1、1 UC3842 內部工作原理簡介 圖 1 示出了 UC3842 內部框圖和引腳圖， UC3842 采用固定工作頻率脈沖寬度可控調制方 式，共有 8 個引腳，各腳功能如下： 腳是誤差放大器的輸出端，外接阻容元件用于改善誤差放大器的增益和頻率特性； 腳是反饋電壓輸入端，此腳電壓與誤差放大器同相端的 2.5V 基準電壓進行比較，產生 誤差電壓，從而控制脈沖寬度； 腳為電流檢測輸入端， 當檢測電壓超過 1V 時縮小脈沖寬度使電源處于間歇工作狀態； 腳為定時端，內部振蕩器的工作頻率由外接的阻容時間常數決定， f=1.8/(R T×CT) ； 腳為公共地端； 腳為推挽輸出端，內部為圖騰柱式，上

2、升、下降時間僅為 50ns 驅動能力為± 1A ； 腳是直流電源供電端，具有欠、過壓鎖定功能，芯片功耗為15mW； 腳為 5V 基準電壓輸出端，有 50mA 的負載能力。圖 1 UC3842 內部原理框圖2 UC3842 組成的開關電源電路圖 2 是由 UC3842 構成的開關電源電路， 220V 市電由 C1、L1 濾除電磁干擾， 負溫度系數的 熱敏電阻 Rt1 限流，再經 VC 整流、C2 濾波，電阻 R1、電位器 RP1 降壓后加到 UC3842 的供 電端(腳)，為 UC3842 提供啟動電壓，電路啟動后變壓器的付繞組的整流濾波電 壓一方面為 UC3842 提供正常工作電壓，

3、另一方面經 R3、R4 分壓加到誤差放大器的反相輸 入端腳，為 UC3842 提供負反饋電壓，其規律是此腳電壓越高驅動脈沖的占空比越小， 以此穩定輸出電壓。腳和腳外接的 R6、C8 決定了振蕩頻率，其振蕩頻率的最大值可達 500KHz。R5、C6用于改善增益和頻率特性。 腳輸出的方波信號經 R7、R8 分壓后驅動 MOSFEF 功率管，變壓器原邊繞組的能量傳遞到付邊各繞組，經整流濾波后輸出各數值不同的 直流電壓供負載使用。電阻 R10 用于電流檢測，經 R9、C9 濾濾后送入 UC3842 的腳形成電 流反饋環 . 所以由 UC3842 構成的電源是雙閉環控制系統，電壓穩定度非常高，當 UC3

4、842 的腳電壓高于 1V 時振蕩器停振，保護功率管不至于過流而損壞。電路上電時，外接的啟動電路通過引腳 7 提供芯片需要的啟動電壓。 在啟動電源的作用下， 芯片開始工作，脈沖寬度調制電路產生的脈沖信號經 6 腳輸出驅動外接的開關功率管工作。 功率管工作產生的信號經取樣電路轉換為低壓直流信號反饋到 3 腳，維護系統的正常工作。 電路正常工作后，取樣電路反饋的低壓直流信號經 2 腳送到內部的誤差比較放大器，與內 部的基準電壓進行比較，產生的誤差信號送到脈寬調制電路，完成脈沖寬度的調制，從而 達到穩定輸出電壓的目的。如果輸出電壓由于某種原因變高，則 2 腳的取樣電壓也變高， 脈寬調制電路會使輸出脈

5、沖的寬度變窄，則開關功率管的導通時間變短，輸出電壓變低， 從而使輸出電壓穩定，反之亦然。鋸齒波振蕩電路產生周期性的鋸齒波，其周期取決于 4 腳外接的 RC網絡。所產生的鋸齒波送到脈沖寬度調制器， 作為其工作周期， 脈寬調制器輸 出的脈沖周期不變，而脈沖寬度則隨反饋電壓的大小而變化。3 電路的調試此電路的調試需要注意：一是調節電位器 RP1 使電路起振，起振電流在 1mA左右；二是起 振后變壓器繞組提供的直流電壓應能使電路正常工作，此電壓的范圍大約為1117V之間；三是根據輸出電壓的數值大小來改變 R4，以確定其反饋量的大小； 四是根據保護要求 來確定檢測電阻 R10 的大小，通常 R10 是

6、2W、 1以下的電阻。圖 2 UC3842 構成的開關電源UC3842開關電源保護的幾個技巧用 UC3842做的開關電源的典型電路見圖 1。 過載和短路保護，一般是通過在開關管的源極串一個電阻（ R4），把電流信號送到 3842 的第 3 腳來實現保護。當電源過載時， 3842保護動作，使占空比減小， 輸出電壓降低， 3842 的供電電壓 Vaux也跟著降低，當低到 3842 不能工作時，整個電路關閉，然后靠 R1、R2 開始下一次啟動過程。這被稱為“打嗝”式（ hiccup ）保護。在這種保護狀態下，電源只工作幾個開關周期，然后進入很長時間（幾百ms到幾 s）的啟動過程，平均功率很低，即使長

7、時間輸出短路也不會導致電源的損壞。由于漏感等原因， 有的開關電源在每個開關周期有很大的開關尖峰，即使在占空比很小時，輔助電壓 Vaux 也不能降到足夠低，所以一般在輔助電源的整流二極管上串一個電阻（ R3），它和 C1形成 RC濾波，濾掉開通瞬間的尖峰。仔細調整這個電阻的數值，一般都可以達到滿意的保護。 使用這個電路， 必須注意選取比較低的輔助電壓 Vaux，對 3842 一般為 1315V，使電路容 易保護。圖 2、 3、 4 是常見的電路。圖 2 采取拉低第 1 腳的方法關閉電源。圖 3 采用斷開振蕩回路的方法。圖 4 采取抬高第 2 腳，進而使第 1 腳降低的方法。在這 3個電路里 R3

8、電阻即使不要， 仍能很好保護。 注意電路中 C4的作用，電源正常啟動， 光耦是不通的， 因此靠 C4來使保護電路延遲一段時間動作。 在過載或短路保護時， 它也起 延時保護的左右。在燈泡、馬達等啟動電流大的場合， C4的取值也要大一點。圖 1 是使用最廣泛的電路，然而它的保護電路仍有幾個問題：1. 在批量生產時， 由于元器件的差異， 總會有一些電源不能很好保護， 這時需要個別調整 R3的數值，給生產造成麻煩；2. 在輸出電壓較低時，如 3.3V、 5V，由于輸出電流大，過載時輸出電壓下降不大，也很 難調整 R3到一個理想的數值；3. 在正激應用時， 輔助電壓 Vaux雖然也跟隨輸出變化， 但跟輸

9、入電壓 HV的關系更大， 也 很難調整 R3 到一個理想的數值。這時如果采用輔助電路來實現保護關斷，會達到更好的效果。輔助關斷電路的實現原理： 在過載或短路時，輸出電壓降低，電壓反饋的光耦不再導通，輔助關斷電路當檢測到光耦 不再導通時，延遲一段時間就動作，關閉電源。UC3842應用于電壓反饋電路中的探討通常， PWM型開關電源把輸出電壓的采樣作為 PWM控制器的反饋電壓，該反饋電壓經 PWM 控制器內部的誤差放大器后，調整開關信號的占空比以實現輸出電壓的穩定。但不同的電 壓反饋電路，其輸出電壓的穩定精度是不同的。1 概述本文首先對電流型脈寬控制器 UC3842（內部電路圖如圖 1 所示）常用的

10、三種 穩定輸出電壓電路作了介紹，分析其各自的優缺點，在此基礎上設計了一種新的電壓反饋 電路，實驗證明這種新的電路具有很好的穩壓效果。2 UC3842 常用的電壓反饋電路2.1 輸出電壓直接分壓作為誤差放大器的輸入如圖 2所示，輸出電壓 Vo經 R2及R4分壓后作為采樣信號，輸入 UC3842腳 2（誤差放 大器的反向輸入端）。誤差放大器的正向輸入端接 UC3842內部的 2.5V 的基準電壓。當采 樣電壓小于 2.5V 時，誤差放大器正向和反向輸出端之間的電壓差經放大器放大后， 調節輸 出電壓， 使得 UC3842的輸出信號的占空比變大， 輸出電壓上升， 最終使輸出電壓穩定在設 定的電壓值。

11、R3與 C1并聯構成電流型反饋。這種電路的優點是采樣電路簡單， 缺點是輸入電壓和輸出電壓必須共地， 不能做到電氣 隔離。勢必 引起電源布線的困難，而且電源工作在高頻開關狀態，容易引起電磁干擾，必 然帶來電路設計的困難，所以這種方法很少使用。2.2 輔助電源輸出電壓分壓作為誤差放大器的輸入如圖3所示，當輸出電壓升高時， 單端反激式變壓器 T的輔助繞組上產生的感應 電壓也升高，該電壓經過 D2，D3，C15， C14，C13和 R15組成的整流、濾波和穩壓網絡后 得到一直流電壓，給 UC3842供電。同時該電壓經 R2及 R4分壓后作為采樣電壓， 送入 UC3842 的腳 2，在與基準電壓比較后，

12、經誤差放大器放大，使腳 6 輸出脈沖的占空比變小，輸出 電壓下降，達到穩壓的目的。同樣，當輸出電壓降低時，使腳 6 輸出脈沖的占空比變大， 輸出電壓上升，最終使輸出電壓穩定在設定的值。這種電路的優點是采樣電路簡單， 副邊繞組、原邊繞組和輔助繞組之間沒有任何的電氣 通路，容易布線。缺點是并非從副邊繞組直接得到采樣電壓，穩壓效果不好，實驗中發現， 當電源的負載變化較大時， 基本上不能實現穩壓。 該電路適用于針對某種固定負載的情況。2.3 采用線性光耦改變誤差放大器的輸入誤差電壓如圖 4 所示，該開關電源的電壓采樣電路有兩路：一是輔助繞組的電壓經D1，D2， C1，C2，C3， R9組成的整流、濾波

13、和穩壓后得到 16V的直流電壓給 UC3842供電，另外，該電 壓經 R2 及 R4分壓后得到一采樣電壓，該路采樣電壓主要反映了直流母線電壓的變化；另 一路是光電耦合器、三端可調穩壓管 Z和 R4，R5，R6，R7，R8組成的電壓采樣電路，該路 電壓反映了輸出電壓的變化；當輸出電壓升高時，經電阻R7 及 R8分壓后輸入 Z 的參考電壓也升高，穩壓管的穩壓值升高，流過光耦中發光二極管的電流減小，流過光耦中的光電 三極管的電流也相應的減小， 誤差放大器的輸入反饋電壓降低， 導致 UC3842腳 6 輸出驅動 信號的占空比變小，于是輸出電壓下降，達到穩壓的目的。該電路因為采用了光電耦合器， 實現了輸

14、出和輸入的隔離， 弱電和強電的隔離， 減少了 電磁干擾，抗干擾能力較強，而且是對輸出電壓采樣，有很好的穩壓性能。缺點是外接元 器件增多，增加了布線的困難，增加了電源的成本。3 線性光耦改變誤差放大器增益電壓反饋電路及實驗結果3.1 采用線性光耦改變誤差放大器的增益如圖 5 所示，該電壓采樣及反饋電路由 R2， R5，R6，R7，R8，C1，光電耦合器、三端 可調穩壓管 Z組成。當輸出電壓升高時，輸出電壓經 R7及 R8分壓得到的采樣電壓（即 Z 的參考電壓）也升高， Z 的穩壓值也升高，流過光耦中發光二極管中的電流減小，導致流 過光電三極管中的電流減小， 相當于 C1 并聯的可變電阻的阻值變大

15、 （該等效電阻的阻值受 流過發光二極管電流的控制） ，誤差放大器的增益變大， 導致 UC3842腳6 輸出驅動信號的 占空比變小，輸出電壓下降，達到穩壓的目的。當輸出電壓降低時，誤差放大器的增益變 小，輸出的開關信號占空比變大，最終使輸出電壓穩定在設定的值。因為，UC3842的電壓反饋輸入端腳 2 接地，所以，誤差放大器的輸入誤差總是固定的，改變的是誤差放大器的 增益（可將線性光耦中的光電三極管視為一可變電阻），其等效電路圖如圖 6 所示。該電路通過調節誤差放大器的增益而不是調節誤差放大器的輸入誤差來改變誤差放大 器的輸出，從而改變開關信號的占空比。這種拓撲結構不僅外接元器件較少，而且在電壓

16、采樣電路中采用了三端可調穩壓管，使得輸出電壓在負載發生較大的變化時，輸出電壓基 本上沒有變化。實驗證明與上述三種反饋電路相比，該電路具有很好的穩壓效果。3.2 實驗結果 將這種新的采用線性光耦改變誤差放大器增益的電壓反饋電路， 用于一 48V/12V 的單端 反激式 DC/DC開關電源(最大輸出電流 5A)，顯示該電源輸出電壓穩定，帶負載能力強。 圖 7(a) (h) 分別給出了當負載為 100， 25， 10， 3時的輸出電壓和驅動波形，從 波形可以看出，當負載電流逐漸增大時，驅動信號的占空比相應增大，但輸出電壓始終穩 定在 12.16V。4 結語在單端隔離式 PWM型電源中，電流型脈寬調制

17、器 UC3842有著廣闊的應用范圍，本文在 分析了三種常用的電壓反饋電路的基礎上， 設計了一種新的采用線性光耦改變 UC3842誤差 放大器增益的電壓反饋電路。實驗證明，新的電壓反饋電路使得穩壓精度高，負載適應性 強。簡單介紹一下 uc3842 好壞的判斷方法 :在更換完外圍損壞的元器件后 ,先不裝開關管 ,加電測 uc3842的7腳電壓,若電壓在 10-17V 間波動,其余各腳也分別有波動的電壓 ,則說明電路已起振 ,uc3842基本正常;若7腳電壓低 , 其余管腳無電壓或不波動 , 則 uc3842已損壞上電測試輸出 ,若有輸出電平則說明管子正常 ,測試6腳與 5腳電阻, 如果非常小說明管

18、子損 壞.在 uc3842的 7、5 腳間外加 +17V左右的直流電壓 , 若測 8 腳有+5V電壓,1 、2、4、6腳也有 不同的電壓 ,則uc3842基本正常,工作電流小 ,自身不易損壞它損壞的最常見原因是電源 開關管短路后 , 高電壓從 G極加到其 6 腳而致使其燒毀一款用 UC3842設計的電動車充電器工作原理分析（附圖）：UC3842工作原理：該電路的電源部分使用單端式脈寬調制型開關電源， 脈寬調制 IC 使用的是 UC3842。UC3842是一種電流型脈寬控制器， 它可以直接驅動 MOS管、IGBT 等，適合于制作單端電路。220V 整流濾波后的約 300V 直流電壓經電阻 R1

19、降壓后加到 UC3842的供電端（ 7 端）， 為 UC3842提供啟動電壓， UC3842內部設有欠壓鎖定電路，其開啟和關閉閾值分別為 16V 和 10V。在開啟之前， UC3842消耗的電流在 1mA以內。啟動正常工作后，它的消耗電流約 為 15mA。反饋繞組為其提供維持正常工作電壓。由于漏感等原因，開關電源在每個開關周 期有很大的開關尖峰，即使在占空比很小時，輔助電壓也不能降到足夠低，所以輔助電源的整流二極管上串一個電阻（ R3），它和 C9 形成 RC濾波，濾掉開通瞬間的尖峰。 接在 4 腳的 R5、C6決定了開關電源的工作頻率。計算公式為： Fosc （kHz） = 1.72 / （

20、RT （k）×CT （uf） ，此電路的工作頻率為 40KHz。過載和短路保護，通過在開關管的源極串一個電阻（ R12），把電流信號經 R10、 R11 送到 3842的第 3 腳來實現保護。當電源過載時， 3842保護動作，使占空比減小，輸出電 壓降低， 3842 的供電電壓也跟著降低，當低到 3842 不能工作時，整個電路關閉，然后靠 R1開始下一次啟動過程。在這種保護狀態下，電源只工作幾個開關周期，然后進入很長時 間（約500ms）的啟動過程，平均功率很低，即使長時間輸出短路也不會導致電源的損壞穩壓過程：UC3842的 2 腳是電壓檢測端。輸出電壓經 R18、R19、W1分壓為

21、 U4（TL431）參考端 （1腳）提供參考電壓。 TL431是一個有良好的熱穩定性能的三端可調分流基準源。 內部含 有一個 2.5V 的基準電壓，所以當在參考端引入輸出反饋時，器件可以通過從陰極（ 3 腳） 到陽極（ 2 腳）很寬范圍的分流，控制輸出電壓。若輸出電壓增大，反饋量增大， TL431 的分流也就增加。線性光耦（ U2）的發光二極管亮度增加，輸出電阻減小。 UC3842的 2 腳 電壓升高，驅動脈寬減小。最終使電壓穩定下來。充電過程：當 BATT、 BATT接上畜電池時，畜電池正端經 R13、D10使 K1吸合。充電回路閉 合，畜電池開始充電。當畜電池接反時，由于 D10反向截止，

22、 K1 不會吸合，充電回路處于 斷開狀態。不會燒壞 R14、 D7、D8、C11等元件。剛充電時，畜電池電壓很低， 充電電流會很大。 R14兩端的壓降大于 U3A的 2 腳 R23、 R24的分壓電壓， U3A輸出高電平， D13（紅色，充電指示燈）亮。當充電電流達到 1.8A 時， R14兩端的壓降等于 U5A的 3腳 R30、R31的分壓電壓， U5A開始起控。只要輸出電流 有一點增加， U5A的 1腳隨即輸出低電平， U2的 1、2 腳電流增加， 4、5腳電阻減小， U1 的 2 腳電壓升高，輸出電壓下降，最終使電流恒定在 1.8A 。隨著充電時間的增加，畜電池的電壓也漸漸上升，當充電電

23、壓達到最高充電電壓 （44V）時。 U4的參考端電壓將達到 2.5V，U4開始起控，使電壓穩定下來。調節 W1可以 微調電壓值。此時電流不再恒定，而是漸漸減小。 U5A也不再起控，一直處于高電平輸出 狀態，由于 D17 的反向截止，不會影響輸出電壓。當充電電流小于 0.4A 時,R14 兩端的壓降小于 U3A的 2 腳 R23、R24的分壓電壓， U3A 輸出低電平， D13滅。此時 U3B的 5腳電壓高于 6腳電壓， 7 腳輸出高電平， D14（綠色， 電源/ 浮充指示燈）亮，表示已充滿，進入浮充狀態。 同時經 R27限流，D15穩壓，通過 R28、 D9、W2使 U4的參考端電壓增加，從而

24、使最大充電電壓降為浮充電壓。調節W2可微調浮充電壓。UC3842的開關電源保護電路的改進UC3842的典型應用電路如圖 l 所示。該電路主要由橋式整流電路，高頻變壓器， MOS功率 管以及電流型脈寬調制芯片 UC3842構成。其工作原理為： 220V的交流電經過橋式整流濾 波電路后，得到大約 +300V的直流高壓，這一直流電壓被 M0S功率管斬波并通過高頻變壓 器降壓，變成頻率為幾十 kHz 的矩形波電壓，再經過輸出整流濾波，就得到了穩定的直流 輸出電壓。其中高頻變壓器的自饋線圈 N2中感應的電壓，經 D2 整流后所得到的直流電壓 被反饋到 UC3842內部的誤差放大器并和基準電壓比較得到誤差

25、電壓 Vr ，同時在取樣電阻 R11上建立的直流電壓也被反饋到 UC3842電流測定比較器的同柑輸入端， 這個檢測電壓和 誤差電壓 Vt 相比較，產生脈沖寬度可調的驅動信號， 用來控制開關功率管的導通和關斷時 間，以決定高頻變壓器的通斷狀態，從而達到輸出穩壓的目的。圖l 中， R5用來限制 C8產生的充電峰值電流。考慮到 Vi 及 Vref 上的噪聲電壓也會影響輸出的脈沖寬度，因此， 在 UC3842的腳 7 和腳 8上分別接有消噪電容 C4和 C2。R7是 MOS功率管的柵極限流電阻。 另外，在 UC3842的輸入端與地之間，還有 34V 的穩壓管，一旦輸入端出現高壓，該穩壓管 就被反向擊穿

26、，將 Vi 鉗位于 34V，保護芯片不致壞。2 UC3842 保護電路的缺陷2.l 過載保護的缺陷當電源過載或輸出短路時， UC3842的保護電路動作，使輸出脈沖的占空比減 小，輸出電壓降低， UC3842的供電電壓也跟著降低，當低到 UC3842不能工作時，整個電 路關閉，然后通過 R6扦始下一次啟動過程。這種保護被稱為“打嗝”式 (hiccup) 保護。在 這種保護狀態下，電源只工作幾個開關周期，然后進入很長時間 ( 幾百 ms到幾 s) 的啟動過 程，因此，它的平均功率很低。但是，由于變壓器存在漏感等原因，有的開關電源在每個 開關周期都有很高的開關尖峰電壓，即使在占空比很小的情況下，輔助供電電壓也不能降 到足夠低，所以不能實現理想的保護功能。2.2 電路穩定性的缺陷在圖 l 所示的電路中，當電源的占空比大于 50，或變壓器工作在連續電流 條件下時，整個電路就會產生分諧波振蕩，引起電源輸出的不穩定。圖 2 表示了變壓器中 電感電流的變化過程。沒在 t0 時刻，開關開始導通，使電感電流以斜率 m1上升，該斜率 是輸入電壓除以電感的函數。 t1 時刻，電流取樣輸入達到由控制電壓建立的門限，這導致 開關斷開， 電流以斜率 m2衰減，直至下一個