Uc3842 opis principa rada. Opis UC3842, princip rada, dijagram ožičenja. Prekidačko napajanje bazirano na UC3842 čipu

UC3845
PRINCIP RADA

Iskreno govoreći, nije bilo moguće savladati UC3845 prvi put - samopouzdanje je odigralo okrutnu šalu. Međutim, mudriji po iskustvu, odlučio sam da konačno shvatim - ne tako veliki mikro krug - samo 8 nogu. Želim da izrazim posebnu zahvalnost svojim pretplatnicima, koji nisu stajali po strani i dali neka objašnjenja, čak su na mail poslali prilično detaljan članak i komad modela u Microcapu. HVALA VAM PUNO.
Koristeći linkove, poslane materijale, sjedio sam jednu ili dvije večeri i općenito su se sve zagonetke složile, iako su se neke ćelije ispostavile prazne. Ali pre svega...
Nije bilo moguće sklopiti analog UC3845 na logičkim elementima u Microcap 8 i 9 - logički elementi su striktno vezani za napajanje od pet volti, a ovi simulatori imaju kronične poteškoće sa samooscilacijom. Microcap 11 je pokazao iste rezultate:

Postojala je samo jedna opcija - Multisim. Verzija 12 je pronađena čak i sa krekom. Nisam koristio Multisim JAKO dugo vremena, pa sam morao da petljam. Prvo što me obradovalo je to što u Multisim-u postoji posebna biblioteka za pet-voltnu logiku i zasebna biblioteka za petnaest-voltnu logiku. Općenito, s tugom na pola, ispala je manje-više izvodljiva verzija, koja je pokazivala znakove života, ali on nije htio raditi baš onako kako se ponaša pravi mikrokolo, ma koliko ga uvjeravao. Prvo, modeli ne mjere nivo u odnosu na stvarnu nulu, pa bi se morao uvesti dodatni izvor negativnog prednapona. Ali u ovom slučaju, morao bih malo detaljnije objasniti šta je to i zašto, ali sam želio da se što više približim pravom mikrokolu.

Preturajući po Internetu, našao sam gotovu šemu, ali za Multisim 13. Preuzeo sam opciju 14, otvorio model i čak je radio, ali radost nije bila duga. Unatoč prisutnosti u samim bibliotekama dvanaestog i četrnaestog Multisim-a samog UC3845 čipa i njegovih analoga, brzo je postalo jasno da model mikrokola ne dopušta izradu SVE opcija za uključivanje ovog mikrokola. Konkretno, ograničenje struje i podešavanje izlaznog napona rade prilično pouzdano (iako često ispadne iz simulacije), ali je mikrokolo odbilo prihvatiti korištenje primjene greške uzemljenja na izlazu pojačala.

Uglavnom, iako su se kolica pomaknula sa svog mjesta, nisu daleko putovala. Ostala je samo jedna opcija - ispis datasheet-a na UC3845 i ploča sa trakom. Kako ne bih gledao na simulaciju opterećenja i simulaciju ograničenja struje, odlučio sam napraviti microbooster i već na njemu provjeriti što se zapravo događa s mikro krugom uz jednu ili drugu opciju uključivanja i korištenja.
Prvo, malo objašnjenje:
UC3845 čip zaista zaslužuje pažnju dizajnera napajanja različitih kapaciteta i namjena, ima niz gotovo analoga. Gotovo zato što prilikom zamjene mikrokola na ploči ništa drugo ne treba mijenjati, međutim, promjene temperature okoline mogu uzrokovati probleme. A neke podopcije se uopće ne mogu koristiti za direktnu zamjenu.

Na osnovu gornje tabele, jasno je da je UC3845 daleko od najbolje verzije ovog mikrokola, jer je njegova donja temperaturna granica ograničena na nula stepeni. Razlog je prilično jednostavan - ne drže svi aparat za zavarivanje u zagrijanoj prostoriji, a moguća je situacija kada trebate nešto zavariti izvan sezone, a zavarivač se ili ne uključuje ili otrcano eksplodira. ne, ne u komadiće, malo je vjerojatno da će čak i komadići energetskih tranzistora izletjeti, ali neće biti zavarivanja ni u jednom, pa čak i zavarivaču treba popravak. Provukavši se kroz Alija, došao sam do zaključka da je problem u potpunosti rješiv. Naravno, UC3845 je popularniji i ima ih više u prodaji, ali u prodaji je i UC2845:

UC2845 je naravno malo skuplji, ali u svakom slučaju je jeftiniji od JEDNOG tranzistora snage, tako da sam lično naručio desetak UC2845 uprkos činjenici da još uvijek ima 8 UC3845 na lageru. Pa, kako želiš.
Sada možemo govoriti o samom mikrokrugu, odnosno o principu njegovog rada. Slika ispod prikazuje blok dijagram UC3845, tj. sa internim okidačem koji ne dozvoljava da trajanje kontrolnog impulsa bude više od 50% perioda:

Usput, ako kliknete na sliku, otvorit će se u novoj kartici. Nije baš zgodno skakati između kartica, ali je u svakom slučaju praktičnije nego okretati kotačić miša naprijed-nazad, vraćajući se na sliku koja je otišla na vrh.
Mikrokolo omogućava dvostruku kontrolu napona napajanja. COMP1 prati napon napajanja kao takav i ako je manji od zadane vrijednosti, daje naredbu koja uzrokuje da se interni pet-voltni regulator isključi. Ako napon napajanja premašuje prag uključivanja, unutrašnji stabilizator se otključava i mikrokolo se pokreće. Drugi element za nadzor snage je element DD1, koji, u slučajevima kada se referentni napon razlikuje od norme, daje logičku nulu na svom izlazu. Ova nula pada na pretvarač DD3 i pretvorena u logičku jedinicu pada na logičko ILI DD4. U skoro svim blok dijagramima ovaj jednostavno ima inverzni ulaz, ali sam pretvarač izveo izvan ovog logičkog elementa - lakše je razumjeti princip rada.
Logički OR element radi na principu utvrđivanja prisutnosti logičke jedinice na bilo kojem od njenih ulaza. Zato se zove ILI - ako na ulazu 1, ILI na ulazu 2, ILI na ulazu 3, ILI na ulazu 4 postoji logička jedinica, onda će izlaz elementa biti logička jedinica.
Kada se na prvom ulazu ovog sabirača svih kontrolnih signala pojavi logička jedinica, na njegovom direktnom izlazu će se pojaviti logička jedinica, a na inverznom logička nula. U skladu s tim, gornji će se tranzistor drajvera zatvoriti, a donji će se otvoriti, čime će se zatvoriti tranzistor snage.
U ovom stanju mikrokolo će biti sve dok referentni analizator snage ne da dozvolu za rad i na njegovom izlazu se pojavi logička jedinica koja nakon pretvarača DD3 ne otključava izlazni element DD4.
Recimo da imamo normalnu snagu i mikrokolo počinje da radi. Glavni oscilator počinje generirati kontrolne impulse. Frekvencija ovih impulsa ovisi o vrijednostima otpornika za podešavanje frekvencije i kondenzatora. Ovdje postoji mala nedosljednost. Čini se da razlika nije velika, ali ipak postoji i postoji šansa da dobijete ne baš ono što ste željeli, odnosno vrlo vruć uređaj, kada će "brži" mikro krug od jednog proizvođača biti zamijenjen sporijim . Najljepša slika ovisnosti frekvencije o otporu otpornika i kapacitivnosti kondenzatora od Texas Instruments:

Drugi proizvođači rade stvari malo drugačije:

Ovisnost frekvencije o RC ocjenama čipa iz Fairchild-a

Ovisnost frekvencije o RC vrijednostima čipa STMicroelectronics

Ovisnost frekvencije od RC ocjena mikrokola od UNISONIC TECHNOLOGIES CO

Od generatora takta dobijaju se prilično kratki impulsi u obliku logičke jedinice. Ovi impulsi su podijeljeni u tri bloka:
1. Svejedno konačni sabirač DD4
2. D-okidač DD2
3. RS flip-flop na DD5
DD2 okidač je dostupan samo u mikro krugovima podserije 44 i 45. On je taj koji ne dozvoljava da trajanje kontrolnog impulsa postane duže od 50% perioda, jer mijenja svoje stanje u suprotno sa svakim dolaznim rubom logičke jedinice iz generatora takta. Time on dijeli frekvenciju sa dva, formirajući nule i jedinice istog trajanja.
To se događa na prilično primitivan način - sa svakim dolaznim frontom na ulaz sata C, okidač zapisuje sebi informaciju koja se nalazi na informacijskom ulazu D, a ulaz D je spojen na inverzni izlaz mikrokola. Zbog internog kašnjenja snimaju se obrnuta informacija. Na primjer, invertirajući izlaz je nivo logičke nule. Sa dolaskom prednjeg dijela impulsa na ulaz C, okidač ima vremena da zapiše ovu nulu prije nego što se nula pojavi na njegovom direktnom izlazu. Pa, ako imamo nulti direktni izlaz, onda će biti logička jedinica na inverzu. Sa dolaskom sljedeće ivice taktnog impulsa, okidač već upisuje logičku jedinicu u sebe, koja će se pojaviti na izlazu nakon nekoliko nanosekundi. Pisanje logičke jedinice dovodi do pojave logičke nule na inverznom izlazu okidača i proces će se početi ponavljati od sljedeće ivice impulsa takta.

Iz tog razloga je izlazna frekvencija mikro krugova UC3844 i UC3845 2 puta manja od one kod UC3842 i UC3843 - podijeljena je okidačem.
Dolaskom do ulaza postavke RS jedinice okidača DD5, prvi impuls dovodi okidač u stanje u kojem je njegov direktni izlaz logičan, a inverzni izlaz je nula. I dok se jedinica ne pojavi na ulazu R, okidač DD5 će biti u ovom stanju.
Pretpostavimo da nemamo nikakvih kontrolnih signala izvana, tada će se na izlazu pojačala greške OP1 pojaviti napon blizak referentnom naponu - nema povratne veze, invertni ulaz je u zraku, a referentni napon od 2,5 volti se primjenjuje na neinvertirajući ulaz.
Ovdje ću odmah napraviti rezervaciju - mene lično je donekle posramilo ovo pojačalo greške, ali nakon pažljivijeg proučavanja podatkovne tablice i zahvaljujući pretplatnicima koji su gurali nos, pokazalo se da izlaz ovog pojačala nije sasvim tradicionalan. Postoji samo jedan tranzistor u izlaznom stupnju OP1, koji povezuje izlaz na zajedničku žicu. Pozitivan napon stvara strujni generator kada je ovaj tranzistor otvoren ili potpuno zatvoren.
Iz OP1 izlaza napon prolazi kroz neku vrstu graničnika i razdjelnika napona 2R-R. Osim toga, ista magistrala ima ograničenje napona od 1 volta, tako da ni pod kojim uvjetima više od jednog volta ne pada na invertni ulaz OP2 ni pod kojim okolnostima.
OP2 je u suštini komparator koji upoređuje napone na svojim ulazima, ali komparator je također lukav - konvencionalno operaciono pojačalo ne može uporediti tako niske napone - od stvarnih nula do jednog volta. Konvencionalnom operativnom pojačalu je potreban ili veći ulazni napon ili negativna ruka napona napajanja, tj. bipolarni napon. Isti komparator prilično se lako nosi sa analizom ovih napona, moguće je da unutra ima nekakve elemente za skretanje, ali čini se da nas ne zanima mnogo dijagram kola.
Općenito, OP2 uspoređuje napon koji dolazi s izlaza pojačivača greške, odnosno one ostatke napona koji se dobiju nakon prolaska kroz razdjelnik s naponom na trećem izlazu mikrosklopa (misli se na paket DIP-8).
Ali u ovom trenutku, na trećem izlazu nemamo ništa, a na invertirajući ulaz se primjenjuje pozitivan napon. Naravno, komparator će ga invertirati i formirati jasnu logičku nulu na svom izlazu, što ni na koji način neće utjecati na stanje RS-okidača DD5.
Kao rezultat ovoga što se dešava, imamo logičku nulu na prvom ulazu odozgo, pošto je napajanje normalno, na drugom ulazu imamo kratke impulse generatora takta, na trećem ulazu imamo impulse sa D -okidač DD2, koji imaju isto trajanje nula i jedan. Na i na četvrtom ulazu imamo logičku nulu od DD5 RS flip-flopa. Kao rezultat toga, izlaz logičkog elementa će u potpunosti ponoviti impulse koji generiraju D-flip-flop DD2. Stoga, čim se logička jedinica pojavi na direktnom izlazu DD4, tranzistor VT2 će se otvoriti. Istovremeno će se na inverznom izlazu nalaziti logička nula, a tranzistor VT1 će biti zatvoren. Čim se na izlazu DD4 pojavi logička nula, VT2 se zatvara, a inverzni izlaz DD4 otvara VT1, što će poslužiti kao razlog za otvaranje tranzistora snage.
Struja koju VT1 i VT2 mogu izdržati je jedan amper, stoga ovo mikrokolo može uspješno pokretati relativno moćne MOSFET tranzistore bez dodatnih drajvera.
Da bi se tačno razumjelo kako se prilagođavaju procesi koji se odvijaju u napajanju, sastavljen je najjednostavniji pojačivač, jer zahtijeva najmanji broj dijelova namotaja. Prvi ZELENI prsten koji je došao pri ruci je uzet i na njemu je namotano 30 okreta. Količina uopće nije proračunata, samo jedan sloj namotaja je namotan i ništa više. Nisam brinuo o potrošnji - mikrokrug radi u širokom frekventnom rasponu, a ako krenete od frekvencija ispod 100 kHz, onda će to već biti sasvim dovoljno da spriječite da jezgra uđe u zasićenje.

Kao rezultat toga, dobivena je sljedeća shema pojačanja:

Svi vanjski elementi imaju prefiks bez što znači da jesu OUTSIDE detaljna mikro kola.
Odmah ću potpisati šta je na ovom dijagramu i zašto.
VT1 - baza je u suštini u vazduhu; baza je spojena ili na uzemljenje ili na pilu koju generiše sam mikro krug. Na ploči nema otpornika Rout 9 - čak mi je nedostajala potreba za njim.
Optocoupler Uout 1 koristi pojačalo greške OP1 za podešavanje izlaznog napona, stepen uticaja je regulisan otpornikom Rout 2. Optocoupler Uout 2 kontroliše izlazni napon zaobilazeći pojačavač greške, stepen uticaja je regulisan otpornikom Rout 4. tranzistor snage. Put 13 - podešavanje praga rada trenutnog ograničenja. Pa, Rout 8 - podešavanje frekvencije sata samog kontrolera.

Strujni tranzistor je nešto što je zalemljeno iz autokonvertera koji je bio na popravci - jedno rame se raspalilo, promijenili sve tranzistori (zašto je SVI odgovor OVDJE), a ovo je promjena, da tako kažem. Tako da ne znam šta je to - natpis je vrlo otrcan, općenito je nešto poput 40-50 ampera.
Prebacite opterećenje tipa 15 - 2 W u 150 oma, ali 2 W nije bilo dovoljno. Potrebno je ili povećati otpor, ili snagu otpornika - počinje smrdjeti ako radi 5-10 minuta.
VDout 1 - da se isključi utjecaj glavnog napajanja na rad kontrolera (čini se da je HER104 pao u ruke), VDout 2 - HER308, pa, ovo je zato da odmah ne lupi 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 već isključivo opcionalno, tko se JAKO želi riješiti relejne metode stabilizacije u praznom hodu. Više o ovome kasnije, ali za sada sam stavio ovaj otpornik sa strane staza:

Prvo uključivanje - motori SVE interlineatori moraju biti spojeni na masu, tj. ne utiču na strujno kolo. Motor Rout 8 je postavljen tako da otpor ovog otpornika bude 2-3 kOhm, pošto je kondenzator 2,2 nF, tada bi frekvencija trebala biti oko 300 kHz sa repom, stoga ćemo na izlazu UC3845 stići negdje oko 150 kHz.

Provjeravamo frekvenciju na izlazu samog mikrosklopa - točnije, budući da signal nije zatrpan udarnim procesima iz leptira za gas. Da bismo potvrdili razlike između frekvencije generiranja i frekvencije konverzije, stojimo na pin 4 sa žutom zrakom i vidimo da je frekvencija 2 puta veća. Ispostavilo se da je ista radna frekvencija jednaka 146 kHz:

Sada povećavamo napon na LED diodi optokaplera Uout 1 kako bismo kontrolirali promjenu načina stabilizacije. Ovdje treba podsjetiti da je klizač otpornika Rout 13 u donjem položaju prema dijagramu. Zajednička žica se takođe dovodi do baze VT1, tj. apsolutno se ništa ne dešava na pinu 3 i OP2 komparator ne reaguje na neinvertujući ulaz.
Postepeno povećavajući napon na LED diodi optokaplera, postaje očito da kontrolni impulsi jednostavno počinju nestajati. Promjenom sweep-a to postaje najočitije. To je zbog činjenice da OP2 samo prati ono što se dešava na svom invertirajućem ulazu, i čim izlazni napon OP1 padne ispod granične vrijednosti OP2, on na svom izlazu formira logičku jedinicu, koja prevodi okidač DD5 u nula. Naravno, ali na inverznom izlazu okidača pojavljuje se logička jedinica koja blokira konačni sabirač DD4. Dakle, mikrokolo je potpuno zaustavljeno.

Ali pojačivač je opterećen, tako da izlazni napon počinje da opada, Uout 1 LED počinje da smanjuje svjetlinu, Uout 1 tranzistor se zatvara i OP1 počinje povećavati svoj izlazni napon, a čim prijeđe OP2 prag, mikrokolo ponovo se pokreće.
Tako se izlazni napon stabilizuje u relejnom režimu, tj. mikrokolo generiše kontrolne impulse u serijama.
Dovođenjem napona na LED optokaplera Uout 2, tranzistor ovog optokaplera se lagano otvara, što rezultira smanjenjem napona koji se dovodi na komparator OP2, tj. procesi prilagođavanja se ponavljaju, ali OP1 više ne učestvuje u njima, tj. kolo je manje osjetljivo na promjene izlaznog napona. Zahvaljujući tome, paketi kontrolnih impulsa imaju stabilnije trajanje i slika se čini ugodnijom (čak je i osciloskop sinhronizovan):

Uklanjamo napon sa Uout 2 LED i, za svaki slučaj, provjeravamo prisutnost pile na gornjem izlazu R15 (žuta zraka):

Amplituda je nešto veća od volta i ova amplituda možda neće biti dovoljna, jer u kolu postoje razdjelnici napona. Za svaki slučaj, odvrnemo motor podešavanja otpornika R13 u gornji položaj i kontroliramo što se događa na trećem izlazu mikrokruga. U principu, nade su bile potpuno opravdane - amplituda nije dovoljna da pokrene trenutnu granicu (žuti zrak):

Pa, pošto nema dovoljno struje kroz induktor, to znači ili puno zavoja ili visoku frekvenciju. Premotavanje je previše lijeno, jer je Rout8 otpornik za podešavanje postavljen na ploči za podešavanje frekvencije. Rotiramo njegov regulator sve dok se na terminalu 3 kontrolera ne dobije potrebna amplituda napona.
U teoriji, čim se dostigne prag, tj. čim amplituda napona na pinu 3 postane malo veća od jednog volta, trajanje kontrolnog impulsa će biti ograničeno, jer kontroler već počinje misliti da je struja previše visoka i zatvorit će tranzistor snage.
Zapravo, to se počinje događati na frekvenciji od oko 47 kHz, a daljnje smanjenje frekvencije praktički nije utjecalo 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 radi, na primjer, TL494, a ako je napajanje ispravno dizajnirano, onda snaga tranzistor se nikad nece moci zateturati...
Sada povećavamo frekvenciju dok trenutno ograničenje ne prestane da utiče, međutim, napravićemo marginu - postavili smo tačno 100 kHz. Plavi snop i dalje pokazuje kontrolne impulse, ali žuti snop stavljamo na LED Uout 1 optospojlera i počinjemo rotirati dugme za podešavanje otpornika. Neko vrijeme oscilogram izgleda isto kao u prvom eksperimentu, ali postoji i razlika, nakon što se prijeđe kontrolni prag, trajanje impulsa počinje da se smanjuje, odnosno do pravog podešavanja dolazi kroz modulaciju širine impulsa. I ovo je samo jedan od trikova ovog mikrosklopa - kao referentna pila za usporedbu koristi pilu koja se formira na otporniku koji ograničava struju R14 i tako stvara stabilizirani napon na izlazu:

Ista stvar se dešava kada se poveća napon na Uout 2 rabatu, iako u mojoj verziji nije bilo moguće dobiti iste kratke impulse kao prvi put - svjetlina LED-a optokaplera nije bila dovoljna, a ja sam bio previše lijen da smanjite otpornik Rout 3.
U svakom slučaju, PWM stabilizacija se javlja i prilično je stabilna, ali samo u prisustvu opterećenja, tj. pojava pile, čak ni od velike važnosti, na izlazu 3 kontrolera. Bez ove testere, stabilizacija će se izvršiti u relejnom režimu.
Sada prebacujemo bazu tranzistora na pin 4, i na taj način prisilno napajamo pilu na pin 3. Ovo nije veliki posrtaj - za ovu fintu, morat ćete pokupiti otpornik Rout 9, budući da je amplituda prašine i ispostavilo se da je nivo konstantne komponente nešto visok.

Međutim, sada je sam princip rada zanimljiviji, pa ga provjeravamo spuštanjem motora trimera Rout 13 na tlo i počinjemo 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 ispala ovako:

Daljnjim povećanjem napona na LED diodi optokaplera dolazi do kvara u relejnom načinu rada.
Sada možete provjeriti nosivost pojačala. Da bismo to učinili, uvodimo ograničenje na izlazni napon, tj. primjenjujemo mali napon na LED Uout 1 i smanjujemo radnu frekvenciju. Sociogram jasno pokazuje da žuti zrak ne dostiže nivo od jednog volta, tj. ne postoji ograničenje struje. Ograničenje daje samo podešavanje izlaznog napona.
Paralelno s otpornikom opterećenja Rour 15, ugrađujemo još jedan otpornik od 100 oma i oscilogram jasno pokazuje povećanje trajanja kontrolnog impulsa, što dovodi do povećanja vremena akumulacije energije u induktoru i njegovog naknadnog vraćanja u opterećenje:

Također nije teško primijetiti da se povećanjem opterećenja povećava 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. Postajemo plavi snop na odvodu tranzistora i uklanjamo povratni napon sa LED-a. Oscilogram je veoma nestabilan, pošto osciloskop ne može da odredi na kojoj ivici da se sinhronizuje - nakon impulsa se prilično pristojno "priča" o samoindukciji. Rezultat je sljedeća slika.

Napon na otporniku opterećenja se također mijenja, ali neću praviti GIF - stranica se pokazala prilično "teškom" u smislu prometa, pa sa svom odgovornošću izjavljujem da je napon na opterećenju jednak naponu maksimalna vrijednost na slici iznad minus 0,5 volti.

SAŽIMANJE

UC3845 je univerzalni drajver sa samotaktiranjem za jednostrane naponske pretvarače koji mogu raditi i u povratnim i naprijed konvertorima.
Može raditi u režimu releja, može raditi u režimu punopravnog PWM regulatora napona sa ograničenjem struje. To je ograničenje, jer tijekom preopterećenja mikrokolo prelazi u režim stabilizacije struje, čiju vrijednost određuje dizajner kola. Za svaki slučaj, mala pločica ovisnosti maksimalne struje o vrijednosti otpornika koji ograničava struju:

Za potpunu PWM regulaciju napona, IC-u je potrebno opterećenje jer koristi pilasti napon za upoređivanje sa 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 sa formulom MANJE DELOVA, VIŠE POUZDANOSTI, dakle, dvije metode se mogu smatrati osnovnim:
Korištenje integriranog pojačivača greške. U ovom slučaju, tranzistor optokaplera s povratnom spregom je povezan kolektorom na referentni napon od 5 volti (pin 8), a emiter napaja napon na invertirajući ulaz ovog pojačala preko OS otpornika. Ova metoda se preporučuje iskusnijim dizajnerima, jer pojačanje pojačala s velikom greškom može uzrokovati njegovo napajanje.
Bez upotrebe integrisanog pojačivača greške. U ovom slučaju, kolektor regulacijskog optokaplera spojen je direktno na izlaz pojačala greške (pin 1), a emiter je spojen na zajedničku žicu. Ulaz pojačivača greške je također povezan na zajedničku žicu.
Princip rada PWM bazira se na kontroli srednje vrijednosti izlaznog napona i maksimalne vrijednosti struje. Drugim riječima, ako smanjimo opterećenje, izlazni napon se povećava, a amplituda pile na strujnom mjernom otporniku opada i trajanje impulsa se smanjuje sve dok se izgubljena ravnoteža između napona i struje ne uspostavi. Kada se opterećenje poveća, kontrolirani napon se smanjuje, a struja raste, što dovodi do povećanja trajanja kontrolnih impulsa.

Prilično je lako organizirati strujni stabilizator na mikro krugu, a kontrola struje koja teče se kontrolira u svakom ciklusu, što u potpunosti eliminira preopterećenje stupnja snage uz pravi izbor tranzistora snage i ograničavača struje, ili radije mjerni otpornik, instaliran na izvoru tranzistora sa efektom polja. Upravo je ta činjenica učinila UC3845 najpopularnijim u dizajnu kućnih aparata za zavarivanje.
UC3845 ima prilično ozbiljne "grablje" - proizvođač ne preporučuje korištenje mikrosklopa na temperaturama ispod nule, pa bi bilo logičnije koristiti UC2845 ili UC1845 u proizvodnji aparata za zavarivanje, ali potonji su u određenom nedostatku. UC2845 je nešto skuplji od UC3845, ne tako katastrofalno kako navode domaći prodavci (cijene u rubljama od 1. marta 2017.).

Frekvencija mikro krugova XX44 i XX45 je 2 puta manja od frekvencije takta, a punjenje kofe ne može biti veće od 50%, tada je najpovoljnije za pretvarače sa transformatorom. Ali mikro krugovi XX42 i XX43 su najprikladniji za PWM stabilizatore, jer trajanje kontrolnog impulsa može doseći 100%.

Sada, nakon što ste shvatili princip rada ovog PWM kontrolera, možete se vratiti na dizajn aparata za zavarivanje koji se temelji na njemu ...

PWM kontroler čipovi ka3842 ili UC3842 (uc2842) je najčešći kod izgradnje izvora napajanja za kućnu i kompjutersku opremu, često se koristi za kontrolu ključnog tranzistora u prekidačkim izvorima napajanja.

Princip rada mikro kola ka3842, UC3842, UC2842

Čip 3842 ili 2842 je PWM - konverter sa širinom pulsa (PWM), koji se uglavnom koristi za rad u DC-DC režimu (konvertuje konstantni napon jedne vrednosti u konstantni napon druge) pretvarač.

Razmotrite blok dijagram mikro krugova serije 3842 i 2842:
7. izlaz mikrokola se napaja naponom napajanja u rasponu od 16 V do 34 V. Mikrokolo ima ugrađen Schmidtov okidač (UVLO), koji uključuje mikrokolo ako napon napajanja prelazi 16 V, i uključuje isključuje se ako napon napajanja iz nekog razloga padne ispod 10 volti. Mikrokrugovi serije 3842 i 2842 takođe imaju zaštitu od prenapona: ako napon napajanja pređe 34 volta, mikrokolo će se isključiti. Za stabilizaciju frekvencije generiranja impulsa, mikrokolo ima svoj vlastiti regulator napona od 5 volti unutar, čiji je izlaz spojen na pin 8 mikrokola. Pin 5 uzemljenje (uzemljenje). Pin 4 postavlja frekvenciju impulsa. To se postiže otpornikom R T i kondenzatorom C T spojenim na 4 pina. - pogledajte tipični dijagram ožičenja ispod.

6 izlaz - izlaz PWM impulsa. 1 pin čipa 3842 se koristi za povratnu informaciju, ako je 1 pin. napon se spusti ispod 1 Volt, tada će se na izlazu (6 pinova) mikrokola smanjiti trajanje impulsa, čime se smanjuje snaga PWM pretvarača. 2 izlaz mikrokola, kao i prvi, služi za smanjenje trajanja izlaznih impulsa, ako je napon na pinu 2 veći od +2,5 Volti, tada će se trajanje impulsa smanjiti, što će zauzvrat smanjiti izlaz moć.

Mikrokolo pod nazivom UC3842, pored UNITRODE, proizvode ST i TEXAS INSTRUMENTS, analozi ovog mikrokola su: DBL3842 od DAEWOO-a, SG3842 od MICROSEMI/LINFINITY, KIA3842 od KES-a, kao i od microci LGcu2, GL38. druge kompanije sa raznim slovima (AS, MC, IP itd.) i digitalnim indeksom 3842.

Shema prekidačkog napajanja na bazi PWM kontrolera UC3842

Šematski dijagram prekidačkog napajanja od 60 W baziranog na UC3842 PWM kontroleru i prekidaču za napajanje tranzistora sa efektom polja 3N80.

Chip PWM kontroler UC3842 - puna tablica sa mogućnošću besplatnog preuzimanja u pdf formatu ili potražite u online referenci za elektronske komponente na web stranici

UC3842 PWM kontrolerski čip je najčešći pri izgradnji napajanja monitora. Osim toga, ova mikrokola se koriste za izgradnju prekidačkih regulatora napona u horizontalnim skenerima monitora, koji su i stabilizatori visokog napona i kola za korekciju rastera. UC3842 čip se često koristi za kontrolu ključnog tranzistora u sistemskim izvorima napajanja (jednociklusni) i u izvorima napajanja štampača. Jednom riječju, ovaj članak će biti od interesa za apsolutno sve stručnjake, na ovaj ili onaj način povezani s izvorima energije.

Kvar UC 3842 čipa u praksi se dešava prilično često. Štoviše, kao što pokazuje statistika takvih kvarova, kvar moćnog tranzistora s efektom polja, kojim upravlja ovaj mikro krug, postaje uzrok kvara mikrokola. Stoga, prilikom zamjene tranzistora napajanja u slučaju kvara, preporuča se provjeriti UC 3842 kontrolni čip.

Postoji nekoliko metoda za testiranje i dijagnosticiranje mikrosklopa, ali najefikasniji i najlakši za primjenu u loše opremljenoj radionici su provjera izlaznog otpora i simulacija rada mikrokola pomoću vanjskog izvora napajanja.

Za ovaj rad će vam trebati sljedeći uređaji:

Postoje dva glavna načina da provjerite zdravlje mikrokola:

Funkcionalni dijagram je prikazan na Sl. 1, a lokacija i namena kontakata na Sl. 2.

Provjera izlaznog otpora mikrokola

Vrlo tačne informacije o zdravstvenom stanju mikrokola daje njegova izlazna impedancija, budući da se prilikom kvarova tranzistora snage visokonaponski naponski impuls primjenjuje upravo na izlazni stupanj mikrokola, što u konačnici uzrokuje njegov kvar.

Izlazna impedansa mikrokola mora biti beskonačno velika, budući da je njegov izlazni stepen kvazikomplementarno pojačalo.

Izlazni otpor možete provjeriti ommetrom između pinova 5 (GND) i 6 (OUT) mikrokola (slika 3), a polaritet povezivanja mjernog uređaja nije bitan. Takvo mjerenje je najbolje obaviti sa zalemljenim mikro krugom. U slučaju kvara mikrokola, ovaj otpor postaje jednak nekoliko oma.

Ako mjerite izlazni otpor bez lemljenja mikrokola, tada prvo morate odlemiti neispravan tranzistor, jer u tom slučaju njegov pokvareni spoj vrata-izvor može "zvoniti". Osim toga, treba uzeti u obzir da kolo obično ima završni otpornik povezan između izlaza mikrokola i "kućišta". Stoga, servisno mikro kolo može imati izlaznu impedanciju tokom testiranja. Iako se to obično ne dešava manje od 1 kOhm.

Dakle, ako je izlazni otpor mikrokola vrlo mali ili ima vrijednost blizu nule, onda se može smatrati neispravnim.

Modeliranje rada mikrokola

Takva se provjera provodi bez lemljenja mikro kruga iz napajanja. Prije obavljanja dijagnostike potrebno je isključiti napajanje!

Suština testa je napajanje mikrokola iz vanjskog izvora i analiza njegovih karakterističnih signala (amplituda i oblik) pomoću osciloskopa i voltmetra.

Tok rada uključuje sljedeće korake:

1) Isključite monitor iz AC napajanja (odspojite kabl za napajanje).

2) Iz vanjskog stabiliziranog izvora struje dovedite napon napajanja veći od 16V na pin 7 mikrokola (na primjer, 17-18 V). U ovom slučaju, mikrokolo bi trebalo pokrenuti. Ako je napon napajanja manji od 16 V, mikrokolo se neće pokrenuti.

3) Pomoću voltmetra (ili osciloskopa) izmjerite napon na pinu 8 (VREF) mikrokola. Trebao bi postojati referentni stabilizirani napon od +5 V DC.

4) Promjenom izlaznog napona eksternog izvora struje provjerite je li napon na pinu 8 stabilan (napon izvora struje može se mijenjati sa 11 V na 30 V, uz daljnje smanjenje ili povećanje napona, mikrokolo će se isključiti, a napon na pinu 8 će nestati).

5) Koristite osciloskop da provjerite signal na pinu 4 (CR). U slučaju radnog mikrokola i njegovih vanjskih kola, na ovom kontaktu će biti linearno promjenjivi napon (pilasti).

6) Promjenom izlaznog napona vanjskog izvora struje uvjerite se da su amplituda i frekvencija pilastog napona na pinu 4 stabilne.

7) Pomoću osciloskopa provjerite prisustvo pravokutnih impulsa na pinu 6 (OUT) mikrokola (izlazni kontrolni impulsi).

Ako su svi ovi signali prisutni i ponašaju se u skladu s gore navedenim pravilima, onda možemo zaključiti da je mikrokolo u dobrom stanju i da ispravno funkcionira.

U zaključku, želio bih napomenuti da je u praksi vrijedno provjeriti ispravnost ne samo mikrokola, već i elemenata njegovih izlaznih kola (slika 3). Prije svega, to su otpornici R1 i R2, dioda D1, zener dioda ZD1, otpornici R3 i R4, koji formiraju strujni zaštitni signal. Ovi elementi se često ispostavi da su neispravni tokom kvarova.

Kolo je klasično povratno napajanje bazirano na PWM UC3842. Budući da je kolo osnovno, izlazni parametri PSU-a mogu se lako preračunati na potrebne. Kao primjer, za razmatranje je odabrana jedinica za napajanje laptopa s napajanjem od 20V 3A. Ako je potrebno, možete dobiti nekoliko napona, neovisnih ili spojenih.

Izlazna snaga na otvorenom 60W (kontinuirano). Zavisi uglavnom od parametara energetskog transformatora. Njihovom promjenom možete dobiti izlaznu snagu do 100W u ovoj veličini jezgra. Radna frekvencija bloka je 29 kHz i može se podesiti kondenzatorom C1. Napajanje je dizajnirano za nepromjenjivo ili neznatno promjenjivo opterećenje, otuda i nedostatak stabilizacije izlaznog napona, iako je stabilan s fluktuacijama mreže od 190 ... 240 volti. PSU radi bez opterećenja, postoji konfigurabilna zaštita od kratkog spoja. Efikasnost bloka - 87%. Ne postoji eksterna kontrola, ali se može ući pomoću optokaplera ili releja.

Energetski transformator (okvir jezgre), izlazni induktor i mrežni induktor posuđeni su od računarske PSU. Primarni namotaj energetskog transformatora sadrži 60 zavoja, namotaj za napajanje mikro kruga - 10 zavoja. Oba namotaja su namotana žicom od 0,5 mm sa jednoslojnom međuslojnom izolacijom od fluoroplastične trake. Primarni i sekundarni namotaji su razdvojeni sa nekoliko slojeva izolacije. Sekundarni namotaj se preračunava brzinom od 1,5 volti po okretu. Na primjer, namotaj od 15 volti će imati 10 zavoja, namotaj od 30 volti će imati 20 itd. Budući da je napon jednog zavoja prilično velik, pri niskim izlaznim naponima bit će potrebno fino podešavanje otpornika R3 unutar 15 ... 30 kOhm.

Podešavanje
Ako trebate dobiti nekoliko napona, možete koristiti sheme (1), (2) ili (3). Broj zavoja se izračunava posebno za svaki namotaj u (1), (3) i (2) inače. Pošto je drugi namotaj nastavak prvog, broj zavoja drugog namotaja je definisan kao W2=(U2-U1)/1,5, gde je 1,5 napon jednog zavoja. Otpornik R7 određuje prag za ograničavanje izlazne struje PSU-a, kao i maksimalnu struju odvoda tranzistora snage. Preporučljivo je odabrati maksimalnu struju odvoda ne veću od 1/3 nazivne pločice za ovaj tranzistor. Struja se može izračunati pomoću formule I (Amperi) \u003d 1 / R7 (Ohm).

Skupština
Snažni tranzistor i ispravljačka dioda u sekundarnom kolu su postavljeni na radijatore. Njihova površina nije data, jer za svaku verziju (sa kućištem, bez kućišta, visokim izlaznim naponom, niskim naponom, itd.) područje će biti drugačije. Potrebna površina radijatora može se podesiti eksperimentalno, prema temperaturi radijatora tokom rada. Prirubnice dijelova ne smiju se zagrijavati iznad 70 stepeni. Tranzistor snage je instaliran kroz izolacionu brtvu, dioda - bez nje.

PAŽNJA!
Obratite pažnju na navedene napone kondenzatora i snage otpornika, kao i faziranje namotaja transformatora. Ako je faza neispravna, napajanje će se pokrenuti, ali neće dati napajanje.
Ne dirajte odvod (prirubnicu) tranzistora snage dok PSU radi! Na odvodu dolazi do skoka napona do 500 volti.

Zamjena elemenata
Umjesto 3N80 mogu se koristiti BUZ90, IRFBC40 i drugi. Dioda D3 - KD636, KD213, BYV28 za napon od najmanje 3Uout i za odgovarajuću struju.

lansirati
Jedinica se pokreće 2-3 sekunde nakon što se uključi mrežni napon. Kako bi se zaštitili od izgaranja elemenata u slučaju pogrešne instalacije, prvo puštanje u rad jedinice za napajanje vrši se preko snažnog otpornika od 100 Ohm 50W spojenog ispred mrežnog ispravljača. Također je preporučljivo zamijeniti kondenzator za izravnavanje nakon mosta sa manjim kapacitetom (oko 10 ... 22 uF 400V) prije prvog pokretanja. Jedinica se uključuje na nekoliko sekundi, zatim se gasi i procjenjuje se zagrijavanje energetskih elemenata. Nadalje, vrijeme rada se postupno povećava, a u slučaju uspješnog pokretanja, jedinica se uključuje direktno bez otpornika sa standardnim kondenzatorom.

Pa, poslednji.
Opisani PSU je montiran u kućištu MasterKit BOX G-010. Drži opterećenje od 40W, pri većoj snazi ​​potrebno je voditi računa o dodatnom hlađenju. U slučaju kvara PSU-a, Q1, R7, 3842, R6 se kvare, C3 i R5 mogu pregorjeti.

Lista radio elemenata