Uc3844 описание принцип работы схема включения

Микросхемы ШИМ-контроллера UC3844, UC3845, UC2844, UC2845

Микросхемы ШИМ-контроллера UC3844, UC3845, UC2844, UC2845 являются самыми распространенными в импульсных блоках питания бытовой и компьютерной техники, используется для управления полевым ключевым транзистором в схемах импульсных блоков питания. Они специально разработаны для DC− DC преобразователей — преобразование постоянного напряжения одной величины в постоянное напряжение другой величины.

Принцип работы микросхем UC3844, UC3845, UC2844, UC2845

Принцип работы микросхемы UC3844: При напряжении питания в норме, на выводе 8 появляется напряжение +5В, которое запускает генератор OSC , генератор в какой-то момент выдает короткий положительный импульс на вход RS, S триггера, переключая его, после этого на выходе появляется нуль. При спаде импульса OSC, напряжение, на прямых входах цифрового элемента станет равным нулю.

Рис. 2. Структурная схема микросхем UC3844, UC3845, UC2844, UC2845, в скобках указаны номера выводов микросхем в 14ти выводных корпусах (с суффиксом D, см. цоколевку выше).

При этом, на инвертирующем выходе образуется логическая 1, эта единица откроет верхний транзистор, и ток от плюс источника, коллектор, эмиттер потечет в нагрузку подключенной к выходу (6 вывод). Импульс на выходе будет открытым и длится до тех пор, пока на вывод 3 не поступит закрывающее напряжение выше +1 Вольт. При подачи напряжения на 3 вывод (выше +1 Вольт), и на прямой вход операционного усилителя, на выходе появится логическая 1, и переключит RS триггер в момент подачи (лог. 1) на вход R. В результате на выходе RS триггера появится логическая единица, при подачи еденицы на один, из прямых входов логического элемента, на его прямом выходе образуется логическая единица (на инверсном выводе в этот момент образуется логический 0, запирающий верхний транзистор), в результате открывает нижний транзистор и через коллектор-эмиттер замыкает выход (вывод 6 микросхемы) на «землю».

Типовые схемы включения микросхем UC3844, UC3845, UC2844, UC2845

На схемах, в скобках указаны номера выводов микросхем в 14ти выводных корпусах (с суффиксом D, см. цоколевку выше).

Пример реализации импульсного блока питания на на базе ШИМ-контроллера UC3844

Принципиальная схема импульсного блока питания на базе ШИМ-контролера UC3844 и силовом ключе на полевом транзисторе STP3NA90F.

Микросхемы с наименованием UC3844 кроме UNITRODE выпускают фирмы ST и TEXAS INSTRUMENTS, аналогами этой микросхемы являются: DBL3844 фирмы DAEWOO, SG3844 фирмы MICROSEMI/LINFINITY, KIA3844 фирмы КЕС, GL3844 фирмы LG, а также микросхемы других фирм с различными литерами (AS, МС, IP и др.) и цифровым индексом 384Х.

Источник

Схемы включения uc3843, uc3842, ka3525a, uc3845, sg3525, uc3844, uc3846 — описание и принцип работы

В настоящее время существует огромное количество различных микросхем, или микрочипов, которые используются в самых различных блоках питания аппаратуры. Если говорить обобщенно, интегральная микросхема представляет собой пластмассовый прямоугольник с гибкими выходами, внутри которого находится вся «умная начинка».

uc3843 — описание, принцип работы, схема включения

Микросхема uc3843 — интегральная схема (ИС), которая предназначена для построения стабилизированных импульсных источников питания с широтно-импульсной модуляцией. В промышленном производстве выпускается в корпусах типа SOIC-8(14), DIP-8.

Основным принципом работы можно назвать применение вместе с uc3843 МОП транзистора. Это объясняется тем фактом, что мощность выходного каскада uc3843 незначительная. Поскольку амплитуда выходного сигнала может достигать напряжения питания МС, в качестве ключа используют МОП-транзистор.

Схема включения uc3843 приведена на рисунке.

uc3842 — описание, принцип работы, схема включения

uc3842 является широтно-импульсным контроллером, который применяется в основном, в преобразователях постоянного напряжения. Очень часто uc3842 используют в блоках питания различной аппаратуры. Подобный элемент можно встретить в «начинке» современных телевизоров и компьютерных мониторов.

Микросхема uc3842 имеет восемь выводов, каждый из которых выполняет свое предназначение:

  • на первый подается напряжение;
  • второй нужен для создания обратной связи;
  • в случае подачи на третий вывод напряжения более 1В, на выходе МС не будет никаких импульсов;
  • четвертый — место подключение переменного резистора;
  • пятый — общий;
  • шестой служит для снятия ШИМ-импульсов;
  • седьмой необходим для подключения питания от 16 до 34В, в нем срабатывает защита от перенапряжения;
  • восьмой подключается специальное устройство, которое стабилизирует частоту импульсов.

Типовая схема включения микрочипа uc3842 представлена на рисунке 2.

ka3525a — описание, принцип работы, схема включения

ka3525a — это импульсные стабилизаторы напряжения от производителя Fairchild. Он позволяет обеспечить внутренний мягкий старт, контроль времени. Схема включения отображена на рисунке 3.

uc3845 — описание, принцип работы, схема включения

uc3845 — это универсальный микрочип для однотактных преобразователей напряжения. Используется в прямо- и обратноходовых преобразователях. Работает в режиме реле и полноценного ШИМ стабилизатора напряжения с ограничениями по току. Во время перегрузки микрочип переходит в режим стабилизации тока. Чтобы обеспечить стабилизацию напряжения, необходимы дополнительные резисторы и транзистор.

Принцип работы ШИМ uc3845 основан на контроле среднего значения выходного напряжения и максимального значения тока. Если уменьшается нагрузка, выходное напряжение увеличивается. Амплитуда на токоизмерительном резисторе уменьшается, длительность импульса уменьшается до восстановления баланса между напряжением и током.

Схема включения микросхемы (8 выводов) uc3845 отображена на рисунке 4.

sg3525 — описание, принцип работы, схема включения

Микросхема sg3525 — широтно-импульсный модулятор в интегральном исполнении. Обеспечивает повышение производительности и уменьшение числа внешних деталей при проектировании и производстве всех видов импульсных источников питания. Имеет встроенный источник опорного напряжения +5,1В. Вход генератора обеспечивает синхронизированную работу различны устройств. sg3525 имеет встроенный плавный пуск схемы, что обеспечивается благодаря наличию внешнего конденсатора. Входные каскады микросхемы обеспечивают ток на выходе до 400 мА .

Схема подключения видна на рисунке 5.

uc3844 — описание, принцип работы, схема включения

Микросхема uc3844 широко распространена в импульсных блоках питания компьютерной и различной бытовой техники. uc3844 используется для управления полевым ключевым транзистором в схемах ИБП.

Микрочипы uc3844 разработаны специально для DC-DC преобразователей, поскольку преобразовывают постоянное напряжение одной величины в постоянное напряжение другой величины.

Если напряжение питания в норме, на выводе 8 появляется напряжение +5В, которое приводит в запуск генератор OSC.

Производством чипов uc3844 занимаются фирмы UNITRODE, ST и TEXAS INSTRUMENTS.

Схема включения отображена на рисунке 6.

uc3846 — описание, принцип работы, схема включения

ШИМ контроллер uc3846 имеет 16 выводов. Основные принципы работы можно обозначить тезисами:

  • если на 16 выводе напряжение ниже 0,35В, выходные импульсы на выводах 11 и 14 будут заблокированы полностью;
  • если на выводе 1 напряжение низкое (ниже 0,35В), результат будет таким же;
  • на 2 выводе напряжение должно составлять 5,1В;
  • 13 и 15 выводам соответствует напряжение питания 8-40В;
  • вывод 10 построен для внешней синхронизации в схеме;
  • 9 и 6 выводы нужны для подключения резистора и конденсатора, которые будут задавать частоту работу ШИМ;
  • выводы 3,4, а также 5,6 служат для сигналов ошибок общей схемы источника питания или преобразователя;
  • вывод 12 — общий провод;
  • вывод 7 — выход усилителя ошибки;
  • вывод 1 — ограничение предельного тока.

Основная схема включения микрочипа uc3846 представлена на рисунке 7.

Источник

Шим-контроллеры серии UC184x, UC284x, UC384x.

В статье «TL494, что это за «зверь» такой?», мы рассматривали шим-контроллер TL494.
В этой статье мы рассмотрим не менее, а наверное даже может быть более распространённые шим-контроллеры серии 184х, 284х, 384х.
Все эти шим-контроллеры предназначены для построения импульсных источников питания РЭА, с регулированием по току и напряжению, для управления ключевым каскадом на n-канальном МОП транзисторе.
В принципе это одни и те же контроллеры, отличающиеся лишь диапазоном рабочих температур, в котором эти контроллеры надёжно работают.

Самый большой диапазон рабочих температур у контроллеров серии 184х, который достигает -55. +125 о С. Контроллеры серии 284х имеют диапазон рабочих температур -40. +85 о С, что тоже не плохо и естественно все они будут дороже контроллеров серий 384х, так как самый маленький диапазон рабочих температур, как раз у контроллеров серии 384х, который равен 0. +70 о С, то есть эти контроллеры предназначены в основном для установки в аппаратуру, работающую в помещениях.
Отечественные аналоги для этих контроллеров следующие;

Для контроллеров х842 — КР1033ЕУ10, К1033ЕУ15А, 1114ЕУ7/ИМ.

Для контроллеров х843 — К1033ЕУ15Б, 1114ЕУ8/ИМ.

Для контроллеров х844 — КР1033ЕУ11, К1033ЕУ16А, 1114ЕУ9/ИМ.

Для контроллеров х843 — К1033ЕУ16Б, 1114ЕУ10/ИМ.

Диапазон рабочих температур отечественных аналогов следующий;
Для контроллеров серии 1033ЕУхх — составляет от -10 до +70 о С. В некоторых «даташитах» нижний рабочий порог этих контроллеров указывается от 0 о С. То есть эта серия является полным аналогом контроллеров серии 384х.
Для контроллеров серии 1114ЕУхх, диапазон рабочих температур составляет от -60 до +125 °С

По традиции давайте посмотрим, что у него имеется внутри.

Состав.

В его составе имеется:
— источник опорного напряжения на 5В с внешним выводом 8;
— схема защиты от снижения напряжения питания (UVLO).
— генератор пилообразного напряжения (генератор);
— компаратор тока, используется в основном по сигналу ограничения тока;
— усилитель ошибки, используется в основном по напряжению;
— схема управления работой выходного каскада;

Микросхемы UCx844 и UСx845 имеют встроенный счетный триггер (обозначенный пунктиром), который служит для получения максимального рабочего цикла (шим-заполнения), равного 50%. Поэтому для задающих генераторов этих микросхем, нужно установить частоту переключения вдвое выше необходимой. Генераторы микросхем UCх842 и UCх843 устанавливаются на необходимую частоту переключения.
Максимальная рабочая частота задающих генераторов контроллеров семейства UCх842/3/4/5, может достигать 500 кГц.
Чем ещё отличаются друг от друга эти микросхемы. Это разным напряжением питания для этих микросхем.
Смотрим таблицу ниже;

НАПРЯЖЕНИЕ
ВКЛЮЧЕНИЯ — 16 В,
ВЫКЛЮЧЕНИЯ — 10 В
НАПРЯЖЕНИЕ
ВКЛЮЧЕНИЯ — 8.4 В,
ВЫКЛЮЧЕНИЯ — 7.6 В
ДИАПАЗОН
РАБОЧИХ
ТЕМПЕРАТУР
КОЭФФИЦИЕНТ
ЗАПОЛНЕНИЯ
РАБОЧИЙ ЦИКЛ
UC1842 UC1843 -55°С. +125°С до 100%
UC2842 UC2843 -40°С. +85°С
UC3842 UC3843 0°С. +70°С
UC1844 UC1845 -55°С. +125°С до 50%
UC2844 UC2845 -40°С. +85°С
UC3844 UC3845 0°С. +70°С

Ещё микросхемы с суффиксом «А», например UC3842A, имеют в два раза меньший ток запуска — 0,5 мА. Микросхемы без суффикса «А» имеют пусковой ток около 1,0 мА.
Да, ещё совсем забыл про корпуса микросхем. Мы здесь рассматриваем в основном микросхемы в восьми-выводном корпусе DIP-8 (может быть суффикс «N», так же может быть керамический CERDIP-8 корпус (суффикс «J»), или SOIC-8 корпус (суффикс «D8»). Цоколёвки восьми-выводных микросхем полностью совпадают.
Так же микросхемы могут выпускаться и в 14-ти выводном «SOIC-14» корпусе, с суффиксом «D», и могут быть и в корпусе «PLCC-20» (суффикс «Q»). Цоколёвки микросхем в этих корпусах отличаются.
Отечественные микросхемы серии 1114, выполнены в корпусе Н02.8-2В. Это десяти-выводной металлокерамический корпус (ниже на рисунке) по пять выводов с каждой стороны, средние выводы из которых, являются просто технологической перемычкой и не учитываются. То есть получаются те же восемь выводов.

Теперь по маркировке можно определить, что это за микросхема, например UC3843AD;
— это шим-контроллер с пониженным током запуска (500 мкА), с включением в работу при достижении напряжения питания 8,4 вольта и выключением при достижении порога напряжения питания 7,6 вольта, с рабочим циклом до 100% и выполнена в корпусе «SOIC-14».

Назначение выводов микросхемы.

Давайте теперь кратко рассмотрим назначение выводов и работу микросхемы (её блоков), а потом посмотрим это практически;

1. CMP — выход усилителя ошибки. Служит для коррекции АЧХ усилителя ошибки, с этой целью между выводами 1 и 2 обычно подключается конденсатор емкостью около 100 пФ. С помощью этого вывода, можно установить коэффициент усиления усилителя ошибки с помощью дополнительного резистора, который подключается к этим же выводам, что и конденсатор, а так же ещё и управлять работой контроллера.
Если на этом выводе уменьшить напряжение ниже 1-го вольта, то на выходе микросхемы (вывод 6) будет уменьшаться длительность импульсов, уменьшая при этом выходное напряжение (мощность) БП.

2. VFB — вход обратной связи усилителя ошибки. Используется в основном для регулировки (стабилизации) выходного напряжения. Если напряжение на этом выводе превысит 2,5 вольта (подаётся с внутреннего источника на не инвертирующий вход усилителя ошибки), то длительность (скважность) выходных импульсов начнёт уменьшаться, уменьшая тем самым выходное напряжение БП.

3. IS — сигнал обратной связи по току. Этот вывод обычно присоединен к резистору в цепи истока ключевого транзистора. В момент перегрузки МОП транзистора, напряжение на резисторе увеличивается и при увеличении его более 1-го вольта, импульсы на выходе 6 прекращаются и выходной транзистор закрывается.

4. RC — это вход генератора пилообразного напряжения и сюда подключается задающая RC- цепочка, для установки частоты внутреннего генератора.
Резистор от этого вывода подключается к выводу 8 — это вывод опорного напряжения 5 вольт, а конденсатор к общему проводу.
В основном на практике частота задающего генератора выбирается в диапазоне 35…85 кГц, и в RC-цепочке не рекомендуется использовать керамические конденсаторы.
Частота генератора рассчитывается по следующей формуле; — 1,72/R(кОм) * С(мкФ).

5. GND — общий вывод для первичной цепи. Этот вывод не должен быть напрямую соединён с общим выводом вторичных цепей схемы.

6. OUT — выход ШИМ–контроллера, подключается к затвору ключевому транзистору через резистор или параллельно соединенные резистор и диод (анодом к затвору).

7. VCC — вход питания ШИМ-контроллера, на этот вывод микросхемы подаётся напряжение питания в диапазоне от 16 вольт до 34. Более 34 вольт на микросхему подавать не рекомендуется, так как микросхема обладает защитой от перенапряжения, и если напряжение питания на ней превысит 34 вольта — микросхема отключится.

8. REF — выход внутреннего источника стабильного опорного напряжения 5 вольт, ток его нагрузки может достигать 50 мА.

Как это всё работает.

Микросхема работает в диапазоне напряжений, от порога выключения до 30 В. Для её запуска требуется первоначальное превышение питающего напряжения над порогом включения.
Пока напряжение питания не достигнет порога включения, микросхема не работает и потребляет незначительный ток: менее 500 мкА. Как только напряжение превысит порог включения микросхемы, она запускается и начинают работать все её узлы. Ток потребления микросхемой возрастает до 10-12 мА. При понижении питающего напряжения до порога отключения — микросхема отключается, ток её потребления опять падает.
Напряжение на выводе VCC ограничивается встроенным стабилитроном на уровне 34 В. Это дает возможность запустить микросхему от источника высокого напряжения, например выпрямленного сетевого напряжения через высокоомный резистор Rin, что позволяет организовать первоначальный запуск микросхемы (без дежурного блока питания), как показано на рисунке ниже.

Теперь давайте посмотрим на практике, как работает эта микросхема. Для этого на макетной плате соберём вот такую схему. Это более, чем достаточно для проверки её функциональности.

Запитывать нашу конструкцию будем от регулируемого блока питания, выходное напряжение выставим в районе 14-16 вольт, что вполне достаточно. Контроль выходных напряжений и сигналов будем производить с помощью осциллографа.

Выходной сигнал будем контролировать на выводе 6 микросхемы. Сначала поставим на макетную плату микросхему UC3843 и посмотрим работу генератора пилообразного напряжения, и что у неё на выходе.
Первый луч осциллографа подключим на выход МС (вывод 6), второй к генератору пилообразного напряжения (вывод 4). Движки переменных резисторов вниз по схеме, чтобы не оказывалось влияния на работу микросхемы.

Видим, что с каждым импульсом генератора пилообразного напряжения, на выходе присутствует один импульс с коэффициентом заполнения около 100% (несколько процентов мёртвое время). То есть выходная частота соответствует частоте генератора.
Возьмём теперь микросхему UC3845, и сравним выходное напряжение с 3843.

Что мы видим? На один выходной импульс приходится два импульса генератора пилообразного напряжения. То есть выходная частота этой микросхемы будет в два раза меньше частоты задающего генератора. Коэффициент заполнения выходных импульсов здесь около 50%.
Посмотрим теперь как работает токовая защита. Для этого второй луч подключаем к выводу 3 микросхемы (первый на выходе МС и нулевой уровень этого луча на втором делении снизу). Нулевой уровень второго луча находится внизу экрана ниже нулевого уровня первого луча (луч на уровне одного деления).

Чувствительность второго луча ставим 0,5 вольт на деление. На выводе 3 входное напряжение пока отсутствует и импульсы на выходе (вывод 6) присутствуют.
Начинаем поднимать входное напряжение на выводе «3», имитируя увеличение тока через выходной транзистор.

Что мы видим? Как только входное напряжение на выводе «3» достигло порога в 1,0 вольт (луч поднялся на два деления), на выходе микросхемы импульсы прекратились.
Давайте посмотрим теперь, как происходит регулировка выходного напряжения блока питания микросхемой. Второй луч для этого теперь подключим к выводу «2» микросхемы.

На выводе «2» входное напряжение отсутствует. На выводе «6» имеются выходные импульсы. Чувствительность второго луча (нижнего) установлена 1,0 вольт на деление, он в самом низу экрана.
Начинаем потихоньку переменным резистором поднимать входное напряжение на выводе «2» микросхемы до тех пор, пока не будет какого либо изменения на выходе. Нижний луч начал подниматься вверх.

Что мы видим? Как только входное напряжение на выводе «2» поднялось до 2,5 вольт, может чуть повыше (нижний луч поднялся вверх на два с половиной деления), выходные импульсы на выводе «6» прекратились.
Давайте посмотрим теперь, что будет происходить на выходе усилителя ошибки при такой-же ситуации, то есть на выводе «1» микросхемы.
Второй луч подключаем к выводу «1», Чувствительность луча выставим 0,5 вольт на деление, напряжение на входе (вывод «2») опять уменьшаем.

Включаем питание, входное напряжение на выводе «2» минимально, на выводе «1» выходное напряжение в районе 2,5 вольт (нижний луч поднят на пять делений). Начинаем переменным резистором постепенно увеличивать напряжение на «2» выводе микросхемы. Верхний луч пополз вниз, то есть напряжение на выводе «1» начало уменьшаться.
Увеличиваем переменным резистором ещё больше входное напряжение на выводе «2», до каких либо изменений в выходном напряжении на выводе «6».

Всё, импульсы на выходе микросхемы прекратились, первый луч на своей нулевой отметке (второе деление снизу), напряжение на выводе «1» около 0,7 вольта (второй луч поднят чуть больше одного деления от своей нулевой линии).

Теперь всё, что мы увидели на практике, постараюсь теоретически изложить ниже.
В этой микросхеме стабилизация напряжения и токовая защита, происходит не так, как в ранее рассмотренной нами микросхеме TL494. Здесь мы не увидим плавное изменение ширины выходных импульсов от изменения входного напряжения на входе усилителя ошибки (вывод «2»), или на входе компаратора тока (вывод «3»), так как выходными импульсами микросхемы (выходным каскадом) управляет компаратор (компаратор тока), и он при превышении каких либо порогов, просто выключает выходной каскад, а потом при нормализации напряжений и токов — включает.
Инвертирующий вход этого компаратора внутренне смещён на 1,0 вольт. Ограничение (отключение) выходных импульсов происходит, если на выводе «3» компаратора превысить этот порог в 1,0 вольт, или если на выводе «1» уменьшить напряжение так, чтобы оно не превышало падения напряжения на двух последовательно включенных диодах ( у нас получилось около 0,7 вольт). Напряжение на этом выводе достигает такой величины, если входное напряжение на входе усилителя ошибки (вывод «2») превысит 2,5 вольта, потому что на не инвертирующий вход этого усилителя ошибки по внутренним цепям подаётся напряжение 2,5 вольт, то есть что-то похоже на работу TL-431.
Ещё вывод «1» можно использовать, как второй контур регулирования выходного напряжения, если к этому выходу, например подключить транзистор, управляемый светодиодом (оптрон), который связан с выходом БП. Можно так же по этому входу блокировать (аварийно отключить) микросхему, замыкая его транзистором, или ещё чем либо на общий провод.

Если объяснить более понятным языком, то управление выходным напряжением (током) осуществляется здесь тоже усилителями ошибки, как и в ТЛ494, только в той разнице, что в ТЛ494 изменяется скважность выходных импульсов, а здесь управление происходит пачками выходных импульсов.
То есть при включении БП, и на выходе МС появляются импульсы. Напряжение на выходе БП начинает расти, и при достижении установленного порога (например 12 вольт), когда до этого напряжения зарядится конденсатор фильтра — импульсы на выходе МС прекращаются.
Подключенная нагрузка потребляет ток и конденсатор разряжается. Выходное напряжение начинает понижаться и в этот момент (после определённого порога) включается МС и на выход опять поступают импульсы. После нескольких импульсов (пачки импульсов) конденсатор снова подзаряжается до установленного порога и импульсы опять прекращаются.
Если ток нагрузки небольшой, то для подзаряда конденсатора хватает нескольких импульсов (короткая пачка) и соответственно проходит больше времени для подачи на выход следующей пачки импульсов (больше расстояние между пачками импульсов).
При увеличении тока нагрузки, соответственно нужно большее кол-во импульсов в пачке (длинная пачка), чтобы зарядить конденсатор, и соответственно также уменьшается время и между пачками импульсов.
Если мы представим, что пачка импульсов — это один импульс (который может быть и уже и шире), а время (расстояние) между пачками — это время между каждым импульсом — здесь получается полный аналог ШИМ , как и ТЛ494.

Выходной каскад микросхемы выполнен по полу-мостовой схеме и рассчитан на средний ток около 200 мА, пиковый же ток может достигать 1,0 А и на этом уровне ограничивается микросхемой.
Выходной каскад может управлять, как мощным полевым, так и биполярным транзистором.

Ну вот по этим микросхемам, в принципе всё, что хотел сказать. В интернете очень много по ним написано, и есть много технической документации. Если хотите узнать по ним что-то большее и более углубленно, поисковик Вам в руки.

Источник

Оцените статью
REMNABOR
Adblock
detector