Principio de funcionamiento UC3845, diagramas de circuitos, diagramas de conexión, análogos, diferencias. Una fuente de alimentación conmutada simple basada en el chip UC3842. Diagrama, descripción Estabilizador de voltaje de conmutación en uc3842
Circuitos y placas de circuito impreso de fuentes de alimentación basados en chips UC3842 y UC3843.
Los microcircuitos para la construcción de fuentes de alimentación conmutadas de la serie UC384x son comparables en popularidad al famoso TL494. Se fabrican en paquetes de ocho pines y las placas de circuito impreso para dichas fuentes de alimentación son muy compactas y de una sola cara. Los circuitos para ellos se han depurado durante mucho tiempo y se conocen todas las características. Por lo tanto, se puede recomendar el uso de estos microcircuitos, junto con TOPSwitch.
Entonces, el primer esquema es una fuente de alimentación de 80W. Fuente:
En realidad, el diagrama es prácticamente de la hoja de datos. 
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La placa de circuito impreso es bastante compacta.
Archivo de PCB: uc3842_pcb.lay6
En este circuito, el autor decidió no utilizar la entrada del amplificador de error debido a su alta impedancia de entrada para evitar interferencias. En cambio, la señal de realimentación está conectada a un comparador. El diodo Schottky en el sexto pin del microcircuito evita posibles sobretensiones de polaridad negativa, que pueden deberse a las características del propio microcircuito. Para reducir las emisiones inductivas en el transformador, su devanado primario está seccionado y consta de dos mitades separadas por un secundario. Se debe prestar la mayor atención al aislamiento entre devanados. Cuando se utiliza un núcleo con un espacio en el núcleo central, la interferencia externa debe ser mínima. Una derivación de corriente con una resistencia de 0,5 ohmios con el transistor 4N60 indicado en el diagrama limita la potencia a unos 75W. El amortiguador utiliza resistencias SMD, que están conectadas en paralelo y en serie, porque Generan una energía notable en forma de calor. Este amortiguador se puede reemplazar con un diodo y un diodo Zener de 200 voltios (supresor), pero dicen que esto aumentará la cantidad de ruido impulsivo de la fuente de alimentación. En la placa de circuito impreso se ha añadido un espacio para un LED, que no se refleja en el diagrama. También debes agregar una resistencia de carga paralela a la salida, porque En reposo, la fuente de alimentación puede comportarse de forma impredecible. La mayoría de los elementos de salida del tablero se instalan verticalmente. La fuente de alimentación del microcircuito se elimina durante la carrera inversa, por lo que al convertir la unidad en una ajustable, debe cambiar la fase del devanado de potencia del microcircuito y recalcular el número de sus vueltas, como en el caso de uno directo.
El siguiente esquema y PCB son de esta fuente:
Las dimensiones de la placa son un poco más grandes, pero hay espacio para un electrolito de red un poco más grande.
El esquema es casi similar al anterior:
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Se instala una resistencia de ajuste en la placa para ajustar el voltaje de salida. Del mismo modo, el chip se alimenta desde el devanado de potencia a la inversa, lo que puede provocar problemas con una amplia gama de ajustes del voltaje de salida de la fuente de alimentación. Para evitar esto, también debe cambiar la fase de este devanado y alimentar el microcircuito en movimiento hacia adelante.
Archivo de PCB: uc3843_pcb.dip
Los microcircuitos de la serie UC384x son intercambiables, pero antes de reemplazarlos es necesario verificar cómo se calcula la frecuencia para un microcircuito específico (las fórmulas son diferentes) y cuál es el ciclo de trabajo máximo; difieren a la mitad.
Para calcular los devanados del transformador, puede utilizar el programa Flyback 8.1. El número de vueltas del devanado de potencia del microcircuito en movimiento hacia adelante se puede determinar mediante la relación de vueltas a voltios.
El artículo está dedicado al diseño, reparación y modificación de fuentes de alimentación para una amplia gama de equipos basados en el microcircuito UC3842. Parte de la información proporcionada fue obtenida por el autor como resultado de su experiencia personal y lo ayudará no solo a evitar errores y ahorrar tiempo durante las reparaciones, sino también a aumentar la confiabilidad de la fuente de energía. Desde la segunda mitad de los años 90 se han producido una gran cantidad de televisores, monitores de vídeo, faxes y otros dispositivos cuyas fuentes de alimentación utilizan el circuito integrado UC3842 (en adelante, IC). Aparentemente, esto se explica por su bajo costo, la pequeña cantidad de elementos discretos necesarios para su “kit de carrocería” y, finalmente, las características bastante estables del IC, lo cual también es importante. Las variantes de este IC producidas por diferentes fabricantes pueden diferir en los prefijos, pero siempre contienen un núcleo 3842.
El IC UC3842 está disponible en paquetes SOIC-8 y SOIC-14, pero en la gran mayoría de los casos está modificado en un paquete DIP-8. En la Fig. 1 muestra la distribución de pines y la Fig. 2 - su diagrama de bloques y diagrama IP típico. Los números de pin se dan para paquetes con ocho pines; los números de pin para el paquete SOIC-14 se dan entre paréntesis. Cabe señalar que existen pequeñas diferencias entre los dos diseños de circuitos integrados. Por lo tanto, la versión en el paquete SOIC-14 tiene pines de alimentación y tierra separados para la etapa de salida.
El microcircuito UC3842 está diseñado para construir sobre su base fuentes de alimentación de pulso estabilizadas con modulación de ancho de pulso (PWM). Dado que la potencia de la etapa de salida del IC es relativamente pequeña y la amplitud de la señal de salida puede alcanzar el voltaje de suministro del microcircuito, se utiliza un transistor MOS de canal n como interruptor junto con este IC.
Arroz. 1. Distribución de pines del chip UC3842 (vista superior)
Echemos un vistazo más de cerca a la asignación de pines IC para el paquete de ocho pines más común.
1. compensación: Este pin está conectado a la salida del amplificador de error de compensación. Para el funcionamiento normal del IC, es necesario compensar la respuesta de frecuencia del amplificador de error; para este propósito, generalmente se conecta un capacitor con una capacidad de aproximadamente 100 pF al pin especificado, cuyo segundo terminal está conectado a pin 2 del IC.
2. vfb: Entrada de comentarios. El voltaje en este pin se compara con el voltaje de referencia generado dentro del IC. El resultado de la comparación modula el ciclo de trabajo de los pulsos de salida, estabilizando así el voltaje de salida del IP.
3. C/S: Señal de límite de corriente. Este pin debe estar conectado a una resistencia en el circuito fuente del transistor interruptor (CT). Cuando la corriente a través del CT aumenta (por ejemplo, en el caso de una sobrecarga del IP), el voltaje a través de esta resistencia aumenta y, después de alcanzar un valor umbral, detiene el funcionamiento del IC y transfiere el CT al estado cerrado. .
4. Rt/Ct: salida destinada a conectar un circuito RC de temporización. La frecuencia de funcionamiento del oscilador interno se establece conectando la resistencia R al voltaje de referencia Vref y el capacitor C (típicamente alrededor de 3000 pF) al común. Esta frecuencia se puede cambiar dentro de un rango bastante amplio; desde arriba está limitada por la velocidad del CT y desde abajo por la potencia del transformador de pulso, que disminuye al disminuir la frecuencia. En la práctica, la frecuencia se selecciona en el rango de 35...85 kHz, pero a veces el IP funciona con bastante normalidad a una frecuencia significativamente mayor o significativamente menor. Cabe señalar que como condensador de temporización se debe utilizar un condensador con la mayor resistencia posible a la corriente continua. En la práctica del autor, hubo casos de circuitos integrados que generalmente se negaban a arrancar cuando se utilizaban ciertos tipos de condensadores cerámicos como dispositivo de sincronización.
5. tierra: Conclusión general. Cabe señalar que el cable común de la fuente de alimentación en ningún caso debe conectarse al cable común del dispositivo en el que se utiliza.
6. Afuera: Salida IC, conectada a la puerta CT a través de una resistencia o una resistencia y un diodo conectados en paralelo (ánodo a puerta).
7. vcc: Entrada de alimentación IC. El CI en cuestión tiene algunas características muy importantes relacionadas con la energía, que se explicarán al considerar un circuito de conmutación de CI típico.
8. Vref: Salida de voltaje de referencia interna, su corriente de salida es de hasta 50 mA, el voltaje es de 5 V.
La fuente de tensión de referencia se utiliza para conectarle uno de los brazos de un divisor resistivo, diseñado para un ajuste rápido de la tensión de salida del IP, así como para conectar una resistencia de temporización.
Consideremos ahora un circuito de conexión IC típico que se muestra en la Fig. 2.
Arroz. 2. Diagrama de cableado típico de UC3862
Como se puede ver en el diagrama del circuito, la fuente de alimentación está diseñada para un voltaje de red de 115 V. La ventaja indudable de este tipo de fuente de alimentación es que con modificaciones mínimas se puede utilizar en una red con un voltaje de 220 V. solo necesitas:
Reemplace el puente de diodos conectado a la entrada de la fuente de alimentación por uno similar, pero con voltaje inverso de 400 V;
- sustituir el condensador electrolítico del potente filtro, conectado después del puente de diodos, por uno de igual capacidad, pero con una tensión de funcionamiento de 400 V;
- aumentar el valor de la resistencia R2 a 75…80 kOhm;
- verifique en el TC la tensión admisible entre la fuente de drenaje y la fuente, que debe ser de al menos 600 V. Como regla general, incluso en fuentes de alimentación diseñadas para funcionar en una red de 115 V, se utilizan TC capaces de funcionar en una red de 220 V, pero Por supuesto, son posibles excepciones. Si es necesario reemplazar el CT, el autor recomienda el BUZ90.
Como se mencionó anteriormente, el IC tiene algunas características relacionadas con su fuente de alimentación. Echemos un vistazo más de cerca. En el primer momento después de conectar el IP a la red, el generador interno del IC aún no funciona y en este modo consume muy poca corriente de los circuitos de alimentación. Para alimentar el IC en este modo, el voltaje obtenido de la resistencia R2 y acumulado en el capacitor C2 es suficiente. Cuando el voltaje en estos capacitores alcanza 16...18 V, el generador IC arranca y comienza a generar pulsos de control CT en la salida. Aparece voltaje en los devanados secundarios del transformador T1, incluidos los devanados 3-4. Este voltaje se rectifica mediante el diodo de pulso D3, se filtra mediante el condensador C3 y se suministra al circuito de alimentación del IC a través del diodo D2. Como regla general, se incluye un diodo Zener D1 en el circuito de alimentación, lo que limita el voltaje a 18...22 V. Una vez que el IC ha entrado en modo de funcionamiento, comienza a monitorear los cambios en su voltaje de suministro, que se alimenta a través del divisor R3, R4 a la entrada de retroalimentación Vfb. Al estabilizar su propio voltaje de suministro, el IC en realidad estabiliza todos los demás voltajes eliminados de los devanados secundarios del transformador de impulsos.
Cuando se producen cortocircuitos en los circuitos de los devanados secundarios, por ejemplo, como resultado de una rotura de condensadores electrolíticos o diodos, las pérdidas de energía en el transformador de impulsos aumentan considerablemente. Como resultado, el voltaje obtenido del devanado 3-4 no es suficiente para mantener el funcionamiento normal del CI. El oscilador interno se apaga, aparece un voltaje de bajo nivel en la salida del IC, lo que convierte el CT en un estado cerrado y el microcircuito vuelve a estar en modo de bajo consumo de energía. Después de un tiempo, su voltaje de suministro aumenta a un nivel suficiente para arrancar el generador interno y el proceso se repite. En este caso, se escuchan clics característicos (clics) del transformador, cuyo período de repetición está determinado por los valores del condensador C2 y la resistencia R2.
Al reparar fuentes de alimentación, a veces surgen situaciones en las que se escucha un chasquido característico del transformador, pero una inspección minuciosa de los circuitos secundarios muestra que no hay cortocircuito en ellos. En este caso, debe verificar los circuitos de alimentación del propio IC. Por ejemplo, en la práctica del autor hubo casos en los que el condensador C3 estaba roto. Una razón común para este comportamiento de la fuente de alimentación es una rotura en el diodo rectificador D3 o en el diodo de desacoplamiento D2.
Cuando un TC potente se estropea, normalmente hay que sustituirlo junto con el CI. El hecho es que la puerta del CT está conectada a la salida del IC a través de una resistencia de un valor muy pequeño, y cuando el CT se avería, un alto voltaje del devanado primario del transformador llega a la salida del IC. El autor recomienda categóricamente que si el TC funciona mal, sustituirlo junto con el CI; afortunadamente, su coste es bajo. De lo contrario, existe el riesgo de "matar" el nuevo CT, porque si un alto nivel de voltaje de la salida del IC rota está presente en su puerta durante mucho tiempo, fallará debido al sobrecalentamiento.
Se notaron algunas otras características de este IC. En particular, cuando se avería un TC, muy a menudo se quema la resistencia R10 en el circuito fuente. Al reemplazar esta resistencia, debes ceñirte a un valor de 0,33...0,5 ohmios. Sobreestimar el valor de la resistencia es especialmente peligroso. En este caso, como ha demostrado la práctica, la primera vez que se conecta la fuente de alimentación a la red, fallan tanto el microcircuito como el transistor.
En algunos casos, se produce una falla de IP debido a una falla del diodo zener D1 en el circuito de alimentación del IC. En este caso, el IC y el CT, por regla general, siguen siendo útiles, solo es necesario reemplazar el diodo zener. Si el diodo zener se rompe, a menudo fallan tanto el CI como el TC. Para el reemplazo, el autor recomienda utilizar diodos Zener domésticos KS522 en una caja de metal. Después de morder o quitar el diodo zener estándar defectuoso, puede soldar el KS522 con el ánodo al pin 5 del IC y el cátodo al pin 7 del IC. Como regla general, después de tal reemplazo, tales fallas ya no ocurren.
Debe prestar atención a la capacidad de servicio del potenciómetro utilizado para ajustar el voltaje de salida del IP, si hay uno en el circuito. No está en el diagrama anterior, pero no es difícil introducirlo conectando las resistencias R3 y R4 en el espacio. El pin 2 del IC debe estar conectado al motor de este potenciómetro. Observo que en algunos casos dicha modificación es simplemente necesaria. A veces, después de reemplazar el IC, los voltajes de salida de la fuente de alimentación resultan ser demasiado altos o demasiado bajos y no hay ajuste. En este caso, puede activar el potenciómetro, como se mencionó anteriormente, o seleccionar el valor de la resistencia R3.
Según la observación del autor, si en el IP se utilizan componentes de alta calidad y no se opera en condiciones extremas, su confiabilidad es bastante alta. En algunos casos, la confiabilidad de la fuente de alimentación se puede aumentar usando una resistencia R1 de un valor ligeramente mayor, por ejemplo, 10...15 ohmios. En este caso, los procesos transitorios cuando se enciende la energía se desarrollan con mucha más calma. En monitores de video y televisores, esto debe hacerse sin afectar el circuito de desmagnetización del cinescopio, es decir, la resistencia en ningún caso debe conectarse al corte del circuito general de alimentación, sino únicamente al circuito de conexión de la propia fuente de alimentación.
Alexey Kalinin
"Reparación de equipos electrónicos"
El chip controlador UC3842 PWM es el más común en la construcción de fuentes de alimentación para monitores. Además, estos microcircuitos se utilizan para construir reguladores de voltaje de conmutación en unidades de escaneo horizontal de monitores, que son a la vez estabilizadores de alto voltaje y circuitos de corrección de trama. El chip UC3842 se utiliza a menudo para controlar el transistor clave en fuentes de alimentación del sistema (ciclo único) y en fuentes de alimentación para dispositivos de impresión. En una palabra, este artículo será de interés para absolutamente todos los especialistas relacionados de una forma u otra con las fuentes de alimentación.
La falla del microcircuito UC 3842 ocurre con bastante frecuencia en la práctica. Además, como muestran las estadísticas de tales fallas, la causa del mal funcionamiento del microcircuito es la falla de un potente transistor de efecto de campo, que está controlado por este microcircuito. Por lo tanto, al reemplazar el transistor de potencia de la fuente de alimentación en caso de mal funcionamiento, se recomienda verificar el chip de control UC 3842.
Existen varios métodos para probar y diagnosticar un microcircuito, pero los más efectivos y simples para uso práctico en un taller mal equipado son verificar la resistencia de salida y simular el funcionamiento del microcircuito utilizando una fuente de energía externa.
Para este trabajo necesitará el siguiente equipo:
Hay dos formas principales de comprobar el estado del microcircuito:
El diagrama funcional se muestra en la Fig. 1, y la ubicación y propósito de los contactos en la Fig. 2.
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Comprobación de la resistencia de salida del microcircuito.
Su resistencia de salida proporciona información muy precisa sobre el estado del microcircuito, ya que durante las averías del transistor de potencia, se aplica un pulso de alto voltaje precisamente a la etapa de salida del microcircuito, lo que finalmente provoca su falla.
La impedancia de salida del microcircuito debe ser infinitamente grande, ya que su etapa de salida es un amplificador casi complementario.
Puede verificar la resistencia de salida con un óhmetro entre los pines 5 (GND) y 6 (OUT) del microcircuito (Fig. 3), y la polaridad de conexión del dispositivo de medición no importa. Es mejor realizar dicha medición con el microcircuito soldado. En caso de avería del microcircuito, esta resistencia se vuelve igual a varios ohmios.
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Si mide la resistencia de salida sin desoldar el microcircuito, primero debe desoldar el transistor defectuoso, ya que en este caso su unión puerta-fuente rota puede "sonar". Además, hay que tener en cuenta que el circuito suele tener una resistencia de adaptación conectada entre la salida del microcircuito y la “caja”. Por lo tanto, cuando se prueba, un microcircuito en funcionamiento puede tener una resistencia de salida. Aunque nunca suele ser inferior a 1 kOhm.
Por lo tanto, si la resistencia de salida del microcircuito es muy pequeña o tiene un valor cercano a cero, entonces se puede considerar defectuoso.
Simulación del funcionamiento del microcircuito.
Esta verificación se realiza sin desoldar el microcircuito de la fuente de alimentación. ¡La fuente de alimentación debe apagarse antes de realizar el diagnóstico!
La esencia de la prueba es suministrar energía al microcircuito desde una fuente externa y analizar sus señales características (amplitud y forma) utilizando un osciloscopio y un voltímetro.
El procedimiento operativo incluye los siguientes pasos:
- 1) Desconecte el monitor de la fuente de alimentación de CA (desconecte el cable de alimentación).
- 2) Desde una fuente de corriente estabilizada externa, aplique un voltaje de suministro de más de 16 V (por ejemplo, 17-18 V) al pin 7 del microcircuito. En este caso, el microcircuito debería iniciarse. Si la tensión de alimentación es inferior a 16 V, el microcircuito no se iniciará.
- 3) Usando un voltímetro (u osciloscopio), mida el voltaje en el pin 8 (VREF) del microcircuito. Debe haber un voltaje estabilizado de referencia de +5 VCC.
- 4) Al cambiar el voltaje de salida de la fuente de corriente externa, asegúrese de que el voltaje en el pin 8 sea estable. (El voltaje de la fuente de corriente se puede cambiar de 11 V a 30 V; con una disminución o aumento adicional del voltaje, el microcircuito se apagará y el voltaje en el pin 8 desaparecerá).
- 5) Usando un osciloscopio, verifique la señal en el pin 4 (CR). En el caso de un microcircuito en funcionamiento y sus circuitos externos, habrá un voltaje que varía linealmente (en forma de diente de sierra) en este contacto.
- 6) Al cambiar el voltaje de salida de la fuente de corriente externa, asegúrese de que la amplitud y frecuencia del voltaje en diente de sierra en el pin 4 sea estable.
- 7) Con un osciloscopio, verifique la presencia de pulsos rectangulares en el pin 6 (OUT) del microcircuito (pulsos de control de salida).
Si todas las señales indicadas están presentes y se comportan de acuerdo con las reglas anteriores, entonces podemos concluir que el chip está funcionando correctamente y funciona correctamente.
En conclusión, me gustaría señalar que en la práctica vale la pena verificar la capacidad de servicio no solo del microcircuito, sino también de los elementos de sus circuitos de salida (Fig. 3). En primer lugar, estas son las resistencias R1 y R2, el diodo D1, el diodo Zener ZD1, las resistencias R3 y R4, que forman la señal de protección actual. Estos elementos suelen resultar defectuosos durante las averías.
Cualquier desarrollador puede enfrentarse al problema de crear una fuente de energía sencilla y fiable para el dispositivo que está diseñando. Actualmente, existen soluciones de circuitos bastante simples y la correspondiente base de elementos que permiten crear fuentes de alimentación conmutadas utilizando un número mínimo de elementos.
Presentamos a su atención una descripción de una de las opciones para una fuente de alimentación conmutada de red simple. La fuente de alimentación se basa en el chip UC3842. Este microcircuito se ha generalizado desde la segunda mitad de los años 90. Implementa muchas fuentes de alimentación diferentes para televisores, faxes, videograbadoras y otros equipos. El UC3842 ganó tanta popularidad debido a su bajo costo, alta confiabilidad, simplicidad de diseño de circuito y cableado mínimo requerido.
En la entrada de la fuente de alimentación (Fig. 5.34), hay un rectificador de tensión de red, que incluye un fusible FU1 de 5 A, un varistor P1 de 275 V para proteger la fuente de alimentación del exceso de tensión en la red, un condensador C1, un condensador de 4,7 Termistor de ohmios R1, puente de diodos VD1...VD4 sobre diodos FR157 (2 A, 600 V) y condensador de filtro C2 (220 µF a 400 V). El termistor R1 en estado frío tiene una resistencia de 4,7 ohmios y, cuando se enciende, la corriente de carga del condensador C2 está limitada por esta resistencia. A continuación, la resistencia se calienta debido a la corriente que la atraviesa y su resistencia cae a décimas de ohmio. Sin embargo, prácticamente no tiene ningún efecto sobre el funcionamiento posterior del circuito.
La resistencia R7 proporciona energía al IC durante el período de inicio de la fuente de alimentación. El devanado II del transformador T1, el diodo VD6, el condensador C8, la resistencia R6 y el diodo VD5 forman el llamado circuito de retroalimentación (Loop Feedback), que proporciona energía al IC en modo operativo y gracias al cual se estabilizan los voltajes de salida. El condensador C7 es un filtro de potencia para el IC. Los elementos R4, C5 forman la cadena de sincronización del generador de impulsos interno del IC.
El transformador convertidor está enrollado sobre un núcleo de ferrita con un marco ETD39 de Siemens+Matsushita. Este juego cuenta con un núcleo de ferrita central redondo y mucho espacio para cables gruesos. El marco de plástico tiene cables para ocho vueltas.
El transformador se ensambla mediante resortes de montaje especiales. Se debe prestar especial atención al aislamiento completo de cada capa de devanados con tela lacada, y se deben colocar varias capas de tela lacada entre los devanados I, II y el resto de los devanados, asegurando un aislamiento confiable de la parte de salida del circuito de la red. . Los devanados deben enrollarse "vuelta a vuelta", sin torcer los cables. Naturalmente, no se debe permitir que los cables de vueltas y bucles adyacentes se superpongan. Los datos del devanado del transformador se dan en la tabla. 5.5.
La parte de salida de la fuente de alimentación se muestra en la Fig. 5.35. Está aislado galvánicamente de la parte de entrada e incluye tres bloques funcionalmente idénticos, que constan de un rectificador, un filtro LC y un estabilizador lineal. El primer bloque, un estabilizador de 5 V (5 A), está fabricado en el circuito integrado del estabilizador lineal A2 SD1083/84 (DV, LT). Este microcircuito tiene un circuito de conmutación, carcasa y parámetros similares al MS KR142EN12, sin embargo, la corriente de funcionamiento es de 7,5 A para SD1083 y 5 A para SD1084.
El segundo bloque, el estabilizador +12/15 V (1 A), está fabricado sobre el estabilizador lineal IC A3 7812 (12 V) o 7815 (15 V). Los análogos domésticos de estos circuitos integrados son el KR142EN8 con las letras correspondientes (B, V), así como el K1157EN12/15. El tercer bloque, el estabilizador -12/15 V (1 A), está fabricado sobre un estabilizador lineal IC. A4 7912 (12V) o 7915 (15V). Los análogos domésticos de estos circuitos integrados son K1162EN12D5.
Las resistencias R14, R17, R18 son necesarias para amortiguar el exceso de voltaje en ralentí. Los condensadores C12, C20, C25 se seleccionaron con reserva de voltaje debido a un posible aumento de voltaje en ralentí. Se recomienda utilizar condensadores C17, C18, C23, C28 tipo K53-1A o K53-4A. Todos los circuitos integrados se instalan en radiadores de placas individuales con una superficie mínima de 5 cm2.
Estructuralmente, la fuente de alimentación se realiza en forma de una placa de circuito impreso de una cara instalada en la carcasa desde la fuente de alimentación de una computadora personal. Los conectores de entrada de red y del ventilador se utilizan para el fin previsto. El ventilador está conectado a un estabilizador de +12/15V, aunque es posible hacer un rectificador o estabilizador de +12V adicional sin mucho filtrado.
Todos los radiadores se instalan verticalmente, perpendiculares al flujo de aire que sale a través del ventilador. A las salidas de los estabilizadores se conectan cuatro cables de 30...45 mm de largo, cada juego de cables de salida está engarzado con abrazaderas-correas de plástico especiales en un paquete separado y está equipado con un conector del mismo tipo que se usa en un computadora personal para conectar varios dispositivos periféricos. Los parámetros de estabilización están determinados por los parámetros de los circuitos integrados estabilizadores. Los voltajes de ondulación están determinados por los parámetros del propio convertidor y son aproximadamente del 0,05% para cada estabilizador.
Por extraño que parezca, algunos desarrolladores desconocen estos microcircuitos. A la pregunta formulada a ingenieros conocidos: "¿Qué significa "actual"? - el consejo más claro fue leer la hoja de datos. Eso es lo que hice. Creados para construir fuentes de alimentación, los PWM actuales también son adecuados para su uso en varios sistemas de automatización. reguladores, e incluso en juguetes para niños... Al menos, mi interés por ellos surgió precisamente sobre esta base.La combinación de bajo costo y un diseño de circuito interesante le permite utilizarlos en cada oportunidad. Por cierto, sobre el costo. UC 2843 cuesta alrededor de 19 rublos al por menor, UC 2844 - 26, UC 3843 - 14–16, UC 3845 - 16–20.
¿Qué son estos “pequeños animales”? La familia de microcircuitos UC1842/3/4/5, UC2842/3/4/5, UC3842/3/4/5 son esencialmente el mismo cristal, adaptado para funcionar en diferentes rangos de temperatura, en diferentes umbrales de encendido y apagado, con interruptores separados. o etapa de salida compartida y salidas de potencia y diferentes ciclos de trabajo máximos.
Cada dispositivo tiene varias versiones. La opción de diseño se indica con la letra después de los números (Fig. 1-3). Las opciones N, J y D8 (Fig. 1) utilizan un paquete DIP o SOIC de 8 pines. En este caso, el colector del transistor superior del tótem de salida n-p-n-etapa está conectado al terminal positivo de la fuente de alimentación, y el emisor del transistor inferior de la etapa de salida está conectado al terminal de "tierra". En las opciones D, W (paquetes SOIC-14, CFP-14) (Fig. 2) y Q (paquete PLCC-20D) (Fig. 3), el colector del transistor superior de la etapa tótem de salida y el emisor del El transistor inferior de la etapa de salida tiene sus propios terminales. Ésta, en principio, es toda la gama de diferencias entre los dispositivos de la familia.
Tabla 1. Familia de chips UC1842/3/4/5, UC2842/3/4/5, UC3842/3/4/5
| Tipo de dispositivo | Rango de temperatura, ° C | Tensión de encendido y apagado, V | Ciclo de trabajo máximo, % |
| UC1842 | –55...+125 | 16/10 | 100 |
| UC1843 | –55...+125 | 8,4/7,6 | 100 |
| UC1844 | –55...+125 | 16/10 | 50 |
| UC1845 | –55...+125 | 8,4/7,6 | 50 |
| UC2842 | –40...+85 | 16/10 | 100 |
| UC2843 | –40...+85 | 8,4/7,6 | 100 |
| UC2844 | –40...+85 | 16/10 | 50 |
| UC2845 | –40...+85 | 8,4/7,6 | 50 |
| UC3842 | 0...+70 | 16/10 | 100 |
| UC3843 | 0...+70 | 8,4/7,6 | 100 |
| UC3844 | 0...+70 | 16/10 | 50 |
| UC3845 | 0...+70 | 8,4/7,6 | 50 |
Miremos los diagramas de bloques de los cristales base que se muestran en las figuras 4 y 5. La figura 4 es para un paquete de 8 pines y la figura 5 es para un paquete de 14 y 20 pines.
Los microcircuitos contienen una unidad de apagado de protección cuando cae la tensión de alimentación. El bloque consta de un disparador Schmitt con entradas diferenciales y una fuente de tensión de referencia. Usando un flip-flop RS, este bloque controla una referencia común de 5 V. Esta fuente tiene su propio pin y proporciona hasta 50 mA de corriente. En modo cortocircuito, es capaz de entregar una corriente de hasta 100 mA. Los umbrales de funcionamiento de la unidad de apagado protector se dan en la Tabla 1. Por cierto, estos controladores PWM recibieron la definición de "corriente" precisamente debido a esta unidad de apagado protector (Fig. 6). Los microcircuitos comienzan a funcionar con un consumo de corriente de aproximadamente 1 mA y permiten alimentar desde una fuente de alto voltaje a través de una cadena de resistencias, lo principal es garantizar un rango de corrientes y voltajes operativos a través de los pines de alimentación. Para ello, entre el polo positivo y el de tierra se conecta un diodo Zener con una tensión de ruptura de 34 V. Además de la unidad de desconexión de protección, el cristal contiene un circuito de polarización interno y un circuito de alimentación lógico. Y, por supuesto, una parte indispensable de estos dispositivos es un generador de impulsos. Tiene una salida para conectar un circuito RC de sincronización (Fig. 7). No hay restricciones en la frecuencia mínima. La frecuencia máxima del generador se establece en 500 kHz. La frecuencia del generador se calcula aproximadamente mediante la fórmula:
La expresión es válida para R T >5 kOhm. La conexión del circuito RC de sincronización y los gráficos de la dependencia del ciclo de trabajo de la capacitancia del capacitor y la frecuencia de la resistencia de la resistencia y la capacitancia del capacitor se muestran en la Fig. 7. El chip tiene un amplificador de error (Fig. 8), cuya entrada no inversora "se asienta" en una fuente de voltaje interna de 2,5 V, y la entrada inversora tiene su propia salida, que sirve como entrada de retroalimentación. La salida de este amplificador está conectada al pin 1 y, a través de una red de cambio de nivel, a la entrada inversora del comparador limitador de corriente. La entrada no inversora del comparador limitador de corriente se envía a un pin separado y se utiliza para la conexión a una resistencia externa de medición de corriente (Fig. 9), a través de la cual fluye la corriente de carga. El valor de esta resistencia y, en consecuencia, la caída de voltaje a través de ella determina la corriente máxima que fluye a través de un potente interruptor externo controlado por el controlador. Otros dispositivos en chip son el pestillo y el brazo RS. Juntos proporcionan modulación de ancho de pulso dependiendo del voltaje del amplificador de error y la señal del comparador de corriente. Además, los microcircuitos UC X844/5 tienen un disparador en T, que proporciona un ciclo de trabajo máximo del 50%.
Y lo último es la etapa de salida del tótem. Consta de dos transistores npn. La corriente máxima de la etapa de salida es ±1 A. Una etapa de salida de este tipo puede garantizar el funcionamiento normal de un potente transistor MOS a una frecuencia decente si los microcircuitos se utilizan en un convertidor de voltaje o conmutan directamente la carga. Si estos transistores están fabricados en un paquete de 8 pines, entonces están conectados a los terminales de alimentación, y si están en un paquete de 14-20 pines, entonces, como se mencionó anteriormente, la fuente de alimentación de la cascada tiene terminales separados. Esta conexión proporciona una mayor flexibilidad en la aplicación.
Los microcircuitos se pueden encender y apagar de forma remota. No existen pines especiales para esto, pero dada la estructura interna del microcircuito, esta función se puede implementar de dos maneras (Fig. 10). El primer método consiste en aplicar un voltaje superior a 1 V al pin 3 (paquete de 8 pines), 5 (paquete de 14 pines) o 7 (paquete de 20 pines). El segundo método consiste en reducir el voltaje a 1 ( Paquete de 8 y 14 pines) o 2 (paquete de 20 pines) salida al nivel de tierra por el valor de voltaje de un par de diodos o transistor. Estos métodos apagan el comparador de corriente, lo que hace que se reinicie el pestillo de salida. La señal del pestillo domina el elemento lógico y pasa a la etapa de salida, abriendo el transistor inferior y cerrando el superior. Por tanto, aparece un voltaje de bajo nivel en la salida del microcircuito. El estado de salida no cambiará hasta que el voltaje en estas entradas en el primer caso caiga por debajo del umbral operativo del comparador de corriente y, en el segundo caso, deje de derivar la salida del amplificador de error. El primer método que se muestra en la Fig. 6 es adecuado para encender y apagar la fuente de alimentación. Después de todo, el tiristor estará abierto hasta que el voltaje caiga a cero y, cuando se vuelva a encender, todo funcionará como antes. Cabe señalar que ambos métodos son propuestos por el fabricante.
Parámetros máximos permitidos:
Tabla 2. Parámetros eléctricos de los controladores UC1842/3/4/5, UC2842/3/4/5, UC3842/3/4/5
| Parámetro | Condiciones de medición | UC1842/3/4/5, UC2842/3/4/5 | UC3842/3/4/5 | Unidad. | ||||
| mín. | tipo. | Máx. | mín. | tipo. | Máx. | |||
| Fuente de tensión de referencia: | ||||||||
| tensión de salida | Tcr =25 °C, I salida =1 mA | 4,95 | 5,00 | 5,05 | 4,90 | 5,00 | 5,10 | EN |
| inestabilidad de salida | 12 .U fuente de alimentación 25 V | 6 | 20 | 6 | 20 | mV | ||
| inestabilidad actual | 1. Salida 20 mA | 6 | 25 | 6 | 25 | mV | ||
| inestabilidad de temperatura | 0,2 | 0,4 | 0,2 | 0,4 | mV/°C | |||
| dispersión de voltaje de salida | 4,9 | 5,1 | 4,82 | 5,18 | EN | |||
| corriente cuando la salida está cerrada | –30 | –100 | –180 | –30 | –100 | –180 | mamá | |
| Generador de reloj: | ||||||||
| dispersión de frecuencia | Tcr = 25 °C | 47 | 52 | 57 | 47 | 52 | 57 | kilociclos |
| inestabilidad de voltaje | 12 .U fuente de alimentación 25 V | 0,2 | 1 | 0,2 | 1 | % | ||
| inestabilidad de temperatura | T mín.T ambiente T máx. | 5 | 5 | % | ||||
| amplitud | pin 4 (paquete de 8 pines) | 1,7 | 1,7 | EN | ||||
| Circuito amplificador de error: | ||||||||
| voltaje de entrada | Pin U 1 = 2,5 V | 2,45 | 2,50 | 2,55 | 2,42 | 2,50 | 2,58 | EN |
| corriente de entrada | -0,3 | –1 | –0,3 | -0,2 | mA | |||
| frecuencia de ganancia unitaria | Tcr = 25 °C | 0,7 | 1 | 0,7 | 1 | megahercio | ||
| OSS | 12 .U fuente de alimentación 25 V | 60 | 70 | 60 | 70 | dB | ||
| corriente disipadora de salida | Patilla U 2 = 2,7 V, patilla U 1 = 1,1 V | 2 | 6 | 2 | 6 | mamá | ||
| corriente de fuga de salida | Pin U 2 = 2,3 V, Pin U 1 = 5 V | 0,5 | 0,8 | –0,5 | –0,8 | mamá | ||
| Uout.max | U pin 2 = 2,3 V, RL = 15 kOhm a tierra. | 5 | 6 | 5 | 6 | EN | ||
| Uout.min | U pin 2 = 2,7 V, RL = 15 kOhm en el pin 8 | 0,7 | 1,1 | 0,7 | 1,1 | EN | ||
| Circuito del sensor de corriente: | ||||||||
| pendiente de característica | U pin 2 = 0, fórmula a continuación | 2,85 | 3 | 3,15 | 2,85 | 3 | 3,15 | E/S |
| señal de entrada máxima | Patilla U 1 = 5 V, patilla U 2 = 0 V | 0,9 | 1 | 1,1 | 0,9 | 1 | 1,1 | EN |
| OSS | 12 .U alimentación 25 V, U pin 2 = 0 V | 70 | 70 | dB | ||||
| corriente de entrada | –2 | –10 | –2 | –10 | mA | |||
| retardo de señal | Patilla U 3 =0 –2 V | 150 | 300 | 150 | 300 | ns | ||
| Etapa de salida: | ||||||||
| caída de voltaje en el transistor inferior | Salgo = 20 mA | 0,1 | 0,4 | 0,1 | 0,4 | EN | ||
| Salgo = 200 mA | 1,5 | 2,2 | 1,5 | 2,2 | EN | |||
| caída de voltaje en el transistor superior | Salgo = 20 mA | 13 | 13,5 | 13 | 13,5 | EN | ||
| Salgo = 200 mA | 12 | 13,5 | 12 | 13,5 | EN | |||
| tiempo de conmutación hacia abajo/ hacia arriba | Tcr = 25 °C, CL = 1 nF | 50 | 150 | 50 | 150 | ns | ||
| tiempo de conmutación arriba/abajo | Tcr = 25 °C, CL = 1 nF | 50 | 150 | 50 | 150 | ns | ||
| Modulador PWM: | ||||||||
| ciclo de trabajo máximo | UCX842/3 | 95 | 97 | 100 | 95 | 97 | 100 | % |
| UCX844/5 | 46 | 48 | 50 | 47 | 48 | 50 | % | |
| ciclo de trabajo mínimo | 0 | 0 | % | |||||
| Activación en función del consumo actual: | ||||||||
| corriente de conmutación | 0,5 | 1 | 0,5 | 1 | mamá | |||
| corriente de funcionamiento | Patilla U 2 = Patilla U 3 = 0 V | 11 | 17 | 11 | 17 | mamá | ||
| voltaje del diodo zener | potenciómetro = 25 mA | 30 | 34 | 30 | 34 | EN | ||
- Tensión de alimentación (fuente de baja impedancia) - 30 V;
- Tensión de alimentación (una fuente capaz de entregar no más de 30 mA) - limitador interno;
- Corriente de salida - ±1 A;
- Voltaje de entrada máximo en entradas analógicas (pines 2,3; caja de 8 pines) - –0,3 a +6,3 V;
- La corriente máxima de sumidero del amplificador de error es de 10 mA;
- Disipación de potencia máxima a tcorp 25 °C: DIL-8 - 1 W SOIC-14 - 725 mW;
- Temperatura de soldadura (no más de 10 s) - 300 °C.
Información más detallada está en el sitio web del fabricante.