|
★ 题外话： 作为一个初学者，就我个人而言，我最需要的入门资料是简答、易懂，最重要的是严谨。不过，我在网上搜集了一些资料，总是不令人满意，总是不知不觉掉入了某一个坑里，不可自拔，因此，自己总结一些资料，力求严谨、简答、明了，使后进者避免误区。 由于自己只是一个普通技术人员，我很少看含有大量数据的计算的资料，更侧重于定性分析，同时，也由于自己也是初学者，实践经验比较少，若有错误，敬请各位指教。 ★ UC3842/UC3843开关电源的理解（一） UC3842/UC3843开关电源是高频开关电源，与低频开关电源相对应。高频开关电源是先把工频（50Hz）220VAC先转换为几十KHz，通过高频变压器隔离、降压，得到所需的直流电压。而低频开关电源是直接将50Hz 220VAC通过低频变压器，转换为所需电压。 UC3842/UC3843是电流型PWM开关电源控制器。 先解释一下PWM，PWM（Pulse Width Modulation）为脉冲宽度调制，简称脉宽调制， 是将模拟信号转换为脉波的一种技术，一般转换后脉波的周期固定，但脉波的占空比会依模拟信号的大小而改变。 PWM技术是一种对模拟信号电平的数字编码方法，通过使用高分辨率计数器（调制频率）调制方波的占空比，从而实现对一个模拟信号的电平进行编码。其最大的优点是从处理器到被控对象之间的所有信号都是数字形式的，无需再进行数模转换过程；而且对噪声的抗干扰能力也大大增强（噪声只有在强到足以将逻辑值改变时，也可能对数字信号产生实质的影响），这也是PWM在通讯等信号传输行业得到大量应用的主要原因。
而在开关电源中，脉冲宽度调制（PWM）使用的是固定的开关频率（周期），可变的开关导通时间。
低频开关电源现在已经很少了。低频开关电源就是使用比较笨重的低频变压器，进行降压，比如，通过低频变压器，直接把工频的220V降到工频24V，这 就形成了一个简单的交流24V电源，如果需要直流24V，只需把工频24V经过整流、稳压、滤波，就得到了直流24V电源，也就是低频开关电源。 高频开关电源，现在使用的开关电源基本上都是高频开关电源，体积比较小，效率较高。高频开关电源由于需要控制开关频率，一般来说，都需要开关电源控制器，也就是我在这个帖子里讲的UC3842/UC3843就是开关电源控制器。而对于低频开关电源则无需开关电源控制器。★ UC3842/UC3843开关电源的理解（二）
UC3842/UC3843开关电源作为电流型PWM控制器的一种，必然具有电流型PWM控制器的一般特征。因此，把电压型PWM控制器和电流型PWM控制器放在一起比较，从而加深对电流型PWM控制器的理解。 开关电源主要有两种工作模式，即Voltage mode pulse width modulation (PWM) controller（电压型PWM控制器）和Representative current mode PWM controller（电流型PWM控制器）。其原理图如下面两个图所示
下面对两图进行分析和比较。
◆ 相同点：
1、两者无论通过何种方式，最后都是通过产生PWM信号控制开关管的导通和截止。 2、两者的电压反馈部分原理相同。 3、产生参考电压的原理相同。都是通过稳压管稳压提供参考电压。
◆ 不同点：
1、就组成元器件的数目和种类，电流型PWM控制器比电压型PWM控制器主要增加了1个电流 检测放大器、1个RS触发器和1个采样电阻Rsense。
2、Comparator（比较器）输入、输出和作用不同。 对于电压型PWM控制器，Comparator（比较器）的同相输入端为Error Amplifier（误差 放大器）的输出（电压反馈，用于稳定输出电压），反相输入端为振荡波形（锯齿波电压），输出为PWM控制信号，直接控制开关管的导通与截止；
对于电流型PWM控制器，Comparator（比较器）的同相输入端为Current Sense Amplifier（电流检测放大器）的输出（电流反馈，用于短路保护），反相输入端为Error Amplifier（误差放大器）的输出。输出为RS触发器提供复位信号，使RS触发器的Q端输出为低电平，只控制开关管的截止；
3、两者振荡器不同。 电压型PWM控制器的振荡器为SawTooth Oscillator（锯齿波振荡器），输出为锯齿波，由RC充放电产生，未经信号处理；电流型PWM控制器的振荡器为Pulse Oscillator（脉冲振荡器），输出为方波，虽由RC充放电产生，但经过信号处理。
4、输出方式不同。 图中电压型PWM控制器的输出电压是射极输出；而电流型PWM控制器的输出是集电极输出。
Figure 2-2 illustrates the basics of a voltage mode PWM controller. The voltage divider is used with the error amplifier and reference voltage to generate a scaled error signal. The oscillator is similar to a 555 oscillator and generates a constant frequency sawtooth wave. Typically, the timing resistor sets the charge current for the timing capacitor. Once the voltage on the timing capacitor reaches the trip point, a flip-flop in the oscillator turns on and rapidly discharges the timing capacitor to the lower trip point. The output switch is driven by comparing the error voltage and the oscillator voltage. 图2-2阐明了电压模式PWM控制器的基本工作原理。分压器、误差放大器和参考电压一起用来产生相应比例的误差信号。控制器的振荡器与555振荡器相似，产生固定频率的锯齿波。通常，定时电阻用来设置定时电容的充电电流。一旦定时电容上的电压达到跳变点（trip point），振荡器中的触发器发生翻转，定时电容迅速放电到较低跳变点（trip point）。误差电压和振荡器电压进行比较后，驱动输出开关动作。
◆ 电流模式PWM控制器的基本工作原理 Figure 2-4 illustrates the basics of a current mode PWM controller. In this circuit, the oscillator runs at a constant frequency. The pulse from the oscillator sets the flip-flop, which starts current flowing in the transistor switch. The current flow in the switch stops when the current as measured by Rsense creates a current sense voltage that equals the trip point set by the error amplifier. The comparator resets the flip-flop, which shuts off the switch. The error amplifier is used to adjust the trip point for the switch current so that the inductor current is the proper amount to maintain the output voltage. As the output voltage approaches the desired value, the error signal reduces the current trip point to maintain a constant average inductor current.
图2-4阐明了电流模式PWM控制器的基本工作原理。在这个电路中，振荡器产生恒定频率。来自振荡器的脉冲设置触发器，而这个触发器用来开启开关三极管，使电流流动。当电流检测电压，即流经Rsense的电流产生的电压，等于误差放大器设置的跳变点（trip point）时，开关电流停止流动。比较器复位触发器，从而关断开关。误差放大器用来调整开关电流的跳变点（trip point），这样，电感线圈电流可以得到合适的值，来维持输出电压。当输出电压接近期望值时，误差信号将降低电流跳变值( current trip point )，来维持恒定的平均电感电流。
备注 ： 1、英文说明摘自《Demystifying Switching Power Supplies》Raymond A. Mack, Jr.。汉语说明为根据自己的理解进行翻译。★ UC3842/UC3843开关电源的理解（三） UC3842/UC3843系列简单说
■ 主要特性 ? 低启动电流（Low Start Up Current） ? 最大占空比钳位（Maximum Duty Clamp） ? 带有滞后的欠压锁定（Under-voltage Lockout With Hysteresis） ? 工作频率可达到500KHz（Operating Frequency Up To 500KHz）
■ 描述 UC3842/UC3843是固定频率电流模式PWM控制器，专为使用最少的外部元件实现Off-Line 电源和DC-DC转换器的应用而设计。这些集成电路具有可微调的振荡器（可实现精确的占空比控制）、温度补偿参考电压、高增益误差放大器、电流取样比较器（current sensing comparator）和大电流图腾柱式输出，是驱动功率MOSFET的理想器件。其保护电路有内置的欠压锁定（UVLO）和电流限制。
以安森美为例，UC3842B的欠压锁定门限为16V（通）和10V（断），UC3843B的欠压锁定门限为8.5V（通）和7.6V（断）。对于不同的生产厂家，门限值会略有不同 以安森美UC3843B 8脚封装为例，如下图所示
根据芯片资料知，安森美UC3843B的欠压锁定门限为8.5V（通）和7.6V（断）。 正常使用时，首先需要在7脚（Vcc）和5脚（GND）加工作电压。 当Vcc超过门限电压8.5V时，UC3843B工作，8脚（Vref）输出参考电压5V，同时，在6脚（Output）输出固定频率的脉冲宽度调制（PWM）信号，这个固定频率由4脚（Rt/Ct）和8脚（Vref）之间的定时电阻和电容确定，最大为500KHz。 当Vcc低于门限电压7.6V时，8脚（Vref）的电压约为0V，振荡器停振，6脚（Output）输出电压约为0V，开关管截至，UC3843B不工作。 备注： UC3842/UC3843系列的生产厂家很多，如TI、ON、Fairchild等。不同厂家以不同前缀或后缀进行区别，比如Fairchild KA3843B、TI UC3843D、ON UC3843B等，这里我主要根据安森美UC3842B/UC3843B系列进行讲解，其他同种类型即3842/3843系列原理、功能相同，只是特性参数略有不同，详见相关数据手册。 ★ UC3842/UC3843开关电源的理解（四）
如上图所示，反馈的门限电压两个：
误差放大器（Error Amplifier）的门限为+2.5V（同相输入端）；电流检测比较器（Current Sense Comparator）的门限电压为1.0V。这两个门限电压用于调整输出电压和短路保护。 ★ UC3842/UC3843开关电源的理解（五） UC3842/UC3843系列220VAC输入开关电源的调试方法
■ 加电顺序： 先外加限流的直流电压给IC供电，确定IC及外围没问题之后，然后用串灯泡的插座插在调压器上，然后慢慢的升高输入交流电压。 补充： 一般来说，对于220VAC输入、以UC3842/UC3843为核心的开关电源，测试直流电压至少为63V，限流设置为800mA，即可使UC3842/UC3843正常工作。
■ 辅助供电部分的调试
4、如何判断是辅助供电的问题呢？辅助供电一般通过整流后加一个电阻来滤波，测量电阻前面（不是VCC）的波形，看波形最高电压是多少，一般这种情况下，最高电压达不到芯片的工作电压，如果能达到，就将电阻短路再试验一下。
补充：
电路正常工作后，虽然电路时刻是动态调整，但只要占空比不急剧变化，COMP端就应该是相对稳定的一个电平信号(当然不是纯稳定，还存在很小的波动)。如
果环路不合适，COMP端有时候会出现较大的波动，这个时候可以看到占空比将变化较大,电路实际是不稳定的.因此有时候可以从COMP端简单明了的判断电
路是否稳定. ★ UC3842/UC3843开关电源的理解（一）的补充
下图为电压型开关控制（PWM）信号的产生图， 图中Oscillator Waveform（振荡器波形：锯齿波）是不变的，而Error Amplifier Output Voltage（误差放大器输出电压：一条横线表示）是变化的，当前者大于后者，开关截至；当后者大于前者，开关导通。通过调节误差放大器输出电压，从而达到改变占空比，改变输出电压的目的。 |
|
|
