图2-4输出过电压保护电
第3章 UC3842
3.1 UC3842简介
继MC1394、AN5900之后，人们又开发出功能更完善的它激单端输出驱动集成电路。其特点是除内部PWM系统外，还设有多路保护输入和稳定的基准电压发生器，同时还具有小电流启动功能。典型的UC3842就是其中的代表，它功能完善，性能可靠，目前广泛被各种普通电源采用，还被用于有源因数改善电路和高压升压式开关电源中。UC3842是美国Unitrode公司[14]生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片。
UC3842为8脚双列直插式封装，其内部原理框图如图1所示。主要由5.0V基准电压源、用来精确地控制占空比调定的振荡器、降压器、电流测定比较器、PWM锁存器、高增益E/A误差放大器和适用于驱动功率MOSFET的大电流推挽输出电路等构成。端1为COMP端；端2为反馈端；端3为电流测定端；端4接Rt、Ct确定锯齿波频率；端5接地；端6为推挽输出端，有拉、灌电流的能力；端7为集成块工作电源电压端，可以工作在8～40V；端8为内部供外用的基准电压5V，带载能力50mA。
3.1.1 UC3842的引脚及其功能
Vref8Rt/Ct4Vfb2Comp1Vcc7Uc3842Out6Gnd5ISENSE3
图3－1 UC3842的引脚
如图3－1 ：
1脚为内部误差放大器输出端，○外接阻容元件可改善误差放大器的增益和频率特性;
2脚为误差放大器的取样电压输入端，○此脚电压与误差放大器同相端的2.5V基准电压进行比较，产生误差电压，而控制脉冲宽度；
3脚为PWM比较器的另一输入端，当检测电压超过lV时停止脉冲输出使○
电源处于间歇工作状态；
4脚为定时电容CT端，内部振荡器工作频率由外接的阻容时间常数决定，○
f=1.8／(RT×CT);
5脚为接地端。 ○
6脚为推挽输出端 ，内部为图腾柱式，上升、下降时间仅为50ns驱动能力○为±lA；
7脚为启动/工作电压输入端脚是直流电源供电端，具有欠、过压锁定功能，○
芯片功耗为15mW。
8脚为内部5V基准电压输出端，有50mA的负载能力。 ○
3.1.2 UC3842的内部结构
UC3842为双列8脚单端输出的它激式开关电源驱动集成电路，其内部电路包括振荡器、误差放大器、电流取样比较器、PWM锁存电路、5VC基准电源、欠压锁定电路、图腾柱输出电路[15]、输出电路等，见图3-2。
图3-2 UC3842的内部结构
(1) 5v的基准电源:内部电源,经衰减得到2.5v作为误差比较器的比较基准.该
电源还可以提供外部5v/50mA.
(2) 振荡器:产生波振荡.RT接在4RET 8脚之间,CT接4GND5之间. 频率f=1.8/CTRT,最大为500kHz.
(3) 误差放大器：由VFB端输入的反馈电压和2.5V做比较，误差电压COMP用于调节脉冲宽度。Comp端引出接外部RC网络,以改变增益和频率特性.
(4) 输出电路：图腾柱输出结构，电路1A，驱动MOS管及双极型晶体管。 (5) 电流取样比较器：③脚ISENSE用于检测开关管电流，可以用电阻或电流互感器采样，当VISENSE>1V时，关闭输出脉冲，使开关管关断。这实际上是一个过流保护电路。
(6) 欠压锁定电路VVLO：开通阈值16V，关闭阈值10V。具有滞回特性。 (7) PWM锁存电路：保证每一个控制脉冲作用不超过一个脉冲周期，即所谓逐脉冲控制。另外，VCC与GND之间的稳压管用于保护，防止器件损坏。
图腾柱输出电路[1](Totem Pole)：由于此结构画出的电路图有点像印第安人的图腾柱，所以叫图腾柱式输出，也叫图腾式输出。输出极采用一个上电阻接一个NPN型晶体管的集电极，这个晶体管的发射极接下面管子的集电极同时输出；下晶体管的发射极接地。两晶体管的基极分别接前级的控制。就是上下两个输出晶体管，从直流角度看是串联，两晶体管联接处为输出端。上晶体管导通下晶体管截止，输出高电平；下晶体管导通上晶体管截止，输出低电平；上下两晶体管均截止，则输出为高阻态。在开关电源中，类似的电路常称为“半桥电路”。
3.1.3 UC3842的使用特点
(1) 采用单端图腾柱式PWM脉冲输出，输出驱动电流为±200mA，峰值可达±1 A。
(2) 启动电压大于16 V，启动电流仅1 mA即可进入工作状态。处于正常工作状态时，工作电压在10～34 V之间，负载电流为15 mA。超出此限制，开关电源呈欠电压或过电压保护状态，无驱动脉冲输出。
(3) 内设5 V(50 mA)基准电压源，经2∶1分压后作为取样基准电压。
(4) 输出电流为200 mA，峰值为1 A，既可驱动双极型三极管也可驱动MOSFET管。若驱动双极型三极管，应加入开关管截止加速RC电路，同时将内部振荡器的频率限制在40 kHz以下。若驱动MOSFET管，振荡频率由外接RC电路设定，工作频率最高可达500 kHz。
(5) 内设过流保护输入(3脚)和误差放大输入(1脚)两个PWM控制端。误差放大器输入构成主PWM控制系统，可使负载变动在30％～100％时输出负载调整率在8 ％以下，负载变动在70％～100％时负载调整率在3％以下。
(6) 过流检测输入端可对每个脉冲进行控制，直接控制每个周期的脉宽，使输出电压调整率达到0.01%／V。如果③脚电压大于1 V或①脚电压小于1 V，PWM比较器输出高电平使锁存器复位，直到下一个脉冲到来时才重新置位。利用①脚和③脚的电平关系，在外电路控制锁存器的开/闭，使锁存器每个周期只输出一次触发脉冲。因此，电路的抗干扰性极强，开关管不会误触发，提高了可靠性。
(7) 内部振荡器的频率由④脚外接电阻与⑧脚外接电容设定。集成电路内部基准电压通过④脚引入外同步。④脚和⑧脚外接RT、 CT构成定时电路，CT的
111.8充电与放电过程构成一个振荡周期，其振荡频率可由下式近似得出： f???TC0.55RTCTRTCT（3－1）
3.2 UC3842的典型应用电路
3.2.1反激式开关电源
反激电路中的变压器起着储能元件的作用，可以看作是一对相互耦合的电感。工作过程是：开关开通后，V处于断态，初级绕组的电流线性增长，电感储能增加；开关关断后，初级绕组的电流被切断，变压器中的磁场能量通过次级绕组和V向输出端释放。
图3-3是反激式开关电源原理图，其中的控制芯片采用UC3842。电源的输出电压等级有三种：＋5V、＋12V、－12V。该电路变换器是一个降压型开关电路。由单管驱动隔离变压器TC主绕组N1电流，C2、R3可以提供变压器原边泄放的通路。输出经整流、滤波送负载。芯片所用的电源Vcc由R2从整流后电压提供提供。Vcc同时也作为辅助反馈绕组N3的反馈电压。
反馈比较电路信号是从辅助绕组N3经过V1、V2、C3、C4等整流滤波后得到的Vcc分压提取的。C6、R7构成信号的有源滤波。开关管电流被R10取样后，经R9、C7滤波，送芯片ISENSE端，当反馈信号值超过阈值1V时，确认过载，关断电源输出。芯片输出部分由OUT端驱动单MOSFET管，C8、V3对开关管有电压钳位作用[1]。
图3-3 UC3842组成的反激式电源
3.2.2 UC3842控制的同步整流电路
图3－4为使用它激式驱动电路UC3842组成的5V／10A开关稳压电源。其基本技术参数如下：输入电压8～16V，输出电压5V，最大负载电流10A，输出端脉冲纹波峰值<80mV，输入电压、负载电流以及环境温度在额定范围内变化时输出电压变动小于2 %，环境温度-10～+70℃，变换器频率120KHz，在允许的输入电压范围内，负载电流最大时开关电源的平均效率95％。
设驱动脉冲在Tn期间，变换器开关管导通，向电感存储磁能。存储能量正比于Tn的脉冲宽度。在驱动脉冲Tn截止后，经过设定的死区时间TD，脉冲间歇期的低电平输出通过控制电路，使续流二极管上并联的开关管导通。低内阻的
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