să fie folosit în aparatele de uz casnic în a doua jumătate a anilor 90. Are un avantaj clar față de toți concurenții - cost redus. În plus, fiabilitatea și eficiența nu sunt inferioare. Pentru a construi unul complet, practic nu sunt necesare componente suplimentare. Totul este realizat de elementele „interne” ale microcircuitului.

Elementul poate fi realizat într-unul din cele două tipuri de carcasă - SOIC-14 sau SOIC-8. Dar puteți găsi adesea modificări făcute în pachetele DIP-8. Trebuie remarcat faptul că ultimele numere (8 și 14) indică numărul de pini ai microcircuitului. Adevărat, nu există foarte multe diferențe - dacă elementul are 14 pini, se adaugă pur și simplu pini pentru conectarea la masă, puterea și etapa de ieșire. Sursele de alimentare de tip impuls stabilizate cu modulație PWM sunt construite pe microcircuit. Este necesar un tranzistor MOS pentru a amplifica semnalul.

Pornirea cipului

Acum trebuie să luăm în considerare descrierea, principiul de funcționare și circuitele de conectare ale UC3842. Sursele de alimentare de obicei nu indică parametrii microcircuitului, așa că trebuie să vă referiți la literatura specială - fișele tehnice. Foarte des puteți găsi circuite care sunt concepute pentru a fi alimentate de la o rețea de curent alternativ de 110-120 V. Dar cu doar câteva modificări puteți crește tensiunea de alimentare la 220 V.

Pentru a face acest lucru, se fac următoarele modificări la circuitul de alimentare de pe UC3842:

1. Ansamblul diodei, care este situat la intrarea sursei de alimentare, este înlocuit. Este necesar ca noua punte de diode să funcționeze la o tensiune inversă de 400 V sau mai mult.
2. Se înlocuiește condensatorul electrolitic, care se află în circuitul de alimentare și servește drept filtru. Instalat după puntea de diode. Este necesar să instalați unul similar, dar cu o tensiune de funcționare de 400 V și mai mare.
3. Valoarea nominală în circuitul de alimentare crește la 80 kOhm.
4. Verificați dacă tranzistorul de putere poate funcționa la o tensiune între dren și sursă de 600 V. Se pot folosi tranzistoare BUZ90.

Articolul este afișat pe UC3842. are o serie de caracteristici care trebuie luate în considerare la proiectarea și repararea surselor de alimentare.

Caracteristicile microcircuitului

Dacă există un scurtcircuit în circuitul de înfășurare secundară, atunci când diodele sau condensatorii se defectează, pierderea de electricitate în transformatorul de impuls începe să crească. De asemenea, se poate dovedi că nu există suficientă tensiune pentru funcționarea normală a microcircuitului. În timpul funcționării, se aude un sunet caracteristic de „zgomot”, care vine de la transformatorul de impulsuri.

Având în vedere descrierea, principiul de funcționare și schema de conectare a UC3842, este dificil să ignorăm caracteristicile de reparație. Este foarte posibil ca motivul comportamentului transformatorului să nu fie o defecțiune a înfășurării sale, ci o defecțiune a condensatorului. Acest lucru se întâmplă ca urmare a defecțiunii uneia sau mai multor diode care sunt incluse în circuitul de alimentare. Dar dacă are loc o defecțiune a tranzistorului cu efect de câmp, este necesar să se schimbe complet microcircuitul.

UC3845
PRINCIPIUL DE FUNCȚIONARE

Sincer vorbind, nu a fost posibil să învingi UC3845 prima dată - încrederea în sine a jucat o glumă crudă. Cu toate acestea, înțelept cu experiența, am decis să-mi dau seama în sfârșit - cipul nu este atât de mare - doar 8 picioare. Aș dori să exprim o recunoștință deosebită abonaților mei, care nu au stat deoparte și au dat câteva explicații; au trimis chiar un articol destul de detaliat pe e-mail și o bucată din model în Microcap. MULȚUMESC FOARTE MULT .
Folosind link-urile și materialele trimise, am stat o seară sau două și, în general, toate puzzle-urile se potrivesc, deși unele celule s-au dovedit a fi goale. Dar mai întâi de toate...
Nu a fost posibilă asamblarea unui analog al UC3845 folosind elemente logice în Microcap 8 și 9 - elementele logice sunt strict conectate la o sursă de alimentare de cinci volți, iar aceste simulatoare au dificultăți cronice cu auto-oscilația. Microcap 11 a arătat aceleași rezultate:

A mai rămas o singură opțiune - Multisim. Versiunea 12 a fost găsită chiar și cu o localizare. Nu am folosit Multisim de FOARTE mult timp, așa că a trebuit să mă chinuiesc. Primul lucru care m-a încântat a fost că Multisim are o bibliotecă separată pentru logica de cinci volți și o bibliotecă separată pentru logica de cincisprezece volți. În general, cu durerea la jumătate, s-a dovedit a fi o variantă mai mult sau mai puțin funcțională, dând semne de viață, dar nu a vrut să funcționeze exact așa cum se comportă un microcircuit adevărat, oricât am încercat să-l conving . În primul rând, modelele nu măsoară nivelul relativ la zero real, așa că ar trebui introdusă o sursă suplimentară de tensiune de polarizare negativă. Dar în acest caz ar trebui să explice în detaliu ce este și de ce, dar am vrut să fiu cât mai aproape de microcircuitul real.

După ce am scotocit prin Internet, am găsit o schemă gata făcută, dar pentru Multisim 13. Am descărcat opțiunea 14, am deschis modelul și chiar a funcționat, dar bucuria nu a durat mult. În ciuda prezenței în bibliotecile în sine a celui de-al doisprezecelea și al patrusprezecelea Multisim al microcircuitului UC3845 în sine și a analogilor săi, a devenit rapid clar că modelul microcircuitului nu permite elaborarea TOATE opțiunile pentru pornirea acestui microcircuit. În special, limitarea curentului și reglarea tensiunii de ieșire funcționează destul de fiabil (deși adesea nu se încadrează în simulare), dar microcircuitul a refuzat să accepte aplicarea unei erori de masă la ieșirea amplificatorului.

În general, deși căruciorul s-a deplasat, nu a călătorit departe. A mai rămas o singură opțiune - imprimarea foii de date pe UC3845 și o placă cu cablare. Pentru a nu mă lăsa purtat de simularea sarcinii și simularea limitării curentului, am decis să construiesc un microbooster și să îl folosesc pentru a verifica ce se întâmplă de fapt cu microcircuitul sub una sau alta variantă de includere și utilizare.
În primul rând, o mică explicație:
Microcircuitul UC3845 merită cu adevărat atenția proiectanților de surse de alimentare de diferite puteri și scopuri; are un număr de aproape analogi. Aproape pentru că atunci când înlocuiți un cip pe o placă, nu trebuie să schimbați nimic altceva, dar modificările temperaturii ambientale pot cauza probleme. Și unele subopțiuni nu pot fi folosite deloc ca înlocuire directă.

Pe baza tabelului de mai sus, este clar că UC3845 este departe de cea mai bună versiune a acestui microcircuit, deoarece limita sa inferioară de temperatură este limitată la zero grade. Motivul este destul de simplu - nu toată lumea stochează un aparat de sudură într-o cameră încălzită și este posibilă o situație când trebuie să sudați ceva în afara sezonului, dar sudorul fie nu pornește, fie pur și simplu explodează. nu, nu mărunțiți, chiar și bucăți de tranzistoare de putere este puțin probabil să zboare, dar nu va exista sudură în niciun caz, iar sudorul are nevoie și de reparații. După ce am răsfoit pe Ali, am ajuns la concluzia că problema este complet rezolvabilă. Desigur, UC3845 este mai popular și există mai multe dintre ele la vânzare, dar UC2845 este și ea la vânzare:

UC2845 este desigur ceva mai scump, dar în orice caz este mai ieftin decât UN tranzistor de putere, așa că am comandat personal o duzină de UC2845 în ciuda faptului că mai sunt 8 bucăți de UC3845 pe stoc. Ei bine, așa cum doriți.
Acum putem vorbi despre microcircuit în sine, sau mai precis despre principiul funcționării acestuia. Figura de mai jos prezintă schema bloc a UC3845, adică cu un declanșator intern care nu permite ca durata pulsului de control să fie mai mare de 50% din perioadă:

Apropo, dacă dați clic pe imagine, aceasta se va deschide într-o filă nouă. Nu este în întregime convenabil să sari între file, dar, în orice caz, este mai convenabil decât să rotiți rotița mouse-ului înainte și înapoi, revenind la imaginea care a mers în partea de sus.
Cipul oferă un control dublu al tensiunii de alimentare. COMP1 monitorizează tensiunea de alimentare ca atare și dacă este mai mică decât valoarea setată, emite o comandă care oprește regulatorul intern de cinci volți. Dacă tensiunea de alimentare depășește pragul de comutare, stabilizatorul intern este deblocat și microcircuitul pornește. Al doilea element care supraveghează alimentarea este elementul DD1, care, în cazurile în care tensiunea de referință diferă de normă, produce un zero logic la ieșire. Acest zero merge la invertorul DD3 și, transformat într-unul logic, merge la logic SAU DD4. În aproape toate diagramele bloc, aceasta are pur și simplu o intrare inversă, dar am scos invertorul în afara acestui element logic - este mai ușor de înțeles principiul de funcționare.
Elementul logic SAU funcționează pe principiul determinării prezenței unuia logic la oricare dintre intrările sale. De aceea se numește SAU - dacă există unul logic la intrarea 1, SAU la intrarea 2, SAU la intrarea 3, SAU la intrarea 4, atunci ieșirea elementului va fi una logică.
Când apare unul logic la prima intrare a acestui sumator a tuturor semnalelor de control, unul logic va apărea la ieșirea sa directă, iar un zero logic va apărea la ieșirea sa inversă. În consecință, tranzistorul superior de driver va fi închis, iar cel inferior se va deschide, închizând astfel tranzistorul de putere.
Microcircuitul va fi în această stare până când analizorul de putere de referință dă permisiunea de a funcționa și la ieșire apare o unitate logică care, după invertorul DD3, deblochează elementul de ieșire DD4.
Să presupunem că alimentarea noastră este normală și microcircuitul începe să funcționeze. Oscilatorul principal începe să genereze impulsuri de control. Frecvența acestor impulsuri depinde de valorile rezistenței de setare a frecvenței și ale condensatorului. Există o mică discrepanță aici. Diferența nu pare să fie mare, dar totuși există și există posibilitatea de a obține ceva care nu este exact ceea ce ți-ai dorit, și anume un dispozitiv foarte fierbinte atunci când un microcircuit „mai rapid” de la un producător este înlocuit cu unul mai lent. . Cea mai frumoasă imagine a dependenței frecvenței de rezistența rezistenței și a capacității condensatorului este de la Texas Instruments:

Lucrurile sunt puțin diferite pentru alți producători:

Dependența frecvenței de evaluările RC ale unui microcircuit Fairchild

Dependența frecvenței de evaluările RC ale unui microcircuit de la STMicroelectronics

Dependența frecvenței de evaluările RC ale unui microcircuit de la UNISONIC TECHNOLOGIES CO

Generatorul de ceas produce impulsuri destul de scurte sub forma unei unități logice. Aceste impulsuri sunt împărțite în trei blocuri:
1. Același sumator final DD4
2. D-trigger DD2
3. Declanșare RS pe DD5
Declanșatorul DD2 este disponibil numai în microcircuite din subseriile 44 și 45. Acesta este ceea ce împiedică durata impulsului de control să devină mai mare de 50% din perioadă, deoarece cu fiecare margine care sosește a unei unități logice de la generatorul de ceas, aceasta își schimbă starea în sens invers. Făcând acest lucru, împarte frecvența în două, formând zerouri și unele de durată egală.
Acest lucru se întâmplă într-un mod destul de primitiv - cu fiecare margine care ajunge la intrarea de ceas C, declanșatorul își scrie informațiile situate la intrarea de informații D, iar intrarea D este conectată la ieșirea inversă a microcircuitului. Din cauza întârzierii interne, informațiile inversate sunt înregistrate. De exemplu, ieșirea inversoare are un nivel logic zero. Când marginea pulsului ajunge la intrarea C, declanșatorul reușește să înregistreze acest zero înainte ca zero să apară la ieșirea sa directă. Ei bine, dacă ieșirea directă este zero, atunci ieșirea inversă va fi una logică. Odată cu sosirea următoarei margini a pulsului de ceas, declanșatorul scrie deja o unitate logică în sine, care va apărea la ieșire după câteva nanosecunde. Scrierea unuia logic duce la apariția unui zero logic la ieșirea inversă a declanșatorului și procesul va începe să se repete de la marginea următoare a pulsului de ceas.

Din acest motiv, microcircuitele UC3844 și UC3845 au o frecvență de ieșire de 2 ori mai mică decât cea a UC3842 și UC3843 - este împărțită de declanșator.
Când primul impuls intră în intrarea de setare a unității a declanșatorului RS DD5, acesta comută declanșatorul într-o stare în care ieșirea sa directă este una logică, iar ieșirea sa inversă este zero. Și până când apare unul la intrarea R, declanșatorul DD5 va fi în această stare.
Să presupunem că nu avem semnale de control din exterior, atunci la ieșirea amplificatorului de eroare OP1 va apărea o tensiune apropiată de tensiunea de referință - nu există feedback, intrarea inversoare este în aer și intrarea neinversătoare. este alimentat cu o tensiune de referință de 2,5 volți.
Aici voi face imediat o rezervare - eu personal am fost oarecum confuz de acest amplificator de eroare, dar după ce am studiat mai atent fișa de date și datorită bătării din nasul abonaților, s-a dovedit că ieșirea acestui amplificator nu este în întregime tradițională. În treapta de ieșire OP1 există un singur tranzistor care conectează ieșirea la firul comun. O tensiune pozitivă este generată de un generator de curent atunci când acest tranzistor este ușor deschis sau complet închis.
De la ieșirea lui OP1, tensiunea trece printr-un fel de limitator și divizor de tensiune 2R-R. În plus, aceeași magistrală are o limită de tensiune de 1 volt, astfel încât în ​​orice condiții mai mult de un volt nu ajunge la intrarea inversoare OP2.
OP2 este în esență un comparator care compară tensiunile la intrările sale, dar comparatorul este, de asemenea, complicat - un amplificator operațional convențional nu poate compara astfel de tensiuni scăzute - de la zero la un volt. Un amplificator operațional convențional are nevoie fie de o tensiune de intrare mai mare, fie de o parte negativă a tensiunii de alimentare, de exemplu. tensiune bipolară. Același comparator face față destul de ușor analizei acestor tensiuni, este posibil să existe unele elemente de polarizare în interior, dar nu ne pasă de schema circuitului.
În general, OP2 compară tensiunea provenită de la ieșirea amplificatorului de eroare, sau mai precis, tensiunea rămasă care se obține după trecerea prin divizor cu tensiunea de la al treilea pin al microcircuitului (se înțelege pachetul DIP-8).
Dar în acest moment, nu avem nimic pe al treilea pin și se aplică o tensiune pozitivă la intrarea inversoare. Desigur, comparatorul îl va inversa și va forma un zero logic clar la ieșire, care nu va afecta în niciun fel starea declanșatorului RS DD5.
Ca urmare a ceea ce se întâmplă, avem un zero logic la prima intrare de sus, DD4, deoarece alimentarea noastră este normală, la a doua intrare avem impulsuri scurte de la generatorul de ceas, la a treia intrare avem impulsuri de la D-flip-flop DD2, care au aceeași durată de zero și unu . La și la a patra intrare avem un zero logic de la declanșatorul RS DD5. Ca rezultat, ieșirea elementului logic va repeta complet impulsurile generate de declanșatorul D DD2. Prin urmare, de îndată ce unul logic apare la ieșirea directă a DD4, tranzistorul VT2 se va deschide. În același timp, ieșirea inversă va avea un zero logic și tranzistorul VT1 va fi închis. De îndată ce apare un zero logic la ieșirea DD4, VT2 se închide și ieșirea inversă a lui DD4 deschide VT1, care va fi motivul deschiderii tranzistorului de putere.
Curentul pe care VT1 și VT2 îl pot rezista este de un amper, prin urmare acest microcircuit poate controla cu succes tranzistoarele MOSFET relativ puternice fără drivere suplimentare.
Pentru a înțelege exact cum sunt reglementate procesele care au loc în sursa de alimentare, a fost asamblat cel mai simplu booster, deoarece necesită cel mai mic număr de părți de înfășurare. Primul inel VERDE care a venit la îndemână a fost luat și s-au înfășurat 30 de spire. Cantitatea nu a fost calculată deloc, doar un strat de înfășurare a fost înfășurat și nimic mai mult. Nu am fost îngrijorat de consum - microcircuitul funcționează într-o gamă largă de frecvențe și dacă începeți cu frecvențe sub 100 kHz, atunci acest lucru va fi suficient pentru a împiedica miezul să intre în saturație.

Rezultatul a fost următorul circuit de amplificare:

Toate elementele externe au prefixul out, adică sunt IN AFARA detalii microcircuit.
Voi descrie imediat ce este pe această diagramă și de ce.
VT1 - baza este în esență în aer, capetele sunt lipite pe placă pentru punerea pe jumperi, adică. baza este conectată fie la pământ, fie la un ferăstrău generat de cip propriu-zis. Nu există nicio rezistență Rout 9 pe placă - chiar am ratat necesitatea acestuia.
Optocuplerul Uout 1 folosește amplificatorul de eroare OP1 pentru a regla tensiunea de ieșire, gradul de influență este reglat de rezistența Rout 2. Optocuplerul Uout 2 controlează tensiunea de ieșire ocolind amplificatorul de eroare, gradul de influență este reglat de rezistența Rout 4. Rout 14 este un rezistor de masurare a curentului, luat special la 2 Ohmi pentru a nu scoate tranzistorul de putere. Ruta 13 - ajustarea pragului limită de curent. Ei bine, Rout 8 - reglarea frecvenței de ceas a controlerului în sine.

Tranzistorul de putere este ceva care a fost lipit dintr-un convertor de mașină care a fost odată reparat - un braț sa aprins, am schimbat toate tranzistoarele (de ce TOT răspunsul este AICI), și aceasta este, ca să spunem așa, o capitulare. Deci nu știu ce este - inscripția este foarte uzată, în general este ceva de genul 40-50 de amperi.
Sarcina de tip Rout 15 - 2 W la 150 Ohm, dar 2 W s-au dovedit a fi insuficienti. Trebuie fie să creșteți rezistența, fie să creșteți puterea rezistorului - începe să pute dacă funcționează timp de 5-10 minute.
VDout 1 - pentru a exclude influența puterii principale asupra funcționării controlerului (HER104 pare să fi fost un succes), VDout 2 - HER308, ei bine, astfel încât să nu se stingă imediat dacă ceva nu merge bine.
Mi-am dat seama de necesitatea rezistenței R9 când placa era deja lipită. În principiu, acest rezistor va trebui în continuare selectat, dar acest lucru este pur opțional pentru cei care doresc cu adevărat să scape de metoda releului de stabilizare la relanti. Mai multe despre asta puțin mai târziu, dar deocamdată am lipit acest rezistor pe marginea șinelor:

Prima pornire - motoare TOATE conectorii interliniari trebuie să fie conectați la masă, adică nu afectează circuitul. Motorul Rout 8 este instalat astfel încât rezistența acestui rezistor să fie de 2-3 kOhm, deoarece condensatorul este de 2,2 nF, frecvența ar trebui să fie de aproximativ 300 kHz impar, prin urmare, la ieșirea UC3845 vom ajunge undeva la 150 kHz. .

Verificăm frecvența la ieșirea microcircuitului în sine - aceasta este mai precisă, deoarece semnalul nu este aglomerat de procesele de șoc de la inductor. Pentru a confirma diferențele dintre frecvența de generare și frecvența de conversie, întoarcem raza galbenă în pinul 4 și vedem că frecvența este de 2 ori mai mare. Frecvența de operare în sine s-a dovedit a fi de 146 kHz:

Acum creștem tensiunea pe LED-ul optocupler Uout 1 pentru a controla schimbarea modurilor de stabilizare. Aici trebuie amintit că glisorul Rezistorului Rout 13 se află în poziția inferioară a diagramei. Un fir comun este, de asemenea, furnizat la baza VT1, adică. Absolut nimic nu se întâmplă la pinul 3, iar comparatorul OP2 nu răspunde la intrarea care nu se inversează.
Prin creșterea treptată a tensiunii de pe LED-ul optocuplerului, devine evident că impulsurile de control încep pur și simplu să dispară. Schimbând scanarea, acest lucru devine cel mai clar. Acest lucru se întâmplă deoarece OP2 monitorizează doar ceea ce se întâmplă la intrarea sa de inversare și de îndată ce tensiunea de ieșire a OP1 scade sub valoarea de prag, OP2 formează una logică la ieșire, care setează declanșatorul DD5 la zero. Desigur, dar unul logic apare la ieșirea inversă a declanșatorului, care blochează sumatorul final DD4. Astfel, microcircuitul se oprește complet.

Dar amplificatorul este încărcat, prin urmare tensiunea de ieșire începe să scadă, LED-ul Uout 1 începe să scadă luminozitatea, tranzistorul Uout 1 se închide și OP1 începe să-și crească tensiunea de ieșire și de îndată ce trece de pragul de răspuns OP2, microcircuitul pornește din nou.
În acest fel, tensiunea de ieșire este stabilizată în modul releu, adică. microcircuitul generează impulsuri de control în loturi.
Prin aplicarea tensiunii la LED-ul optocuplatorului Uout 2, tranzistorul acestui optocupler se deschide ușor, aducând o scădere a tensiunii furnizate comparatorului OP2, adică. procesele de ajustare se repetă, dar OP1 nu mai participă la ele, adică. circuitul este mai puțin sensibil la modificările tensiunii de ieșire. Datorită acestui fapt, pachetele de puls de control au o durată mai stabilă și imaginea pare mai plăcută (chiar și osciloscopul este sincronizat):

Îndepărtăm tensiunea de la LED-ul Uout 2 și, pentru orice eventualitate, verificăm prezența unui ferăstrău pe borna superioară a lui R15 (fascicul galben):

Amplitudinea este puțin mai mare decât un volt și este posibil ca această amplitudine să nu fie suficientă, deoarece există divizoare de tensiune pe circuit. Pentru orice eventualitate, deșurubam glisorul rezistenței de reglare R13 în poziția superioară și controlăm ce se întâmplă la al treilea pin al microcircuitului. În principiu, speranțele au fost pe deplin justificate - amplitudinea nu este suficientă pentru a începe limitarea curentului (raza galbenă):

Ei bine, dacă nu există suficient curent prin inductor, înseamnă fie multe spire, fie o frecvență înaltă. Rebobinarea este prea leneșă, deoarece placa are un rezistor de tăiere Rout8 pentru a regla frecvența. Rotim regulatorul său până când se obține amplitudinea de tensiune necesară la pinul 3 al controlerului.
În teorie, de îndată ce pragul este atins, adică de îndată ce amplitudinea tensiunii la pinul 3 devine nu mai mult de un volt, durata impulsului de control va începe să fie limitată, deoarece controlerul începe deja să credeți că curentul este prea mare și va opri tranzistorul de putere.
De fapt, acest lucru începe să se întâmple la o frecvență de aproximativ 47 kHz, iar scăderile ulterioare ale frecvenței nu au avut practic niciun efect asupra duratei pulsului de control.

O caracteristică distinctivă a UC3845 este că controlează fluxul prin tranzistorul de putere la aproape fiecare ciclu de funcționare, și nu valoarea medie, așa cum o face de exemplu TL494, iar dacă sursa de alimentare este proiectată corect, atunci nu va fi niciodată. este posibil să se deterioreze tranzistorul de putere...
Acum creștem frecvența până când limitarea actuală încetează să aibă efect, totuși, vom face o rezervă - o setăm la exact 100 kHz. Raza albastră arată încă impulsuri de control, dar îl punem pe cel galben pe LED-ul optocuplerului Uout 1 și începem să rotim butonul rezistorului trimmer-ului. De ceva timp, oscilograma arată la fel ca în timpul primului experiment, cu toate acestea, apare și o diferență; după depășirea pragului de control, durata impulsurilor începe să scadă, adică reglarea reală are loc prin modularea lățimii impulsului. Și acesta este doar unul dintre trucurile acestui microcircuit - ca fierăstrău de referință pentru comparație, folosește un ferăstrău care este format pe rezistența de limitare a curentului R14 și astfel creează o tensiune stabilizată la ieșire:

Același lucru se întâmplă atunci când crește tensiunea la optocuplerul Uout 2, deși în versiunea mea nu a fost posibil să obțin aceleași impulsuri scurte ca prima dată - luminozitatea LED-ului optocuplerului nu a fost suficientă și mi-a fost prea lene să reduc. rezistorul Rout 3.
În orice caz, stabilizarea PWM are loc și este destul de stabilă, dar numai în prezența unei sarcini, adică. aspectul unui ferăstrău, chiar fără mare importanță, la pinul 3 al controlerului. Fără acest ferăstrău, stabilizarea se va efectua în modul releu.
Acum comutăm baza tranzistorului la pinul 4, alimentând astfel ferăstrăul cu forța la pinul 3. Nu este o mare poticnire aici - pentru această simulare va trebui să selectați un rezistor Rout 9, deoarece amplitudinea prafului și a nivelul componentei constante s-a dovedit a fi oarecum prea mare pentru mine.

Cu toate acestea, acum principiul de funcționare în sine este mai interesant, așa că îl verificăm coborând motorul de tuns Rout 13 la sol și începem să rotim Rout 1.
Există modificări ale duratei pulsului de control, dar nu sunt atât de semnificative pe cât ne-am dori - componenta mare constantă are un efect puternic. Dacă doriți să utilizați această opțiune de includere, trebuie să vă gândiți mai atent la cum să o organizați corect. Ei bine, imaginea de pe osciloscop este următoarea:

Odată cu o creștere suplimentară a tensiunii pe LED-ul optocuplerului, are loc o defecțiune în modul de funcționare a releului.
Acum puteți verifica capacitatea de încărcare a rapelului. Pentru a face acest lucru, introducem o limitare a tensiunii de ieșire, adică. Aplicați o tensiune mică la LED-ul Uout 1 și reduceți frecvența de operare. Sociograma arată clar că raza galbenă nu atinge nivelul de un volt, adică. Nu există limită de curent. Limitarea este asigurată numai prin reglarea tensiunii de ieșire.
În paralel cu rezistența de sarcină Rour 15, instalăm un alt rezistor de 100 Ohm și oscilograma arată clar o creștere a duratei impulsului de control, ceea ce duce la o creștere a timpului de acumulare a energiei în inductor și la eliberarea ulterioară a acestuia către sarcină:

De asemenea, nu este greu de observat că prin creșterea sarcinii, amplitudinea tensiunii la pinul 3 crește, de asemenea, deoarece curentul care curge prin tranzistorul de putere crește.
Rămâne de văzut ce se întâmplă la scurgere în modul de stabilizare și în absența lui completă. Întoarcem un fascicul albastru pe scurgerea tranzistorului și eliminăm tensiunea de feedback de la LED. Oscilograma este foarte instabilă, deoarece osciloscopul nu poate determina cu ce margine ar trebui să se sincronizeze - după puls există un „chatter” destul de decent de auto-inducție. Rezultatul este imaginea următoare.

Se schimbă și tensiunea de pe rezistența de sarcină, dar nu voi face un GIF - pagina este deja destul de „grea” în ceea ce privește traficul, așa că declar cu toată responsabilitatea că tensiunea de pe sarcină este egală cu tensiunea de pe sarcină. valoarea maximă din imaginea de mai sus minus 0,5 volți.

SĂ SUMĂM

UC3845 este un driver universal de auto-clockare pentru convertoare de tensiune cu un singur capăt, poate funcționa atât în ​​convertoare flyback, cât și înainte.
Poate funcționa în modul releu, poate funcționa în mod complet stabilizator de tensiune PWM cu limitare de curent. Este tocmai o limitare, deoarece în timpul unei suprasarcini microcircuitul intră în modul de stabilizare a curentului, a cărui valoare este determinată de proiectantul circuitului. Pentru orice eventualitate, un mic semn care arată dependența curentului maxim de valoarea rezistenței de limitare a curentului:

Pentru reglarea completă a tensiunii PWM, IC-ul necesită o sarcină deoarece utilizează o tensiune de rampă pentru a compara cu tensiunea controlată.
Stabilizarea tensiunii poate fi organizată în trei moduri, dar unul dintre ele necesită un tranzistor suplimentar și mai multe rezistențe, iar acest lucru este în conflict cu formula MAI puține piese – mai multă fiabilitate, deci două metode pot fi considerate de bază:
Folosind un amplificator de eroare integrat.În acest caz, tranzistorul optocupler de feedback este conectat de către colector la o tensiune de referință de 5 volți (pin 8), iar emițătorul furnizează tensiune intrării inversoare a acestui amplificator prin rezistorul OS. Această metodă este recomandată pentru designerii mai experimentați, deoarece dacă câștigul amplificatorului de eroare este mare, acesta poate deveni excitat.
Fără a utiliza un amplificator de eroare integrat.În acest caz, colectorul optocuplerului de reglare este conectat direct la ieșirea amplificatorului de eroare (pin 1), iar emițătorul este conectat la firul comun. Intrarea amplificatorului de eroare este, de asemenea, conectată la firul comun.
Principiul de funcționare al PWM se bazează pe monitorizarea tensiunii medii de ieșire și a curentului maxim. Cu alte cuvinte, dacă sarcina noastră scade, tensiunea de ieșire crește, iar amplitudinea ferăstrăului de pe rezistența de măsurare a curentului scade și durata impulsului scade până când echilibrul pierdut între tensiune și curent este restabilit. Pe măsură ce sarcina crește, tensiunea controlată scade și curentul crește, ceea ce duce la o creștere a duratei impulsurilor de control.

Este destul de ușor să organizați un stabilizator de curent pe un microcircuit, iar controlul curentului care curge este controlat la fiecare ciclu, ceea ce elimină complet supraîncărcarea treptei de putere cu alegerea corectă a tranzistorului de putere și limitarea curentului sau mai mult. mai exact, rezistența de măsurare instalată la sursa tranzistorului cu efect de câmp. Acest fapt a făcut ca UC3845 să fie cel mai popular la proiectarea mașinilor de sudură de uz casnic.
UC3845 are „greblă” destul de serioasă - producătorul nu recomandă utilizarea microcircuitului la temperaturi sub zero, așa că în fabricarea mașinilor de sudură ar fi mai logic să folosiți UC2845 sau UC1845, dar acestea din urmă sunt într-o oarecare lipsă. UC2845 este puțin mai scump decât UC3845, nu atât de catastrofal cum au indicat vânzătorii autohtoni (prețurile în ruble de la 1 martie 2017).

Frecvența microcircuitelor XX44 și XX45 este de 2 ori mai mică decât frecvența ceasului, iar coeficientul de umplere nu poate depăși 50%, atunci este cel mai favorabil pentru convertoarele cu transformator. Dar microcircuitele XX42 și XX43 sunt cele mai potrivite pentru stabilizatoarele PWM, deoarece durata impulsului de control poate ajunge la 100%.

Acum, după ce am înțeles principiul de funcționare al acestui controler PWM, putem reveni la proiectarea unei mașini de sudură pe baza acestuia...