Импульсный блок питания на uc3842 схема – Обратноходовой блок питания на UC3842
Содержание
Обратноходовой блок питания на UC3842
Приветствую, Самоделкины! Из этой статьи вы узнаете, как Роман, автор YouTube канала «Open Frime TV», своими руками собрал обратноходовой блок питания на микросхеме UC3842, а также вместе разберемся во всех тонкостях схемы. Свой путь в освоении блоков питания автор начал с двухтактных схем, так как они более просты в понимании, а в однотактных всегда пугал зазор и прочая ерунда. Ну вот автор достиг момента понимания и теперь готов поделиться им с нами. Итак, давайте начинать. А начнем мы с самого начала, т.е. непосредственно с принципа работы обратно ходового преобразователя. На первый взгляд тут нет ничего сложного, всего 1 транзистор, схема управления и трансформатор.
Но если присмотреться повнимательнее, то можно заметить, что направление обмоток у трансформатора разное и вообще это не трансформатор вовсе, а дроссель, в котором присутствует тот самый зазор, о котором было упомянуто выше, о нем поговорим позже.
Принцип работы данного блока питания состоит в следующем: когда открывается транзистор и пропускает напряжение на обмотку, дроссель накапливает энергию. Во вторичной цепи ток не течет, так как диод включен в обратном направлении, этот момент называется прямым ходом. В следующий момент времени транзистор закрывается и ток через первичную обмотку уже не протекает, но за счет того, что дроссель накопил энергию, он начинает отдавать ее в нагрузку. Это происходит потому, что напряжение самоиндукции имеет другой знак полярности и диод оказывается включенным в прямом направлении. Теперь настало время поговорить о том, зачем собственно тут необходим зазор. Дело в том, что у феррита очень большая индуктивность и если зазора не будет, то на обратном ходу он не передаст всю энергию в нагрузку, и когда произойдет следующее открытие транзистора, дроссель войдет в насыщение и станет просто куском металла, а транзистор в таком случае будет работать в режиме короткого замыкания. Теперь давайте рассмотрим непосредственно схему нашего будущего устройства.
Как вы могли заметить — это достаточно популярная схема на микросхеме UC3842. В данной схеме нет ничего нового – в ней все стандартно. Скорее всего такая схема не раз попадалась вам в интернете, так как эта схема самая устойчивая, так как мы идем в обход внутреннего усилителя ошибки (tl431) на выходе блока. Также на схеме отсутствуют номиналы некоторых элементов, это связано с тем, что их необходимо рассчитать конкретно под ваши нужды и условия. Но пугаться не стоит, в этом нет ничего сложного, весь расчет легкий и производится в полуавтоматическом режиме, поэтому справится даже новичок. На рисунке ниже красным цветом выделены элементы (R2, R3 и C1), расчет которых осуществляется в программе Старичка, подробности дальше перед намоткой трансформатора. Резистор R4 рассчитывается под определенную частоту, также специальной компьютерной программой. Она присутствует в пакете программ к данной схеме, скачать можно ЗДЕСЬ или в описании под оригинальным видеороликом автора, ссылка «ИСТОЧНИК» в конце статьи. Для данной самоделки подойдут следующие микросхемы: UC3842, UC3843, UC3844 и UC3845. Отличие состоит в том, что у микросхем UC3844 и UC3845 частота генератора делится на 2, а у UC3842 и UC3843 нет, поэтому максимальное значение импульса у двух первых микросхем — 50%, а у двух следующих — 100%.
Также потребуется произвести расчет резистора, ограничивающего ток оптопары, таким образом, чтобы при номинальном напряжении на выходе через оптопару протекал ток равный 10мА.
Данный блок питания срывается в релейный режим работы если нагрузка на выходе отсутствует, поэтому необходимо установить нагрузочный резистор. При номинальном напряжении данный резистор должен рассеивать 1Вт.
И последнее у нас — это грубая настройка переменного резистора. Данный переменный резистор вместе с постоянным создают делитель напряжения, и при номинальном напряжении в точки деления должно быть напряжение равное 2,5В. Непосредственно перед установкой в плату переменный резистор необходимо выкрутить на примерно нужное сопротивление, делая это с помощью мультиметра. Ну вот, собственно, и весь расчет. Теперь переходим к печатной плате. Как видим, здесь автор постарался минимизировать все, как только можно, и в итоге остался доволен результатом, хоть и разводка получилась не идеальная.
В данном примере применен трансформатор ETD29, но если у вас в наличии имеется другой трансформатор, то просто измените размер трансформатора, а дальше скопируйте трассировку платы автора.
После того, как плата была нарисована, автор сделал сначала, так сказать, макет широко известным методом ЛУТ.
На этом макете он все протестировал, а потом уже заказал плату в китайской компании. И вот спустя месяц такие платки в итоге имеем: Теперь приступаем непосредственно к запаиванию всех деталей и компонентов на свои места. Начнем, пожалуй, с рассыпухи. Теперь у нас впереди намоточные работы. Сперва начнем с малого — входной дроссель. Для него подойдет ферритовое кольцо проницаемость 2000-2200. На этом кольце мотаем 2 по 10 витков проводом 0,5мм. Далее выходной дроссель. Его индуктивность должна быть не очень большой, чтобы не создавать лишних резонансных колебаний. Мотать выходной дроссель можно как на кольце из порошкового железа, так и на ферритовом стержне. Автор решил мотать на вот таком колечке с проницаемостью 52. Вся намотка состоит из 10 витков проводом 0,8 мм. Ну а теперь нам предстоит самая сложная часть сегодняшней самоделки — это намотка силового трансформатора-дросселя. Тут в первую очередь необходимо определиться с напряжением и током, тут есть некоторые ограничения, такие как, максимальный ток не должен превышать 3А без охлаждения и 4А с охлаждением, так как для большего тока диодам Шоттки необходим радиатор большей площади.
Отсюда вытекает и ограничение выходной мощности, к примеру, при напряжении в 12В максимальная мощность не может превышать 48Вт, а при напряжении в 24В мощность уже может достигать 100Вт. Для расчета трансформаторов автор рекомендует воспользоваться программой Старичка. Ниже представлен интерфейс данной программы. В нужные поля водим все необходимые параметры и получаем на выходе данные для намотки, а также необходимый зазор сердечника. Также помимо этого, программа посчитала нам сопротивление резистора R2 и минимальное значение ёмкости входного конденсатора C1. Как видим, напряжение для самозапита автор выбрал 20В, так это самое подходящее значение. Также автор замечает, что еще одним плюсом данной программы является то, что она может посчитать нам параметры снаббера, что, согласитесь, очень удобно. Итак, приступаем к намотке трансформатора. Для того чтобы облегчить себе задачу и в процессе намотки не сбиться, все обмотки мотаем в одну сторону. Начало и конец изображены на печатной плате.
Первичную обмотку делим на 2 части, сначала половина первички, затем вторичка и еще слой первички. Таким образом уменьшается индуктивность рассеивания и увеличивается потокосцепление. В последнюю очередь приступаем к намотке обмотки самозапита, так как она не столь важна. Пример намотки трансформатора сейчас перед вами:
И вот практически все готово, осталось только подобрать зазор или же купить трансформатор с готовым зазором, собственно так и сделал автор. Если все же пришлось подбирать зазор, то под рукой должен быть хоть какой-нибудь прибор измеряющий индуктивность, например, мультиметр с функцией измерения индуктивности. Если получившаяся индуктивность совпадает с расчетной (примерно), то наш трансформатор намотан правильно и можно устанавливать его на плату. А в конце как всегда произведем парочку тестов. Загорелся светодиод, блок питания запустился. Напряжение на выходе составляет чуть больше 12В, но с помощью подстроечного резистора можно выставить более точное значение. С тестом нагрузки в виде лампы накаливания наш самодельный блок питания справляется на ура, а это значит, что у нас получилось отличное устройство. На этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Видео:
Источник Доставка новых самоделок на почту
Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
usamodelkina.ru
Блок питания на UC 3842 схеме
Электропитание
Главная Радиолюбителю Электропитание
ШИМ-контроллеры – достаточно популярный элемент в схемах импульсных блоков питания. Они способствуют повышению КПД конечного устройства, выступают в роли задающего генератора.
Немного об ИМС
Микросхема UC 3842 реализует ШИМ-контроллер с обратной связью, построенный на базе полевых транзисторов.
Структурная схема (может пригодиться для глубокого понимания принципа работы) выглядит следующим образом.
Рис. 1. Структурная схема
Может поставляться в 16-ти или 8-пиновых корпусах. Распиновка для первого типа будет выглядеть так.
Рис. 2. Распиновка для первого типа
Производителем предполагается несколько вариантов использования данной ИМС, например, в качестве:
Генератора импульсов;
Усилителя сигнала ошибки;
Элемента организации обратной связи по току;
Выключателя по уровню напряжения;
И т.д.
Но самое популярное – построение преобразователей тока и блоков питания.
БП на UC3842
Простейшая схема, рекомендуемая производителем (можно найти в даташите), выглядит так.
Как и всегда с импульсными БП, здесь придётся повозиться с намоткой трансформатора.
Для расчёта его параметров необходимо использовать специальный софт (для непрофессионалов так будет проще и быстрее). Например – Flyback 8.1 и т.п.
В промышленных БП, собранных на той же микросхеме, часто используется типовая схема. Она ниже.
Рис. 4. Типовая схема
Ещё одна проверенная схема.
Рис. 5. Типовая схема
Реальные БП, собранные по ней, могут длительно отдавать мощность до 60 Вт (20 В, 3 А). При перекомпоновке трансформатора можно добиться и более высокого показателя.
Трансформатор можно намотать на сердечнике, взятом из компьютерного БП, например, из сломанного. Но можно рассчитать и намотать с нуля.
Еще одна схема, но на базе аналогичной микросхемы (из той же серии) – UC3844.
Рис. 6. Схема на базе микросхемы UC3844
Работает она на частоте 100 кГц, обеспечивает выходное напряжение 12 В и силу тока 2 А (24 Вт в итоге). Допускаются колебания входного напряжения с отклонением до 20% от номинала (будет работать даже от напряжения в 175 В).
Номиналы и подробную инструкцию по намотке трансформатора можно найти в этом файле.
UC3844 можно легко заменить на UC3842, но перед этим нужно согласовать рабочую частоту. Это делается за счёт конденсатора в колебательном контуре.
Автор: RadioRadar
Дата публикации: 15.03.2019
Мнения читателей
Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.
Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:
www.radioradar.net
описание, принцип работы, схема включения, применение
В статье будет приведено описание, принцип работы и схема включения UC3842. Это микросхема, которая является широтно-импульсным контроллером. Сфера применения – в преобразователях постоянного напряжения. При помощи одной микросхемы можно создать качественный преобразователь напряжения, который можно использовать в блоках питания для различной аппаратуры.
Назначение выводов микросхемы (краткий обзор)
Для начала нужно рассмотреть назначение всех выводов микросхемы. Описание UC3842 выглядит таким образом:
На первый вывод микросхемы подается напряжение, необходимое для осуществления обратной связи. Например, если понизить на нем напряжение до 1 В или ниже, на выводе 6 начнет существенно уменьшаться время импульса.
Второй вывод тоже необходим для создания обратной связи. Однако, в отличие от первого, на него нужно подавать напряжение более 2,5 В, чтобы сократилась длительность импульса. Мощность при этом также снижается.
Если на третий вывод подать напряжение более 1 В, то импульсы прекратят появляться на выходе микросхемы.
К четвертому выводу подключается переменный резистор – с его помощью можно задать частоту импульсов. Между этим выводом и массой включается электролитический конденсатор.
Пятый вывод – общий.
С шестого вывода снимаются ШИМ-импульсы.
Седьмой вывод предназначен для подключения питания в диапазоне 16..34 В. Встроена защита от перенапряжения. Обратите внимание на то, что при напряжении ниже 16 В микросхема работать не будет.
Чтобы осуществить стабилизацию частоты импульсов, используется специальное устройство, которое подает на восьмой вывод +5 В.
Прежде чем рассматривать практические конструкции, нужно внимательно изучить описание, принцип работы и схемы включения UC3842.
Как работает микросхема
А теперь нужно рассмотреть кратко работу элемента. При появлении на восьмой ножке постоянного напряжения +5 В происходит запуск генератора OSC. На входы триггера RS и S поступает положительный импульс небольшой длины. Далее, после подачи импульса, происходит переключение триггера и на выходе появляется ноль. Как только импульс OSC начнет спадать, на прямых входах элемента напряжение окажется равным нулю. А вот на инвертирующем выходе появится логическая единица.
Эта логическая единица позволяет открыть транзистор, поэтому электрический ток начнет протекать от источника питания через цепочку коллектор-эмиттер к шестому выводу микросхемы. Отсюда видно, что на выходе будет находиться открытый импульс. И он прекратится только тогда, когда на третий вывод будет подано напряжение 1 В или выше.
Зачем нужно проверять микросхему
Многие радиолюбители, которые занимаются проектированием и монтажом электрических схем, закупают детали оптом. И не секрет, что самые популярные места покупок – это китайские интернет-магазины. Стоимость изделий там в разы меньше, нежели на радиорынках. Но бракованных изделий там тоже немало. Поэтому нужно знать, как проверить UC3842 перед началом построения схемы. Это позволит избежать частых распаек платы.
Где используется микросхема?
Часто микросхема используется для сборки блоков питания современных мониторов. Они применяются в импульсных регуляторах напряжения, в строчной развертке телевизоров и мониторов. С ее помощью производят управление транзисторами, работающими в режиме ключа. Но выходят из строя элементы довольно часто. И самая распространенная причина – пробой полевика, которым управляет микросхема. Поэтому при самостоятельном проектировании блока питания или ремонте необходимо осуществлять диагностику элемента.
Что потребуется для диагностики неисправностей
Нужно отметить, что применение UC3842 нашла исключительно в преобразовательной технике. И для нормальной работы блока питания необходимо убедиться в том, что элемент исправен. Вам потребуются такие приборы для проведения диагностики:
Омметр и вольтметр (подойдет самый простой цифровой мультиметр).
Осциллограф.
Источник стабилизированного по току и напряжению питания. Рекомендуется использовать регулируемые с максимальным выходным напряжением 20..30 В.
Если у вас нет какой-либо измерительной техники, то проще всего при диагностике проверить сопротивление на выходе и смоделировать работу микросхемы при работе от внешнего источника питания.
Проверка выходного сопротивления
Один из основных способов диагностики – замер величины сопротивления на выходе. Можно сказать, что это самый точный способ определения поломок. Обратите внимание на то, что в случае пробоя силового транзистора к выходному каскаду элемента будет приложен высоковольтный импульс. По этой причине происходит выход из строя микросхемы. На выходе сопротивление окажется бесконечно большим в случае, если элемент исправен.
Замер сопротивления производится между выводами 5 (масса) и 6 (выход). Измерительный прибор (омметр) подключается без особых требований – полярность значения не имеет. Рекомендуется перед началом проведения диагностики выпаять микросхему. При пробое сопротивление будет равно нескольким Ом. В том случае, если осуществлять измерение сопротивления без выпаивания микросхемы, то цепочка затвор-исток может звониться. И не стоит забывать о том, что в схеме блоков питания на UC3842 присутствует постоянный резистор, который включается между массой и выходом. При его наличии у элемента будет иметься выходное сопротивление. Следовательно, если на выходе сопротивление очень низкое или равно 0, то микросхема неисправна.
Как смоделировать работу микросхемы
При моделировании работы нет необходимости в выпаивании микросхемы. Но обязательно нужно выключать устройство перед началом проведения работ. Проверка схемы на UC3842 заключается в том, чтобы на нее подать напряжение от внешнего источника и оценить работу. Процедура проведения работы выглядит так:
Отключается блок питания от сети переменного тока.
От внешнего источника стабилизированного напряжения и тока подается на седьмой контакт микросхемы напряжение больше 16 В. В этот момент должен произойти запуск микросхемы. Обратите внимание на то, что микросхема не начнет работать до тех пор, пока напряжение не окажется выше 16 В.
Используя осциллограф или вольтметр, нужно произвести замер напряжения на восьмом выводе. На нем должно быть +5 В.
Убедитесь в том, что напряжение на восьмом выводе стабильно. Если снизить напряжение источника питания ниже 16 В, то на восьмом выводе пропадет ток.
Используя осциллограф, проведите замер напряжения на четвертом выводе. В том случае, если элемент исправен, на графике будут импульсы пилообразной формы.
Измените напряжение источника питания – при этом частота и амплитуда сигнала на четвертом выводе останутся неизменными.
Проверьте осциллографом, есть ли на шестой ножке прямоугольные импульсы.
Только в том случае, если все вышеописанные сигналы имеются и ведут себя так, как и нужно, можно говорить об исправности микросхемы. Но рекомендуется проверять исправность и выходных цепей – диод, резисторы, стабилитрон. При помощи этих элементов происходит формирование сигналов для осуществления токовой защиты. Они выходят из строя при пробое.
Импульсные БП на микросхеме
Для наглядности нужно рассмотреть описание работы источника питания на UC3842. Впервые она начала применяться в бытовой технике во второй половине 90-х годов. У нее явное преимущество перед всеми конкурентами – малая стоимость. Причем надежность и эффективность не уступают. Для построения полноценной схемы стабилизатора напряжения практически не требуются дополнительные компоненты. Все делается «внутренними» элементами микросхемы.
Элемент может быть выполнен в одном из двух типов корпуса – SOIC-14 или SOIC-8. Но нередко можно встретить модификации, выполненные в корпусах DIP-8. Нужно заметить, что последние цифры (8 и 14) означают количество выводов микросхемы. Правда, различий не очень много – в случае если элемент с 14-ю выводами, просто добавляются выводы для подключения массы, питания и выходного каскада. На микросхеме строятся стабилизированные источники питания импульсного типа с ШИМ-модуляцией. Обязательно для усиления сигнала используется МОП-транзистор.
Включение микросхемы
А теперь необходимо рассмотреть описание, принцип работы и схемы включения UC3842. На блоках питания обычно не указываются параметры микросхемы, поэтому нужно обращаться к специальной литературе – даташитам. Очень часто можно встретить схемы, которые рассчитаны на питание от сети переменного тока 110-120 В. Но благодаря всего нескольким доработкам можно увеличить напряжение питания до 220 В.
Для этого выполняются такие изменения в схеме блока питания на UC3842:
Заменяется диодная сборка, которая находится на входе источника питания. Необходимо, чтобы новый диодный мост работал при обратном напряжении 400 В и больше.
Заменяется электролитический конденсатор, который находится в цепи питания и служит фильтром. Устанавливается после диодного моста. Необходимо поставить аналогичный, но с рабочим напряжением 400 В и выше.
Увеличивается номинальное сопротивление резисторов в цепи питания до 80 кОм.
Проверить, может ли силовой транзистор работать при напряжении между стоком и истоком 600 В. Можно использовать транзисторы BUZ90.
В статье приведена схема блока питания на UC3842. Интегральная схема имеет ряд особенностей, которые обязательно нужно учитывать при проектировании и ремонте блоков питания.
Особенности работы микросхемы
Если имеется короткое замыкание в цепи вторичной обмотки, то при пробое диодов или конденсаторов начинает возрастать потеря электроэнергии в импульсном трансформаторе. Может получиться и так, что для нормального функционирования микросхемы не хватает напряжения. При работе слышно характерное «цыканье», которое исходит от импульсного трансформатора.
Рассматривая описание, принцип работы и схему включения UC3842, сложно обойти стороной особенности ремонта. Вполне возможно, что причиной поведения трансформатора является не пробой в его обмотке, а неисправность конденсатора. Происходит это в результате выхода из строя одного или нескольких диодов, которые включаются в цепь питания. Но если произошел пробой полевого транзистора, необходимо полностью менять микросхему.
Доставка новых самоделок на почту
