-
Uc3844
的学习应用
一
UC3844
的简单介绍
UC3844
是美国
Unitrode
公司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，
由该集成电
路构成的开关稳压电源与一般的电压控制型脉宽调制开关稳压电源相比具有外
围电路简单
、电压调整率好、频响特性好、稳定幅度大、具有过流限制、过压保护和欠压锁
定等优点
。该芯片的主要功能有：内部采用精度为±
2
．
0
％的基准电压为
5
．
00V
，具有很
高的温度稳定性和较低的噪声
等级；振荡器的最高振荡频率可达
500kHz
。其内部电路结
构
如图
1
所示。
UC3844
是高性能固定频
率电流模式控制器专为离线和直流至直流变换器应用而设计，
为设计人员提供只需最少外
部元件就能获得成本效益高的解决方案。
这些集成电路具有可微
调的振荡器、能进行精确的占空比控制、
温度补偿的参考、高增益误差放大器。电流取样
比
较器和大电流图腾柱式输出，是驱动功率
MOSFET
的理想器件。
其它的保护特性包括输入
和参考欠压锁定，各有滞后、逐周电流限制、可编程输出静区时间和单个脉冲测量锁存。
二
UC3844
的管脚应用
UC3844
一般有
8
脚双列直插塑料封装和
14
脚塑料表面贴装封装（
SO
-
14
）
。
SO
-
14
封装
的图腾柱式输出级有单独
的电源和接地管脚。
UC3844
有
16V
（通）和
10
伏（断）低压锁
定门限，十分适合于离线变换器。
U
C3845
是专为低压应用设计的，低压锁定门限为
8.5
伏
（通）和
7.6V
（断）
。
1
UC3844
的振荡工作频率由引脚
4
与引脚
8
之间所接定时电阻
RT
、
脚
4
与地之间所接
定时电容
CT
设定。计算公式为
: f = 1/T =
RTCT/0.55 = 1.72RTCT
。
引脚
2
是电
压反馈端
,
将取样电压加至
E/A <
/p>
误差放大器的反相输入端
,
与同向输入端
的
2.5 V
基准电压进行比较
,<
/p>
产生误差电压。利用内部
E/A
误差放大器可以构成电压环。引脚
3
是电流反馈端
,
电流取样电压由引脚
3
输入到电流比较器。
当引脚
3
电压大于
1V
时
,
输出关
闭。利用引脚
3
和电流比较器可以构成电流环。引脚
1
是补偿端
,
外接阻容元件以补偿误差
放大器的频率特性。引脚
8
为
5V
基准电压
,
带载能力
< br>50mA
。引脚
6
为推挽输出
端
,
有拉、
灌电流的能力。引脚
5
为公共端。引脚
7
为集成块工作电源端
,
电压范围为
8V
～
40V
。
UC3844
的输出级为图腾
柱式电路
,
与
SG3525
的一端完全相同。
输出平均电流值为±
200m
A ,
最大峰值电流±
1A
,
可直接驱动功率管。由于峰值电流自限
,
可以
不要串入限流电阻。
对于电流型控制芯片
UC3844 ,
使输出驱动信号关断的方法有两种
:
一种是将引脚
1
电压降至
1V
以下<
/p>
,
另一种是将引脚
3
电压升至
1V
以上。这两种方法都是
使电流比较器输出高电
平
,PWM
锁
存器复位
,
关闭输出端
,
直至下一个时钟将
PWM
锁存器置位为止。
根据这一原理
,
可以控制引脚
1
、
3
电压的变化
,
实现各种必要的保护。
2
三
UC3844
的工作原理
UC3844
控制的
ICs
提供必要的特性来实现脱机或直流到直流固定频率电流模式控制方
案以最小的外部零件
数。内部电路包括实现欠压锁定启动电流小于
1
mA
、精密参考了精度
在误差放大器输入，逻辑确保锁定操作
,
还提供了限流控制的
PWM
比较器
,
安达图腾柱输出
级设计源或汇
高的峰值电流。输出阶段
,
适合驾驶
n
沟道
mosfet,
低在断开状态。<
/p>
作为电流模式控制器工作，
输出开关的
导通由振荡器起始，
当峰值电感电流到达误差放
大器输出
/
补偿建立的门限电平时终止，这样在逐周基础上误差型号控制峰值电
感电流，所
用的电流比较器取样器脉宽调制锁存配置确保在任何给定的振荡器周期内，<
/p>
仅有一个单脉冲
出现在输出端，
电感电流
通过插入一个与输出开关
Q1
的源极串联的以地为参考取样的电
阻
转换成电压，
此电压有电流取样输入监视并于来自误差放大器
的输出电平相比较，
在正常的
工作条件下，
峰值电感电流由管脚上的电流控制。
当电源输出过载或者如果输出电压取样丢
失时，
异常的工作条件将出现。
在这些条件下
，
电流取样比较器门限将被内部钳位至
1.0V
。
UC3844
有一个单图
腾柱输出级，是专门设计用来直接驱动功率
mosfet
，在<
/p>
1.0nf
负载
时，它能提供达正负
1.0A
的峰值驱动电流和典型值为
50n
s
的上升、下降时间。还附加了一
个内部电路，
是的任何时候只要欠压锁定有效，
输出就进行灌模式。
这个特性使外部的下拉
电阻不再需要
SO
-
14
贴片封装为
Vc
（输出电压）和电源地提供了分离的管脚，恰当的应用
可以显著的减小加到控
制电路的开关瞬态噪声。
四
UC3844
的实际应用
1
开关电源
3
如图是由
UC3842
构成的开关电源电路，
220V
市电
由
C1
、
L1
滤除电磁干扰，负温度
系数的热敏电阻
Rt1
限流，
再经
VC
整流、
C2
滤波，
< br>电阻
R1
、
电位器
RP1
降压后加到
UC3842
的供电端（⑦脚）
，为
UC3842
提供启动电压，电路启动后变压器的付绕组③④的整流滤波
电压
一方面为
UC3842
提供正常工作电压，
< br>另一方面经
R3
、
R4
分压加到误差放大器的反相
输入端②脚，
为
UC3842
提供负反馈电压，<
/p>
其规律是此脚电压越高驱动脉冲的占空比越小，
以此稳定输出电压
。④脚和⑧脚外接的
R6
、
C8
决定了振荡频率，其振荡频率的最大值可达
500KHz
。
R5
、
C6
用于改善增益和频率特性。
⑥脚输出的方波信号经
R7
、
R8
分压后驱动
MOSFEF
功率管，<
/p>
变压器原边绕组①②的能量传递到付边各绕组，
经整流滤波后输出
各数值不同的直
流电压供负载使用。电阻
R10
用于电流检测，经
R9
、
C
9
滤滤后送入
UC3842
的③脚形成
电流反馈环
.
所以由
UC3842
构成的电源是双闭环控
制系统，
电压稳定度非常高，
当
UC3842
的③脚电压高于
1V
时振荡器停振，保护功率管不至于过流而损坏。
电路上电时，外接的
启动电路通过引脚
7
提供芯片需要的启动电压。
在启动电源的作用下，
芯片开始工作，
脉冲
宽度调制电路产生的脉冲信号经
6
脚输出驱动外接的开关功率管工作。
功率管工作
产生的信
号经取样电路转换为低压直流信号反馈到
3
脚，
维护系统的正常工作。
电路正常工作后，
取
样电路反馈的低压直流信号经
2
脚送到内部的误差比较放大器，
与内部的基准电压进行比较，
产生的误差信号送到脉宽调制电路，完成脉冲宽度的调制，从而达到稳定输出电压的目的。
如果输出电压由于某种原因变高，
则
2
脚的取样电压也变高，
脉宽调制电路会使输出脉冲的
宽度变窄，
则开关功率管的导通时间变短，
输出电压变低，
从而使输出电压稳定，
反之亦然。
锯齿
波振荡电路产生周期性的锯齿波，其周期取决于
4
脚外接的
RC
网络。所产生的锯齿波
送到脉冲宽度调
制器，
作为其工作周期，
脉宽调制器输出的脉冲周期不变，
而脉冲宽度则随
反馈电压的大小而变化。
2
反激式开关电源
4
单端反激变换器，
所谓单端，
指高频变压器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧，
< br>并且只有
一个输出端；反激式变换器工作原理，当加到原边主功率开关管的激励脉
冲为高电平使
MOSFET
、开关管导通时，整流后的直流电压
加在原边绕组两端，此时因副边绕组相位是上
负下正，
使整流二
极管反向偏置而截止，
磁能就储存在高频变压器的原边电感线圈中；
当驱
动脉冲为低电平使
MOSFET
开关管截止时，
原边绕组两端电压极性反向，
使副边绕组相位
变
为上正下负，则整流二极管正向偏置而导通，此后储存在变压器中的磁能向负载传递释
放。
图
1
中
MOS
FET
功率开关管的源极所接的
R12
是电流取样电阻，
变压器原边电感电流流经该
电阻产生的电压经
滤波后送入
UC3844
的脚
3
，构成电流控制闭环。当脚
3
电压超过
1V
时，
PWM
锁存
器将封锁脉冲，
对电路启动过流保护功能；
UC3844
的脚
8
与脚
4
间电阻
R16
及脚
4
的接地电容
C19
决定了芯片内部的振
荡频率，由于
UC3844
内部有个分频器，所以驱动
MOSFET
功率开关管的方波频率为芯片内部振荡频率的一半；图
2
中变压器原边并联的
RCD
缓冲电路是用于限制高频变压器漏感造成的尖峰电压。变压器副边整流二极管并联的
< br>RC
回
路是为了减小二极管反向恢复期间引起的尖峰。<
/p>
MOSFET
功率管旁边的
RCD
缓冲电路是为了
防止
MOSFET
功率管在关断过程中承受大反压。
缓冲电路的二极管一般选择快速恢复二极
管，
而
变
压
器
二
次
侧
的
整
流
二
极
管
一
般
选
择
反
向
恢
< br>复
电
压
较
高
的
超
快
恢
复
二
极
管
。
图
1 M
OSFET
功率管驱动电路及
UC3844
的外围电路
图
2
变压器外围电路
5
电路的反馈稳压原理：
(
输出电压反馈电路如图
3
所示
< br>)
，当输出电压升高时，经两电阻
尺
R6
、
R7
分压后接到
TL431
的参考输入端
(
误差放大器的反向输入端
)
的电压升高，
与
TL431
内部的基准参考电压
2
．
5
V
作
比较，使得
TL431
阴阳极间电压
V
ka
降低，进而光耦二极管
的电流
If
变大，于是光耦集射极动态电阻变小，集射极间电压变低，也即
UC3844
的脚
1
的
电平变低，经过内部电流检测比较器与电流采样电压进行比较后输出变高，
PW
M
锁存器复
位，或非门输出变低，于
是关断开关管，使得脉冲变窄，缩短
MOSFET
功率管的导通
时间，
于是传输到次级线圈和自馈线圈的能量减小，使输出电压
Vo
降低。反之亦然，总的效果是
令输出电压保持恒定，不受电
网电压或负载变化的影响，达到了实现输出闭环控制的目的。
此设计中，输出电压通过两电阻分压并经
TL43 1
的内部误差放大器后，经过光耦接
UC3844
的误差放大器的脚
1
，而反向输入端脚
2
直接接地，输出电压反馈直接联接到脚
1
，而不是
脚
2
，略过了
UC3844
的内部误差放大器，这使得电源的动态响应更快，因为放大器
用作信
号传输时有一定的传输时间，输出与输入并不是同时建立，不用
< br>UC3844
内部误差放大器，
把反馈信号的传输缩短了
一个放大器的传输时间，从而电源的动态响应更快
图
3
输出电压反馈电路
五
UC3844
的应用体会
电流控
制型
PWM
芯片
UC3844
是一种高性能的固定频率电流型控制器，可以产生
PWM
脉冲直接驱动
MOSFET
功率管，并具有外围电路简
单、安装与调试方便、性能优良等优点。
其所具有的外围电路简单、电压调整率好、频响
特性好、稳定幅度大、具有过流限制、过压
保护和欠压锁定等优点是指在电源设计中应用
较为广泛。
六
UC3844
的数据手册
电流模式
PWM
控制器
?针对离线优化和直流对直流转换器
?启动电流低
(< 1 mA)
6
?自动前馈补偿
?脉冲式流量限制
?提高负荷响应特性
?滞后欠压锁定
?取消双重脉膊
?大电流输出图腾柱
?内部装饰隙参考
?
500
千赫操作
UC384
2/3/4/5
家族控制的
ICs
提供
必要的特性来实现脱机或直流到直流固定频率电流模
式控制方案与外部零件数最小。内部
电路包括实现欠压锁定启动电流小于
1
mA
< br>、精密参考
了精度在误差放大器输入
,
逻辑确保锁定操作
,
还提供了限流控制的
PWM
比较器
,
和一个图<
/p>
腾柱输出级设计源或汇高的峰值电流。输出阶段
,
合适的福特裂开
n
沟道
mos
fet,
低在断开状
态。这个家庭的成员之间的差异是欠压锁定
阈值和最大责任周期范围。
UC3842
和
UC3844
UVLO
阈值
16
v(
上
)
和
1
0 v(
关闭
),
适合脱机应用程序对
应的阈值
UC3843
和
UC3845
8.5 7.9
民
事诉
UC3842
UC3843
可以操作责任周期接近
100%
< br>。
获得一系列零到
< 50% UC3844
和
UC3845
的添加一个内部切换触发器空白输
出每一个时钟周期
框图
(
切换触发器只用
U3844
和
UC3845)
绝对最大额定参数
7