由UC3842組成的彩顯開關電源電路原理分析

UC3842是一種新型PWM脈寬UC3842調制集成電路，內含脈沖信號發生器、穩壓電路、脈寬調整電路、電壓和電流檢測電路等；是一種單端隔離電流型脈沖寬度調制集成電路。由UC3842組成的開關電源典型應用電路如圖1所示，該電路主要由消磁電路，輸入電網抗干擾電路，交流變直流電路，電壓變換電路，穩壓控制電路，開關電源頻率鎖定電路等部分組成。

(1)啟動振蕩電路
在圖1中，接通電源開關SW901后，220V交流電壓經保險管F901，共軛濾波器L901和L902L輸入，由VD901~VD904橋式整流，C908濾波獲得300V左右的直流電壓。這個電壓一路經開關變壓器T901的初級⑤~⑦腳間繞組經R913電阻加至開關管VT901的漏極；另一路經R907、R909、R908、ZD901、VT902等構成的有源限壓電路，使VT902管發射極獲得約45V直流電壓，再經R911電阻對C913充電，當C913兩端電壓達到16V時，N901(UC3842)內的基準電壓發生器啟動，產生5V基準電壓，并從第⑧腳輸出，經R926送入第④腳內的振蕩器，啟動振蕩器工作。

(2)穩壓過程
當電網電壓升高或負載變小導致開關電源輸出電壓升高時，經VD909整流、C914濾波產生15V電壓同時升高，致使經R915、RP901、R916、R917等形成的取樣電壓(即N901②腳上的電壓)超過2.5V，該電壓與內部放大器同相輸入端2.5V基準電壓比較后，得到的誤差控制電壓，經放大后控制振蕩器輸出脈沖的占空比，使其變小，開關管VT901導通時間相對縮小，從而使輸出電壓降低；反之，當電網電壓變低或負載變小導致開關電源輸出電壓變低時，VT901的導通時間變長，從而使輸出電壓升高。

(3)保護電路
反峰壓吸收電路 。R912、VD907、C912構成了保護開關管VT901的反峰壓吸收電路，用來吸收VT901在由飽和進入截止產生的反峰電壓。

過流保護

N901的③腳為過流保護控制端，電阻R924為過流取樣電阻，當負載過重時，開關管VT901的源極電流變大，電阻R924上的電壓將正比增大，這樣通過隔離電阻R925將使N901的③腳電位升高，當該腳電位升到1V左右時，N901內部的鎖定電路動作，使觸發器翻轉，關斷第⑥腳驅動脈沖，VT901始終處于截止狀態，從而起到了防止故障擴大的作用。

欠壓保護

當N901⑦腳上的啟動電壓小于16V時，電路將不能啟動，從而禁止顯示器在過低的電網電壓下工作。電路完成啟動進入正常工作狀態下，如因負載過重或VD908、C913、R914等元件組成的整流濾波電路異常而使N901⑦腳電壓小于13V時，第⑦腳內部的鎖定電路動作，判斷驅動脈沖，實現欠壓保護。

過壓保護

該電路也設置在N901的⑦腳內，正常工作時該腳的電壓穩定在14V左右。當市電AC電壓大幅升高時，整流濾波后電壓也將上升，這一電壓通過L901進行耦合，在②~③繞組上感應的電勢經VD908、C913整流濾波后的電壓也隨之上升，并加至⑦腳內的過壓保護電路。當該電壓達到過壓保護電路20V的啟控電壓時，過壓保護電路將會動作，控制其內部的振蕩器停振，⑥腳便無脈沖信號輸出，使VT901截止，從而達到了過壓保護的目的。

電路優化改進

通過對由UC3842組成的彩顯開關電源電路原理分析，發現UC3842的過流保護功能是通過腳③實現的。當腳③上檢測的電壓高于1V時，就會使UC3842內部的比較器翻轉，將PWM鎖存器置零，使脈沖調制器處于關閉狀態，從而實現了電路的過流保護。由于檢測電阻能感應出峰值電感電流，所以自然形成逐個脈沖限流電路，只要檢測電阻上的電平達到1V，脈寬調制器立即關閉，因此這種峰值電感電流檢測技術可以精確限制輸出的最大電流，使得開頭電源中的磁性元件和功率器件不必設計較大的余量，就能保證穩壓電源的工作可靠。但是，通常采用的采樣電阻都是金屬膜或氧化膜電阻，這種電阻是有感的，當電流流過取樣電阻的電流有可能在下一個振蕩周期到來之前還沒放完，取樣電阻承受的電流將越來越大，這樣將會引起UC3842的誤操作，甚至會引起電路不能正常工作，元器件被燒壞現象。因此，UC3842的這種過流保護功能有時難以起到很好的保護作用，存在著一定的缺陷。針對這種情況提出了二種改進的方法。

(1)接入射極跟隨器
在UC3842的采樣電壓處接入一個射極跟隨器，從而在控制電壓上增加了一個與脈寬調制時鐘同步的人為斜坡，它可以在后續的周期內將△I擾動減小到零。如圖2所示，射極跟隨器的信號從基極輸入，射極輸出，它具有高輸入阻抗、低輸出阻抗、輸入信號與輸出信號相位相同的特點。因此，即使系統工作在占空比大于50%或連續的電感電流條件下，系統也不會出現不穩定的情況。

(2)取樣電阻改用無感電阻
無感電阻是一種雙線并繞的繞線電阻，其精度高且容易做到大功率。采用無感電阻后，其阻抗不會隨著頻的增加而增加。這樣，即使在高頻情況下取樣電阻所消耗的功率也不會超過它的標稱功率，因此也就不會出現電路不能正常工作，元器件被燒壞現象。

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