UC3844的学习应用

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。UC3845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）。

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 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,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±200mA ,

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,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。

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。

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，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50ns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

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，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，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，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，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、C9 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

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，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MOSFET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RC回路是为了减小二极管反向恢复期间引起的尖峰。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复电压较高的超快恢复二极管。

图1 MOSFET功率管驱动电路及UC3844的外围电路

图2 变压器外围电路

电路的反馈稳压原理：(输出电压反馈电路如图3所示)，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Vka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