依据UC3842组成的DC-DC转换器,总结构选用现成的电路,但实践使用中因为输入电压和作业频率不同,从头规划了电路,参数UC3842是美国Unitrode公司出产的一种高性能单端输出电流操控脉宽调制器芯片。
UC3842为8脚双列直插式封装,其内部原理框图如图1所示。主要由5.0V基准电压源、用来精确地操控占空比调定的振荡器、降压器、电流测定比较器、PWM锁存器、高增益E/A差错放大器和适用于驱动功率MOSFET的大电流推挽输出电路等构成。端1为COMP端;端2为反应端;端3为电流测定端;端4接Rt、Ct确认锯齿波频率;端5接地;端6为推挽输出端,有拉、灌电流的才能;端7为集成块作业电源电压端,能够作业在8~40V;端8为内部供外用的基准电压5V,带载才能50mA。
2.1发动进程
首先由电源经过发动电阻R1供给电流给电容C2充电,当C2电压到达UC3842的发动电压门槛值16V时,UC3842开端作业并供给驱动脉冲,由6端输出推进开关管作业,输出信号为凹凸电压脉冲。高电压脉冲期间,场效应管导通,电流经过变压器原边,一起把能量贮存在变压器中。依据同名端标识状况,此刻变压器各路副边没有能量输出。当6脚输出的高电平脉冲结束时,场效应管截止,依据楞次规律,变压器原边为保持电流不变,发生下正上负的感生电动势,此刻副边各路二极管导通,向外供给能量。一起反应线圈向UC3842供电。UC3842内部设有欠压确定电路,其敞开和封闭阈值分别为16V和10V,如图3所示。在敞开之前,UC3842耗费的电流在1mA以内。电源电压接通之后,当7端电压升至16V时UC3842开端作业,发动正常作业后,它的耗费电流约为15mA。因为UC3842的发动电流在1mA以内,规划时参照这些参数选取R1,所以在R1上的功耗很小。
2.2稳压进程
从图2中可知,当场效应管导通时,整流电压加在变压器T初级绕组Np上的电能变成磁能贮存在变压器中,在场效应管导通结束时,Np绕组中电流到达最大值Ipmax,依据法拉第电磁感应规律:
式中:E——整流电压;Lp——变压器初级绕组电感;Ton——场效应管导通时刻。
在场效应管封闭瞬间,变压器次级绕组放电电流为最大值Ismax,若疏忽各种损耗应为:
式中:n——变压器变比,n=Np/Ns,Np、Ns为变压器初、次级绕组匝数。
高频变压器在场效应管导通期间初级绕组贮存的能量与场效应管封闭期间次级绕组开释的能量持平:
式中:Ls——变压器次级绕组电感;Uo——输出电压;Toff——场效应管封闭时刻。
上式阐明,输出电压Uo与Ton成正比,与匝比n及Toff成反比。比方,因为电源电压改变或负载改变而引起输出电压下降时,反应线圈的输出电压则会变低,然后使2端电压变低,则脉宽调制器会相应的增大输出PWM波形的占空比,使大功率晶体管导通的时刻变长;反之,当电源电压改变或负载改变而引起输出电压升高时,则脉宽调制器会相应的减小PWM输出脉冲波形的占空比,使大功率晶体管导通的时刻变短,然后保持输出电压为一稳定值。
UC3842为固定作业频率脉宽调制方法,输出电压或负载改变时仅调整占空比,操控场效应管的导通时刻。反应电压输入2脚,此脚电压与内部2.5V基准进行比较,发生操控电压,然后操控脉冲宽度;输出脉冲的频率由4脚外接守时电阻Rt及守时%&&&&&%Ct决议:
Rt的单位是kΩ,Ct是μF。3脚为电感、电流传感器端,取样超越1V时,缩小导通脉宽使电源处在空隙作业状况;6脚为输出端,内部图腾柱式,上升、下降时刻仅有50ns,驱动才能为±1A;7脚为供电输入,起振后作业电压在10~13V之间,若低于10V电路停止作业,功耗为15mW;8脚为内部基准5V(50mA)。