Uc3842 opis principa rada. Opis UC3842, princip rada, dijagram ožičenja. Preklopna napajanja temeljena na UC3842 čipu

UC3845
PRINCIP RADA

Iskreno govoreći, prvi put nije bilo moguće nadvladati UC3845 - samopouzdanje je odigralo okrutnu šalu. Međutim, mudriji iskustvom, odlučio sam konačno shvatiti - ne tako veliki mikro krug - samo 8 nogu. Želim izraziti posebnu zahvalnost svojim pretplatnicima, koji nisu stajali po strani i dali neka objašnjenja, čak su poslali prilično detaljan članak poštom i dio modela u Microcapu. HVALA VAM PUNO .
Koristeći veze, poslane materijale, sjedio sam večer ili dvije i, općenito, sve su se zagonetke spojile, iako su se neke ćelije pokazale praznima. Ali prvo o svemu...
Nije bilo moguće sastaviti analog UC3845 na logičkim elementima u Microcap 8 i 9 - logički elementi su striktno vezani za napajanje od pet volti, a ovi simulatori imaju kroničnih poteškoća sa samooscilacijom. Microcap 11 pokazao je iste rezultate:

Postojala je samo jedna opcija - Multisim. Verzija 12 je pronađena čak i s crackom. Nisam koristio Multisim JAKO dugo, pa sam morao petljati. Prvo što me razveselilo je da u Multisimu postoji zasebna biblioteka za logiku od pet volti i posebna biblioteka za logiku od petnaest volti. Općenito, s pola tuge, pokazala se manje-više funkcionalna verzija, koja je davala znakove života, ali nije htio raditi baš onako kako se ponaša pravi mikro krug, bez obzira koliko sam ga uvjeravao. Prvo, modeli ne mjere razinu u odnosu na stvarnu nulu, pa bi se morao uvesti dodatni izvor negativnog prednapona. Ali u ovom slučaju, morao bih pobliže objasniti što je to i zašto, ali htio sam se što više približiti pravom mikro krugu.

Pretražujući Internet, našao sam gotovu shemu, 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 Multisima samog čipa UC3845 i njegovih analoga, brzo je postalo jasno da model mikro kruga ne dopušta izradu SVIH opcija za uključivanje ovog mikro kruga. Konkretno, ograničenje struje i podešavanje izlaznog napona rade prilično samopouzdano (iako često ispadaju iz simulacije), ali mikrokrug je odbio prihvatiti primjenu pogreške uzemljenja na izlazu pojačala.

Općenito, iako su se kolica pomaknula s mjesta, nisu putovala daleko. Ostala je samo jedna opcija - ispis podatkovne tablice na UC3845 i ploča s kabelskim snopom. Kako ne bih gledao simulaciju opterećenja i simulaciju ograničenja struje, odlučio sam izgraditi mikrobooster i već na njemu provjeriti što se zapravo događa s mikro krugom s jednom ili drugom opcijom uključivanja i korištenja.
Prvo, malo objašnjenje:
Čip UC3845 doista zaslužuje pozornost dizajnera napajanja različitih kapaciteta i namjena, ima niz gotovo analoga. Gotovo zato što prilikom zamjene mikro kruga u ploči ništa drugo ne treba mijenjati, međutim, promjene temperature okoline mogu uzrokovati probleme. A neke se podopcije uopće ne mogu koristiti za izravnu zamjenu.

Na temelju gornje tablice jasno je da je UC3845 daleko od najbolje verzije ovog mikro kruga, budući da je njegova donja granica temperature ograničena na nula stupnjeva. Razlog je prilično jednostavan - ne drže svi aparat za zavarivanje u grijanoj prostoriji, a moguća je situacija kada morate nešto zavariti izvan sezone, a zavarivač se ili ne uključuje ili banalno eksplodira. ne, ne na komadiće, čak ni komadi tranzistora snage vjerojatno neće izletjeti, ali neće biti zavarivanja ni u jednom, pa čak i zavarivač treba popravke. Provukavši se kroz Ali, došao sam do zaključka da je problem potpuno rješiv. Naravno, UC3845 je popularniji i ima ih više na sniženju, ali i UC2845 je na sniženju:

UC2845 je naravno malo skuplji, ali je u svakom slučaju jeftiniji od JEDNOG tranzistora snage, tako da sam osobno naručio desetak UC2845 unatoč tome što na skladištu ima još 8 UC3845. Pa kako hoćete.
Sada možemo razgovarati o samom mikro krugu, odnosno o principu njegovog rada. Donja slika prikazuje blok dijagram UC3845, tj. s unutarnjim okidačem koji ne dopušta da trajanje kontrolnog impulsa bude duže od 50% razdoblja:

Usput, ako kliknete na sliku, ona će se otvoriti u novoj kartici. Nije baš zgodno skakati između kartica, ali u svakom slučaju je zgodnije od okretanja kotačića miša naprijed-natrag, vraćajući se na sliku koja je otišla na vrh.
Mikrokrug osigurava dvostruku kontrolu napona napajanja. COMP1 prati napon napajanja kao takav i ako je manji od zadane vrijednosti, daje naredbu koja uzrokuje gašenje unutarnjeg regulatora od pet volti. Ako napon napajanja premaši prag uključivanja, unutarnji stabilizator se otključava i mikro krug se pokreće. Drugi element za nadzor snage je element DD1, koji u slučajevima kada se referentni napon razlikuje od norme, na izlazu daje logičku nulu. Ova nula pada na pretvarač DD3 i pretvorena u logičku jedinicu pada na logički OR DD4. U gotovo svim blok dijagramima, ovaj jednostavno ima inverzni ulaz, ali sam pretvarač iznio izvan ovog logičkog elementa - lakše je razumjeti princip rada.
Logički ILI element radi na principu utvrđivanja prisutnosti logičke jedinice na bilo kojem od njenih ulaza. Zato se zove ILI - ako je na ulazu 1, ILI na ulazu 2, ILI na ulazu 3, ILI na ulazu 4 logička jedinica, tada će izlaz elementa biti logička jedinica.
Kada se na prvom ulazu ovog zbrajala svih upravljačkih signala pojavi logička jedinica, na njegovom izravnom izlazu pojavit će se logička jedinica, a na inverznom logička nula. U skladu s tim, gornji tranzistor vozača će biti zatvoren, a donji će se otvoriti, čime će se zatvoriti tranzistor snage.
U ovom stanju, mikro krug će biti sve dok referentni analizator snage ne dopusti rad i na njegovom izlazu se pojavi logička jedinica, koja nakon pretvarača DD3 ne otključava izlazni element DD4.
Recimo da imamo normalno napajanje i mikrokrug počinje raditi. Glavni oscilator počinje generirati upravljačke 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, naime vrlo vrući uređaj, kada će se "brži" mikro krug jednog proizvođača zamijeniti sporijim . Najljepša slika ovisnosti frekvencije o otporu otpornika i kapacitetu kondenzatora iz Texas Instrumentsa:

Drugi proizvođači rade stvari malo drugačije:

Ovisnost frekvencije o RC ocjenama čipa iz Fairchilda

Ovisnost frekvencije o RC vrijednostima čipa iz STMicroelectronics

Ovisnost frekvencije o RC ocjenama mikro kruga tvrtke UNISONIC TECHNOLOGIES CO

Iz generatora takta dobivaju se prilično kratki impulsi u obliku logičke jedinice. Ovi impulsi su podijeljeni u tri bloka:
1. Sve isto konačno zbrajalo DD4
2. D-okidač DD2
3. RS flip-flop na DD5
DD2 okidač dostupan je samo u mikro krugovima podserija 44 i 45. On je taj koji ne dopušta da trajanje kontrolnog impulsa postane duže od 50% razdoblja, budući da mijenja svoje stanje u suprotno sa svakim dolaznim rubom logičke jedinice iz generatora takta. Time dijeli frekvenciju s dva, tvoreći nule i jedinice istog trajanja.
To se događa na prilično primitivan način - sa svakom dolaznom frontom na ulaz sata C, okidač upisuje informacije koje se nalaze na informacijskom ulazu D, a ulaz D je povezan s inverznim izlazom mikro kruga. Zbog unutarnjeg kašnjenja snimaju se invertirane informacije. Na primjer, invertirajući izlaz je razina logičke nule. Dolaskom prednjeg dijela impulsa na ulaz C, okidač ima vremena zapisati ovu nulu prije nego što se nula pojavi na njegovom izravnom izlazu. Pa, ako imamo nulu izravni izlaz, tada će postojati logička jedinica na inverzu. Dolaskom sljedećeg ruba taktnog impulsa, okidač već upisuje logičku jedinicu u sebe, koja će se pojaviti na izlazu nakon nekoliko nanosekundi. Zapisivanje logičke jedinice dovodi do pojave logičke nule na inverznom izlazu okidača i proces će se početi ponavljati od sljedećeg ruba taktnog impulsa.

Zbog toga je izlazna frekvencija mikro krugova UC3844 i UC3845 2 puta manja od frekvencije UC3842 i UC3843 - podijeljena je okidačem.
Dolazeći do ulaza postavke jedinice RS DD5 okidača, prvi impuls stavlja okidač u stanje u kojem je njegov izravni izlaz logička jedinica, a inverzni izlaz nula. I dok se jedinica ne pojavi na ulazu R, okidač DD5 bit će u ovom stanju.
Pretpostavimo da nemamo nikakve upravljačke signale izvana, tada će se na izlazu pojačala greške OP1 pojaviti napon blizak referentnom naponu - nema povratne veze, invertirajući ulaz je u zraku, a referentni napon od 2,5 volta se primjenjuje na neinvertirajući ulaz.
Ovdje ću odmah rezervirati - osobno sam bio pomalo posramljen zbog ovog pojačala pogreške, ali nakon što sam pažljivije proučio podatkovnu tablicu i zahvaljujući pretplatnicima koji su gurali nos, pokazalo se da izlaz ovog pojačala nije baš tradicionalan. Postoji samo jedan tranzistor u izlaznom stupnju OP1, koji povezuje izlaz na zajedničku žicu. Generator struje stvara pozitivni napon kada je ovaj tranzistor otvoren ili potpuno zatvoren.
Iz izlaza OP1 napon prolazi kroz svojevrsni limiter i razdjelnik napona 2R-R. Osim toga, ista sabirnica ima ograničenje napona od 1 volta, tako da ni pod kojim uvjetima više od jednog volta ne pada na invertirajući ulaz OP2 ni pod kojim okolnostima.
OP2 je u biti komparator koji uspoređuje napone na svojim ulazima, ali komparator je također lukav - konvencionalno operacijsko pojačalo ne može usporediti tako niske napone - od stvarne nule do jednog volta. Konvencionalno operacijsko pojačalo treba ili viši ulazni napon ili negativni krak napona napajanja, tj. bipolarni napon. Isti se komparator prilično lako nosi s analizom ovih napona, moguće je da unutra ima nekakvih prednaponskih elemenata, ali čini se da ne marimo puno za dijagram strujnog kruga.
Općenito, OP2 uspoređuje napon koji dolazi s izlaza pojačala greške, odnosno one ostatke napona koji se dobiju nakon prolaska kroz razdjelnik s naponom na trećem izlazu mikro kruga (misli se na paket DIP-8).
Ali u ovom trenutku nemamo ništa na trećem izlazu, a pozitivni napon se primjenjuje na invertirajući ulaz. Naravno, komparator će ga invertirati i na svom izlazu formirati jasnu logičku nulu, koja ni na koji način neće utjecati na stanje RS-okidača DD5.
Kao rezultat onoga što se događa, imamo logičku nulu na prvom ulazu odozgo, budući da je napajanje normalno, na drugom ulazu imamo kratke impulse iz generatora takta, na trećem ulazu imamo impulse iz D -okidač DD2, koji imaju isto trajanje nula i jedan . Na i na četvrtom ulazu imamo logičku nulu iz DD5 RS flip-flopa. Kao rezultat toga, izlaz logičkog elementa će u potpunosti ponoviti impulse koje generira D-flip-flop DD2. Stoga, čim se logička jedinica pojavi na izravnom izlazu DD4, otvorit će se tranzistor VT2. Istodobno će se na inverznom izlazu nalaziti logička nula i 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 ovaj mikro krug može uspješno pokretati relativno snažne MOSFET tranzistore bez dodatnih pokretačkih programa.
Da bismo točno razumjeli kako se prilagođavaju procesi koji se odvijaju u opskrbi električnom energijom, sastavljen je najjednostavniji pojačivač, jer zahtijeva najmanje dijelova za namatanje. Uzimao se prvi ZELENI prsten koji je došao pod ruku i na njega se namotavalo 30 zavoja. Količina uopće nije izračunata, smotan je samo jedan sloj namota i ništa više. Nisam brinuo o potrošnji - mikrokrug radi u širokom frekvencijskom rasponu, a ako krenete od frekvencija ispod 100 kHz, to će već biti sasvim dovoljno da spriječi da jezgra uđe u zasićenje.

Kao rezultat, dobivena je sljedeća shema pojačanja:

Svi vanjski elementi imaju prefiks out što znači da jesu IZVANA detalj mikrosklopova.
Odmah ću potpisati što je na ovom dijagramu i zašto.
VT1 - baza je u biti u zraku; baza je spojena ili na uzemljenje ili na pilu koju stvara sam mikro krug. Na ploči nema otpornika Rout 9 - čak sam propustio potrebu za njim.
Optokaparler Uout 1 koristi pojačalo greške OP1 za podešavanje izlaznog napona, stupanj utjecaja regulira otpornik Rout 2. Optocoupler Uout 2 kontrolira izlazni napon zaobilazeći pojačalo greške, stupanj utjecaja regulira otpornik Rout 4. izbacite tranzistor snage. Put 13 - podešavanje praga rada ograničenja struje. Pa, Rout 8 - podešavanje taktne frekvencije samog kontrolera.

Tranzistor snage je nešto što je zalemljeno iz auto pretvarača koji je bio na popravku - rasplamsalo se jedno rame, promijenili sve tranzistore (zašto SVI odgovor je OVDJE), a ovo je promjena, da tako kažem. Tako da ne znam što je to - natpis je vrlo otrcan, općenito je nešto poput 40-50 ampera.
Opterećenje tipa Rout 15 - 2 W na 150 ohma, ali 2 W nije bilo dovoljno. Potrebno je ili povećati otpor ili snagu otpornika - počinje smrdjeti ako radi 5-10 minuta.
VDout 1 - kako bi se isključio utjecaj glavnog napajanja na rad kontrolera (čini se da je HER104 pao u ruke), VDout 2 - HER308, pa, to je tako 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 trebati odabrati, ali to je već čisto izborno, tko se JAKO želi riješiti relejne metode stabilizacije u praznom hodu. Više o ovome kasnije, ali za sada sam stavio ovaj otpornik sa strane tračnica:

Prvo uključivanje - motori SVI interlineatori moraju biti spojeni na masu, tj. ne utječu na krug. Motor Rout 8 je postavljen tako da je otpor ovog otpornika 2-3 kOhm, budući da je kondenzator 2,2 nF, tada bi frekvencija trebala biti oko 300 kHz s repom, stoga ćemo na izlazu UC3845 dobiti negdje oko 150 kHz.

Provjeravamo frekvenciju na izlazu samog mikro kruga - točnije, budući da signal nije zatrpan udarnim procesima iz leptira za gas. Kako bismo potvrdili razlike između frekvencije generiranja i frekvencije pretvorbe, stojimo na pinu 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-u optokaplera Uout 1 kako bismo kontrolirali promjenu načina stabilizacije. Ovdje treba podsjetiti da je klizač otpornika Rout 13 u donjem položaju prema dijagramu. Uobičajena žica također se dovodi do baze VT1, tj. apsolutno se ništa ne događa na pinu 3 i OP2 komparator ne reagira na neinvertirajući ulaz.
Postupno povećavajući napon na LED diodi optokaplera, postaje očito da kontrolni impulsi jednostavno počinju nestajati. Promjenom zamaha to postaje najočitije. To je zbog činjenice da OP2 prati samo ono što se događa na njegovom invertirajućem ulazu, a čim izlazni napon OP1 padne ispod vrijednosti praga OP2, formira logičku jedinicu na svom izlazu, koja prevodi okidač DD5 u nula. Naravno, ali na inverznom izlazu okidača pojavljuje se logička jedinica koja blokira konačni zbrajač DD4. Dakle, mikro krug je potpuno zaustavljen.

Ali pojačivač je opterećen, tako da se izlazni napon počinje smanjivati, Uout 1 LED počinje smanjivati ​​svjetlinu, Uout 1 tranzistor se zatvara i OP1 počinje povećavati svoj izlazni napon, a čim prijeđe OP2 prag, mikro krug ponovno se pokreće.
Dakle, izlazni napon se stabilizira u relejnom načinu rada, tj. mikrokrug generira upravljačke impulse u serijama.
Dovođenjem napona na LED diodu optokaplera Uout 2, tranzistor ovog optokaplera se lagano otvara, što rezultira smanjenjem napona koji se dovodi na komparator OP2, tj. procesi prilagodbe se ponavljaju, ali u njima više ne sudjeluje OP1, tj. krug je manje osjetljiv na promjene izlaznog napona. Zahvaljujući tome, paketi kontrolnih impulsa imaju stabilnije trajanje i slika se čini ugodnijom (čak je i osciloskop sinkroniziran):

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

Amplituda je nešto veća od volta i ta amplituda možda neće biti dovoljna, jer u krugu postoje razdjelnici napona. Za svaki slučaj, odvrnemo motor otpornika za podešavanje R13 u gornji položaj i kontroliramo što se događa na trećem izlazu mikro kruga. U principu, nade su bile potpuno opravdane - amplituda nije dovoljna za pokretanje ograničenja struje (žuta zraka):

Pa, budući da nema dovoljno struje kroz induktor, to znači ili puno zavoja ili visoku frekvenciju. Premotavanje je previše lijeno, jer je otpornik za podešavanje Rout8 na ploči za podešavanje frekvencije. Njegov regulator okrećemo dok se na stezaljci 3 regulatora ne dobije potrebna amplituda napona.
U teoriji, čim se dosegne prag, tj. čim amplituda napona na pinu 3 postane malo veća od jednog volta, trajanje upravljačkog impulsa bit će ograničeno, budući da regulator 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.

Izrazita značajka UC3845 je da kontrolira protok kroz tranzistor snage u gotovo svakom ciklusu rada, a ne prosječnu vrijednost, kao što to čini, na primjer, TL494, a ako je napajanje ispravno dizajnirano, tada snaga tranzistor se nikada neće moći teturati ...
Sada podižemo frekvenciju dok trenutno ograničenje ne prestane utjecati, međutim, napravit ćemo marginu - postavili smo točno 100 kHz. Plava zraka i dalje pokazuje kontrolne impulse, ali žutu stavljamo na LED diodu optokaplera Uout 1 i počinjemo okretati gumb otpornika za ugađanje. Neko vrijeme oscilogram izgleda isto kao u prvom eksperimentu, ali postoji i razlika, nakon prelaska kontrolnog praga, trajanje impulsa počinje se smanjivati, tj. stvarna prilagodba se događa modulacijom širine pulsa. A ovo je samo jedan od trikova ovog mikro kruga - kao referentna pila za usporedbu, koristi se pila koja se formira na otporniku za ograničavanje struje R14 i tako stvara stabilizirani napon na izlazu:

Ista stvar se događa kada se poveća napon na izlazu Uout 2, iako u mojoj verziji nije bilo moguće dobiti iste kratke impulse kao prvi put - svjetlina LED diode optokaplera nije bila dovoljna, a bio sam previše lijen da smanjite otpornik Rout 3.
U svakom slučaju, PWM stabilizacija se javlja i prilično je stabilna, ali samo uz prisustvo opterećenja, tj. pojava pile, čak ni od velike važnosti, na izlazu 3 regulatora. Bez ove pile, stabilizacija će se provesti u relejnom načinu rada.
Sada prebacujemo bazu tranzistora na pin 4, čime prisilno dovodimo pilu na pin 3. Ovo nije veliki problem - za ovu prijevaru morat ćete podići otpornik Rout 9, budući da amplituda prašine i razina konstantne komponente pokazala se donekle velikom.

Međutim, sada je sam princip rada zanimljiviji, pa ga provjeravamo tako da motor trimera Rout 13 spustimo na tlo i počnemo 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 sloma u relejnom načinu rada.
Sada možete provjeriti nosivost pojačivača. Da bismo to učinili, uvodimo ograničenje izlaznog napona, tj. dovedemo mali napon na LED Uout 1 i smanjimo radnu frekvenciju. Sociogram jasno pokazuje da žuta zraka ne doseže razinu od jednog volta, tj. nema ograničenja struje. Ograničenje daje samo podešavanje izlaznog napona.
Paralelno s otpornikom opterećenja Rour 15, postavljamo još jedan otpornik od 100 Ohma i oscilogram jasno pokazuje povećanje trajanja upravljačkog impulsa, što dovodi do povećanja vremena akumulacije energije u induktoru i njegovog kasnijeg povratka u opterećenje:

Također nije teško primijetiti da povećanjem opterećenja raste 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 plava zraka na odvodu tranzistora i uklanjamo povratni napon iz LED-a. Oscilogram je vrlo nestabilan, budući da osciloskop ne može odrediti na kojem rubu treba sinkronizirati - nakon pulsa, postoji prilično pristojan "priča" o samoindukciji. Rezultat je sljedeća slika.

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

SUMIRATI

UC3845 je univerzalni upravljački program sa samohodnim taktom za jednostrane naponske pretvarače koji mogu raditi i u povratnim i u prednjim pretvaračima.
Može raditi u relejnom načinu rada, može raditi u načinu punopravnog PWM regulatora napona s ograničenjem struje. To je ograničenje, budući da tijekom preopterećenja mikro krug prelazi u trenutni način stabilizacije, čiju vrijednost određuje dizajner sklopa. Za svaki slučaj, mala pločica ovisnosti maksimalne struje o vrijednosti otpornika koji ograničava struju:

Za punu PWM regulaciju napona, IC treba opterećenje jer koristi pilasti napon za usporedbu s 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 s formulom MANJE DIJELOVA, VIŠE POUZDANOSTI, stoga se dvije metode mogu smatrati osnovnim:
Korištenje integriranog pojačala pogreške. U ovom slučaju, tranzistor povratne sprege spojen je kolektorom na referentni napon od 5 volti (pin 8), a emiter dovodi napon na invertirajući ulaz ovog pojačala preko OS otpornika. Ova metoda se preporučuje za iskusnije dizajnere, jer velika pogreška pojačanja može uzrokovati njegovo uključivanje.
Bez korištenja integriranog pojačala pogreške. U ovom slučaju, kolektor regulacijskog optokaplera spojen je izravno na izlaz pojačala greške (pin 1), a emiter je spojen na zajedničku žicu. Ulaz pojačala pogreške također je spojen na zajedničku žicu.
Princip rada PWM-a temelji se na kontroli prosječne vrijednosti izlaznog napona i maksimalne vrijednosti struje. Drugim riječima, ako smanjimo opterećenje, izlazni napon raste, a amplituda pile na otporniku za mjerenje struje opada i trajanje impulsa se smanjuje dok se ne uspostavi izgubljena ravnoteža između napona i struje. Kada se opterećenje povećava, kontrolirani napon se smanjuje, a struja raste, što dovodi do povećanja trajanja upravljačkih impulsa.

Prilično je jednostavno organizirati stabilizator struje na mikrokrugu, a kontrola struje koja teče kontrolira se u svakom ciklusu, što u potpunosti eliminira preopterećenje stupnja snage uz pravilan izbor tranzistora snage i ograničenja struje, ili odnosno mjerni otpornik, instaliran na izvoru tranzistora s efektom polja. Upravo je ta činjenica učinila UC3845 najpopularnijim u dizajnu kućanskih aparata za zavarivanje.
UC3845 ima prilično ozbiljne "grablje" - proizvođač ne preporučuje korištenje mikro kruga na temperaturama ispod nule, pa bi bilo logičnije koristiti UC2845 ili UC1845 u proizvodnji strojeva za zavarivanje, ali potonji su u određenom nedostatku. UC2845 je nešto skuplji od UC3845, ne tako katastrofalno kao što pokazuju domaći prodavači (cijene u rubljima od 1. ožujka 2017.).

Frekvencija mikro krugova XX44 i XX45 je 2 puta manja od frekvencije takta, a punjenje ne smije prelaziti 50%, tada je najpovoljnije za pretvarače s transformatorom. Ali mikro krugovi XX42 i XX43 najprikladniji su za PWM stabilizatore, budući da trajanje kontrolnog impulsa može doseći 100%.

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

Čipovi PWM kontrolera ka3842 ili UC3842 (uc2842) je najčešći pri izradi izvora napajanja za kućansku i računalnu opremu, često se koristi za upravljanje ključnim tranzistorom u sklopnim izvorima napajanja.

Princip rada mikro krugova ka3842, UC3842, UC2842

Čip 3842 ili 2842 je pretvarač PWM - Pulse-width modulation (PWM), koji se uglavnom koristi za rad u DC-DC modu (pretvara konstantni napon jedne vrijednosti u konstantni napon druge).

Razmotrite blok dijagram mikro krugova serije 3842 i 2842:
Sedmi izlaz mikrosklopa napaja se naponom napajanja u rasponu od 16 V do 34 V. Mikrosklop ima ugrađen Schmidtov okidač (UVLO), koji uključuje mikrosklop ako napon napajanja prijeđe 16 V, i okreće isključi se ako napon napajanja iz nekog razloga padne ispod 10 volti. Mikro krugovi serije 3842 i 2842 također imaju zaštitu od prenapona: ako napon napajanja prijeđe 34 volta, mikro krug će se isključiti. Za stabilizaciju frekvencije generiranja impulsa, mikro krug ima vlastiti regulator napona od 5 volti, čiji je izlaz spojen na pin 8 mikro kruga. 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 u nastavku.

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

Mikro krug pod nazivom UC3842, osim UNITRODE, proizvode ST i TEXAS INSTRUMENTS, analozi ovog mikro kruga su: DBL3842 od DAEWOO, SG3842 od MICROSEMI / LINFINITY, KIA3842 od KES, GL3842 od LG, kao i mikro krugovi od ostale tvrtke s raznim slovima (AS, MC, IP itd.) i digitalnim indeksom 3842.

Shema sklopnog napajanja na temelju PWM kontrolera UC3842

Shematski dijagram prekidačkog napajanja od 60 W na temelju UC3842 PWM kontrolera i 3N80 sklopke za napajanje tranzistora s efektom polja.

Čip PWM kontroler UC3842 - puna podatkovna tablica s mogućnošću besplatnog preuzimanja u pdf formatu ili potražite u mrežnoj referenci za elektroničke komponente na web mjestu

Čip kontrolera UC3842 PWM najčešći je pri izgradnji napajanja monitora. Osim toga, ovi se mikrosklopovi koriste za izgradnju sklopnih regulatora napona u horizontalnim skenerima monitora, koji su i stabilizatori visokog napona i krugovi za korekciju rastera. UC3842 čip se često koristi za upravljanje ključnim tranzistorom u napajanjima sustava (jednociklični) i napajanjima pisača. Jednom riječju, ovaj će članak biti od interesa za apsolutno sve stručnjake, na ovaj ili onaj način povezani s izvorima energije.

Kvar UC 3842 čipa u praksi se događa prilično često. Štoviše, kako pokazuje statistika takvih kvarova, kvar snažnog tranzistora s efektom polja, kojim upravlja ovaj mikro krug, postaje uzrok kvara mikro kruga. Stoga, prilikom zamjene tranzistora snage napajanja u slučaju kvara, snažno se preporučuje provjeriti upravljački čip UC 3842.

Postoji nekoliko metoda za ispitivanje i dijagnosticiranje mikro kruga, ali najučinkovitiji i najlakši za primjenu u slabo opremljenoj radionici su provjera izlaznog otpora i simulacija rada mikro kruga pomoću vanjskog izvora napajanja.

Za ovaj rad trebat će vam sljedeći uređaji:

Postoje dva glavna načina provjere zdravlja mikro kruga:

Funkcionalni dijagram prikazan je na slici 1, a položaj i namjena kontakata na slici 2.

Provjera izlaznog otpora mikro kruga

Vrlo točne informacije o zdravlju mikrosklopa daje njegova izlazna impedancija, budući da se tijekom kvarova tranzistora snage visokonaponski naponski impuls primjenjuje upravo na izlazni stupanj mikrosklopa, što u konačnici uzrokuje njegov kvar.

Izlazna impedancija mikrosklopa mora biti beskonačno velika, budući da je njegov izlazni stupanj kvazi-komplementarno pojačalo.

Izlazni otpor možete provjeriti ohmmetrom između pinova 5 (GND) i 6 (OUT) mikro kruga (slika 3), a polaritet spajanja mjernog uređaja nije bitan. Takvo mjerenje najbolje je obaviti s lemljenim mikro krugom. U slučaju kvara mikro kruga, ovaj otpor postaje jednak nekoliko ohma.

Ako mjerite izlazni otpor bez lemljenja mikro kruga, tada prvo morate odlemiti neispravni tranzistor, jer u tom slučaju njegov slomljeni spoj vrata i izvora može "zazvoniti". Osim toga, treba uzeti u obzir da obično krug ima završni otpornik spojen između izlaza mikro kruga i "kućišta". Stoga, servisni mikro krug može imati izlaznu impedanciju tijekom ispitivanja. Iako se obično ne događa manje od 1 kOhm.

Dakle, ako je izlazni otpor mikro kruga vrlo mali ili ima vrijednost blizu nule, tada se može smatrati neispravnim.

Modeliranje rada mikrosklopa

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

Bit testa je napajanje mikro kruga iz vanjskog izvora i analiza njegovih karakterističnih signala (amplitude i oblika) pomoću osciloskopa i voltmetra.

Tijek rada uključuje sljedeće korake:

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

2) Iz vanjskog stabiliziranog izvora struje primijenite napon napajanja veći od 16 V na pin 7 mikro kruga (na primjer, 17-18 V). U tom slučaju, mikro krug bi trebao početi. Ako je napon napajanja manji od 16 V, mikro krug se neće pokrenuti.

3) Pomoću voltmetra (ili osciloskopa) izmjerite napon na pinu 8 (VREF) mikro kruga. Treba postojati referentni stabilizirani napon od +5 V DC.

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

5) Osciloskopom provjerite signal na pinu 4 (CR). U slučaju radnog mikro kruga i njegovih vanjskih krugova, na ovom kontaktu bit će linearno promjenjiv napon (zub pile).

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

7) Pomoću osciloskopa provjerite prisutnost pravokutnih impulsa na pinu 6 (OUT) mikro kruga (izlazni kontrolni impulsi).

Ako su svi ovi signali prisutni i ponašaju se u skladu s gore navedenim pravilima, tada možemo zaključiti da je mikro krug u dobrom stanju i da radi ispravno.

Zaključno, želio bih napomenuti da je u praksi vrijedno provjeriti ispravnost ne samo mikro kruga, već i elemenata njegovih izlaznih krugova (slika 3). Prije svega, to su otpornici R1 i R2, dioda D1, zener dioda ZD1, otpornici R3 i R4, koji tvore strujni zaštitni signal. Ovi se elementi često pokažu neispravnim tijekom kvarova.

Krug je klasično flyback napajanje temeljeno na PWM UC3842. Budući da je krug osnovni, izlazni parametri PSU-a mogu se lako preračunati na potrebne. Kao primjer, za razmatranje je odabrana jedinica napajanja za prijenosno računalo s napajanjem od 20V 3A. Ako je potrebno, možete dobiti nekoliko napona, neovisno ili spojeno.

Vanjska izlazna snaga 60 W (kontinuirano). Uglavnom ovisi o parametrima energetskog transformatora. Njihovom promjenom možete dobiti izlaznu snagu do 100 W u ovoj veličini jezgre. Radna frekvencija bloka je 29 kHz i može se podesiti pomoću kondenzatora C1. Napajanje je dizajnirano za nepromjenjivo ili blago promjenjivo opterećenje, stoga nedostatak stabilizacije izlaznog napona, iako je stabilan s mrežnim fluktuacijama od 190 ... 240 volti. PSU radi bez opterećenja, postoji konfigurabilna zaštita od kratkog spoja. Učinkovitost bloka - 87%. Ne postoji vanjska kontrola, ali se može unijeti pomoću optičkog sprežnika ili releja.

Energetski transformator (okvir jezgre), izlazni induktor i mrežni induktor posuđeni su od PSU računala. Primarni namot energetskog transformatora sadrži 60 zavoja, namot za napajanje mikro kruga - 10 zavoja. Oba namota su namotana zavoj do zavoja žicom od 0,5 mm s jednom međuslojnom izolacijom od fluoroplastične trake. Primarni i sekundarni namot odvojeni su s nekoliko slojeva izolacije. Sekundarni namot se ponovno izračunava brzinom od 1,5 volta po zavoju. Na primjer, namot od 15 volti će imati 10 zavoja, namot od 30 volti će imati 20, itd. Budući da je napon jednog okreta prilično velik, pri niskim izlaznim naponima bit će potrebno fino podešavanje otpornika R3 unutar 15 ... 30 kOhm.

Postavka
Ako trebate dobiti nekoliko napona, možete koristiti sheme (1), (2) ili (3). Inače se broj zavoja izračunava zasebno za svaki namot u (1), (3) i (2). Budući da je drugi namot nastavak prvog, broj zavoja drugog namota je definiran kao W2=(U2-U1)/1,5, gdje je 1,5 napon jednog zavoja. Otpornik R7 određuje prag za ograničavanje izlazne struje PSU-a, kao i maksimalnu struju odvoda tranzistora snage. Preporuča se 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
Tranzistor snage i ispravljačka dioda u sekundarnom krugu montirani su na radijatore. Njihova površina nije dana, jer za svaku verziju (s kućištem, bez kućišta, visoki izlazni napon, niski napon itd.) područje će biti drugačije. Potrebna površina radijatora može se postaviti eksperimentalno, prema temperaturi radijatora tijekom rada. Prirubnice dijelova ne smiju se zagrijavati iznad 70 stupnjeva. Tranzistor snage je instaliran kroz izolacijsku brtvu, dioda - bez nje.

PAŽNJA!
Pridržavajte se navedenih napona kondenzatora i snaga otpornika, kao i faziranja namota transformatora. Ako je faza neispravna, napajanje će se pokrenuti, ali neće dati snagu.
Ne dirajte odvod (prirubnicu) tranzistora snage dok PSU radi! Postoji val napona do 500 volti na odvodu.

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 primjene mrežnog napona. Za zaštitu od izgaranja elemenata u slučaju nepravilne instalacije, prvo pokretanje jedinice za napajanje provodi se preko snažnog otpornika od 100 Ohma od 50 W spojenog ispred mrežnog ispravljača. Također je preporučljivo zamijeniti kondenzator za izglađivanje nakon mosta s manjim kapacitetom (oko 10 ... 22 uF 400V) prije prvog pokretanja. Jedinica se uključuje na nekoliko sekundi, zatim se isključuje i procjenjuje se zagrijavanje energetskih elemenata. Nadalje, vrijeme rada se postupno povećava, au slučaju uspješnih lansiranja, jedinica se uključuje izravno bez otpornika sa standardnim kondenzatorom.

Pa, zadnji.
Opisana PSU je sastavljena u kućištu MasterKit BOX G-010. Drži opterećenje od 40W, kod veće snage potrebno je pobrinuti se za dodatno hlađenje. U slučaju kvara napojne jedinice, Q1, R7, 3842, R6 se ruši, C3 i R5 mogu izgorjeti.

Popis radijskih elemenata