电压控不可取 电流控UC3842入围理想电源
1损坏。系统中的稳压电路有:
● 电流反馈电路。Q1源极串接取样电阻R15,把电流信号变为电压信号,送入UC3842内部的电流检测比较器同相端。当Q1导通,电流斜率上升时,取样电阻R15的电压增加。一旦R15的电压等于电流检测比较器反相端的电压,内部触发器复位,Q1截止,即实现了以电流控制⑥端口激励脉冲的占空比来稳定输出电压。C19用来抑制取样电流的尖脉冲。
● 电压反馈电路。主要由可编程精密稳压器TL431和线性光电耦合器PC817组成。输出电压经R21、R22分压后得到取样电压,送到可编程精密稳压器TL431的参考端口,改变R21、R22的阻值,使TL431的稳压值变化,即可改变开关电源的输出电压。C21、R19对可编程精密稳压器TI431内部放大器进行相位补偿。系统通过改变光电耦合器U2的发光强度来改变UC3842反馈端电压以实现稳压。当输出电压升高时,TL431两端的电压UKA保持不变,光电耦合器控制端电流增大,②端口反馈端电压值随之增大,UC3842内部的电流检测比较器反相端的电压变低,输出端⑥端口的脉冲信号占空比变低,开关管的导通时间减少,输出电压降低;反之,如果输出电压下降时,UC3842的输出脉冲占空比增大,输出电压增高,达到稳压目的。另一方面,⑦端口电源电压由D2整流、C18滤波产生,反映了输出电压的变化,起到反馈作用,使输出电压稳定。
● 电路有前馈线调整功能。在负载不变时,输入电压突然增加,开关变压器的感应电流由于输入电压增加而迅速斜升,因反馈信号和误差信号尚未改变,限流作用发生比较快,故脉冲宽度变得比较窄。所以,市电的变化在影响输出之前己被补偿,即提高了对输入电压的响应速度。
图4 斜率补偿
当系统工作在占空比大于50%或连续电感电流条件下,会产生谐波振荡,它是由固定频率和峰值电流取样同时工作所引起,图4A显示了这种现象。在t0时刻,Q1导通,电感电流以斜率m1上升,t1时刻,电流取样输入到达由控制电压建立的门限。这导致Q1截止,电流以斜率m2下降,直至下一个振荡周期。如果系统有一个扰动加到控制电压上,产生一个小的△I(图中虚线),系统将不稳定。
为了能使系统在占空比大于50%或连续电感电流条件下仍能可靠工作,将④端口的锯齿波电压通过射极跟随器Q2送入③端口,从而在电流取样端上增加了一个与脉宽调制时钟同步的人为斜坡,可以在后续周期将△I扰动减小至零,如图4B所示。该补偿斜坡的斜率必须等于或略大于m2/2,系统才具有稳定性。
系统设计的保护电路有:
● 输出过压保护电路Ⅰ。当输出电压较高,通过电压反馈电路使得②端口电压超过2.5V时,内部触发器复位,外接Q1截止,达到输出过压保护的目的。
● 输出过压保护电路Ⅱ。当输出电压升高,高于D9的击穿电压时,稳压二极管D9击穿,可控硅SCR触发导通,使光电耦合器二极管的负端电压降为0V,光电耦合器饱和,②端口电压为最大值,Q1一直截止,达到输出过压保护的目的。
● 输出过流、过载保护电路。在电路过流、过载时,输出电压降低,Q3、D4、R8构成次级过流、过载保护电路。当次级未过载时,Q3、D4截止;当次级过载时,Q3、D4导通,④端口电位下降,锯齿波振荡器停振,达到过流、过载保护的目的。
● Q1过流保护电路。当电源电压异常时,开关回路的电流增大,取样电阻R15上的电压超过1V时,内部触发器复位,外接Q1截止,有效地保护了Q1。
总结
本系统采用UC3842设计的电流控制型开关电源,克服了电压控制电源的电压调整率和负载调整率差的缺点,性能可靠,电路简单。此电源是20~80W的小功率开关电源的理想电源。
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