Uc3842 kuvaus toimintaperiaatteesta. UC3842 kuvaus, toimintaperiaate, kytkentäkaavio. Hakkurivirtalähteet perustuvat UC3842-siruun

UC3845
TOIMINTAPERIAATE

Rehellisesti sanottuna UC3845:stä ei ollut mahdollista voittaa ensimmäisellä kerralla - itseluottamus oli julma vitsi. Kokemuksestani viisaampi päätin kuitenkin vihdoin selvittää sen - ei niin iso mikropiiri - vain 8 jalkaa. Haluan ilmaista erityisen kiitoksen tilaajilleni, jotka eivät jääneet sivuun ja antoivat joitain selityksiä, he jopa lähettivät melko yksityiskohtaisen artikkelin postiin ja osan mallista Microcapissa. KIITOS PALJON .
Linkkejä, lähetettyjä materiaaleja käyttäen istuskelin illan tai pari ja yleensä kaikki palapelit tulivat yhteen, vaikka jotkut solut osoittautuivat tyhjiksi. Mutta ensin asiat ensin...
UC3845:n analogia ei ollut mahdollista koota Microcap 8:n ja 9:n logiikkaelementteihin - logiikkaelementit on tiukasti sidottu viiden voltin syöttöön, ja näillä simulaattoreilla on kroonisia vaikeuksia itsevärähtelyn kanssa. Microcap 11 osoitti samat tulokset:

Oli vain yksi vaihtoehto - Multisim. Versio 12 löytyi jopa crackin kanssa. En ole käyttänyt Multisimiä ERITTÄIN pitkään aikaan, joten jouduin puuhailemaan. Ensimmäinen asia, joka ilahdutti minua, oli se, että Multisimissa on erillinen kirjasto viiden voltin logiikalle ja erillinen kirjasto 15 voltin logiikalle. Yleensä surulla puoliksi saatiin enemmän tai vähemmän toimiva versio, joka näytti elämän merkkejä, mutta hän ei halunnut toimia täsmälleen niin kuin todellinen mikropiiri käyttäytyy, vaikka kuinka taivuttelin häntä. Ensinnäkin mallit eivät mittaa tasoa suhteessa todelliseen nollaan, joten ylimääräinen negatiivisen esijännitteen lähde olisi otettava käyttöön. Mutta tässä tapauksessa minun pitäisi selittää yksityiskohtaisesti, mikä se on ja miksi, mutta halusin päästä mahdollisimman lähelle todellista mikropiiriä.

Nettiä kaivaessani löysin valmiin kaavan, mutta Multisim 13:lle. Latasin vaihtoehdon 14, avasin mallin ja se jopa toimi, mutta ilo ei ollut pitkä. Huolimatta siitä, että itse UC3845-sirun ja sen analogien kahdestoista ja neljästoista Multisim oli läsnä itse kirjastoissa, kävi nopeasti selväksi, että mikropiirimalli ei salli KAIKKIA vaihtoehtoja tämän mikropiirin sisällyttämiseksi. Erityisesti virranrajoitus ja lähtöjännitteen säätö toimivat varsin luotettavasti (vaikka se usein putoaa simulaatiosta), mutta mikropiiri kieltäytyi hyväksymästä maadoitusvirheen käyttöä vahvistimen lähtöön.

Yleisesti ottaen, vaikka kärry liikkui paikaltaan, se ei kulkenut kauas. Jäljellä oli vain yksi vaihtoehto - tuloste UC3845:n datalehdestä ja kortti vanteilla. Jotta en katsoisi kuormituksen simulointia ja virtarajan simulointia, päätin rakentaa mikroboosterin ja jo tarkistaa sen avulla, mitä mikropiirille todellisuudessa tapahtuu yhdellä tai toisella päällekytkentä- ja käyttövaihtoehdolla.
Ensin pieni selitys:
UC3845-siru todella ansaitsee eri kapasiteettien ja käyttötarkoitusten virtalähteiden suunnittelijoiden huomion, sillä on useita melkein analogeja. Melkein siksi, että kun piirilevyssä vaihdetaan mikropiiriä, mitään muuta ei tarvitse muuttaa, mutta ympäristön lämpötilan muutokset voivat aiheuttaa ongelmia. Ja joitain alivaihtoehtoja ei voi käyttää suoraan korvaamiseen ollenkaan.

Yllä olevan taulukon perusteella on selvää, että UC3845 on kaukana tämän mikropiirin parhaasta versiosta, koska sen alempi lämpötilaraja on rajoitettu nollaan asteeseen. Syy on melko yksinkertainen - kaikki eivät pidä hitsauskonetta lämmitetyssä huoneessa, ja tilanne on mahdollinen, kun sinun on hitsattava jotain sesongin ulkopuolella, ja hitsaaja joko ei käynnisty tai korni räjähtää. ei, ei silpuksi, edes tehotransistoreiden palaset eivät todennäköisesti lennä ulos, mutta hitsausta ei tule missään, ja jopa hitsaaja tarvitsee korjauksia. Liukustuttuani Alin läpi tulin siihen tulokseen, että ongelma on täysin ratkaistavissa. Tietenkin UC3845 on suositumpi ja niitä on myynnissä enemmän, mutta myös UC2845 on myynnissä:

UC2845 on tietysti hieman kalliimpi, mutta joka tapauksessa halvempi kuin YKSI tehotransistori, joten tilasin itse tusina UC2845:tä huolimatta siitä, että UC3845:tä on vielä varastossa 8 kappaletta. No, kuten haluat.
Nyt voimme puhua itse mikropiiristä tai pikemminkin sen toimintaperiaatteesta. Alla oleva kuva esittää UC3845:n lohkokaavion, ts. sisäisellä liipaisulla, joka ei salli ohjauspulssin keston olevan yli 50 % jaksosta:

Muuten, jos napsautat kuvaa, se avautuu uuteen välilehteen. Ei ole kovin kätevää hypätä välilehtien välillä, mutta joka tapauksessa se on kätevämpää kuin pyörittää hiiren rullaa edestakaisin ja palata huipulle menneeseen kuvaan.
Mikropiiri mahdollistaa kaksinkertaisen syöttöjännitteen ohjauksen. COMP1 valvoo syöttöjännitettä sellaisenaan ja jos se on pienempi kuin asetettu arvo, se antaa komennon, joka saa sisäisen viiden voltin säätimen sammumaan. Jos syöttöjännite ylittää käynnistyskynnyksen, sisäinen stabilisaattori vapautuu ja mikropiiri käynnistyy. Toinen tehonvalvontaelementti on DD1-elementti, joka, mikäli referenssijännite poikkeaa normista, antaa lähtöön loogisen nollan. Tämä nolla osuu invertteriin DD3 ja loogiseksi yksiköksi muutettuna loogiselle TAI DD4:lle. Lähes kaikissa lohkokaavioissa tässä on yksinkertaisesti käänteinen tulo, mutta toin invertterin tämän logiikkaelementin ulkopuolelle - toimintaperiaate on helpompi ymmärtää.
Looginen TAI-elementti toimii periaatteella, joka määrittää loogisen yksikön läsnäolon missä tahansa sen syötteessä. Siksi sitä kutsutaan TAI - jos tulossa 1, TAI tulossa 2, TAI tulossa 3, TAI tulossa 4 on looginen yksikkö, niin elementin ulostulo on looginen yksikkö.
Kun looginen yksikkö ilmestyy tämän kaikkien ohjaussignaalien summaimen ensimmäiseen sisääntuloon, looginen yksikkö näkyy sen suorassa lähdössä ja looginen nolla käänteisessä ykkösessä. Vastaavasti ajurin ylempi transistori sulkeutuu ja alempi avautuu, mikä sulkee tehotransistorin.
Tässä tilassa mikropiiri on kunnes referenssitehoanalysaattori antaa luvan toimia ja sen lähdössä ilmestyy looginen yksikkö, joka ei invertterin DD3 jälkeen avaa lähtöelementtiä DD4.
Oletetaan, että meillä on normaali virta ja mikropiiri alkaa toimia. Pääoskillaattori alkaa tuottaa ohjauspulsseja. Näiden pulssien taajuus riippuu taajuudensäätövastuksen ja kondensaattorin arvoista. Tässä on pieni epäjohdonmukaisuus. Ero ei näytä olevan suuri, mutta silti se on olemassa ja on mahdollisuus saada ei aivan sitä mitä halusit, nimittäin erittäin kuuma laite, kun yhden valmistajan "nopeampi" mikropiiri korvataan hitaammin. Kaunein kuva Texas Instrumentsin taajuuden riippuvuudesta vastuksen resistanssista ja kondensaattorin kapasitanssista:

Muut valmistajat tekevät asiat hieman eri tavalla:

Taajuuden riippuvuus Fairchildin sirun RC-luokituksista

Taajuuden riippuvuus STMicroelectronicsin sirun RC-arvoista

Taajuuden riippuvuus UNISONIC TECHNOLOGIES CO:n mikropiirin RC-arvoista

Kellogeneraattorista saadaan melko lyhyitä pulsseja loogisen yksikön muodossa. Nämä impulssit on jaettu kolmeen lohkoon:
1. Kaikki sama lopullinen summain DD4
2. D-liipaisin DD2
3. RS-flip-flop DD5:ssä
DD2-liipaisu on käytettävissä vain alasarjojen 44 ja 45 mikropiireissä. Juuri hän ei anna ohjauspulssin keston kasvaa pidemmäksi kuin 50% jaksosta, koska se muuttaa tilansa päinvastaiseksi jokaisella kellogeneraattorilta tulevalla loogisen yksikön reunalla. Tällä hän jakaa taajuuden kahdella muodostaen nollia ja ykkösiä, joiden kesto on sama.
Tämä tapahtuu melko primitiivisellä tavalla - jokaisella kellotuloon C tulevalla rintamalla liipaisin kirjoittaa itselleen tietotulossa D olevan tiedon, ja tulo D kytketään mikropiirin käänteiseen lähtöön. Sisäisen viiveen vuoksi käänteiset tiedot tallennetaan. Esimerkiksi invertoiva lähtö on looginen nollataso. Pulssin etuosan saapuessa tuloon C liipaisulla on aikaa kirjoittaa tämä nolla ennen kuin nolla ilmestyy sen suoraan ulostuloon. No, jos meillä on nolla suora lähtö, käänteispuolella on looginen yksikkö. Kellopulssin seuraavan reunan saapuessa liipaisin jo kirjoittaa itselleen loogisen yksikön, joka ilmestyy ulostuloon muutaman nanosekunnin kuluttua. Loogisen yksikön kirjoittaminen johtaa loogisen nollan ilmestymiseen liipaisimen käänteislähtöön ja prosessi alkaa toistua kellopulssin seuraavasta reunasta.

Tästä syystä UC3844- ja UC3845-mikropiirien lähtötaajuus on 2 kertaa pienempi kuin UC3842:n ja UC3843:n - se jaetaan liipaisulla.
DD5-triggerin RS-yksikköasetuksen tuloon päästyään ensimmäinen pulssi asettaa liipaisimen tilaan, jossa sen suora lähtö on looginen ja käänteinen lähtö on nolla. Ja kunnes tuloon R ilmestyy yksikkö, liipaisin DD5 on tässä tilassa.
Oletetaan, että meillä ei ole ohjaussignaaleja ulkopuolelta, niin virhevahvistimen OP1 lähtöön ilmestyy lähellä vertailujännitettä - ei ole takaisinkytkentää, invertoiva tulo on ilmassa ja ei-invertoivaan tuloon syötetään 2,5 voltin referenssijännite.
Täällä teen heti varauksen - olin henkilökohtaisesti hieman hämmentynyt tästä virhevahvistimesta, mutta tutkittuani tietolehteä tarkemmin ja kiitos tilaajien nenäänsä, kävi ilmi, että tämän vahvistimen lähtö ei ole aivan perinteinen. OP1-lähtöasteessa on vain yksi transistori, joka yhdistää lähdön yhteiseen johtimeen. Virtageneraattori synnyttää positiivisen jännitteen, kun tämä transistori on auki tai kokonaan kiinni.
OP1-lähdöstä jännite kulkee eräänlaisen rajoittimen ja jännitteenjakajan 2R-R kautta. Lisäksi samalla väylällä on 1 voltin jänniteraja, joten OP2:n invertoivaan tuloon ei missään olosuhteissa putoa enempää kuin yksi voltti.
OP2 on pohjimmiltaan komparaattori, joka vertaa jännitteitä tuloissaan, mutta vertailija on myös ovela - perinteinen operaatiovahvistin ei voi verrata niin pieniä jännitteitä - todellisesta nollasta yhteen volttiin. Perinteinen operaatiovahvistin tarvitsee joko suuremman tulojännitteen tai syöttöjännitteen negatiivisen haaran, ts. bipolaarinen jännite. Sama komparaattori selviää melko helposti näiden jännitteiden analysoinnista, on mahdollista, että sisällä on jonkinlaisia ​​biasointielementtejä, mutta emme näytä välittävän kytkentäkaaviosta paljoa.
Yleensä OP2 vertaa virhevahvistimen lähdöstä tulevaa jännitettä, tarkemmin sanottuna niitä jännitejäännöksiä, jotka saadaan jakajan läpi kulkemisen jälkeen, mikropiirin kolmannen lähdön jännitteeseen (tarkoitetaan DIP-8-pakettia).
Mutta tällä hetkellä meillä ei ole mitään kolmannessa lähdössä, ja invertoivaan tuloon syötetään positiivinen jännite. Luonnollisesti komparaattori kääntää sen ja muodostaa ulostuloonsa selkeän loogisen nollan, mikä ei vaikuta RS-triggerin DD5 tilaan millään tavalla.
Tapahtumien seurauksena meillä on looginen nolla ensimmäisessä sisääntulossa ylhäältä DD4:stä, koska virtalähde on normaali, toisessa sisääntulossa meillä on lyhyet pulssit kellogeneraattorista, kolmannessa sisääntulossa D-triggerin DD2 pulsseja, joilla on sama kesto nolla ja yksi. Neljännessä sisääntulossa on looginen nolla DD5 RS -kiikkusta. Tämän seurauksena logiikkaelementin lähtö toistaa kokonaan pulssit, jotka muodostavat D-kiikun DD2:n. Siksi heti kun looginen yksikkö ilmestyy DD4:n suoralähtöön, transistori VT2 avautuu. Samanaikaisesti käänteislähtöön tulee looginen nolla ja transistori VT1 sulkeutuu. Heti kun looginen nolla ilmestyy DD4:n ulostuloon, VT2 sulkeutuu ja DD4:n käänteislähtö avaa VT1:n, mikä toimii syynä tehotransistorin avaamiseen.
Virta, jonka VT1 ja VT2 kestävät, on yksi ampeeri, joten tämä mikropiiri voi onnistuneesti ajaa suhteellisen tehokkaita MOSFET-transistoreja ilman lisäajureita.
Ymmärtääkseen tarkasti, kuinka virtalähteessä tapahtuvat prosessit säädellään, koottiin yksinkertaisin tehostin, koska se vaatii vähiten käämitysosia. Ensimmäinen käteen tullut VIHREÄ sormus otettiin ja kierrettiin 30 kierrosta. Määrää ei laskettu ollenkaan, vain yksi kerros käämitystä käärittiin eikä mitään muuta. En ollut huolissani kulutuksesta - mikropiiri toimii laajalla taajuusalueella, ja jos aloitat alle 100 kHz:n taajuuksista, tämä riittää jo täysin estämään ytimen pääsyn kyllästymiseen.

Tuloksena saatiin seuraava tehostusohjelma:

Kaikki ulkoiset elementit on merkitty etuliitteellä out tarkoittaa, että ne ovat ULKOPUOLELLA yksityiskohtaiset mikropiirit.
Allekirjoitan heti, mitä tässä kaaviossa on ja miksi.
VT1 - pohja on olennaisesti ilmassa; pohja on kytketty joko maahan tai itse mikropiirin tuottamaan sahaan. Levyllä ei ole Rout 9 -vastusta - kaipasin jopa sen tarvetta.
Optoerotin Uout 1 käyttää virhevahvistinta OP1 lähtöjännitteen säätämiseen, vaikutusastetta säätelee vastus Rout 2. Optoerotin Uout 2 ohjaa lähtöjännitettä ohittamalla virhevahvistimen, vaikutuksen astetta säätelee vastus Rout 4. Reitti 14 ei ota erityistä tehoa. istori. Reitti 13 - virtarajan toimintakynnyksen säätö. No, Rout 8 - säätämällä itse ohjaimen kellotaajuutta.

Tehotransistori on jotain, joka juotettiin pois korjattavasta automuuntimesta - yksi olkapää leimahti, vaihdettiin kaikki transistorit (miksi KAIKKI vastaus on TÄÄLLÄ), ja tämä on niin sanotusti muutos. Joten en tiedä mikä se on - kirjoitus on erittäin nuhjuinen, yleensä se on jotain 40-50 ampeeria.
Rout 15 -tyyppinen kuorma - 2 W 150 ohmiin, mutta 2 W ei riittänyt. On tarpeen joko lisätä vastusta tai vastuksen tehoa - se alkaa haista, jos se toimii 5-10 minuuttia.
VDout 1 - jotta voidaan sulkea pois päävirtalähteen vaikutus ohjaimen toimintaan (HER104 näyttää joutuneen käsiin), VDout 2 - HER308, no, tämä on niin, että se ei heti pama, jos jokin menee pieleen.
Tajusin R9-vastuksen tarpeen, kun levy oli jo juotettu. Periaatteessa tämä vastus on vielä valittava, mutta tämä on jo puhtaasti valinnainen, joka haluaa HYVÄSTI päästä eroon joutokäynnin stabiloinnin relemenetelmästä. Tästä lisää myöhemmin, mutta toistaiseksi laitoin tämän vastuksen raitojen viereen:

Ensimmäinen sisällytys - moottorit KAIKKI interlineaattorit on kytkettävä maahan, eli ne eivät vaikuta piiriin. Rout 8 -moottori on asetettu niin, että tämän vastuksen vastus on 2-3 kOhm, koska kondensaattori on 2,2 nF, niin taajuuden tulisi olla noin 300 kHz hännän kanssa, joten UC3845: n lähdössä saamme jonnekin 150 kHz.

Tarkistamme taajuuden itse mikropiirin lähdössä - tarkemmin, koska signaali ei ole täynnä kaasun iskuprosesseja. Vahvistaaksemme erot sukupolven taajuuden ja muunnostaajuuden välillä seisomme nastalla 4 keltaisella säteellä ja näemme, että taajuus on 2 kertaa suurempi. Sama toimintataajuus osoittautui 146 kHz:ksi:

Nyt lisäämme optoerottimen Uout 1 LEDin jännitettä stabilointitilojen muutoksen hallitsemiseksi. Tässä on syytä muistaa, että Rout 13 -vastuksen liukusäädin on kaavion mukaan alemmassa asennossa. VT1-pohjaan syötetään myös yhteinen lanka, ts. nastalla 3 ei tapahdu yhtään mitään ja OP2-vertailija ei vastaa ei-invertoivaan tuloon.
Lisäämällä asteittain optoerottimen LEDin jännitettä käy ilmeiseksi, että ohjauspulssit alkavat yksinkertaisesti kadota. Pyyhkäisyä vaihtamalla tämä käy selvimmin ilmi. Tämä johtuu siitä, että OP2 tarkkailee vain mitä tapahtuu sen invertoivassa sisääntulossa, ja heti kun OP1:n lähtöjännite putoaa OP2:n kynnysarvon alapuolelle, se muodostaa lähtöönsä loogisen yksikön, joka muuttaa liipaisimen DD5 nollaan. Luonnollisesti, mutta liipaisimen käänteisessä lähdössä ilmestyy looginen yksikkö, joka estää lopullisen summaimen DD4. Näin ollen mikropiiri pysähtyy kokonaan.

Mutta tehostin on ladattu, joten lähtöjännite alkaa laskea, Uout 1 LED alkaa heiketä kirkkautta, Uout 1 transistori sulkeutuu ja OP1 alkaa nostaa lähtöjännitettään ja heti kun se ylittää OP2-kynnyksen, mikropiiri käynnistyy uudelleen.
Tällöin lähtöjännite stabiloituu reletilassa, ts. mikropiiri tuottaa ohjauspulsseja erissä.
Kytkemällä jännite optoerottimen Uout 2 LEDiin, tämän optoerottimen transistori aukeaa hieman, jolloin komparaattoriin OP2 syötettävä jännite pienenee, ts. säätöprosessit toistetaan, mutta OP1 ei enää osallistu niihin, ts. piiri on vähemmän herkkä lähtöjännitteen muutoksille. Tämän ansiosta ohjauspulssipakettien kesto on vakaampi ja kuva näyttää miellyttävämmältä (jopa oskilloskooppi on synkronoitu):

Poistamme jännitteen Uout 2 LEDistä ja tarkistamme varmuuden vuoksi sahan olemassaolon R15:n ylälähdössä (keltainen palkki):

Amplitudi on hieman suurempi kuin voltti ja tämä amplitudi ei välttämättä riitä, koska piirissä on jännitteenjakajia. Varmuuden vuoksi irrotamme viritysvastuksen R13 moottorin yläasentoon ja ohjaamme mitä tapahtuu mikropiirin kolmannessa lähdössä. Periaatteessa toiveet olivat täysin perusteltuja - amplitudi ei riitä virtarajan käynnistämiseen (keltainen säde):

No, koska induktorin läpi ei ole tarpeeksi virtaa, se tarkoittaa joko paljon kierroksia tai korkeaa taajuutta. Taaksekelaus on liian laiska, koska levyllä on Rout8-viritysvastus taajuuden säätämiseksi. Pyöritämme sen säädintä, kunnes vaadittu jännitteen amplitudi saavutetaan ohjaimen liittimessä 3.
Teoriassa heti kun kynnys saavutetaan, eli heti kun jännitteen amplitudi nastassa 3 on hieman yli yksi voltti, ohjauspulssin kesto on rajoitettu, koska säädin alkaa jo ajatella, että virta on liian korkea ja se sulkee tehotransistorin.
Itse asiassa tämä alkaa tapahtua noin 47 kHz:n taajuudella, eikä taajuuden lisälaskulla ollut käytännössä mitään vaikutusta ohjauspulssin kestoon.

UC3845:n erottuva piirre on, että se ohjaa virtausta tehotransistorin läpi melkein jokaisessa toimintajaksossa, ei keskiarvoa, kuten esimerkiksi TL494 tekee, ja jos virtalähde on suunniteltu oikein, tehotransistori ei koskaan pysty porrastamaan ...
Nyt nostamme taajuutta, kunnes nykyinen rajoitus lakkaa vaikuttamasta, mutta teemme marginaalin - asetamme tarkalleen 100 kHz. Sininen säde näyttää edelleen ohjauspulssit, mutta laitamme keltaisen säteen optoerottimen Uout 1 LEDiin ja alamme pyörittää viritysvastuksen nuppia. Jonkin aikaa oskillogrammi näyttää samalta kuin ensimmäisessä kokeessa, mutta siinä on myös ero, kun ohjauskynnys on ylitetty, pulssin kesto alkaa laskea, eli todellinen säätö tapahtuu pulssinleveysmodulaation kautta. Ja tämä on vain yksi tämän mikropiirin temppuista - vertailusahana se käyttää sahaa, joka on muodostettu virtaa rajoittavalle vastukselle R14 ja luo siten stabiloidun jännitteen lähtöön:

Sama tapahtuu, kun Uout 2 -alennuksen jännitettä nostetaan, vaikka minun versiossani ei ollut mahdollista saada samoja lyhyitä pulsseja kuin ensimmäisellä kerralla - optoerottimen LEDin kirkkaus ei riittänyt, ja olin liian laiska pienentämään Rout 3 -vastusta.
Joka tapauksessa PWM-stabilointi tapahtuu ja on melko vakaa, mutta vain kuorman läsnä ollessa, ts. sahan ulkonäkö, jolla ei ole edes suurta merkitystä, ohjaimen 3 ulostulossa. Ilman tätä sahaa stabilointi suoritetaan reletilassa.
Nyt vaihdamme transistorin kannan nastaan ​​4 ja syötämme siten sahan nastalle 3. Tämä ei ole suuri kompastus - tähän harhaan joudut poimimaan Rout 9 -vastuksen, koska pölyn amplitudi ja vakiokomponentin taso osoittautuivat jonkin verran suureksi.

Nyt itse toimintaperiaate on kuitenkin mielenkiintoisempi, joten tarkistamme sen laskemalla Rout 13 -trimmerimoottorin maahan ja alamme pyörittää Rout 1 -laitetta.
Säätöpulssin kestossa on muutoksia, mutta ne eivät ole niin merkittäviä kuin haluaisimme - suurella vakiokomponentilla on voimakas vaikutus. Jos haluat käyttää tätä sisällytysvaihtoehtoa, sinun on mietittävä tarkemmin, kuinka se järjestetään oikein. No, oskilloskoopin kuvasta tuli seuraava:

Kun optoerottimen LEDin jännite kasvaa edelleen, tapahtuu rikkoutuminen releen toimintatilaan.
Nyt voit tarkistaa tehostimen kantavuuden. Tätä varten otamme käyttöön rajoituksen lähtöjännitteelle, ts. syötämme pienen jännitteen LEDiin Uout 1 ja vähennämme toimintataajuutta. Sosiogrammi osoittaa selvästi, että keltainen säde ei saavuta yhden voltin tasoa, ts. virtarajaa ei ole. Rajoitus antaa vain lähtöjännitteen säädön.
Rinnakkain kuormitusvastuksen Rour 15 kanssa asennamme toisen 100 ohmin vastuksen ja oskilogrammi osoittaa selvästi ohjauspulssin keston pidentymisen, mikä johtaa energian kertymisajan pidentämiseen induktorissa ja sen myöhempään palautumiseen kuormaan:

Ei myöskään ole vaikeaa huomata, että kuormaa lisäämällä myös nastan 3 jännitteen amplitudi kasvaa, koska tehotransistorin läpi kulkeva virta kasvaa.
Jää nähtäväksi, mitä viemärissä tapahtuu stabilointitilassa ja sen täydellisessä poissa ollessa. Muutamme siniseksi säteeksi transistorin viemäriin ja poistamme takaisinkytkentäjännitteen LEDistä. Oskillogrammi on erittäin epävakaa, koska oskilloskooppi ei pysty määrittämään, mihin reunaan synkronoida - pulssin jälkeen on melko kunnollista "puhetta" itseinduktiosta. Tuloksena on seuraava kuva.

Myös kuormitusvastuksen jännite muuttuu, mutta en tee GIF-kuvaa - sivu osoittautui liikenteen kannalta melko "raskaaksi", joten vakuutan kaikella vastuulla, että kuorman jännite on yhtä suuri kuin yllä olevan kuvan maksimiarvon jännite miinus 0,5 volttia.

YHTEENVETONA

UC3845 on universaali itsekellottava ohjain yksipäisille jännitteenmuuntimille, jotka voivat toimia sekä flyback- että forward-muuntimissa.
Se voi toimia reletilassa, se voi toimia täysimittaisen PWM-jännitteensäätimen tilassa virtarajoituksella. Se on rajoitus, koska ylikuormituksen aikana mikropiiri menee virran stabilointitilaan, jonka arvon määrittää piirisuunnittelija. Varmuuden vuoksi pieni levy maksimivirran riippuvuudesta virtaa rajoittavan vastuksen arvosta:

Täydelliseen PWM-jännitteen säätelyyn IC tarvitsee kuorman, koska se käyttää sahanhammasjännitettä verratakseen ohjattuun jännitteeseen.
Jännitteen stabilointi voidaan järjestää kolmella tavalla, mutta yksi niistä vaatii ylimääräisen transistorin ja useita vastuksia, mikä on ristiriidassa kaavan kanssa VÄHEMMÄN OSIA, ENEMMÄN LUOTETTAVUUTTA Siksi kahta menetelmää voidaan pitää perusperiaatteena:
Integroidun virhevahvistimen käyttö. Tässä tapauksessa takaisinkytkentäinen optoerotintransistori on kytketty kollektorilla 5 voltin referenssijännitteeseen (nasta 8), ja emitteri syöttää jännitteen tämän vahvistimen invertoivaan tuloon käyttöjärjestelmävastuksen kautta. Tätä menetelmää suositellaan kokeneemmille suunnittelijoille, koska suuri virhevahvistimen vahvistus voi aiheuttaa sen jännitteen.
Ilman integroitua virhevahvistinta. Tässä tapauksessa säätävän optoerottimen kollektori on kytketty suoraan virhevahvistimen lähtöön (nasta 1), ja emitteri on kytketty yhteiseen johtoon. Virhevahvistimen tulo on myös kytketty yhteiseen johtoon.
PWM:n toimintaperiaate perustuu lähtöjännitteen keskiarvon ja virran maksimiarvon hallintaan. Toisin sanoen, jos vähennämme kuormaa, lähtöjännite kasvaa ja sahan amplitudi virranmittausvastuksessa laskee ja pulssin kesto lyhenee, kunnes jännitteen ja virran välinen menetetty tasapaino palautuu. Kun kuormitus kasvaa, ohjattu jännite laskee ja virta kasvaa, mikä johtaa ohjauspulssien keston pidentymiseen.

On melko helppoa järjestää virran stabilointi mikropiiriin, ja virtaavan virran ohjausta ohjataan jokaisessa jaksossa, mikä eliminoi täysin tehovaiheen ylikuormituksen oikealla tehotransistorin valinnalla ja virtaa rajoittavalla tai pikemminkin mittausvastuksella, joka on asennettu kenttätransistorin lähteeseen. Tämä tosiasia on tehnyt UC3845:stä suosituimman kotitalouksien hitsauskoneiden suunnittelussa.
UC3845:llä on melko vakava "harava" - valmistaja ei suosittele mikropiirin käyttöä alle nollan lämpötiloissa, joten olisi loogisempaa käyttää UC2845:tä tai UC1845:tä hitsauskoneiden valmistuksessa, mutta jälkimmäisistä on pulaa. UC2845 on jonkin verran kalliimpi kuin UC3845, ei niin katastrofaalisesti kuin kotimaiset myyjät ovat ilmoittaneet (hinnat ruplissa 1.3.2017 alkaen).

XX44- ja XX45-mikropiirien taajuus on 2 kertaa pienempi kuin kellotaajuus, ja kaapin täyttö ei saa ylittää 50%, niin se on edullisin muuntajille, joissa on muuntaja. Mutta XX42 ja XX43 mikropiirit sopivat parhaiten PWM-stabilisaattoreille, koska ohjauspulssin kesto voi olla 100%.

Nyt, kun olet ymmärtänyt tämän PWM-ohjaimen toimintaperiaatteen, voit palata siihen perustuvan hitsauskoneen suunnitteluun ...

PWM-ohjainpiirit ka3842 tai UC3842 (uc2842) on yleisin rakennettaessa virtalähteitä kotitalous- ja tietokonelaitteisiin, joita käytetään usein ohjaamaan avaintransistoria kytkentävirtalähteissä.

Mikropiirien ka3842, UC3842, UC2842 toimintaperiaate

Chip 3842 tai 2842 on PWM - Pulse-width modulation (PWM) -muunnin, jota käytetään pääasiassa toimimaan DC-DC-tilassa (muuntaa yhden arvon vakiojännitteen toisen vakiojännitteeksi).

Harkitse 3842- ja 2842-sarjan mikropiirien lohkokaaviota:
Mikropiirin 7. lähtöön syötetään syöttöjännite alueella 16 V - 34 V. Mikropiirissä on sisäänrakennettu Schmidt trigger (UVLO), joka kytkee mikropiirin päälle, jos syöttöjännite ylittää 16 volttia, ja sammuttaa sen, jos syöttöjännite jostain syystä laskee alle 10 voltin. Mikropiireissä 3842 ja 2842 sarjassa on myös ylijännitesuoja: jos syöttöjännite ylittää 34 volttia, mikropiiri sammuu. Pulssin muodostustaajuuden stabiloimiseksi mikropiirissä on oma 5 voltin jännitesäädin, jonka lähtö on kytketty mikropiirin nastaan ​​8. Pin 5 maadoitus (maa). Pin 4 asettaa pulssitaajuuden. Tämä saavutetaan vastuksella RT ja kondensaattorilla C T, jotka on kytketty 4 nastaan. - katso tyypillinen kytkentäkaavio alla.

6 lähtö - PWM-pulssien lähtö. Palautteeseen käytetään 1 3842-sirun nastaa, jos 1 pin. jännite lasketaan alle 1 voltin, sitten mikropiirin lähdössä (6 nastaa) pulssin kesto lyhenee, mikä vähentää PWM-muuntimen tehoa. Mikropiirin 2 ulostulo, kuten ensimmäinen, lyhentää lähtöpulssien kestoa, jos jännite nastassa 2 on korkeampi kuin +2,5 volttia, pulssien kesto pienenee, mikä puolestaan ​​vähentää lähtötehoa.

UC3842-nimisen mikropiirin UNITRODEn lisäksi valmistavat ST ja TEXAS INSTRUMENTS, tämän mikropiirin analogit ovat: DBL3842 DAEWOO:lta, SG3842 MICROSEMI / LINFINITYltä, KIA3842 KES:ltä, GL3842, eri yhtiöiltä, ​​jne. ja digitaalinen indeksi 3842.

Kaavio hakkuriteholähteestä, joka perustuu PWM-ohjaimeen UC3842

Kaaviokaavio 60 watin hakkuriteholähteestä, joka perustuu UC3842 PWM -ohjaimeen ja 3N80-kenttätransistorivirtakytkimeen.

Chip PWM -ohjain UC3842 - täydellinen tietolomake, jonka voi ladata ilmaiseksi pdf-muodossa tai katsoa sivuston sähköisten komponenttien online-viittauksesta

UC3842 PWM -ohjainpiiri on yleisin monitorin virtalähteitä rakennettaessa. Lisäksi näitä mikropiirejä käytetään kytkentäjännitteen säätimien rakentamiseen monitorien vaakasuuntaisissa skannereissa, jotka ovat sekä korkeajännitteen stabilaattoreita että rasterikorjauspiirejä. UC3842-sirua käytetään usein avaintransistorin ohjaamiseen järjestelmän virtalähteissä (yksitahti) ja tulostimen virtalähteissä. Sanalla sanoen, tämä artikkeli kiinnostaa ehdottomasti kaikkia asiantuntijoita, tavalla tai toisella, jotka liittyvät virtalähteisiin.

UC 3842 -sirun epäonnistuminen tapahtuu käytännössä melko usein. Lisäksi, kuten tällaisten vikojen tilastot osoittavat, tämän mikropiirin ohjaaman tehokkaan kenttätransistorin rikkoutumisesta tulee mikropiirin toimintahäiriön syy. Siksi, kun vaihdat virtalähteen tehotransistoria toimintahäiriön sattuessa, on erittäin suositeltavaa tarkistaa UC 3842 -ohjaussiru.

Mikropiirin testaamiseen ja diagnosointiin on useita menetelmiä, mutta tehokkain ja helpoin toteuttaa huonosti varustetussa työpajassa on lähtöresistanssin tarkistus ja mikropiirin toiminnan simulointi ulkoisella virtalähteellä.

Tätä työtä varten tarvitset seuraavat laitteet:

On kaksi päätapaa tarkistaa mikropiirin kunto:

Toimintakaavio on esitetty kuvassa 1 ja koskettimien sijainti ja tarkoitus kuvassa 2.

Mikropiirin lähtöresistanssin tarkistus

Erittäin tarkkaa tietoa mikropiirin terveydestä antaa sen lähtöimpedanssi, koska tehotransistorin rikkoutumisten aikana suurjännitepulssi syötetään tarkasti mikropiirin lähtöasteeseen, mikä lopulta aiheuttaa sen vian.

Mikropiirin lähtöimpedanssin on oltava äärettömän suuri, koska sen lähtöaste on kvasikomplementaarinen vahvistin.

Lähtöresistanssin voi tarkistaa ohmimittarilla mikropiirin nastojen 5 (GND) ja 6 (OUT) välistä (kuva 3), eikä mittauslaitteen kytkennän napaudella ole väliä. Tällainen mittaus on parasta tehdä juotetulla mikropiirillä. Mikropiirin rikkoutuessa tämä vastus tulee useiden ohmien suuruiseksi.

Jos mittaat lähtöresistanssin juottamatta mikropiiriä, sinun on ensin irrotettava viallinen transistori, koska tässä tapauksessa sen rikkinäinen portti-lähdeliitos voi "soida". Lisäksi tulee ottaa huomioon, että yleensä piirissä on päätevastus kytkettynä mikropiirin lähdön ja "kotelon" väliin. Siksi huollettavalla mikropiirillä voi olla ulostuloimpedanssi testauksen aikana. Se ei kuitenkaan yleensä tapahdu alle 1 kOhmin.

Siten, jos mikropiirin lähtöresistanssi on hyvin pieni tai sen arvo on lähellä nollaa, sitä voidaan pitää viallisena.

Mikropiirin toiminnan mallintaminen

Tällainen tarkistus suoritetaan juottamatta mikropiiriä virtalähteestä. Virransyöttö on katkaistava ennen vianmääritystä!

Testin ydin on syöttää virtaa mikropiiriin ulkoisesta lähteestä ja analysoida sen ominaissignaalit (amplitudi ja muoto) oskilloskoopin ja volttimittarin avulla.

Työnkulku sisältää seuraavat vaiheet:

1) Irrota näyttö verkkovirrasta (irrota virtajohto).

2) Kytke ulkoisesta stabiloidusta virtalähteestä yli 16 V:n syöttöjännite mikropiirin nastaan ​​7 (esimerkiksi 17-18 V). Tässä tapauksessa mikropiirin pitäisi käynnistyä. Jos syöttöjännite on alle 16 V, mikropiiri ei käynnisty.

3) Mittaa volttimittarilla (tai oskilloskoopilla) jännite mikropiirin nastasta 8 (VREF). Stabiloitu referenssijännitteen tulee olla +5 V DC.

4) Muuttamalla ulkoisen virtalähteen lähtöjännitettä varmista, että nastan 8 jännite on vakaa. (Virtalähteen jännitettä voidaan muuttaa 11 V:sta 30 V:iin, jännitettä laskee tai lisää, mikropiiri sammuu ja jännite nastasta 8 katoaa).

5) Tarkista nastan 4 (CR) signaali oskilloskoopilla. Toimivan mikropiirin ja sen ulkoisten piirien tapauksessa tässä koskettimessa on lineaarisesti muuttuva jännite (saha).

6) Muuttamalla ulkoisen virtalähteen lähtöjännitettä varmista, että nastan 4 sahanhammasjännitteen amplitudi ja taajuus ovat vakaat.

7) Tarkista oskilloskoopilla suorakaiteen muotoisten pulssien läsnäolo mikropiirin nastassa 6 (OUT) (ulostulon ohjauspulssit).

Jos kaikki nämä signaalit ovat läsnä ja käyttäytyvät yllä olevien sääntöjen mukaisesti, voimme päätellä, että mikropiiri on hyvässä kunnossa ja että se toimii oikein.

Lopuksi haluan huomauttaa, että käytännössä kannattaa tarkistaa paitsi mikropiirin myös sen lähtöpiirien elementtien käyttökunto (kuva 3). Ensinnäkin nämä ovat vastukset R1 ja R2, diodi D1, zener-diodi ZD1, vastukset R3 ja R4, jotka muodostavat virtasuojasignaalin. Nämä elementit osoittautuvat usein viallisiksi vikojen aikana.

Piiri on klassinen flyback-virtalähde, joka perustuu PWM UC3842:een. Koska piiri on perus, virtalähteen lähtöparametrit voidaan helposti laskea uudelleen vaadituiksi. Esimerkkinä valittiin kannettavan tietokoneen virtalähde, jonka virtalähde on 20V 3A. Tarvittaessa voit saada useita jännitteitä, itsenäisiä tai kytkettyjä.

Ulkoinen teho 60W (jatkuva). Riippuu pääasiassa tehomuuntajan parametreista. Niitä vaihtamalla saat jopa 100 W lähtötehon tässä ydinkoossa. Lohkon toimintataajuus on 29 kHz ja sitä voidaan virittää kondensaattorilla C1. Virtalähde on suunniteltu muuttumattomalle tai hieman muuttuvalle kuormitukselle, mistä johtuu lähtöjännitteen vakautumisen puute, vaikka se on vakaa verkkovaihteluilla 190 ... 240 volttia. Virtalähde toimii ilman kuormaa, siinä on konfiguroitava oikosulkusuojaus. Lohkon tehokkuus - 87%. Ulkoista ohjausta ei ole, mutta se voidaan syöttää optoerottimella tai releellä.

Tehomuuntaja (ydinkehys), lähtökela ja verkkokela on lainattu tietokoneen virtalähteestä. Tehomuuntajan ensiökäämi sisältää 60 kierrosta, mikropiirin virransyöttökäämi - 10 kierrosta. Molemmat käämit on kierretty 0,5 mm langalla, jossa on yksikerroksinen eristys fluoroplastista nauhaa. Ensiö- ja toisiokäämit erotetaan useilla eristekerroksilla. Toisiokäämi lasketaan uudelleen nopeudella 1,5 volttia kierrosta kohti. Esimerkiksi 15 voltin käämissä on 10 kierrosta, 30 voltin käämissä 20 jne. Koska yhden kierroksen jännite on melko suuri, alhaisilla lähtöjännitteillä vaaditaan vastuksen R3 hienosäätöä 15 ... 30 kOhmin sisällä.

Asetus
Jos tarvitset useita jännitteitä, voit käyttää kaavioita (1), (2) tai (3). Kierrosten lukumäärä lasketaan erikseen jokaiselle käämille kohdissa (1), (3) ja (2) muutoin. Koska toinen käämi on jatkoa ensimmäiselle, määritetään toisen käämin kierrosten lukumääräksi W2=(U2-U1)/1,5, missä 1,5 on yhden kierroksen jännite. Vastus R7 määrittää kynnyksen PSU:n lähtövirran rajoittamiselle sekä tehotransistorin suurimman nieluvirran. On suositeltavaa valita suurin tyhjennysvirta enintään 1/3 tämän transistorin tyyppikilvestä. Virta voidaan laskea kaavalla I (Amps) \u003d 1 / R7 (Ohm).

Kokoonpano
Toisiopiirin tehotransistori ja tasasuuntausdiodi on asennettu säteilijöille. Niiden aluetta ei anneta, koska jokaisessa versiossa (kotelolla, ilman koteloa, korkea lähtöjännite, matala jännite jne.) alue on erilainen. Patteriin tarvittava pinta-ala voidaan asettaa kokeellisesti patterin lämpötilan mukaan käytön aikana. Osien laippoja ei saa lämmittää yli 70 astetta. Tehotransistori asennetaan eristävän tiivisteen kautta, diodi - ilman sitä.

HUOMIO!
Huomioi määritettyjä kondensaattoreiden jännitteitä ja vastusten tehoja sekä muuntajan käämien vaiheistusta. Jos vaiheistus on väärä, virransyöttö käynnistyy, mutta ei anna virtaa.
Älä koske tehotransistorin tyhjennysaukkoon (laippaan), kun virtalähde on käynnissä! Viemärissä on jopa 500 voltin jännitepiikki.

Elementtien vaihto
3N80:n sijaan voidaan käyttää BUZ90:tä, IRFBC40:tä ja muita. Diodi D3 - KD636, KD213, BYV28 vähintään 3Uout jännitteelle ja vastaavalle virralle.

tuoda markkinoille
Laite käynnistyy 2-3 sekuntia verkkojännitteen kytkemisen jälkeen. Suojatakseen elementtien palamiselta virheellisen asennuksen yhteydessä, virtalähdeyksikön ensimmäinen käynnistys suoritetaan voimakkaan 100 ohmin 50 W vastuksen kautta, joka on kytketty verkkotasasuuntaajan eteen. Myös sillan jälkeinen tasoituskondensaattori kannattaa vaihtaa pienempään kapasitanssiin (noin 10 ... 22 uF 400V) ennen ensimmäistä käynnistystä. Yksikkö kytketään päälle muutamaksi sekunniksi, sitten sammutetaan ja tehoelementtien kuumeneminen arvioidaan. Lisäksi käyttöaikaa pidennetään asteittain, ja onnistuneiden käynnistysten tapauksessa yksikkö kytketään päälle suoraan ilman vastusta vakiokondensaattorilla.

No, viimeinen.
Kuvattu virtalähde on koottu MasterKit BOX G-010 -koteloon. Se kestää 40 W:n kuorman, suuremmalla teholla on huolehdittava lisäjäähdytyksestä. Virtalähteen vikaantuessa Q1, R7, 3842, R6 kaatuu ja C3 ja R5 voivat palaa loppuun.

Luettelo radioelementeistä