Регулирование напряжения и тока на 3842. Микросхемы ШИМ-контроллера KA3842, UC3842, UC2842. Схема импульсного блок питания на базе ШИМ-контроллера UC3842

Достаточно простая схема лабораторного источника питания или зарядного устройства, например, для аккумулятора. Реализуется достаточно просто, что видно уже из схемы. Уникальной особенностью схемы является тот факт, что возможна регулировка не только по напряжению, но и по току, чем не обладают даже многие покупные зарядные устройства.

Схема построена на 4х транзисторах, основную роль играет силовой транзистор V4 (см. схему) в данном случае взят 2N3055, который вполне можно заменить на отечественный аналог КТ803. В общем, именно от этого транзистора в итоге будет зависеть выходная мощность устройства и возможный максимальный ток, поэтому если вам будут необходимы более значительные токи достаточно заменить V4 на более мощный транзистор. Понятно, что силовой транзистор в обязательном порядке устанавливается на теплоотвод.

Еще одной особенность такого зарядного устройства – это его экономичность, все элементы вам обойдутся в 100-200 рублей. При использовании показанного в схеме транзистора 2N3055 или его отечественного аналога КТ803, ток можно разогнать до 6 А. Хотя сам транзистор по своим характеристикам потянет и 15 А, но нагружать до такой степени не советуем. Ограничительный резистор R2 номиналом в 1 Ом берется мощностью не менее 5 Вт, остальным резисторам 0,25 Вт вполне достаточно.

Пока мы рассмотрели только часть схемы, отвечающую за регулировку напряжения и тока. Однако понятно, что устройство надо чем-то запитывать, тем более постоянным напряжением, поэтому необходим источник питания способный выдавать достаточную выходную мощность, с постоянным напряжением до 16 В, и током до 10 А. В принципе для питания от сети 220В, 50 Гц было бы достаточно смотать понижающий трансформатор и поставить на его выходе мост. Однако даже поверхностный подсчет показывает, что трансформатор нужен мощностью до 200 Вт.

Сердечник для него можно достать из старых ламповых телевизоров, но не у всех есть такая возможность, а если покупать, то обойдется он весьма недешево. Плюс использование подобной схемы сильно увеличит габариты самого прибора. Поэтому для уменьшения габаритов трансформатора, будем использовать представленную схему импульсного блока питания увеличивающего частоту до 50 кГц, что в итоге приводит к уменьшению габаритов выходного трансформатора.

Единственное, но трансформатор брали с компьютерного блока питания разработанный на двухполярное напряжение, нам понятно достаточно одной полярности. Номиналы и типы элементов указаны на схеме.

В схеме есть защита от КЗ, при ее срабатывании загорается светодиод, что также очень полезно при работе с источником. При намотке выходного трансформатора первичная обмотка состоит из 37 витков проводом сечением не менее 0,5 мм?, вторичная 6 витков сечением не менее 2,5 мм?, можно смотать тремя жилами проводом 0,8 мм?. Сердечник можно взять с любого компьютерного блока питания. Диоды выпрямительного моста на выходе должны быть высокочастотными, советуем взять КД213.

Для регулировки тока ограничения (срабатывания защиты) достаточно менять номинал резистора R10 чем меньше его значение, тем больше будет ток срабатывания защиты и наоборот. Все задействованные в схеме транзисторы необходимо устанавливать на отдельные теплоотводы или изолировать их друг от друга.

После первого выпрямительного моста, фильтрующие конденсаторы должны быть номиналом от 100 до 470 мкФ с допустимыми значениями напряжения до 400 В.

Любой разработчик может столкнуться с проблемой создания простого и надежного источника питания для конструируемого им устройства. В настоящее время существуют достаточно простые схемные решения и соответствующая им элементная база, позволяющие создавать импульсные источники питания на минимальном количестве элементов. Вашему вниманию предлагается описание одного из вариантов простого сетевого импульсного блока питания. Блок питания реализован на основе микросхемы UC3842. Эта микросхема получила широкое распространение, начиная со второй половины 90-х годов. На ней реализовано множество различных источников питания для телевизоров, факсов, видеомагнитофонов и другой техники. Такую популярность UC3842 получила благодаря своей малой стоимости, высокой надежности, простоте схемотехники и минимальной требуемой обвязке.

На входе блока питания (рис. 5.34), расположен сетевой выпрямитель напряжения, включающий плавкий предохранитель FU1 на ток 5 А, варистор Р1 на 275 В для защиты блока питания от превышения напряжения в сети, конденсатор С1, терморезистор R1 на 4,7 Ом, диодный мост VD1...VD4 на диодах FR157 (2 А, 600 В) и конденсатор фильтра С2 (220 мкФ на 400 В). Терморезистор R1 в холодном состоянии имеет сопротивление 4,7 Ом, и при включении питания ток заряда конденсатора С2 ограничивается этим сопротивлением. Далее резистор разогревается за счет проходящего через него тока, и его сопротивление падает до десятых долей ома. При этом он практически не влияет на дальнейшую работу схемы.

Резистор R7 обеспечивает питание ИМС в период запуска блока питания. Обмотка II трансформатора Т1, диод VD6, конденсатор С8, резистор R6 и диод VD5 образуют так называемую петлю обратной связи (Loop Feedback), которая обеспечивает питание ИМС в рабочем режиме, и за счет которой осуществляется стабилизация выходных напряжений. Конденсатор С7 является фильтром питания ИМС. Элементы R4, С5 составляют времяза-дающую цепочку для внутреннего генератора импульсов ИМС.

Трансформатор преобразователя намотан на ферритовом сердечнике с каркасом ETD39 фирмы Siemens+Matsushita. Этот набор отличается круглым центральным керном феррита и большим пространством для толстых проводов. Пластмассовый каркас имеет выводы для восьми обмоток.

Сборка трансформатора осуществляется с помощью специальных крепежных пружин. Следует обратить особое внимание на тщательность изоляции каждого слоя обмоток с помощью лакоткани, а между обмотками I, II и остальными обмотками следует проложить несколько слоев лакоткани, обеспечив надежную изоляцию выходной части схемы от сетевой. Обмотки следует наматывать способом «виток к витку», не перекручивая провода. Естественно, не следует допускать перехлеста проводов соседних витков и петель. Намоточные данные трансформатора приведены в табл. 5.5.

Выходная часть блока питания представлена на рис.1 Она гальванически развязана от входной части и включает в себя три функционально идентичных блока, состоящих из выпрямителя, LC-фильтра и линейного стабилизатора. Первый блок - стабилизатор на 5 В (5 А) - выполнен на ИМС линейного стабилизатора А2 SD1083/84 (DV, LT). Эта микросхема имеет схему включения, корпус и параметры, аналогичные МС KPI42EH12, однако рабочий ток составляет 7,5 А для SD1083 и 5 А для SD1084.

Второй блок - стабилизатор +12/15 В (1 А) - выполнен на ИМС линейного стабилизатора A3 7812 (12 В) или 7815 (15 В). Отечественные аналоги этих ИМС - КР142ЕН8 с соответствующими буквами (Б, В), а также Kl 157EH12/15. Третий блок - стабилизатор -12/15 В (1 А) - выполнен на ИМС линейного стабилизатора А4 7912 (12 В) или 7915 (15 В). Отечественные аналоги этих ИМС - K1162EH12J5.

Резисторы R14, R17, R18 необходимы для гашения излишнего напряжения на холостом ходу. Конденсаторы С12, С20, С25 выбраны с запасом по напряжению ввиду возможного возрастания напряжения на холостом ходу. Рекомендуется использовать конденсаторы С17, С18, С23, С28 типа К53-1А или К53-4А. Все ИМС устанавливаются на индивидуальные пластинчатые радиаторы с площадью не менее 5 см2.

Таблица 5.5

Конструктивно блок питания выполнен в виде одной односторонней печатной платы, установленной в корпус от блока питания персонального компьютера. Вентилятор и входные сетевые разъемы используются по назначению. Вентилятор подключен к стабилизатору + 12/15 В, хотя возможно сделать дополнительный выпрямитель или стабилизатор на +12 В без особой фильтрации.

Все радиаторы установлены вертикально, перпендикулярно выходящему через вентилятор воздушному потоку. К выходам стабилизаторов подключены по четыре провода длиной 30...45 мм, каждый комплект выходных проводов обжат специальными пластиковыми зажимами-ремешками в отдельный жгут и оснащен разъемом того же типа, который используется в персональном компьютере для подключения различных периферийных устройств.

Параметры стабилизации определяются параметрами ИМС стабилизаторов. Напряжения пульсаций определяются параметрами самого преобразователя и составляют примерно 0,05% для каждого стабилизатора.

Рассмотрим как сделать схему преобразователя для питания сверхъяркого светодиода. Такая схема может стать хорошим стартом для практического изучения электроники. На основе этого преобразователя в дальнейшем соберем своими руками несколько интересных и полезных электронных самоделок.

Как сделать преобразователь напряжения своими руками

Первая трудность в сборке схемы это приобретение ферритового кольца. Ферритовые кольца неотъемлемая часть устройств с импульсными источниками питания (компьютеры, телевизоры, мониторы, видеомагнитофоны и т.д.) Найти такую старую или сломанную технику не составит труда. Например, несколько колец можно найти в блоке питания компьютера в дросселях фильтра питания. Дроссели удаляются с платы, обмотки демонтируются освобождая ферритовое кольцо.

Блок питания компьютера

Добытые дроссели

Вторая трудность в сборке схемы это поиск обмоточного провода. Провод также легко доступен, два куска провода в изоляции легко добыть из сетевого интернет кабеля типа UTP, двух проводков длиной 0,5-1 м вполне хватит.

Кусок кабеля UTP

Проводники для намотки

Радиодетали, также выпаиваются из устаревшей или неисправной техники. Необходимо одно сопротивление номиналом 300 Ом — 10 кОм, любой транзистор n-p-n структуры и конечно светодиод. Цоколевку транзистора определяем задав в поисковике запрос «маркировка транзистора datashit». Допустимо установить в схему транзисторы структуры p-n-p, но для этого необходимо будет поменять полярность питания схемы и светодиода.

Сборка тороидального трансформатора показана на видео. Обмотки наматывается своими руками сразу в два провода. Средняя точка формируется соединением начала одной обмотки с концом другой. Смотри фото. Количество витков 10-30 витков.

Намотка проводов

Обмотки трансформатора

Формирование средней точки

Правильно собранная схема начинает работать сразу. Применение тороидального трансформатора, по сравнению со схемой , резко повышает КПД и экономичность схемы преобразователя. Преобразователь запустится даже при подаче напряжения 0,3 вольта(!) и выдаст напряжение для работы светодиода 2,5-3 Вольта. Если есть вопросы — спрашивайте!

16-03-2015

UC3842

Ржевский Александр

Простой импульсный стабилизатор напряжения с защитой от перегрузок и короткого замыкания для зарядки аккумуляторных батарей большой емкости (от 55 ампер·часов) можно изготовить из распространенных радиодеталей, демонтированных из старых компьютерных мониторов и блоков питания. Особенностью предлагаемого стабилизатора является высокий КПД и, как следствие, минимальный нагрев компонентов. Принципиальная схема устройства изображена на Рисунке 1.

Стабилизатор основан на микросхеме ШИМ-модулятора в стандартной схеме включения с транзисторным инвертором в цепи обратной связи. Для более надежного управления MOSFET в схему добавлен транзисторный драйвер, способствующий ускоренному разряду емкости затвора при коммутации больших импульсных токов.

Защита от перегрузки по току построена стандартным образом. Датчиком тока служит резистор R9 сопротивлением 0.1 Ом.

Цепь защиты от короткого замыкания выделена на схеме синим цветом. При эксплуатации стабилизатора выяснилось, что при коротком замыкании выхода начинает греться и выходит из строя, если не устранить замыкание, диод 16C40. Для защиты диода от перегрева применена блокировка микросхемы модулятора с определенной временной задержкой. В случае короткого замыкания начинает заряжаться конденсатор С6, и примерно через 4 секунды открывается транзистор, блокирующий работу микросхемы по выводу 3. Для перезапуска стабилизатора нужно устранить короткое замыкание и кратковременно отключить его от питания.

Выходное напряжение регулируется подстроечным резистором R7. Расширить диапазон регулирования можно увеличением сопротивления резистора R6.

Подробнее о конструкции

Дроссель намотан на кольцевом магнитопроводе желтого цвета, демонтированном из компьютерного блока питания. Содержит 28 витков провода ПЭЛ-0.8. При токе 5 А нагревается до 40 градусов. Во избежание тресков и свиста обмотки следует пропитать суперклеем.

Резистор R9 намотан из нихромовой проволоки диаметром 0.7 мм длиной 60 мм. Края проволоки зачищены, обвиты медным проводом 0.8 мм по 3 витка с шагом 0.2 мм, обжаты плоскогубцами и запаяны. При токе 5 А резистор нагревается до 60 градусов.

На Рисунке 2 изображена печатная плата устройства (без цепи защиты диода). Транзистор и диод паяются на медь со стороны проводников, которая вместе с основанием платы и выполняет функцию их радиаторов, а с противоположной стороны крепится дроссель.

Печатная плата показана со стороны пайки. Использованы следующие цветовые обозначения:

• зеленый - дорожки меди,
• синий - расположение элементов,
• белый - маркировка элементов схемы,
• желтый - перемычки.

Исполнение: PDIP8. Current Mode PWM Controller Тип корпуса: PDIP-8 Топология: Boost, Buck, Flyback, Forward Режим управления: Current Частота...

• ... 1. предлагаю автору пересмотреть голубой участок схеми 2. на лапу 6 поставить 10-12к 3. на затвор зенер в 10 в 4. для плавности хода последовательно Р7 подсоединить 5к...
• Короткое замыкание является перегрузкой по току? Для чего тогда добавлено "синим цветом", если есть R9 ? Я понимаю, что при КЗ нагрузкой подключается индуктивность, и обратными токами шунтируется через нагреваемый диод. Но зачем тогда R9 ... да и регулировать надо в основном не напругу, а ток...
• Я так понимаю... синяя схема для установки начального выходного напряжения, а R9 ... защита по току... просто всё заведено на один вход... и как стабильно будет работать... вопрос...
• В статье же написано
• Хочу поблагодарить автора за идею использования такой класной ИМС в устройствах такого плана. Позвольте маленькие замечания, на мой взгляд:мне кажется, ключ который стоит на разряд емкости затвора не нужен. Ток коллектора 361 - 250 мА, а 3842(согласно datasheet Io= +-1А) если бы использовать 34063 тогда обязательно нужно. Управление выходным напряжением лучше реализовать на токовом зеркале, правда хлопотно в настроке, можно просто поставить преобразователь напряжения в ток: т.е. вцепь эмитера того же по схеме 361 включить резистор 12к(например), базу через 33-51Ом соединить на выход. т.о на эмитере будет выходное Uвых источника. Ток коллектора будет Ik = Uвых/12к. Остается подсчитать Uвх=1mA.
• Боже мой как все запущенно. Я могу создать на базе шим контроллера UC3842 усилитель класса D, а с усилителя параметрический стабилизатор, но с головой пока еще дружу
• всем привет. интересно кому нужна эта крайне запутаная и криво - вывернутая схема. кто ее видит и немного разбираеться наверное прибывает в шоке. не нужен там доп транзистор он слабый микра 1ампер выход -уже писали сам транзистор эн -канал надо ставить на плюс как и везде в дс -дс понищалках. для частоты этой витком мало в два раза или на 10витков больше примерно для кольца 23.5мм если 27мм то может инорма. почемуто тоже не где не сказано про диаметр ферита жолтого.что залюди - так добрей мир не получиться каждый кто захочит повторить эту схему запариться и будет прибывать 1-2 месяца без настроения и все потом бросит неполучив минимальног удовлетворения пока ее будет собирать и еще подпитка нужна на 3 ногу то не запуститься. также на первой ноге можно сделать плавный старт нужно 3 детали -есть в пдефах. будьте добрей и хлам из кита нам будет не нужен он часто летит и н еремонтопригоден так как все детали у них косячные -поверьте и как правило затерты названия чипов.
• неужели нету негде на форумах реально рабочей схемы дс дс понижалки что этоо секретная штука какаято давайте обсуждать реально рабочую схему- в студию
• Так она напряжение на выходе не контролирует по вашему... и начальный порог срабатывания не задаёт? ... :mad: Не всё что пишут на санной упряжке... правда... :p
• Есть: http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=77467 http://kazus.ru/forums/showthread.php?p=137986 http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=11&t=39128 Но не для столь безграмотных. Ибо "мизера парами ходят"...
• пожалуйста переведите высказывание для неграмотных - Ибо "мизера парами ходят" - вы очень умный человек а многие тут бывают и негамотные заходят. и зачем вы дали 3 ссылки про атх ибп на тл494 -не потеме тут речь идет про железный трансформатор и стаб вроде обсуждаем дс дс стабтилизатор понижалку на вс3843- 42 .я просто сказал что я не собираюсь покупать киты зы 700-1000ре с затертыми редкими микросхемами.а тут 3843 10апер как скуста да даже 6ампер хватит для мощьного компа.плюс железный транс нефонит и недает помех как ибп атх на 494 если конечто правильно платка разведена стаба. пусть жележо будет кушать больше на 20ват но и нормуль.еще понял что человеку когда нечего сказать в ответ то он пишет поговорками. правду же я написал про эту схему и многие это понимают.
• может кому пригодиться прога для расчета дросселя жолтого-белого кольца в инете на форумах везде -показывает при расчете бяку витков в два раза больше и индуктивность дросселя тоже сравнивал со своим дс дс платой фирмы компад извесная и качественная из сторья нашол и спецом разнюхал это. но может я путаю с частотой ср -цепю. и микра непомню какая стояла 3843 90 проц заполнения или 3845 вроде 50 проц - меня направте кто знает какя микра должна стоять в дс дс понижалке -с 50 процентным заполнением синусоиды шима или 90. знаю только что питание полевиков которые на плате компад прим 12волт. то какую микру ставить из двух с напругой старта 8.4в. :confused:
• 1 Синяя схема для любителей проверки выходного напряжения путем короткого замыкания выхода (если искрит то работает). 2 Был случай что, в момент зарядки расплавилась изоляция провода соединявшего АКБ и зарядку. Произошло КЗ и как на зло провода слиплись, со стороны АКБ расплавились, а со стороны зарядки осталось КЗ. Если есть гарантия избежать приведенные случаи, то синяя вставка не нужна вовсе. Если гарантируется скваженность до 50% то 315 в затворе не нужен. Но это условие не выполнимо в начальное время заряда АКБ.

Микросхемы ШИМ-контроллера ka3842 или UC3842 (uc2842) является самой распространенной при построении блоков питания для бытовой и компьютерной техники, часто используется для управления ключевым транзистором в импульсных блоках питания.

Принцип работы микросхем ka3842, UC3842, UC2842

Микросхема 3842 или 2842 представляет собой ШИМ - Широтно-импульсная модуляция (ШИМ, англ. pulse-width modulation (PWM)) преобразователь, в основном применяется для работы в режиме DC-DC(преобразовывает постоянное напряжение одной величины в постоянное напряжение другой) преобразователя.

Рассмотрим структурную схему микросхем 3842 и 2842 серий:
На 7 вывод микросхемы подается напряжение питания в диапазоне от 16 Вольт до 34. Микросхема имеет встроенный триггер Шмидта (UVLO), который включает микросхему, если напряжение питания превышает 16 Вольт, и выключает если напряжение питания по каким-либо причинам станет ниже 10 Вольт. Микросхемы 3842 и 2842 серий также обладает защитой от перенапряжения: если напряжение питания превысит 34 Вольта, микросхема отключится. Для стабилизации частоты генерации импульсов микросхема имеет внутри свой собственный 5 вольтовый стабилизатор напряжения выход которого подключен к выводу 8 микросхемы. Вывод 5 масса (земля). На 4 выводе задается частота импульсов. Достигается это резистором R T и конденсатором C T подключенных к 4 выв. - смотрите типовую схему включения ниже.

6 вывод – выход ШИМ импульсов. 1 вывод микросхемы 3842 служит для обратной связи, если на 1 выв. напряжение занизить ниже 1 Вольта, то на выходе (6 выв.) микросхемы будет уменьшаться длительность импульсов, тем самым уменьшая мощность шим преобразователя. 2 вывод микросхемы, как и первый, служит для уменьшения длительности импульсов на выходе, если напряжение на выводе 2 выше +2,5 Вольт, то длительность импульсов уменьшится, что в свою очередь снизит выдаваемую мощность.

Микросхему с наименованием UC3842 кроме UNITRODE выпускают фирмы ST и TEXAS INSTRUMENTS, аналогами этой микросхемы являются: DBL3842 фирмы DAEWOO, SG3842 фирмы MICROSEMI/LINFINITY, KIA3842 фирмы КЕС, GL3842 фирмы LG, а также микросхемы других фирм с различными литерами (AS, МС, IP и др.) и цифровым индексом 3842.

Схема импульсного блок питания на базе ШИМ-контроллера UC3842

Принципиальная схема 60 Ваттного импулсного блока питания на базе ШИМ-контролера UC3842 и силовом ключе на полевом транзисторе 3N80.

Микросхема ШИМ-контроллера UC3842 - полный datasheet с возможностью скачать бесплатно в pdf формате или смотреть в онлайн справочнике по электронным компонентам на сайт