2 UC3842保护电路的缺陷
21 过载保护的缺陷
当电源过载或输出短路时,UC3842的保护电路动作,使输出脉冲的占空比减小,输出电压降低,UC3842的供电电压也跟着降低,当低到UC3842不能工作时,整个电路关闭,然后通过R6开始下一次启动过程。这种保护被称为“打嗝”式(hiccup)保护。在这种保护状态下,电源只工作几个开关周期,然后进入很长时间(几百ms到几s)的启动过程,因此,它的平均功率很低。但是,由于变压器存在漏感等原因,有的开关电源在每个开关周期都有很高的开关尖峰电压,即使在占空比很小的情况下,辅助供电电压也不能降到足够低,所以不能实现理想的保护功能。
22 过流保护的缺陷
UC3842的过流保护功能是通过脚3实现的。当脚3上检测的电压高于1V时,就会使UC3842内部的比较器翻转,将PWM锁存器置零,使脉冲调制器处于关闭状态,从而实现了电路的过流保护。由于检测电阻能感应出峰值电感电流,所以自然形成逐个脉冲限流电路,只要检测电阻上的电平达到1V,脉宽调制器立即关闭,因此这种峰值电感电流检测技术可以精确限制输出的最大电流,使得开关电源中的磁性元件和功率器件不必设计较大的余量,就能保证稳压电源的工作可靠。但是,通常我们采用的采样电阻都是金属膜或氧化膜电阻,这种电阻是有感的,当电流流过取样电阻时,就会感生一定的感性电压。这个电感分量在高频时呈现的阻抗会很大,因此它将消耗很大的功率。随着频率的增加,流过取样电阻的电流有可能在下一个振荡周期到来之前还没放完,取样电阻承受的电流将越来越大,这样将会引起UC3842的误 *** 作,甚至会引起炸机。因此,UC3842的这种过流保护功能有时难以起到很好的保护作用,存在着一定的缺陷。
23 电路稳定性的缺陷
在图1所示的电路中,当电源的占空比大于50%,或变压器工作在连续电流条件下时,整个电路就会产生分谐波振荡,引起电源输出的不稳定。图2表示了变压器中电感电流的变化过程。设在t0时刻,开关开始导通,使电感电流以斜率m1上升,该斜率是输入电压除以电感的函数。t1时刻,电流取样输入达到由控制电压建立的门限,这导致开关断开,电流以斜率m2衰减,直至下一个振荡周期。如果此时有一个扰动加到控制电压上,那么它将产生一个ΔI,这样我们就会发现电路存在着不稳定的情况,即在一个固定的振荡器周期内,电流衰减时间减少,最小电流开关接通时刻t2上升了ΔI+ΔIm2/m1,最小电流在下一个周期t3减小到(ΔI+ΔIm2/m1)(m2/m1),在每一个后续周期,该扰动m2/m1被相乘,在开关接通时交替增加和减小电感电流,也许需要几个振荡器周期才能使电感电流为零,使过程重新开始,如果m2/m1大于1,变换器将会不稳定。因此,图1所示的电路在某些状态下存在着一定的失稳隐患。
图2 电感电流波形图
3 保护电路的改进
针对上述分析,改进电路如图3所示,该电路具有以下特点。
1)通过在UC3842的采样电压处接入一个射极跟随器,从而在控制电压上增加了一个与脉宽调制时钟同步的人为斜坡,它可以在后续的周期内将ΔI扰动减小到零。因此,即使系统工作在占空比大于50%或连续的电感电流条件下,系统也不会出现不稳定的情况。不过该补偿斜坡的斜率必须等于或略大于m2/2,系统才能具有真正的稳定性。
2)取样电阻改用无感电阻。无感电阻是一种双线并绕的绕线电阻,其精度高且容易做到大功率。采用无感电阻后,其阻抗不会随着频率的增加而增加。这样,即使在高频情况下取样电阻所消耗的功率也不会超过它的标称功率,因此也就不会出现炸机现象。
3)反馈电路改用TL431加光耦来控制。我们都知道放大器用作信号传输时都需要传输时间,并不是输出与输入同时建立。如果把反馈信号接到UC3842的电压反馈端,则反馈信号需连续通过两个高增益误差放大器,传输时间增长。由于TL431本身就是一个高增益的误差放大器,因此,在图3中直接采用脚1做反馈,从UC3842的脚8(基准电压脚)拉了一个电阻到脚1,脚2通过R18接地。这样做的好处是,跳过了UC3842的内部放大器,从而把反馈信号的传输时间缩短了一半,使电源的动态响应变快。另外,直接控制UC3842的脚1还可简化系统的频率补偿以及输出功率小等问题。
图3 改进的UC3842应用电路
4 实验结果
图4给出了UC3842检测电阻的电压波形和采样信号波形。从图4中可以看出,经过改进后的电路,其采样信号的波形紧紧跟随检测电阻的电压波形,没有出现非常大的尖峰电压。因此,该电路能有效避免因变压器漏感等异常干扰引起的电源误 *** 作的问题,也能有效避免因电源占空比过大而引起的系统不稳定的问题。
图4 检测电阻电压及采样信号波形
5 结语
UC3842是一种性能优良的电流控制型脉宽调制器,但在实际的应用过程中,它的保护电路存在着一定的缺陷,因此,在电源的设计过程中,必须对其保护电路进行改进。实验证明,经过改进后的保护电路使系统性能更加稳定可靠。
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9、再单击“保存”按钮保存全部的设置即可。使用流量计来实现流量定量控制,只需要一个流量定量控制系统就可以解决了,流量定量控制系统是由控制柜、流量积算仪、组合开关组成。
流量定量控制系统的作用:可用于污水定量控制仪,定量加水,定量配料,食品加水系统,化妆品加水系统,定量加料系统,化工液体配料系统等工况中,有着精度度,稳定性好的特性。;
ORG 0000H
LJMP MAIN
MAIN:
MOV TMOD, #01H
MOV TH0, #(65536 - 62500) / 256
MOV TL0, #(65536 - 62500) MOD 256
SETB TR0
M_LOOP:
MOV A, #127
MOV R3, #0
OUT:
MOV P1, A
INC R3
CJNE R3, #60, NEXT ;不到60, 就去流水
CPL F0 ;到了, 就改变方向
SJMP M_LOOP ;从头开始
;----------------------------------
NEXT:
MOV R2, #16
WAIT:
JNB TF0, $
MOV TH0, #(65536 - 62500) / 256
MOV TL0, #(65536 - 62500) MOD 256
CLR TF0
DJNZ R2, WAIT ;不到一秒就转移
JB F0, LLL ;选择左右方向
RR A
SJMP OUT
LLL:
RL A
SJMP OUT
END
上述程序已经得到验证。
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