Punjač za kolo uc3842. Prekidačko napajanje bazirano na UC3842 čipu
PWM kontroler čipovi ka3842 ili UC3842 (uc2842) je najčešći kod konstruisanja napajanja za kućnu i kompjutersku opremu često se koristi za kontrolu ključnog tranzistora u prekidačkim izvorima napajanja.
Princip rada mikro kola ka3842, UC3842, UC2842
Čip 3842 ili 2842 je PWM - konvertor za modulaciju širine impulsa (PWM), koji se uglavnom koristi za rad u DC-DC modu (konvertuje konstantni napon jedne vrijednosti u konstantni napon druge) pretvarač.
![](https://i0.wp.com/xn--b1agveejs.su/m/img/strukturnaya-shema-uc3842.png)
Razmotrimo blok dijagram mikro krugova serije 3842 i 2842:
Pin 7 mikrokola se napaja naponom napajanja u rasponu od 16 Volti do 34. Mikrokolo ima ugrađen Schmidtov okidač (UVLO), koji uključuje mikrokolo ako napon napajanja pređe 16 Volti, a isključuje ga ako napon napajanja iz nekog razloga pada ispod 10 volti. Mikrokrugovi serije 3842 i 2842 također imaju zaštitu od prenapona: ako napon napajanja prijeđe 34 volta, mikrokolo će se isključiti. Za stabilizaciju frekvencije generiranja impulsa, mikrokolo ima svoj vlastiti stabilizator napona od 5 volti unutar, čiji je izlaz spojen na pin 8 mikrokola. Pin 5 masa (uzemljenje). Pin 4 postavlja frekvenciju impulsa. To se postiže otpornikom R T i kondenzatorom C T povezanim na 4 pina. - pogledajte tipični dijagram povezivanja ispod.
![](https://i1.wp.com/xn--b1agveejs.su/m/img/tipovaya-shema-uc3842.png)
Pin 6 – izlaz PWM impulsa. 1 pin čipa 3842 se koristi za povratnu informaciju, ako je na 1 pinu. snizite napon ispod 1 Volt, tada će se na izlazu (6 pinova) mikrokola smanjiti trajanje impulsa, čime se smanjuje snaga PWM pretvarača. Pin 2 mikrokola, kao i prvi, služi za smanjenje trajanja izlaznih impulsa ako je napon na pinu 2 veći od +2,5 volti, tada će se trajanje impulsa smanjiti, što će zauzvrat smanjiti izlaznu snagu.
Mikrokolo pod nazivom UC3842, pored UNITRODE, proizvodi ST i TEXAS INSTRUMENTS, analozi ovog mikrokola su: DBL3842 od DAEWOO, SG3842 od MICROSEMI/LINFINITY, KIA3842 od KES, GL3842 od strane microci, kao i drugih microci-a kompanije sa različitim slovima (AS, MC, IP itd.) i digitalnim indeksom 3842.
Shema prekidačkog napajanja zasnovanog na UC3842 PWM kontroleru
![](https://i0.wp.com/xn--b1agveejs.su/m/img/bp-na-uc3842.png)
Šematski dijagram prekidačkog napajanja od 60 vati baziranog na UC3842 PWM kontroleru i prekidača na bazi 3N80 tranzistora sa efektom polja.
UC3842 PWM kontroler čip - puna tablica sa mogućnošću besplatnog preuzimanja na pdf format ili potražite u online katalogu elektroničkih komponenti na web stranici
Svaki programer može se suočiti s problemom stvaranja jednostavnog i pouzdanog izvora napajanja za uređaj koji dizajnira. Trenutno postoje prilično jednostavna rješenja sklopova i odgovarajuća elementna baza koja omogućavaju stvaranje prekidačkih izvora napajanja pomoću minimalnog broja elemenata.
Predstavljamo vam opis jedne od opcija za jednostavnu mrežu pulsni blok i ishrana. Napajanje je bazirano na UC3842 čipu. Ovo mikrokolo je postalo široko rasprostranjeno od druge polovine 90-ih. Implementira mnogo različitih izvora napajanja za televizore, faksove, videorekordere i drugu opremu. UC3842 je stekao takvu popularnost zbog svoje niske cijene, visoke pouzdanosti, jednostavnosti dizajna kola i minimalnog potrebnog ožičenja.
Na ulazu napajanja (Sl. 5.34) nalazi se ispravljač mrežnog napona, uključujući osigurač 5 A FU1, 275 V varistor P1 za zaštitu napajanja od viška napona u mreži, kondenzator C1, 4.7 Ohmski termistor R1, diodni most VD1...VD4 na diodama FR157 (2 A, 600 V) i filter kondenzator C2 (220 µF na 400 V). Termistor R1 u hladnom stanju ima otpor od 4,7 Ohma, a kada je napajanje uključeno, struja punjenja kondenzatora C2 je ograničena ovim otporom. Zatim se otpornik zagrijava zbog struje koja prolazi kroz njega, a njegov otpor pada na desetine oma. Međutim, to praktično nema efekta na dalji rad shema.
Otpornik R7 obezbeđuje napajanje IC-u tokom perioda pokretanja napajanja. Namotaj II transformatora T1, dioda VD6, kondenzator C8, otpornik R6 i dioda VD5 formiraju takozvanu petlju povratne sprege (Loop Feedback), koja osigurava napajanje IC-a u radnom režimu, a zbog čega se stabiliziraju izlazni naponi. Kondenzator C7 je filter napajanja za IC. Elementi R4, C5 čine vremenski lanac za interni generator impulsa IC-a.
Transformator pretvarača je namotan na feritno jezgro sa ETD39 ramom od Siemens+Matsushita. Ovaj set ima okruglo središnje feritno jezgro i dovoljno prostora za debele žice. Plastični okvir ima vodove za osam namotaja.
Transformator se montira pomoću posebnih montažnih opruga. Posebnu pažnju treba posvetiti temeljitoj izolaciji svakog sloja namota pomoću lakirane tkanine, a između namotaja I, II i preostalih namotaja treba položiti nekoliko slojeva lakirane tkanine, osiguravajući pouzdanu izolaciju izlaznog dijela kruga od mreže . Namotaji bi trebali biti namotani na način „okretanje u zavoj“, bez uvrtanja žica. Naravno, ne treba dozvoliti da se žice susjednih zavoja i petlji preklapaju. Podaci namotaja transformatora dati su u tabeli. 5.5.
Izlazni dio napajanja prikazan je na Sl. 5.35. Galvanski je odvojen od ulaznog dijela i uključuje tri funkcionalno identična bloka, koji se sastoje od ispravljača, LC filtera i linearnog stabilizatora. Prvi blok - stabilizator od 5 V (5 A) - napravljen je na A2 SD1083/84 (DV, LT) linearnom stabilizatoru IC. Ovaj mikro krug ima sklopni krug, kućište i parametre slične MS KR142EN12, međutim, radna struja je 7,5 A za SD1083 i 5 A za SD1084.
Drugi blok - stabilizator +12/15 V (1 A) - izrađen je na IC linearnom stabilizatoru A3 7812 (12 V) ili 7815 (15 V). Domaći analozi ovih IC-a su KR142EN8 sa odgovarajućim slovima (B, V), kao i K1157EN12/15. Treći blok - stabilizator -12/15 V (1 A) - izrađen je na linearnom stabilizatoru IC. A4 7912 (12 V) ili 7915 (15 V). Domaći analozi ovih IC-a su K1162EN12D5.
Otpornici R14, R17, R18 su neophodni za prigušivanje viška napona u praznom hodu. Kondenzatori C12, C20, C25 odabrani su s rezervom napona zbog mogućeg povećanja napona u praznom hodu. Preporučljivo je koristiti kondenzatore C17, C18, C23, C28 tipa K53-1A ili K53-4A. Svi IC se ugrađuju na pojedinačne pločaste radijatore s površinom od najmanje 5 cm2.
Strukturno, napajanje je napravljeno u obliku jedne jednostrane štampane ploče ugrađene u kućište iz napajanja personalnog računara. Ventilator i mrežni ulazni konektori koriste se za njihovu namjenu. Ventilator je povezan sa +12/15V stabilizatorom, iako je moguće napraviti dodatni +12V ispravljač ili stabilizator bez mnogo filtriranja.
Svi radijatori su postavljeni okomito, okomito na protok zraka koji izlazi kroz ventilator. Četiri žice dužine 30...45 mm spojene su na izlaze stabilizatora. Svaki set izlaznih žica je presvučen posebnim plastičnim stezaljkama u poseban snop i opremljen je konektorom istog tipa koji se koristi u personalni računar za povezivanje raznih perifernih uređaja. Parametri stabilizacije određeni su parametrima IC-a stabilizatora. Naponi talasa su određeni parametrima samog pretvarača i iznose približno 0,05% za svaki stabilizator.
PWM UC3842AN
UC3842 je krug PWM kontrolera sa strujnom i naponskom povratnom spregom za upravljanje ključnim stepenom n-kanalnog MOSFET-a, koji osigurava pražnjenje njegovog ulaznog kapaciteta uz prinudnu struju do 0,7 A. SMPS kontrolerski čip se sastoji od serije UC384X (UC3843, UC3844, UC3845) PWM kontrolerskih čipova. UC3842 jezgro je posebno dizajnirano za dugotrajan rad sa minimalnim brojem eksternih diskretnih komponenti. UC3842 PWM kontroler ima preciznu kontrolu radnog ciklusa, temperaturnu kompenzaciju i nisku cijenu. Posebna karakteristika UC3842 je njegova sposobnost da radi unutar 100% radnog ciklusa (na primjer, UC3844 radi s radnim ciklusom do 50%). Domaći analog UC3842 je 1114EU7. Napajanja napravljena na UC3842 čipu odlikuju se povećanom pouzdanošću i lakoćom implementacije.
Rice. Tabela standardnih ocjena.
Ova tabela daje potpunu sliku razlika između mikrokola UC3842, UC3843, UC3844, UC3845.
Opći opis.
Za one koji žele da se dublje upoznaju sa PWM kontrolerima serije UC384X, preporučuje se sledeći materijal.
- Datasheet UC3842B (preuzimanje)
- List sa podacima 1114EU7 domaći analog mikrokola UC3842A (preuzimanje).
- Članak "Flyback converter", Dmitry Makashev (preuzimanje).
- Opis rada PWM kontrolera serije UCX84X (preuzimanje).
- Članak "Evolucija povratnih prekidačkih izvora napajanja", S. Kosenko (preuzimanje). Članak je objavljen u časopisu "Radio" br. 7-9 za 2002. godinu.
Dokument iz STC SIT, najuspješniji opis na ruskom za PWM UC3845 (K1033EU16), toplo se preporučuje za pregled. (Skinuti).
Razlika između UC3842A i UC3842B čipova je u tome što A troši manje struje do pokretanja.
UC3842 ima dvije opcije kućišta: 8-pinski i 14-pinski, pinovi ovih verzija se značajno razlikuju. U nastavku će se razmatrati samo opcija kućišta sa 8 pinova.
Pojednostavljeni blok dijagram je neophodan za razumevanje principa rada PWM kontrolera.
Rice. Blok dijagram UC3842
Blok dijagram u detaljnijoj verziji neophodan je za dijagnosticiranje i provjeru performansi mikrokola. Pošto razmatramo 8-pinski dizajn, Vc je 7-pinski, PGND je 5-pinski.
Rice. Blok dijagram UC3842 (detaljna verzija)
Rice. UC3842 pinout
Ovdje bi trebalo biti materijala o dodjeli pinova, ali je mnogo praktičnije pročitati i pogledati praktičnu shemu za povezivanje UC3842 PWM kontrolera. Dijagram je nacrtan tako dobro da je mnogo lakše razumjeti svrhu pinova mikrokola.
Rice. Dijagram povezivanja UC3842 na primjeru napajanja za TV
1. Comp:(ruski Ispravka) izlaz pojačala greške. Za normalan rad PWM kontrolera potrebno je kompenzirati frekvencijski odziv pojačavača greške u tu svrhu, kondenzator kapaciteta oko 100 pF obično je spojen na navedeni pin, čiji je drugi pin spojen; na pin 2 IC. Ako se napon na ovom pinu spusti ispod 1 volta, tada će se na izlazu 6 mikro kruga trajanje impulsa smanjiti, čime se smanjuje snaga ovog PWM kontrolera.
2. Vfb: (ruski) Povratni napon) povratne informacije. Napon na ovom pinu se poredi sa referentnim naponom generisanim unutar UC3842 PWM kontrolera. Rezultat poređenja modulira radni ciklus izlaznih impulsa, što rezultira stabilizacijom izlaznog napona napajanja. Formalno, drugi pin služi za smanjenje trajanja izlaznih impulsa ako se primijeni iznad +2,5 volti, impulsi će se skratiti i mikrokolo će smanjiti izlaznu snagu.
3. C/S: (druga oznaka Osećam) (ruski) Trenutne povratne informacije) signal ograničenja struje. Ovaj pin mora biti spojen na otpornik u krugu izvora komutacijskog tranzistora. Kada je MOS tranzistor preopterećen, napon na otporu se povećava i kada se dostigne određeni prag, UC3842A prestaje s radom, zatvarajući izlazni tranzistor. Jednostavno rečeno, pin služi za isključivanje impulsa na izlazu kada se na njega dovede napon iznad 1 volta.
4. Rt/Ct: (ruski) Podešavanje frekvencije) povezivanje vremenskog RC kola potrebnog za podešavanje frekvencije internog oscilatora. R je spojen na Vref - referentni napon, a C je spojen na zajedničku žicu (obično se bira nekoliko desetina nF). Ova frekvencija se može mijenjati u prilično širokom rasponu odozgo je ograničena brzinom ključnog tranzistora, a odozdo snagom impulsnog transformatora, koja se smanjuje sa smanjenjem frekvencije. U praksi se frekvencija bira u rasponu od 35...85 kHz, ali ponekad napajanje radi sasvim normalno na mnogo višoj ili mnogo nižoj frekvenciji.
Za vremenski RC krug, bolje je napustiti keramičke kondenzatore.
5.Gnd: (ruski) Generale) opšti zaključak. Zajednički terminal ne bi trebao biti spojen na tijelo strujnog kola. Ovo „vruće“ uzemljenje je povezano sa tijelom uređaja preko para kondenzatora.
6.Out: (ruski) Izlaz) izlaz PWM kontrolera je povezan na kapiju ključnog tranzistora preko otpornika ili otpornika i diode spojenih paralelno (anoda na kapiju).
7.Vcc: (ruski) Ishrana) ulaz za napajanje PWM kontrolera, ovaj pin mikrokola se napaja naponom napajanja u rasponu od 16 volti do 34, imajte na umu da ovo mikrokolo ima ugrađen Schmidt okidač (UVLO) koji uključuje mikrokolo ako napon napajanja prelazi 16 volti, ako isti napon iz nekog razloga padne ispod 10 volti (za druga mikro kola serije UC384X, vrijednosti ON/OFF mogu se razlikovati, pogledajte tablicu tipskih ocjena), bit će isključen od napona napajanja. Mikrokolo također ima zaštitu od prenapona: ako napon napajanja na njemu prijeđe 34 volta, mikrokolo će se isključiti.
8.Vref: izlaz internog referentnog izvora napona, njegova izlazna struja je do 50 mA, napon 5 V. Spojen na jedan od razdjelnih krakova, koristi se za brzo podešavanje U izlaza cijelog napajanja.
Malo teorije.
Krug za isključivanje kada padne ulazni napon.
Rice. Krug za isključivanje kada padne ulazni napon.
Kolo za zaključavanje ispod napona, ili kolo UVLO, osigurava da je Vcc jednak naponu koji čini UC384x potpuno operativnim za uključivanje izlaznog stupnja. Na sl. Pokazano je da UVLO kolo ima granične napone uključivanja i isključivanja od 16, odnosno 10. Histereza od 6V sprečava neuobičajeno uključivanje i isključivanje napona tokom napajanja.
Generator.
Rice. Generator UC3842.
Kondenzator za podešavanje frekvencije Ct se puni od Vref (5V) preko otpornika za podešavanje frekvencije Rt, a prazni se pomoću internog izvora struje.
UC3844 i UC3845 čipovi imaju ugrađeni okidač za brojanje, koji služi za postizanje maksimalnog radnog ciklusa generatora od 50%. Stoga se generatori ovih mikro krugova moraju podesiti na dvostruko veću frekvenciju prebacivanja od željene. Generatori čipova UC3842 i UC3843 su podešeni na željenu frekvenciju prebacivanja. Maksimalna radna frekvencija UC3842/3/4/5 porodice generatora može doseći 500 kHz.
Očitavanje i ograničavanje struje.
Rice. Organizacija trenutnih povratnih informacija.
Pretvorba strujnog napona vrši se na vanjskom otporniku Rs spojenom na masu. RC filter za suzbijanje emisija izlaznih prekidača. Invertujući ulaz komparatora koji detektuje struju UC3842 je interno pristrasan za 1V. Ograničenje struje se dešava ako napon na pinu 3 dostigne ovaj prag.
Pojačalo signala greške.
Rice. Blok dijagram pojačavača signala greške.
Neinvertujući ulaz za grešku nema poseban izlaz i interno je pristrasan sa 2,5 volti. Izlaz pojačavača greške je povezan na pin 1 za povezivanje eksternog kompenzacionog kola, omogućavajući korisniku da kontroliše frekvencijski odziv zatvorene povratne sprege pretvarača.
Rice. Dijagram kompenzacijskog kola.
Kompenzacijski krug pogodan za stabilizaciju bilo kojeg kola pretvarača s dodatnom strujnom povratnom spregom, osim povratnih i pojačanih pretvarača koji rade sa strujom induktora.
Metode blokiranja.
Postoje dva moguća načina da blokirate UC3842 čip:
povećanje napona na pinu 3 iznad nivoa od 1 volta,
ili podizanje napona na pinu 1 na nivo koji ne prelazi pad napona na dvije diode u odnosu na potencijal zemlje.
Svaka od ovih metoda rezultira postavljanjem VISOKOG logičkog napona na izlazu PWM koparatora (blok dijagram). Budući da je glavno (podrazumevano) stanje PWM zasuna stanje resetovanja, izlaz PWM komparatora će se držati NIZKO sve dok se stanje pinova 1 i/ili 3 ne promeni u sledećem periodu takta (period koji sledi nakon onog u pitanje vremena kada je nastala situacija koja je zahtijevala blokiranje mikrokola).
Dijagram povezivanja.
Najjednostavnija shema povezivanje UC3842 PWM kontrolera je čisto akademske prirode. Krug je najjednostavniji generator. Unatoč svojoj jednostavnosti, ova shema funkcionira.
Rice. Najjednostavniji dijagram povezivanja 384x
Kao što se može vidjeti iz dijagrama, UC3842 PWM kontroler zahtijeva samo RC kolo i napajanje za rad.
Dijagram povezivanja za PWM kontroler PWM kontrolera UC3842A, na primjeru TV napajanja.
Rice. Dijagram napajanja za UC3842A.
Dijagram daje jasan i jednostavan prikaz upotrebe UC3842A u jednostavnom napajanju. Dijagram je malo izmijenjen kako bi se lakše čitao. Puna verzija Dijagrami se mogu naći u PDF dokumentu "Napajanja 106 krugova" Tovarnitsky N.I.
Dijagram povezivanja PWM kontrolera UC3843 PWM kontrolera, na primjeru napajanja D-Link rutera, JTA0302E-E.
Rice. Dijagram napajanja za UC3843.
Iako je kolo napravljeno prema standardnoj vezi za UC384X, R4 (300k) i R5 (150) su izbačeni iz standarda. Međutim, uspješno, i što je najvažnije, logično raspoređeni krugovi pomažu razumjeti princip rada napajanja.
Napajanje bazirano na UC3842 PWM kontroleru. Dijagram nije namijenjen za ponavljanje, već je samo u informativne svrhe.
Rice. Standardna shema uključivanja iz tablice (dijagram je malo izmijenjen radi lakšeg razumijevanja).
Popravka PWM izvora napajanja UC384X.
Provjera pomoću vanjskog napajanja.
Rice. Simulacija rada PWM kontrolera.
Rad se provjerava bez odlemljenja mikrokola iz napajanja. Prije izvođenja dijagnostike potrebno je isključiti napajanje iz mreže 220V!
Iz vanjskog stabiliziranog izvora napajanja dovedite napon na pin 7 (Vcc) mikrokola s naponom većim od napona uključivanja UVLO, općenito više od 17V. U ovom slučaju bi UC384X PWM kontroler trebao raditi. Ako je napon napajanja manji od napona uključivanja UVLO (16V/8.4V), mikrokolo se neće pokrenuti. Više o UVLO možete pročitati ovdje.
Provjera interne reference napona.
IspitivanjeUVLO
Ako vam vanjsko napajanje omogućava regulaciju napona, tada je preporučljivo provjeriti rad UVLO-a. Promjenom napona na pinu 7(Vcc) unutar UVLO opsega napona, referentni napon na pinu 8(Vref) = +5V se ne bi trebao promijeniti.
Ne preporučuje se dovod napona od 34V ili više na pin 7 (Vcc). Moguće je da postoji zaštitna zener dioda u krugu napajanja UC384X PWM kontrolera, tada se ne preporučuje napajanje ove zener diode iznad radnog napona.
Provjera rada generatora i vanjskih krugova generatora.
Za provjeru će vam trebati osciloskop. Trebalo bi da postoji stabilna „testera“ na pin 4 (Rt/Ct).
Provjera izlaznog kontrolnog signala.
Za provjeru će vam trebati osciloskop. U idealnom slučaju, pin 6(Out) treba da ima pravougaone impulse. Međutim, krug koji se proučava može se razlikovati od prikazanog i tada će biti potrebno isključiti eksterne povratne krugove. Opšti princip je prikazan na sl. – sa ovom aktivacijom, UC384X PWM kontroler će se zajamčeno pokrenuti.
Rice. Rad UC384x s onemogućenim povratnim kolima.
Rice. Primjer stvarnih signala pri simulaciji rada PWM kontrolera.
Ako se napajanje s upravljačkim PWM kontrolerom kao što je UC384x ne uključuje ili se uključuje s velikim zakašnjenjem, provjerite zamjenom elektrolitičkog kondenzatora koji filtrira napajanje (pin 7) ovog m/s. Također je potrebno provjeriti elemente inicijalnog startnog kola (obično dva 33-100kOhm otpornika spojena u seriju).
Prilikom zamjene tranzistora snage (polja) u jedinici za napajanje sa upravljačkom jedinicom m/s 384x, obavezno provjerite otpornik koji služi kao strujni senzor (nalazi se na izvoru sklopke sa efektom polja). Promjenu njegovog otpora na nominalnom dijelu oma vrlo je teško otkriti konvencionalnim testerom! Povećanje otpora ovog otpornika dovodi do pogrešnog rada trenutne zaštite jedinice za napajanje. U ovom slučaju možete vrlo dugo tražiti razloge preopterećenja napajanja u sekundarnim krugovima, iako ih uopće nema.
Kolo je klasično povratno napajanje bazirano na UC3842 PWM. Budući da je kolo osnovno, izlazni parametri napajanja mogu se lako pretvoriti u potrebne. Kao primjer za razmatranje, odabrali smo napajanje za laptop sa napajanjem od 20V 3A. Ako je potrebno, možete dobiti nekoliko napona, neovisnih ili povezanih.
Izlazna snaga na otvorenom 60W (kontinuirano). Zavisi uglavnom od parametara energetskog transformatora. Njihovom promjenom možete dobiti izlaznu snagu do 100 W u datoj veličini jezgra. Radna frekvencija jedinice je 29 kHz i može se podesiti kondenzatorom C1. Napajanje je dizajnirano za konstantno ili blago promjenjivo opterećenje, otuda i nedostatak stabilizacije izlaznog napona, iako je stabilno kada mreža varira od 190...240 volti. Napajanje radi bez opterećenja, postoji podesiva zaštita od kratkog spoja. Efikasnost jedinice je 87%. Ne postoji eksterna kontrola, ali se u nju može ući pomoću optokaplera ili releja.
Energetski transformator (okvir sa jezgrom), izlazna prigušnica i mrežna prigušnica su posuđeni iz računarskog napajanja. Primarni namotaj energetskog transformatora sadrži 60 zavoja, namotaj za napajanje mikrokola sadrži 10 zavoja. Oba namota su namotana žicom od 0,5 mm sa jednoslojnom međuslojnom izolacijom od fluoroplastične trake. Primarni i sekundarni namotaji su razdvojeni sa nekoliko slojeva izolacije. Sekundarni namotaj se izračunava po stopi od 1,5 volti po okretu. Na primjer, namotaj od 15 volti će imati 10 zavoja, namotaj od 30 volti će imati 20 itd. Budući da je napon jednog okreta prilično visok, pri niskim izlaznim naponima bit će potrebno precizno podešavanje otpornikom R3 u rasponu od 15...30 kOhm.
Postavke
Ako trebate dobiti nekoliko napona, možete koristiti sheme (1), (2) ili (3). Broj zavoja se posebno broji za svaki namotaj u (1), (3) i (2) različito. Budući da je drugi namotaj nastavak prvog, broj zavoja drugog namotaja se određuje kao W2 = (U2-U1)/1,5, gdje je 1,5 napon jednog zavoja. Otpornik R7 određuje prag za ograničavanje izlazne struje jedinice za napajanje, kao i maksimalnu struju odvoda tranzistora snage. Preporučuje se odabir maksimalne struje odvoda koja nije veća od 1/3 nazivne struje za dati tranzistor. Struja se može izračunati pomoću formule I(Amper)=1/R7(Ohm).
Skupština
Na radijatorima su ugrađeni tranzistor snage i ispravljačka dioda u sekundarnom kolu. Njihova površina nije data, jer za svaku opciju dizajna (u kućištu, bez kućišta, visokog izlaznog napona, niskog, itd.) područje će biti drugačije. Potrebna površina radijatora može se odrediti eksperimentalno, na osnovu temperature radijatora tokom rada. Prirubnice dijelova ne smiju se zagrijavati iznad 70 stepeni. Snažni tranzistor je instaliran kroz izolacionu brtvu, dioda - bez nje.
PAŽNJA!
Obratite pažnju na navedene vrijednosti napona kondenzatora i snage otpornika, kao i faziranje namotaja transformatora. Ako faziranje nije ispravno, napajanje će se pokrenuti, ali neće osigurati napajanje.
Ne dirajte odvod (prirubnicu) tranzistora snage dok je napajanje uključeno! Na odvodu dolazi do skoka napona do 500 volti.
Zamjena elemenata
Umjesto 3N80 možete koristiti BUZ90, IRFBC40 i druge. Dioda D3 - KD636, KD213, BYV28 za napon od najmanje 3Uout i za odgovarajuću struju.
Pokreni
Uređaj se pokreće 2-3 sekunde nakon napajanja mrežnog napona. Kako bi se zaštitili od izgaranja elemenata zbog pogrešne instalacije, prvo pokretanje napajanja izvodi se preko snažnog otpornika od 100 Ohm 50 W spojenog ispred mrežnog ispravljača. Također je preporučljivo zamijeniti kondenzator za izravnavanje nakon mosta sa manjim kapacitetom (oko 10...22 µF 400V) prije prvog puštanja u rad. Jedinica se uključuje na nekoliko sekundi, zatim se gasi i procjenjuje se zagrijavanje energetskih elemenata. Zatim se vrijeme rada postupno povećava, a u slučaju uspješnog pokretanja, jedinica se uključuje direktno bez otpornika sa standardnim kondenzatorom.
Pa, još jedna stvar.
Opisani izvor napajanja je montiran u MasterKit BOX G-010 kućište. Drži opterećenje od 40W pri većoj snazi potrebno je voditi računa o dodatnom hlađenju. Ako napajanje ne uspije, Q1, R7, 3842, R6 će otkazati, a C3 i R5 mogu pregorjeti.
Spisak radioelemenata
Oznaka | Tip | Denominacija | Količina | Bilješka | Prodavnica | Moja beležnica |
---|---|---|---|---|---|---|
PWM kontroler | UC3842 | 1 | U notes | |||
Q1 | MOSFET tranzistor | BUZ90 | 1 | 3N80, IRFBC40 | U notes | |
D1, D2 | Ispravljačka dioda | FR207 | 2 | U notes | ||
D3 | Diode | KD2994 | 1 | KD636, KD213, BYV28 | U notes | |
C1 | Kondenzator | 22 nF | 1 | U notes | ||
Diodni most | 1 | U notes | ||||
C2 | Kondenzator | 100 pF | 1 | U notes | ||
C3 | Kondenzator | 470 pF | 1 | U notes | ||
C4 | Kondenzator | 1 nF / 1 kV | 1 | U notes | ||
C5 | 100 µF 25V | 1 | U notes | |||
C6, C7 | Elektrolitički kondenzator | 2200 uF 35V | 2 | U notes | ||
C8 | Elektrolitički kondenzator | 100 µF 400V | 1 | U notes | ||
C9, C10 | Kondenzator | 0,1 µF 400V | 2 | U notes | ||
C11 | Kondenzator | 0,33 µF 400V | 1 | U notes | ||
C12 | Kondenzator | 10 nF | 1 | U notes | ||
R1 | Otpornik | 680 Ohm | 1 | U notes | ||
R2 | Otpornik | 150 kOhm | 1 | U notes | ||
R3 | Otpornik | 20 kOhm | 1 | U notes | ||
R4 | Otpornik | 4,7 kOhm | 1 | U notes | ||
R5 | Otpornik | 1 kOhm | 1 | U notes | ||
R6 | Otpornik | 22 Ohm | 1 | U notes | ||
R7 | Otpornik | 1 ohm | 1 |
Članak je posvećen dizajnu, popravku i modifikaciji izvora napajanja za široku paletu opreme bazirane na mikrokrugu UC3842. Neke od navedenih informacija autor je dobio kao rezultat lično iskustvo i pomoći će vam ne samo da izbjegnete greške i uštedite vrijeme tokom popravki, već i da povećate pouzdanost izvora napajanja. Od druge polovine 90-ih godina proizveden je ogroman broj televizora, video monitora, faksova i drugih uređaja čija napajanja (PS) koriste integrirano kolo UC3842 (u daljem tekstu IC). Očigledno, to se objašnjava njegovom niskom cijenom, malim brojem diskretnih elemenata potrebnih za njegov "body kit" i, konačno, prilično stabilnim karakteristikama IC-a, što je također važno. Proizvedene varijante ovog IC-a od strane različitih proizvođača, može se razlikovati u prefiksima, ali mora sadržavati 3842 kernel.
UC3842 IC je dostupan u SOIC-8 i SOIC-14 paketima, ali u velikoj većini slučajeva je modificiran u DIP-8 paketu. Na sl. 1 prikazuje pinout, a sl. 2 - njegov blok dijagram i tipični IP dijagram. Brojevi pinova su dati za pakete sa osam pinova. Brojevi pinova za SOIC-14 paket su dati u zagradama. Treba napomenuti da postoje manje razlike između dva dizajna IC. Dakle, verzija u SOIC-14 paketu ima odvojene pinove za napajanje i uzemljenje za izlazni stepen.
Mikrokolo UC3842 je namijenjeno za izgradnju na njegovoj osnovi stabiliziranih impulsnih izvora napajanja sa modulacijom širine impulsa (PWM). Budući da je snaga izlaznog stupnja IC-a relativno mala, a amplituda izlaznog signala može doseći napon napajanja mikrokola, n-kanalni MOS tranzistor se koristi kao prekidač zajedno sa ovim IC-om.
Rice. 1. Pinout UC3842 čipa (pogled odozgo)
Pogledajmo bliže dodeljivanje IC pinova za najčešći paket sa osam pinova.
1. Comp: Ovaj pin je spojen na izlaz pojačivača greške kompenzacije. Za normalan rad IC-a potrebno je kompenzirati frekvencijski odziv pojačavača greške u tu svrhu, kondenzator kapaciteta oko 100 pF obično se povezuje na navedeni pin, na koji je drugi terminal priključen; pin 2 IC.
2. Vfb: Unos povratne informacije. Napon na ovom pinu se poredi sa referentnim naponom generisanim unutar IC-a. Rezultat poređenja modulira radni ciklus izlaznih impulsa, čime se stabilizira izlazni napon IP-a.
3. C/S: Signal ograničenja struje. Ovaj pin mora biti spojen na otpornik u izvornom krugu tranzistora prekidača (CT). Kada se struja kroz CT poveća (na primjer, u slučaju preopterećenja IP-a), napon na ovom otporniku se povećava i, nakon dostizanja granične vrijednosti, zaustavlja rad IC-a i prenosi CT u zatvoreno stanje .
4. Rt/Ct: izlaz namijenjen povezivanju vremenskog RC kruga. Radna frekvencija internog oscilatora se postavlja povezivanjem otpornika R na referentni napon Vref i kondenzatora C (obično oko 3000 pF) na zajednički. Ova frekvencija se može mijenjati u prilično širokom rasponu odozgo je ograničena brzinom CT, a odozdo snagom impulsnog transformatora, koja se smanjuje sa smanjenjem frekvencije. U praksi se frekvencija bira u rasponu od 35...85 kHz, ali ponekad IP radi sasvim normalno na mnogo višoj ili mnogo nižoj frekvenciji. Treba napomenuti da se kao vremenski kondenzator treba koristiti kondenzator sa najvećim mogućim otporom. DC. U autorovoj praksi susreo sam se s primjerima IC-a koji su uglavnom odbijali da se pokrenu pri korištenju određenih vrsta keramičkih kondenzatora kao mjerača vremena.
5. Gnd: opći zaključak. Treba napomenuti da se zajednička žica napajanja ni u kom slučaju ne smije spajati na zajedničku žicu uređaja u kojem se koristi.
6. Van: IC izlaz, spojen na CT kapiju preko otpornika ili paralelno povezanih otpornika i diode (anoda na kapiju).
7. Vcc: IC ulaz za napajanje. IC u pitanju ima neke vrlo značajne karakteristike vezane za napajanje, koje će biti objašnjene kada se razmatra tipično IC sklopno kolo.
8. Vref: Interni referentni napon izlaz, njegova izlazna struja je do 50mA, napon je 5V.
Izvor referentnog napona se koristi za spajanje jednog od krakova otpornog razdjelnika, dizajniranog za brzo podešavanje izlaznog napona IP-a, kao i za povezivanje vremenskog otpornika.
Razmotrimo sada tipično IC spojno kolo prikazano na Sl. 2.
Rice. 2. Tipični UC3862 dijagram ožičenja
Kao što se vidi iz dijagrama strujnog kola, napajanje je projektovano za mrežni napon od 115 V. Nesumnjiva prednost ovog tipa napajanja je što se uz minimalne modifikacije može koristiti u mreži napona od 220 V, samo trebate:
Zamijenite diodni most spojen na ulazu napajanja sličnim, ali s obrnutim naponom od 400 V;
- elektrolitički kondenzator filtera za napajanje, spojen iza diodnog mosta, zamijeniti onim istog kapaciteta, ali radnog napona od 400 V;
- povećati vrijednost otpornika R2 na 75…80 kOhm;
- provjerite CT na dozvoljeni napon drejn-izvor, koji mora biti najmanje 600 V. U pravilu se čak i kod izvora napajanja dizajniranih za rad na mreži od 115 V koriste CT koji mogu raditi na mreži od 220 V, ali , naravno, mogući su izuzeci. Ako je potrebno zamijeniti CT, autor preporučuje BUZ90.
Kao što je ranije spomenuto, IC ima neke karakteristike vezane za napajanje. Pogledajmo ih pobliže. U prvom trenutku nakon spajanja IP-a na mrežu, unutarnji generator IC-a još ne radi, au ovom načinu rada troši vrlo malo struje iz strujnih krugova. Za napajanje IC u ovom načinu rada dovoljan je napon dobiven od otpornika R2 i akumuliran na kondenzatoru C2. Kada napon na ovim kondenzatorima dostigne 16...18 V, IC generator se pokreće i počinje generirati CT upravljačke impulse na izlazu. Napon se pojavljuje na sekundarnim namotajima transformatora T1, uključujući namote 3-4. Ovaj napon se ispravlja impulsnom diodom D3, filtrira kondenzatorom C3 i dovodi u strujni krug IC preko diode D2. U pravilu je zener dioda D1 uključena u strujni krug, ograničavajući napon na 18...22 V. Nakon što IC uđe u radni način, počinje pratiti promjene napona napajanja, koji se dovodi kroz razdjelnik R3, R4 na ulaz povratne sprege Vfb. Stabilizacijom vlastitog napona napajanja, IC zapravo stabilizira sve ostale napone uklonjene sa sekundarnih namotaja impulsnog transformatora.
Kada postoje kratki spojevi u krugovima sekundarnih namota, na primjer, kao rezultat kvara elektrolitskih kondenzatora ili dioda, gubici energije u impulsnom transformatoru naglo se povećavaju. Kao rezultat toga, napon dobiven iz namotaja 3-4 nije dovoljan za održavanje normalnog rada IC-a. Interni oscilator se isključuje, na izlazu IC-a pojavljuje se nizak napon, koji pretvara CT u zatvoreno stanje, a mikrokolo je ponovo u režimu niske potrošnje energije. Nakon nekog vremena, njegov napon napajanja se povećava na nivo dovoljan za pokretanje unutrašnjeg generatora, a proces se ponavlja. U ovom slučaju iz transformatora se čuju karakteristični klikovi (klik), čiji je period ponavljanja određen vrijednostima kondenzatora C2 i otpornika R2.
Prilikom popravljanja izvora napajanja ponekad se javljaju situacije kada se iz transformatora čuje karakteristični škljocaj, ali temeljita provjera sekundarnih krugova pokazuje da u njima nema kratkog spoja. U tom slučaju morate provjeriti krugove napajanja samog IC-a. Na primjer, u praksi autora bilo je slučajeva kada je kondenzator C3 pokvaren. Zajednički uzrok Takvo ponašanje IP-a je prekid ispravljačke diode D3 ili diode za razdvajanje D2.
Kada se moćni CT pokvari, obično se mora zamijeniti zajedno sa IC-om. Činjenica je da je CT kapija povezana na izlaz IC-a preko otpornika vrlo male vrijednosti, a kada se CT pokvari, visoki napon iz primarnog namota transformatora dolazi do izlaza IC-a. Autor kategorički preporučuje da ako CT pokvari, zamijenite ga zajedno sa IC-om, na sreću, njegova cijena je niska. U suprotnom, postoji opasnost od „ubijanja“ novog CT, jer ako je visok napon iz pokvarenog IC izlaza prisutan na njegovoj kapiji duže vrijeme, on će otkazati zbog pregrijavanja.
Uočene su još neke karakteristike ovog IC-a. Konkretno, kada se CT pokvari, otpornik R10 u krugu izvora vrlo često pregori. Prilikom zamjene ovog otpornika, trebali biste se držati vrijednosti od 0,33...0,5 Ohm. Posebno je opasno precjenjivanje vrijednosti otpornika. U ovom slučaju, kao što je praksa pokazala, prvi put kada je napajanje priključeno na mrežu, i mikro krug i tranzistor otkazuju.
U nekim slučajevima dolazi do kvara IP-a zbog kvara zener diode D1 u strujnom krugu IC. U ovom slučaju, IC i CT, u pravilu, ostaju servisni, potrebno je samo zamijeniti zener diodu. Ako se zener dioda pokvari, i sam IC i CT često pokvare. Za zamjenu, autor preporučuje korištenje domaćih KS522 zener dioda u metalnom kućištu. Nakon što ste izgrizli ili uklonili neispravnu standardnu zener diodu, možete zalemiti KS522 s anodom na pin 5 IC-a i katodom na pin 7 IC-a. U pravilu, nakon takve zamjene, slični kvarovi se više ne događaju.
Treba obratiti pažnju na ispravnost potenciometra koji se koristi za podešavanje izlaznog napona IP-a, ako ga ima u krugu. Na gornjem dijagramu nije, ali ga nije teško uvesti povezivanjem otpornika R3 i R4 u otvor. Pin 2 IC-a mora biti spojen na motor ovog potenciometra. Napominjem da je u nekim slučajevima takva modifikacija jednostavno neophodna. Ponekad, nakon zamjene IC-a, izlazni naponi napajanja ispadaju previsoki ili preniski i nema podešavanja. U tom slučaju možete ili uključiti potenciometar, kao što je gore spomenuto, ili odabrati vrijednost otpornika R3.
Prema zapažanju autora, ako se u IP koriste visokokvalitetne komponente, a ne radi u ekstremnim uvjetima, njegova pouzdanost je prilično visoka. U nekim slučajevima, pouzdanost napajanja može se povećati korištenjem otpornika R1 nešto veće vrijednosti, na primjer, 10...15 Ohma. U ovom slučaju prolazni procesi kada je napajanje uključeno odvijaju se mnogo mirnije. Kod video monitora i televizora to se mora učiniti bez utjecaja na kolo za demagnetizaciju kineskopa, odnosno otpornik ni u kojem slučaju ne smije biti spojen na prekid u općem strujnom kolu, već samo na spojno kolo samog napajanja.
Aleksej Kalinjin
"Popravka elektronske opreme"