UC3842是电动汽车充电器中非常常见的电源管理方案,通常配合LM358芯片组进行电压和电流采样控制。842外围电路结构简单,集成了内部保护功能。
UC3842内部结构
UC3842是一款8引脚封装的开关电源管理芯片,只需少量外围器件就能构成反激式开关电源电路。该芯片是一个工作频率固定的电流调节控制芯片,集成了误差放大、电流检测比较器、脉宽锁存、电压基准、欠压和过温保护部分的控制电路。
UC3842引脚分类和包装
UC3842芯片共有8个引脚,每个引脚的功能如下:
1号管脚是误差放大器的输出,通过2号管脚连接的阻容元件反馈网络控制误差放大器的增益;
引脚# 2是误差放大器的反相输入,用作采样反馈的输入。输出电压被采集后输入到此引脚,比较后通过调整输出脉宽来控制输出电压或电流。
3号引脚为电流检测输入,通过采集串联在开关管回路中的电流采样电阻的电压来检测流经开关管的电流。当电流上升时,采样电阻上的电压也会上升。当上升到一定值时,(1V)芯片会关断输出,以保护开关管和其他外围电路。
引脚4是内部振荡器的定时端,芯片的振荡频率可以通过连接到该引脚的阻容参数来改变。使用时,定时电阻接在这个管脚上,然后接地;定时电容接在此引脚后,另一端接参考电压;
5号引脚为接地端子;
6号脚是驱动外部开关管的信号输出端。此引脚为驱动信号输出,用于控制外部开关管的通断。芯片内部是三极管组成的图腾柱结构,可以有效提高驱动能力。
7号引脚为电源端子;
8号引脚是芯片的内部电压基准输出端,可以输出5V的基准电压,为外部电路提供电压基准,并具有一定的负载能力,可以为外部电路中的小功率元件供电。
UC3842常用的封装形式有两种,一种是双列直插DIP,一种是SMD SOP,还有一种是很少使用的14引脚SMD封装。
UC3842电气参数
UC3842最大工作电压30V,最小工作电压16V,输入电压低于10V会停止工作;芯片的典型振荡为52kHz,最大输出驱动电流为1A,最大功耗为1W。
UC3842典型应用电路及工作原理
上图是以UC3842为主控芯片组成的反激式开关电源电路。电路的工作过程是:交流电压输入后,经过整流滤波产生约300V的DC电压。高DC电压通过启动电阻R1输入到芯片的7号引脚,电容C3通过电阻R1从300V充电。当电容两端的电压上升到芯片的最小工作电压阈值时,芯片开始工作。6脚输出高频开关信号,开关管Q1由二极管D3和电阻R4驱动。
Q1的高速开通和关断将输入的DC变成脉冲DC,然后输入到开关变压器的初级绕组。辅助绕组感应出的电压经过电阻R3,经过二极管D1整流后,输入到芯片的7号引脚,为芯片供电。变压器次级绕组感应的电压由二极管D5整流,并在输出前由C11滤波。输出电压采样和反馈隔离电路由电阻R11R12光耦和TL431组成。通过光耦控制芯片1脚的电压来调节输出脉宽,从而调节输出电压。
电阻R6是开关管的电流采样电阻,它把流过开关管的电流转换成电压,输入到管脚3。当电压超过一定值时,芯片会关闭输出。二极管D3和电阻R4的作用是进行缓冲和加速
根据UC3842引脚的作用,电源正常工作时,电源端的7号引脚和接地端的5号引脚之间会有10-30V的工作电压,8号引脚会输出5V左右的参考电压。其他引脚会有不同的电压,但电压值相对较小。通过测量管脚电压,基本可以确定芯片是否正常工作。
根据提问者的故障描述,220伏正常,300伏DC正常,7脚只有12伏左右的跳跃电压,8脚只有不到1伏的跳跃电压,300伏DC电压正常,说明电容器前的整流和保险没有损坏,电源没有大的短路故障;7脚有12V的弹跳电压,说明芯片供电不正常,很可能是低于10V的欠压保护。8针没有正常的5V参考电压,但反弹电压低于1V,这表明芯片没有正常工作。
根据故障现象,一开始怀疑是芯片电源的问题。因为芯片电源是由启动电阻启动,再由辅助绕组供电,如果启动时不能正常工作,辅助绕组就不会输出稳定的电源。首先测量启动电阻的阻值是否正常,芯片电源端的滤波电容是否正常。如果异常或者更换后仍然异常,就要考虑是开关管工作不正常还是驱动部分不正常导致变压器工作不正常。如果检查出这些异常抛出,就怀疑芯片本身有问题。
测量芯片第8脚的5V参考电压是判断芯片是否工作的一种方法。如果基准电压正常,基本可以判断芯片工作正常,要检查芯片外围电路是否有问题。
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