一種基于UC3842的 改進(jìn)型的應(yīng)用電路

1.UC3842 內(nèi)部工作原理簡介

圖1 示出了UC3842 內(nèi)部框圖和引腳圖，UC3842 采用固定工作頻率脈沖寬度可控調(diào)制方式，共有8 個(gè)引腳，各腳功能如下：

①腳是誤差放大器的輸出端，外接阻容元件用于改善誤差放大器的增益和頻率特性;

②腳是反饋電壓輸入端，此腳電壓與誤差放大器同相端的2.5V 基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生誤差電壓，從而控制脈沖寬度;

③腳為電流檢測輸入端， 當(dāng)檢測電壓超過1V時(shí)縮小脈沖寬度使電源處于間歇工作狀態(tài);

④腳為定時(shí)端，內(nèi)部振蕩器的工作頻率由外接的阻容時(shí)間常數(shù)決定，f=1.72/(RT×CT);

⑤腳為公共地端;

⑥腳為推挽輸出端，內(nèi)部為圖騰柱式，上升、下降時(shí)間僅為50ns 驅(qū)動(dòng)能力為±1A ;

⑦腳是直流電源供電端，具有欠、過壓鎖定功能，芯片功耗為15mW;

⑧腳為5V 基準(zhǔn)電壓輸出端，有50mA 的負(fù)載能力。

圖1 UC3842 內(nèi)部原理框圖

2.UC3842 組成的開關(guān)電源電路

圖2 是由UC3842 構(gòu)成的開關(guān)電源電路，220V 市電由C1、L1 濾除電磁干擾，負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻Rt1 限流，再經(jīng)VC 整流、C2 濾波，電阻R1、電位器RP1 降壓后加到UC3842 的供電端(⑦腳)，為UC3842 提供啟動(dòng)電壓，電路啟動(dòng)后變壓器的付繞組③④的整流濾波電壓一方面為UC3842 提供正常工作電壓，另一方面經(jīng)R3、R4 分壓加到誤差放大器的反相輸入端②腳，為UC3842 提供負(fù)反饋電壓，其規(guī)律是此腳電壓越高驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比越小，以此穩(wěn)定輸出電壓。④腳和⑧腳外接的R6、C8 決定了振蕩頻率，其振蕩頻率的最大值可達(dá)500KHz。R5、C6用于改善增益和頻率特性。⑥腳輸出的方波信號(hào)經(jīng)R7、R8 分壓后驅(qū)動(dòng)MOSFEF 功率管，變壓器原邊繞組①②的能量傳遞到付邊各繞組，經(jīng)整流濾波后輸出各數(shù)值不同的直流電壓供負(fù)載使用。電阻R10 用于電流檢測，經(jīng)R9、C9 濾濾后送入U(xiǎn)C3842 的③腳形成電流反饋環(huán). 所以由UC3842 構(gòu)成的電源是雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，電壓穩(wěn)定度非常高，當(dāng)UC3842 的③腳電壓高于1V 時(shí)振蕩器停振，保護(hù)功率管不至于過流而損壞。

電路上電時(shí)，外接的啟動(dòng)電路通過引腳7提供芯片需要的啟動(dòng)電壓。在啟動(dòng)電源的作用下，芯片開始工作，脈沖寬度調(diào)制電路產(chǎn)生的脈沖信號(hào)經(jīng)6腳輸出驅(qū)動(dòng)外接的開關(guān)功率管工作。功率管工作產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)取樣電路轉(zhuǎn)換為低壓直流信號(hào)反饋到3腳，維護(hù)系統(tǒng)的正常工作。電路正常工作后，取樣電路反饋的低壓直流信號(hào)經(jīng)2腳送到內(nèi)部的誤差比較放大器，與內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生的誤差信號(hào)送到脈寬調(diào)制電路，完成脈沖寬度的調(diào)制，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。如果輸出電壓由于某種原因變高，則2腳的取樣電壓也變高，脈寬調(diào)制電路會(huì)使輸出脈沖的寬度變窄，則開關(guān)功率管的導(dǎo)通時(shí)間變短，輸出電壓變低，從而使輸出電壓穩(wěn)定，反之亦然。鋸齒波振蕩電路產(chǎn)生周期性的鋸齒波，其周期取決于4腳外接的RC網(wǎng)絡(luò)。所產(chǎn)生的鋸齒波送到脈沖寬度調(diào)制器，作為其工作周期，脈寬調(diào)制器輸出的脈沖周期不變，而脈沖寬度則隨反饋電壓的大小而變化。

3 電路的調(diào)試

此電路的調(diào)試需要注意：一是調(diào)節(jié)電位器RP1使電路起振，起振電流在1mA左右;二是起振后變壓器③④繞組提供的直流電壓應(yīng)能使電路正常工作，此電壓的范圍大約為11～17V 之間;三是根據(jù)輸出電壓的數(shù)值大小來改變R4，以確定其反饋量的大小;四是根據(jù)保護(hù)要求來確定檢測電阻R10 的大小，通常R10 是2W、1Ω以下的電阻。

圖2 UC3842 構(gòu)成的開關(guān)電源

2.UC3842開關(guān)電源保護(hù)的幾個(gè)技巧

用UC3842做的開關(guān)電源的典型電路見圖1。

過載和短路保護(hù)，一般是通過在開關(guān)管的源極串一個(gè)電阻(R4)，把電流信號(hào)送到3842的第3腳來實(shí)現(xiàn)保護(hù)。當(dāng)電源過載時(shí)，3842保護(hù)動(dòng)作，使占空比減小，輸出電壓降低，3842的供電電壓Vaux也跟著降低，當(dāng)?shù)偷?842不能工作時(shí)，整個(gè)電路關(guān)閉，然后靠R1、R2開始下一次啟動(dòng)過程。這被稱為“打嗝”式(hiccup)保護(hù)。

在這種保護(hù)狀態(tài)下，電源只工作幾個(gè)開關(guān)周期，然后進(jìn)入很長時(shí)間(幾百ms到幾s)的啟動(dòng)過程，平均功率很低，即使長時(shí)間輸出短路也不會(huì)導(dǎo)致電源的損壞。由于漏感等原因，有的開關(guān)電源在每個(gè)開關(guān)周期有很大的開關(guān)尖峰，即使在占空比很小時(shí)，輔助電壓Vaux也不能降到足夠低，所以一般在輔助電源的整流二極管上串一個(gè)電阻(R3)，它和C1形成RC濾波，濾掉開通瞬間的尖峰。仔細(xì)調(diào)整這個(gè)電阻的數(shù)值，一般都可以達(dá)到滿意的保護(hù)。使用這個(gè)電路，必須注意選取比較低的輔助電壓Vaux，對(duì)3842一般為13～15V，使電路容易保護(hù)。

圖2、3、4是常見的電路。

圖2采取拉低第1腳的方法關(guān)閉電源。

圖3采用斷開振蕩回路的方法。

圖4采取抬高第2腳，進(jìn)而使第1腳降低的方法。

在這3個(gè)電路里R3電阻即使不要，仍能很好保護(hù)。注意電路中C4的作用，電源正常啟動(dòng)，光耦是不通的，因此靠C4來使保護(hù)電路延遲一段時(shí)間動(dòng)作。在過載或短路保護(hù)時(shí)，它也起延時(shí)保護(hù)的左右。在燈泡、馬達(dá)等啟動(dòng)電流大的場合，C4的取值也要大一點(diǎn)。

圖1是使用最廣泛的電路，然而它的保護(hù)電路仍有幾個(gè)問題：

1. 在批量生產(chǎn)時(shí)，由于元器件的差異，總會(huì)有一些電源不能很好保護(hù)，這時(shí)需要個(gè)別調(diào)整R3的數(shù)值，給生產(chǎn)造成麻煩;

2. 在輸出電壓較低時(shí)，如3.3V、5V，由于輸出電流大，過載時(shí)輸出電壓下降不大，也很難調(diào)整R3到一個(gè)理想的數(shù)值;

3. 在正激應(yīng)用時(shí)，輔助電壓Vaux雖然也跟隨輸出變化，但跟輸入電壓HV的關(guān)系更大，也很難調(diào)整R3到一個(gè)理想的數(shù)值。

這時(shí)如果采用輔助電路來實(shí)現(xiàn)保護(hù)關(guān)斷，會(huì)達(dá)到更好的效果。輔助關(guān)斷電路的實(shí)現(xiàn)原理：在過載或短路時(shí)，輸出電壓降低，電壓反饋的光耦不再導(dǎo)通，輔助關(guān)斷電路當(dāng)檢測到光耦不再導(dǎo)通時(shí)，延遲一段時(shí)間就動(dòng)作，關(guān)閉電源。

3.UC3842應(yīng)用于電壓反饋電路中的探討

通常，PWM型開關(guān)電源把輸出電壓的采樣作為PWM控制器的反饋電壓，該反饋電壓經(jīng)PWM控制器內(nèi)部的誤差放大器后，調(diào)整開關(guān)信號(hào)的占空比以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。但不同的電壓反饋電路，其輸出電壓的穩(wěn)定精度是不同的。

1 概述

本文首先對(duì)電流型脈寬控制器UC3842(內(nèi)部電路圖如圖1所示)常用的三種穩(wěn)定輸出電壓電路作了介紹，分析其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種新的電壓反饋電路，實(shí)驗(yàn)證明這種新的電路具有很好的穩(wěn)壓效果。

圖1 UC3842電路結(jié)構(gòu)圖

2 UC3842常用的電壓反饋電路

2.1 輸出電壓直接分壓作為誤差放大器的輸入

如圖2所示，輸出電壓Vo經(jīng)R2及R4分壓后作為采樣信號(hào)，輸入U(xiǎn)C3842腳2(誤差放大器的反向輸入端)。誤差放大器的正向輸入端接UC3842內(nèi)部的2.5V的基準(zhǔn)電壓。當(dāng)采樣電壓小于2.5V時(shí)，誤差放大器正向和反向輸出端之間的電壓差經(jīng)放大器放大后，調(diào)節(jié)輸出電壓，使得UC3842的輸出信號(hào)的占空比變大，輸出電壓上升，最終使輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定的電壓值。R3與C1并聯(lián)構(gòu)成電流型反饋。

這種電路的優(yōu)點(diǎn)是采樣電路簡單，缺點(diǎn)是輸入電壓和輸出電壓必須共地，不能做到電氣隔離。勢必 引起電源布線的困難，而且電源工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，容易引起電磁干擾，必然帶來電路設(shè)計(jì)的困難，所以這種方法很少使用。

圖2 輸出電壓直接分壓采樣

2.2 輔助電源輸出電壓分壓作為誤差放大器的輸入

如圖3所示，當(dāng)輸出電壓升高時(shí)，單端反激式變壓器T的輔助繞組上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓也升高，該電壓經(jīng)過D2，D3，C15，C14，C13和R15組成的整流、濾波和穩(wěn)壓網(wǎng)絡(luò)后得到一直流電壓，給UC3842供電。同時(shí)該電壓經(jīng)R2及R4分壓后作為采樣電壓，送入U(xiǎn)C3842的腳2，在與基準(zhǔn)電壓比較后，經(jīng)誤差放大器放大，使腳6輸出脈沖的占空比變小，輸出電壓下降，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。同樣，當(dāng)輸出電壓降低時(shí)，使腳6輸出脈沖的占空比變大，輸出電壓上升，最終使輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定的值。

圖3 輔助電源輸出電壓分壓采樣

這種電路的優(yōu)點(diǎn)是采樣電路簡單，副邊繞組、原邊繞組和輔助繞組之間沒有任何的電氣通路，容易布線。缺點(diǎn)是并非從副邊繞組直接得到采樣電壓，穩(wěn)壓效果不好，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電源的負(fù)載變化較大時(shí)，基本上不能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。該電路適用于針對(duì)某種固定負(fù)載的情況。

2.3 采用線性光耦改變誤差放大器的輸入誤差電壓

如圖4所示，該開關(guān)電源的電壓采樣電路有兩路：一是輔助繞組的電壓經(jīng)D1，D2，C1，C2，C3，R9組成的整流、濾波和穩(wěn)壓后得到16V的直流電壓給UC3842供電，另外，該電壓經(jīng)R2及R4分壓后得到一采樣電壓，該路采樣電壓主要反映了直流母線電壓的變化;另一路是光電耦合器、三端可調(diào)穩(wěn)壓管Z和R4，R5，R6，R7，R8組成的電壓采樣電路，該路電壓反映了輸出電壓的變化;當(dāng)輸出電壓升高時(shí)，經(jīng)電阻R7及R8分壓后輸入Z的參考電壓也升高，穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值升高，流過光耦中發(fā)光二極管的電流減小，流過光耦中的光電三極管的電流也相應(yīng)的減小，誤差放大器的輸入反饋電壓降低，導(dǎo)致UC3842腳6輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比變小，于是輸出電壓下降，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。

圖4 采用輔助電源采樣和光耦采樣綜合

該電路因?yàn)椴捎昧斯怆婑詈掀?，?shí)現(xiàn)了輸出和輸入的隔離，弱電和強(qiáng)電的隔離，減少了電磁干擾，抗干擾能力較強(qiáng)，而且是對(duì)輸出電壓采樣，有很好的穩(wěn)壓性能。缺點(diǎn)是外接元器件增多，增加了布線的困難，增加了電源的成本。

3 線性光耦改變誤差放大器增益電壓反饋電路及實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 采用線性光耦改變誤差放大器的增益

如圖5所示，該電壓采樣及反饋電路由R2，R5，R6，R7，R8，C1，光電耦合器、三端可調(diào)穩(wěn)壓管Z組成。當(dāng)輸出電壓升高時(shí)，輸出電壓經(jīng)R7及R8分壓得到的采樣電壓(即Z的參考電壓)也升高，Z的穩(wěn)壓值也升高，流過光耦中發(fā)光二極管中的電流減小，導(dǎo)致流過光電三極管中的電流減小，相當(dāng)于C1并聯(lián)的可變電阻的阻值變大(該等效電阻的阻值受流過發(fā)光二極管電流的控制)，誤差放大器的增益變大，導(dǎo)致UC3842腳6輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比變小，輸出電壓下降，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。當(dāng)輸出電壓降低時(shí)，誤差放大器的增益變小，輸出的開關(guān)信號(hào)占空比變大，最終使輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定的值。因?yàn)椋琔C3842的電壓反饋輸入端腳2接地，所以，誤差放大器的輸入誤差總是固定的，改變的是誤差放大器的增益(可將線性光耦中的光電三極管視為一可變電阻)，其等效電路圖如圖6所示。

圖5 采用光耦改變誤差放大器的增益

圖6 改變誤差放大器增益的等效電路

該電路通過調(diào)節(jié)誤差放大器的增益而不是調(diào)節(jié)誤差放大器的輸入誤差來改變誤差放大器的輸出，從而改變開關(guān)信號(hào)的占空比。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不僅外接元器件較少，而且在電壓采樣電路中采用了三端可調(diào)穩(wěn)壓管，使得輸出電壓在負(fù)載發(fā)生較大的變化時(shí)，輸出電壓基本上沒有變化。實(shí)驗(yàn)證明與上述三種反饋電路相比，該電路具有很好的穩(wěn)壓效果。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

將這種新的采用線性光耦改變誤差放大器增益的電壓反饋電路，用于一48V/12V的單端反激式DC/DC開關(guān)電源(最大輸出電流5A)，顯示該電源輸出電壓穩(wěn)定，帶負(fù)載能力強(qiáng)。圖7(a)-(h)分別給出了當(dāng)負(fù)載為100Ω，25Ω，10Ω，3Ω時(shí)的輸出電壓和驅(qū)動(dòng)波形，從波形可以看出，當(dāng)負(fù)載電流逐漸增大時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比相應(yīng)增大，但輸出電壓始終穩(wěn)定在12.16V。

(a) 100Ω時(shí)的輸出波形 (b) 100Ω時(shí)的驅(qū)動(dòng)波形

(c) 25Ω時(shí)的輸出波形 (d) 25Ω時(shí)的驅(qū)動(dòng)波形

(e) 10Ω時(shí)的輸出波形 (f) 10Ω時(shí)的驅(qū)動(dòng)波形

(g) 3Ω時(shí)的輸出波形 (h) 3Ω時(shí)的驅(qū)動(dòng)波形

4 結(jié)語

在單端隔離式PWM型電源中，電流型脈寬調(diào)制器UC3842有著廣闊的應(yīng)用范圍，本文在分析了三種常用的電壓反饋電路的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種新的采用線性光耦改變UC3842誤差放大器增益的電壓反饋電路。實(shí)驗(yàn)證明，新的電壓反饋電路使得穩(wěn)壓精度高，負(fù)載適應(yīng)性強(qiáng)。

4.一款用UC3842設(shè)計(jì)的電動(dòng)車充電器工作原理分析(附圖)：

UC3842工作原理：

該電路的電源部分使用單端式脈寬調(diào)制型開關(guān)電源，脈寬調(diào)制IC使用的是UC3842。UC3842是一種電流型脈寬控制器，它可以直接驅(qū)動(dòng)MOS管、IGBT等，適合于制作單端電路。

220V整流濾波后的約300V直流電壓經(jīng)電阻R1降壓后加到UC3842的供電端(7端)，為UC3842提供啟動(dòng)電壓，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。在開啟之前，UC3842消耗的電流在1mA以內(nèi)。啟動(dòng)正常工作后，它的消耗電流約為15mA。反饋繞組為其提供維持正常工作電壓。由于漏感等原因，開關(guān)電源在每個(gè)開關(guān)周期有很大的開關(guān)尖峰，即使在占空比很小時(shí)，輔助電壓也不能降到足夠低，所以輔助電源的整流二極管上串一個(gè)電阻(R3)，它和C9形成RC濾波，濾掉開通瞬間的尖峰。 接在4腳的R5、C6決定了開關(guān)電源的工作頻率。計(jì)算公式為：Fosc (kHz) = 1.72 / (RT (k) × CT (uf))，此電路的工作頻率為40KHz。

過載和短路保護(hù)，通過在開關(guān)管的源極串一個(gè)電阻(R12)，把電流信號(hào)經(jīng)R10、R11送到3842的第3腳來實(shí)現(xiàn)保護(hù)。當(dāng)電源過載時(shí)，3842保護(hù)動(dòng)作，使占空比減小，輸出電壓降低，3842的供電電壓也跟著降低，當(dāng)?shù)偷?842不能工作時(shí)，整個(gè)電路關(guān)閉，然后靠R1開始下一次啟動(dòng)過程。在這種保護(hù)狀態(tài)下，電源只工作幾個(gè)開關(guān)周期，然后進(jìn)入很長時(shí)間(約500ms)的啟動(dòng)過程，平均功率很低，即使長時(shí)間輸出短路也不會(huì)導(dǎo)致電源的損壞。

穩(wěn)壓過程：

UC3842的2腳是電壓檢測端。輸出電壓經(jīng)R18、R19、W1分壓為U4(TL431)參考端(1腳)提供參考電壓。TL431是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。內(nèi)部含有一個(gè)2.5V的基準(zhǔn)電壓，所以當(dāng)在參考端引入輸出反饋時(shí)，器件可以通過從陰極(3腳)到陽極(2腳)很寬范圍的分流，控制輸出電壓。若輸出電壓增大，反饋量增大，TL431的分流也就增加。線性光耦(U2)的發(fā)光二極管亮度增加，輸出電阻減小。UC3842的2腳電壓升高，驅(qū)動(dòng)脈寬減小。最終使電壓穩(wěn)定下來。

充電過程：

當(dāng)BATT+、BATT-接上畜電池時(shí)，畜電池正端經(jīng)R13、D10使K1吸合。充電回路閉合，畜電池開始充電。當(dāng)畜電池接反時(shí)，由于D10反向截止，K1不會(huì)吸合，充電回路處于斷開狀態(tài)。不會(huì)燒壞R14、D7、D8、C11等元件。

剛充電時(shí)，畜電池電壓很低，充電電流會(huì)很大。R14兩端的壓降大于U3A的2腳R23、R24的分壓電壓，U3A輸出高電平，D13(紅色，充電指示燈)亮。當(dāng)充電電流達(dá)到1.8A時(shí)，R14兩端的壓降等于U5A的3腳R30、R31的分壓電壓，U5A開始起控。只要輸出電流有一點(diǎn)增加，U5A的1腳隨即輸出低電平，U2的1、2腳電流增加，4、5腳電阻減小，U1的2腳電壓升高，輸出電壓下降，最終使電流恒定在1.8A。

隨著充電時(shí)間的增加，畜電池的電壓也漸漸上升，當(dāng)充電電壓達(dá)到最高充電電壓(44V)時(shí)。U4的參考端電壓將達(dá)到2.5V，U4開始起控，使電壓穩(wěn)定下來。調(diào)節(jié)W1可以微調(diào)電壓值。此時(shí)電流不再恒定，而是漸漸減小。U5A也不再起控，一直處于高電平輸出狀態(tài)，由于D17的反向截止，不會(huì)影響輸出電壓。

當(dāng)充電電流小于0.4A時(shí),R14兩端的壓降小于U3A的2腳R23、R24的分壓電壓，U3A輸出低電平，D13滅。此時(shí)U3B的5腳電壓高于6腳電壓，7腳輸出高電平，D14(綠色，電源/浮充指示燈)亮，表示已充滿，進(jìn)入浮充狀態(tài)。同時(shí)經(jīng)R27限流，D15穩(wěn)壓，通過R28、D9、W2使U4的參考端電壓增加，從而使最大充電電壓降為浮充電壓。調(diào)節(jié)W2可微調(diào)浮充電壓。

5.UC3842的開關(guān)電源保護(hù)電路的改進(jìn)

1.UC3842的典型應(yīng)用電路

UC3842的典型應(yīng)用電路如圖1所示。該電路主要由橋式整流電路，高頻變壓器，MOS功率管以及電流型脈寬調(diào)制芯片UC3842構(gòu)成。其工作原理為：220V的交流電經(jīng)過橋式整流濾波電路后，得到大約+300V的直流高壓，這一直流電壓被M0S功率管斬波并通過高頻變壓器降壓，變成頻率為幾十kHz的矩形波電壓，再經(jīng)過輸出整流濾波，就得到了穩(wěn)定的直流輸出電壓。其中高頻變壓器的自饋線圈N2中感應(yīng)的電壓，經(jīng)D2整流后所得到的直流電壓被反饋到UC3842內(nèi)部的誤差放大器并和基準(zhǔn)電壓比較得到誤差電壓Vr，同時(shí)在取樣電阻R11上建立的直流電壓也被反饋到UC3842電流測定比較器的同柑輸入端，這個(gè)檢測電壓和誤差電壓Vt相比較，產(chǎn)生脈沖寬度可調(diào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，用來控制開關(guān)功率管的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間，以決定高頻變壓器的通斷狀態(tài)，從而達(dá)到輸出穩(wěn)壓的目的。圖l中，R5用來限制C8產(chǎn)生的充電峰值電流?？紤]到Vi及Vref上的噪聲電壓也會(huì)影響輸出的脈沖寬度，因此，在UC3842的腳7和腳8上分別接有消噪電容C4和C2。R7是MOS功率管的柵極限流電阻。另外，在UC3842的輸入端與地之間，還有34V的穩(wěn)壓管，一旦輸入端出現(xiàn)高壓，該穩(wěn)壓管就被反向擊穿，將Vi鉗位于34V，保護(hù)芯片不致壞。

2 UC3842保護(hù)電路的缺陷

2.1過載保護(hù)的缺陷

當(dāng)電源過載或輸出短路時(shí)，UC3842的保護(hù)電路動(dòng)作，使輸出脈沖的占空比減小，輸出電壓降低，UC3842的供電電壓也跟著降低，當(dāng)?shù)偷経C3842不能工作時(shí)，整個(gè)電路關(guān)閉，然后通過R6扦始下一次啟動(dòng)過程。這種保護(hù)被稱為“打嗝”式(hiccup)保護(hù)。在這種保護(hù)狀態(tài)下，電源只工作幾個(gè)開關(guān)周期，然后進(jìn)入很長時(shí)間(幾百ms到幾s)的啟動(dòng)過程，因此，它的平均功率很低。但是，由于變壓器存在漏感等原因，有的開關(guān)電源在每個(gè)開關(guān)周期都有很高的開關(guān)尖峰電壓，即使在占空比很小的情況下，輔助供電電壓也不能降到足夠低，所以不能實(shí)現(xiàn)理想的保護(hù)功能。

2.2電路穩(wěn)定性的缺陷

在圖l所示的電路中，當(dāng)電源的占空比大于50%，或變壓器工作在連續(xù)電流條件下時(shí)，整個(gè)電路就會(huì)產(chǎn)生分諧波振蕩，引起電源輸出的不穩(wěn)定。圖2表示了變壓器中電感電流的變化過程。沒在t0時(shí)刻，開關(guān)開始導(dǎo)通，使電感電流以斜率m1上升，該斜率是輸入電壓除以電感的函數(shù)。t1時(shí)刻，電流取樣輸入達(dá)到由控制電壓建立的門限，這導(dǎo)致開關(guān)斷開，電流以斜率m2衰減，直至下一個(gè)振蕩周期。如果此時(shí)有一個(gè)擾動(dòng)加到控制電壓上，那么它將產(chǎn)生一個(gè)△I，這樣我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)電路存在著不穩(wěn)定的情況，即在一個(gè)固定的振蕩器周期內(nèi)，電流衰減時(shí)閘減少，最小電流開關(guān)接通時(shí)刻t2上升了△I+△Im2/m1，最小電流在下一個(gè)周期t3減小到(△I+△Im2/m4)(m2/m1)，在每一個(gè)后續(xù)周期，該擾動(dòng)m2/m1被相乘，在開關(guān)接通時(shí)交替增加和減小電感電流，也許需要幾個(gè)振蕩器周期才能使電感電流為零，使過程重新開始，如果m2/m1大于l，變換器將會(huì)不穩(wěn)定。因此，圖l所示的電路在某狀態(tài)下存在著一定的失穩(wěn)隱患。

3 保護(hù)電路的改進(jìn)

針對(duì)上述分析，改進(jìn)電路如圖3所示，該電路具有以下特點(diǎn)。

1)通過在UC3842的采樣電壓處接入一個(gè)射極跟隨器，從而在控制電壓上增加了一個(gè)與脈寬調(diào)制時(shí)鐘同步的人為斜坡，它可以在后續(xù)的周期內(nèi)將△I擾動(dòng)減小到零。因此，即使系統(tǒng)工作在占空比大于50%或連續(xù)的電感電流條件下，系統(tǒng)也不會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。不過該補(bǔ)償斜坡的斜率必須等于或略大于m2/2，系統(tǒng)才能具有真正的穩(wěn)定性。

2)取樣電阻改用無感電阻。無感電阻是一種雙線并繞的繞線電阻，其精度高且容易做到大功率。采用無感電阻后，其阻抗不會(huì)隨著頻率的增加而增加。這樣，即使在高頻情況下取樣電阻所消耗的功率也不會(huì)超過它的標(biāo)稱功率，因此也就不會(huì)出現(xiàn)炸機(jī)現(xiàn)象。