1uc3842的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

　　uc3842是美國unitrode公司生產(chǎn)的一種高性能單端輸出式電流控制型脈寬調(diào)制器芯片。

　　uc3842為8腳雙列直插式封裝，其內(nèi)部原理框圖如圖1所示。主要由5.0v基準(zhǔn)電壓源、用來精確地控制占空比調(diào)定的振蕩器、降壓器、電流測定比較器、pwm鎖存器、高增益e/a誤差放大器和適用于驅(qū)動(dòng)功率mosfet的大電流推挽輸出電路等構(gòu)成。端1為comp端；端2為反饋端；端3為電流測定端；端4接rt、ct確定鋸齒波頻率；端5接地；端6為推挽輸出端，有拉、灌電流的能力；端7為集成塊工作電源電壓端，可以工作在8～40v；端8為內(nèi)部供外用的基準(zhǔn)電壓5v，帶載能力50ma。

　　2電路結(jié)構(gòu)與工作原理

　　圖2所示為筆者在實(shí)際工作中使用的電路圖。輸入電壓為24v直流電。三路直流輸出，分別為+5v/4a，+12v/0.3a和-12v/0.3a。所有的二極管都采用快速反應(yīng)二極管，核心pwm器件采用uc3842。開關(guān)管采用快速大功率場效應(yīng)管。

　　2.1啟動(dòng)過程

　　首先由電源通過啟動(dòng)電阻r1提供電流給電容c2充電，當(dāng)c2電壓達(dá)到uc3842的啟動(dòng)電壓門檻值16v時(shí)，uc3842開始工作并提供驅(qū)動(dòng)脈沖，由6端輸出推動(dòng)開關(guān)管工作，輸出信號為高低電壓脈沖。高電壓脈沖期間，場效應(yīng)管導(dǎo)通，電流通過變壓器原邊，同時(shí)把能量儲(chǔ)存在變壓器中。根據(jù)同名端標(biāo)識情況，此時(shí)變壓器各路副邊沒有能量輸出。當(dāng)6腳輸出的高電平脈沖結(jié)束時(shí)，場效應(yīng)管截止，根據(jù)楞次定律，變壓器原邊為維持電流不變，產(chǎn)生下正上負(fù)的感生電動(dòng)勢，此時(shí)副邊各路二極管導(dǎo)通，向外提供能量。同時(shí)反饋線圈向uc3842供電。uc3842內(nèi)部設(shè)有欠壓鎖定電路，其開啟和關(guān)閉閾值分別為16v和10v，如圖3所示。在開啟之前，uc3842消耗的電流在1ma以內(nèi)。電源電壓接通之后，當(dāng)7端電壓升至16v時(shí)uc3842開始工作，啟動(dòng)正常工作后，它的消耗電流約為15ma。因?yàn)閡c3842的啟動(dòng)電流在1ma以內(nèi)，設(shè)計(jì)時(shí)參照這些參數(shù)選取r1，所以在r1上的功耗很小。

　　當(dāng)然，若vcc端電壓較小時(shí)，在r1上的壓降很小，全部供電工作都可由r1降壓后來完成。但是，通常情況下，vcc端電壓都比較大，這樣完全通過r1來提供正常工作電壓就會(huì)使r1自身功耗太大，對整個(gè)電源來說效率太低。一般來說，隨著uc3842的啟動(dòng)，r1的工作也就基本結(jié)束，余下的任務(wù)交給反饋繞組，由反饋繞組產(chǎn)生電壓來為uc3842供電。故r1的功率不必選得很大，1w、2w就足夠了。筆者認(rèn)為，雖然理論上uc3842啟動(dòng)電流在1ma以內(nèi)，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)，按1.6～2.0ma設(shè)計(jì)則工作比較便利。即當(dāng)vcc端電壓為u伏時(shí)

　　2.2穩(wěn)壓過程

　　從圖2中可知，當(dāng)場效應(yīng)管導(dǎo)通時(shí)，整流電壓加在變壓器t初級繞組np上的電能變成磁能儲(chǔ)存在變壓器中，在場效應(yīng)管導(dǎo)通結(jié)束時(shí)，np繞組中電流達(dá)到最大值ipmax，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：

　　式中：e——整流電壓；lp——變壓器初級繞組電感；ton——場效應(yīng)管導(dǎo)通時(shí)間。

　　在場效應(yīng)管關(guān)閉瞬間，變壓器次級繞組放電電流為最大值ismax，若忽略各種損耗應(yīng)為：

　　式中：n——變壓器變比，n=np/ns，np、ns為變壓器初、次級繞組匝數(shù)。

　　高頻變壓器在場效應(yīng)管導(dǎo)通期間初級繞組儲(chǔ)存的能量與場效應(yīng)管關(guān)閉期間次級繞組釋放的能量相等：

　　式中：ls——變壓器次級繞組電感；uo——輸出電壓；toff——場效應(yīng)管關(guān)閉時(shí)間。

　　上式說明，輸出電壓uo與ton成正比，與匝比n及toff成反比。比如，由于電源電壓變化或負(fù)載變化而引起輸出電壓降低時(shí)，反饋線圈的輸出電壓則會(huì)變低，從而使2端電壓變低，則脈寬調(diào)制器會(huì)相應(yīng)的增大輸出pwm波形的占空比，使大功率晶體管導(dǎo)通的時(shí)間變長；反之，當(dāng)電源電壓變化或負(fù)載變化而引起輸出電壓升高時(shí)，則脈寬調(diào)制器會(huì)相應(yīng)的減小pwm輸出脈沖波形的占空比，使大功率晶體管導(dǎo)通的時(shí)間變短，從而維持輸出電壓為一恒定值。

　　uc3842為固定工作頻率脈寬調(diào)制方式，輸出電壓或負(fù)載變化時(shí)僅調(diào)整占空比，控制場效應(yīng)管的導(dǎo)通時(shí)間。反饋電壓輸入2腳，此腳電壓與內(nèi)部2.5v基準(zhǔn)進(jìn)行比較，產(chǎn)生控制電壓，從而控制脈沖寬度；輸出脈沖的頻率由4腳外接定時(shí)電阻rt及定時(shí)電容ct決定，f

　　rt的單位取kω，ct取μf。3腳為電感電流傳感器端，當(dāng)取樣超過1v時(shí)，縮小導(dǎo)通脈寬，使