UC3842的典型應用

UC3842是高性能的單端輸出式電流控製型脈寬調製（PWM）芯片，其典型應用電路如圖1所示。

圖1：UC3842典型應用電路 

過載保護原理分析

當出現輸出短路時，輸出電壓會下降，同時為UC3842供電的反饋繞組也會出現輸出電壓下降。當輸入電壓低於10V時，UC3842停止工作，開關管截止。短路現象消失後
，電源重新啟動，自動恢複正常工作。

但由於在高頻關斷的時候會出現很高的尖峰電壓，即使占空比很小的情況下
，電路中7腳(jiao)的(de)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)也(ye)可(ke)能(neng)不(bu)會(hui)降(jiang)到(dao)足(zu)夠(gou)低(di)，過(guo)載(zai)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)並(bing)不(bu)總(zong)能(neng)有(you)效(xiao)的(de)響(xiang)應(ying)所(suo)出(chu)現(xian)的(de)過(guo)載(zai)情(qing)況(kuang)，對(dui)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)的(de)性(xing)能(neng)會(hui)產(chan)生(sheng)不(bu)良(liang)的(de)影(ying)響(xiang)，存(cun)在(zai)著(zhe)一(yi)定(ding)的(de)安(an)全(quan)隱(yin)患(huan)。
 
過流保護原理分析

當電流取樣端3腳jiao上shang的de電dian壓ya值zhi超chao過guo電dian流liu檢jian測ce比bi較jiao器qi負fu端duan的de電dian壓ya時shi，可ke以yi使shi脈mai寬kuan調tiao製zhi鎖suo存cun器qi輸shu入ru複fu位wei信xin號hao
，開kai關guan管guan於yu是shi被bei關guan閉bi。這zhe樣yang峰feng值zhi檢jian測ce電dian路lu限xian製zhi輸shu出chu的de最zui大da電dian流liu，起qi到dao了le一yi定ding的de保bao護hu作zuo用yong。

但dan是shi隨sui著zhe開kai關guan頻pin率lv的de升sheng高gao，可ke能neng會hui出chu現xian開kai關guan電dian源yuan處chu於yu連lian續xu模mo式shi下xia，也ye就jiu是shi每mei個ge開kai關guan周zhou期qi的de初chu級ji電dian感gan電dian流liu是shi從cong一yi定ding的de幅fu度du開kai始shi增zeng長chang，這zhe樣yang會hui產chan生sheng分fen諧xie波bo振zhen蕩dang。這zhe種zhong不bu穩wen定ding性xing和he穩wen壓ya器qi的de閉bi環huan特te性xing無wu關guan，它ta是shi由you固gu定ding頻pin率lv和he峰feng值zhi電dian流liu取qu樣yang同tong時shi工gong作zuo引yin起qi的de。圖tu2說明了這樣的現象。

圖2：補償前的電流波形

如圖2所示
，在t0時刻，開關管被導通
，這時初級線圈電流以斜率m1上升，該斜率是輸入電壓和電感的函數。在t1時刻，電流取樣輸入到達了電流檢測 比較器的門限，將導致開關管關閉
，電流以斜率m2衰減，直到下一個開關周期的到來。如果有一個擾動加在電流檢測比較器的門限電壓上
，產生了一個小的△I （如圖2中虛線所示），就會發生不穩定的現象。在一個固定的振蕩周期內，電流衰減時間減少
，最小電流在開關管導通時刻（t 2）上升了△I+m 2/m 1。最小電流在下一個周期（t 3）減小到（△I+m 2/m 1）•（m 2/m 1）。

圖3：開關電源原理框圖

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每一個後續的開關周期內，該擾動都會與（m 2/m 1）相乘，在幾個開關周期交替增加和減小初級線圈電流
，也許若幹個開關周期後電流會減小到零，使這個過程重新開始。如果m 2/m 1大於1
，係統將不穩定。
 
保護電路的改進
 
如圖3所示
，本設計針對UC3842典型應用電路的過流
、過載保護電路做出以下改進。

在反饋繞組的整流二極管回路串一個電阻
，它和電容C2組成RC濾(lv)波(bo)網(wang)絡(luo)，對(dui)開(kai)關(guan)管(guan)開(kai)通(tong)瞬(shun)間(jian)時(shi)的(de)尖(jian)峰(feng)電(dian)壓(ya)起(qi)到(dao)了(le)濾(lv)除(chu)的(de)作(zuo)用(yong)。這(zhe)樣(yang)
，由(you)於(yu)尖(jian)峰(feng)電(dian)壓(ya)的(de)減(jian)少(shao)
，當(dang)短(duan)路(lu)現(xian)象(xiang)發(fa)生(sheng)時(shi)
，反(fan)饋(kui)繞(rao)組(zu)輸(shu)出(chu)的(de)電(dian)壓(ya)會(hui)有(you)效(xiao)的(de)降(jiang)低(di)，UC3842會停止工作直到短路現象解除。

對過流保護電路進行斜率補償。補償斜率從RT、CT振蕩器產生，加到電壓反饋端
，以提高誤差放大器輸出的斜率補償。如圖3所示，誤差放大器的輸出是 具有m3斜xie率lv的de斜xie坡po
，經jing過guo兩liang個ge二er極ji管guan後hou被bei電dian阻zu分fen壓ya，然ran後hou輸shu入ru到dao電dian流liu檢jian測ce比bi較jiao器qi的de負fu端duan作zuo為wei過guo流liu保bao護hu電dian路lu的de控kong製zhi電dian壓ya。這zhe樣yang通tong過guo電dian流liu檢jian測ce比bi較jiao器qi和he脈mai寬kuan調tiao製zhi鎖suo存cun器qi depeizhibaozhenglezairenheyigezhendangqizhouqizhongzhiyouyigedanmaichongchuxianzaishuchuduan。dangchuxianguozaihuozheshuchudianyaquyangdiushidengyichanggongzuoqingkuang，neibubijiaomenxianhuibeixiandingzai1V，而不會出 現電路失調的情況。

圖4顯示了通過在控製電壓上增加一個與脈寬調製時鍾同步的人為的斜坡
，可以在後續的開關周期有效的抑製由於△I擾動而引起的不穩定。該補償斜坡的斜率（m 3）必須等於或者大於m 2/2才具有穩定性。通過m 3斜率的補償
，初級線圈電流會被控製電壓所抑製，緊跟控製電壓的幅度。
 
實驗結果

表1為輸入電壓在30～50V波動時，輸出電壓的波動情況

，表2是負載電流在10～500mA變化時
，輸出電壓的波動情況。由表1的數據可得到電壓調整率S v<0.3%。由表2的數據可得到輸出電阻R o<0.4Ω。

圖4：斜率補償後的電流波形

本文所提出的是一種結構簡單
、性能穩定的單端反激式結構開關電源設計方案。由於采用了“斜率補償”的過流保護方式
，性能更加穩定可靠，電壓調整率 低、輸出電阻小、紋wen波bo低di，功gong率lv損sun耗hao低di
，係xi統tong安an全quan係xi數shu高gao
，實shi現xian對dui車che載zai電dian源yuan係xi統tong的de供gong電dian
，對dui提ti高gao汽qi車che整zheng體ti性xing能neng大da有you益yi處chu。本ben設she計ji已yi經jing成cheng功gong應ying用yong於yu武wu漢han理li工gong大da學xue智zhi能neng信xin 息係統研究所自行設計的車用直流無刷電機控製器的電源係統中。

同時，本文所提出的DC/DC方fang案an也ye適shi用yong於yu其qi他ta直zhi流liu供gong電dian電dian源yuan的de應ying用yong設she計ji。由you於yu其qi性xing能neng穩wen定ding，紋wen波bo小xiao
，對dui采cai用yong微wei控kong製zhi器qi的de數shu字zi控kong製zhi係xi統tong的de供gong電dian電dian源yuan設she計ji有you一yi定ding的de借jie鑒jian意yi義yi。