寫在前面:
引腳說明:
①腳: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
②腳: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(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,產(chǎn)生誤差電壓,從而控制脈沖寬度
③腳:電流檢測輸入端,當(dāng)檢測電壓超過1V時(shí)縮小脈沖寬度使電源處于間歇工作狀態(tài)
④腳:定時(shí)端,內(nèi)部振蕩器的工作頻率由外接的阻容時(shí)間常數(shù)決定,
⑤腳:公共端
⑥腳:推挽輸出端,內(nèi)部為圖騰柱式,上升、下降時(shí)間僅為50ns驅(qū)動能力為
⑦腳:直流電源供電電端,具有欠、過壓鎖定功能,芯片功耗為15mW
⑧腳:5V基準(zhǔn)電壓輸出端,具有50mA的負(fù)載能力
1、穩(wěn)壓環(huán)路原理
1)原理圖
2)工作原理
- 當(dāng)輸出 U0升高,經(jīng)取樣電阻R7、R8、R10、VR1分壓后,U1③腳電壓升高,當(dāng)其超過U1②腳基準(zhǔn)電壓后 U1①腳輸出高電平,使Q1導(dǎo)通,光耦OT1發(fā)光二極管發(fā)光,光電三極管導(dǎo)通,UC3842①腳電位相應(yīng)變低,從而改變U1⑥腳輸出占空比減小,U0降低。
- 當(dāng)輸出 U0降低時(shí),U1③腳電壓降低,當(dāng)其低過U1②腳基準(zhǔn)電壓后U1①腳輸出低電平,Q1不導(dǎo)通,光耦OT1發(fā)光二極管不發(fā)光,光電三極管不導(dǎo)通,UC3842①腳電位升高,從而改變U1⑥腳輸出占空比增大,U0降低。周而復(fù)始,從而使輸出電壓保持穩(wěn)定。調(diào)節(jié)VR1可改變輸出電壓值。
反饋環(huán)路是影響開關(guān)電源穩(wěn)定性的重要電路。如反饋電阻電容錯(cuò)、漏、虛焊等,會產(chǎn)生自激振蕩,故障現(xiàn)象為:波形異常,空、滿載振蕩,輸出電壓不穩(wěn)定等。
2、短路保護(hù)電路
1)在輸出端短路的情況下,PWM控制電路能夠把輸出電流限制在一個(gè)安全范圍內(nèi),它可以用多種方法來實(shí)現(xiàn)限流電路,當(dāng)功率限流在短路時(shí)不起作用時(shí),只有另增設(shè)一部分電路。
注:PWM電路即脈沖寬度變調(diào)電路除了可以監(jiān)控功率電路的輸出狀態(tài)之外,同時(shí)還提供功率元件控制信號,因此廣泛應(yīng)用在高功率轉(zhuǎn)換效率的switching 電源、馬達(dá)Inverter、音響用D 極增幅器、DC-DC Converter、UPS等各種高功率電路。
2)短路保護(hù)電路通常有兩種,圖2是小功率短路保護(hù)電路。
基本原理:當(dāng)輸出電路短路,輸出電壓消失,光耦OT1不導(dǎo)通,UC3842①腳電壓上升至5V左右,R1與R2的分壓超過TL431基準(zhǔn),使之導(dǎo)通,UC3842⑦腳VCC電位被拉低,IC停止工作。UC3842停止工作后①腳電位消失,TL431不導(dǎo)通UC3842⑦腳電位上升,UC3842重新啟動,周而復(fù)始。當(dāng)短路現(xiàn)象消失后,電路可以自動恢復(fù)成正常工作狀態(tài)。
3)中功率短路保護(hù)電路
基本原理:當(dāng)輸出短路,UC3842①腳電壓上升,U1 ③腳電位高于②腳時(shí),比較器翻轉(zhuǎn)①腳輸出高電位,給 C1充電,當(dāng)C1兩端電壓超過⑤腳基準(zhǔn)電壓時(shí) U1⑦腳輸出低電位,UC3842①腳低于1V,UC3842 停止工作,輸出電壓為0V,周而復(fù)始,當(dāng)短路消失后電路正常工作。R2、C1是充放電時(shí)間常數(shù),阻值不對時(shí)短路保護(hù)不起作用。
4)限流、短路保護(hù)電路
當(dāng)輸出電路短路或過流,變壓器原邊電流增大,R3 兩端電壓降增大,③腳電壓升高,UC3842⑥腳輸出占空比逐漸增大,③腳電壓超過1V時(shí),UC3842關(guān)閉無輸出。
5)電流互感器取樣電流的保護(hù)電路
輸出電路短路或電流過大,TR1次級線圈感應(yīng)的電壓就越高,當(dāng)UC3842③腳超過1伏,UC3842停止工作,周而復(fù)始,當(dāng)短路或過載消失,電路自行恢復(fù)。
3、輸出端限流保護(hù)
上圖是常見的輸出端限流保護(hù)電路,其工作原理簡述如上圖:當(dāng)輸出電流過大時(shí),RS(錳銅絲)兩端電壓上升,U1③腳電壓高于②腳基準(zhǔn)電壓,U1①腳輸出高電壓,Q1導(dǎo)通,光耦發(fā)生光電效應(yīng),UC3842①腳電壓降低,輸出電壓降低,從而達(dá)到輸出過載限流的目的。
4、輸出過壓保護(hù)電路的原理
輸出過壓保護(hù)電路的作用是:當(dāng)輸出電壓超過設(shè)計(jì)值時(shí),把輸出電壓限定在一安全值的范圍內(nèi)。當(dāng)開關(guān)電源內(nèi)部穩(wěn)壓環(huán)路出現(xiàn)故障或者由于用戶操作不當(dāng)引起輸出過壓現(xiàn)象時(shí),過壓保護(hù)電路進(jìn)行保護(hù)以防止損壞后級用電設(shè)備。應(yīng)用最為普遍的過壓保護(hù)電路有如下幾種:
1)可控硅觸發(fā)保護(hù)電路
如圖7所示,當(dāng)Uo1輸出升高,穩(wěn)壓管(Z3)擊穿導(dǎo)通,可控硅(SCR)的控制端得到觸發(fā)電壓,因此可控硅導(dǎo)通。Uo2電壓對地短路,過流保護(hù)電路或短路保護(hù)電路就會工作,停止整個(gè)電源電路的工作。當(dāng)輸出過壓現(xiàn)象排除,可控硅的控制端觸發(fā)電壓通過R對地泄放,可控硅恢復(fù)斷開狀態(tài)。
-->可控硅是可控硅整流元件的簡稱(SCR),是一種具有三個(gè)PN 結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件,一般由兩晶閘管反向連接而成。它的功能不僅是整流,還可以用作無觸點(diǎn)開關(guān)的快速接通或切斷;實(shí)現(xiàn)將直流電變成交流電的逆變;將一種頻率的交流電變成另一種頻率的交流電等等。
2)輸出限壓保護(hù)電路
輸出限壓保護(hù)電路如圖8所示,當(dāng)輸出電壓升高,穩(wěn)壓管導(dǎo)通光耦導(dǎo)通,Q1基極有驅(qū)動電壓而道通,UC3842③電壓升高,輸出降低;穩(wěn)壓管不導(dǎo)通,UC3842③電壓降低,輸出電壓升高。周而復(fù)始,輸出電壓將穩(wěn)定在一范圍內(nèi)(取決于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值)。
5、輸入過欠壓保護(hù)
AC輸入和DC輸入的開關(guān)電源的輸入過欠壓保護(hù)原理大致相同。保護(hù)電路的取樣電壓均來自輸入濾波后的電壓。取樣電壓分為兩路,一路經(jīng)R1、R2、R3、R4分壓后輸入比較器3腳,如取樣電壓高于2腳基準(zhǔn)電壓,比較器1腳輸出高電平去控制主控制器使其關(guān)斷,電源無輸出。另一路經(jīng)R7、R8、R9、R10分壓后輸入比較器6腳,如取樣電壓低于5腳基準(zhǔn)電壓,比較器7腳輸出高電平去控制主控制器使其關(guān)斷,電源無輸出。