V napájacích zdrojoch (PS) sú regulátory PWM spárované s referenčným tranzistorom s efektom poľa široko používané nielen v televízoroch, ale aj v iných elektronických zariadeniach, vrátane DVD, prijímačov atď. Majú rovnaký princíp fungovania, spôsob opravy je tiež rovnaký, iba schémy sú odlišné.
Navrhovanou technikou je kontrola a oprava samotného generátora PWM. Ako základ zoberiem TV IP HORIZONT 14A01, šasi ShchTsT-739M1, PWM ovládač UC3842AN.
Zdroj možno rozdeliť zhruba na tri časti:
a) generátor PWM
b) výkonová časť primárnych okruhov IP
c) sekundárne napájacie obvody
Takže, PWM UC3842AN.
Napájací obvod mikroobvodu je štandardný, ale sú tu určité jemnosti.
V momente zapnutia sa 300 voltov cez R808 dodáva do 7. vetvy mikroobvodu. Mikroobvod sa spustí a odošle impulzy do tranzistora s efektom poľa. Zvláštnosťou tohto mikroobvodu je však to, že jeho štartovacie napätie je vyššie, v našom prípade o 2 volty, ako prevádzkové napätie. A odpor R808 je navrhnutý tak, že na 7. vetve mikroobvodu je pri absencii nabíjania z TPI (v našom prípade z 3. vetvy TPI cez VD806) pracovné napätie, ale nie štartovacie napätie! To znamená, že ak sa IP nespustí alebo prejde do ochrany, nedochádza k dobíjaniu z VD806 a mikroobvod nevytvára impulzy.
Takže, ak je IP nestabilná alebo sa nespustí alebo produkuje nízke napätie, prvá vec, ktorú musíte urobiť, je zmerať napätie na 7. vetve; ak je nižšie ako pracovné (12-12,5 voltov), potom by C816 mal byť nahradený. Ak nie je napätie, R808 je rozbitý alebo je chybný mikroobvod.
Ďalej. V prípade iných porúch, najmä ak tranzistor s efektom poľa zlyhá alebo sa nespustí.
Aby ste eliminovali vplyv výkonovej časti na samotnú PWM, stačí odspájkovať referenčný tranzistor VT800 a môžete skontrolovať a opraviť generátor so zapnutým napätím, bez obáv zo zlyhania ostatných prvkov napájacieho zdroja a zvyšku. okruhu.
Na základe výsledkov merania napájacieho napätia a výstupu na tranzistor s efektom poľa je možné takmer 100% posúdiť použiteľnosť mikroobvodu.
Pomocou prístroja meriame napätie na 7. nohe. Na ukazovateli je všetko veľmi dobre viditeľné. Ihla z 12 voltov by mala skočiť na 14. Ak áno, potom je napájanie v poriadku. Ak nie, potom je opäť chybný C816 alebo R808 alebo rovnaký čip. Akonáhle je napätie na 7. vetve normálne, mali by ste zmerať napätie na 6. vetve, toto je výstup cez R816 do tranzistora s efektom poľa. Ak sa ihla trhne na hranici 1-2-2,5 voltov, potom generátor PWM funguje na 99%. Tranzistor s efektom poľa je prispájkovaný späť av prípade potreby sa IP ďalej opraví.
Varianty tohto IO vyrábané rôznymi výrobcami sa môžu líšiť v prefixoch, ale vždy obsahujú jadro 3842, 3843, 3844.
Mikroobvod je dostupný v balíkoch SOIC-8 a SOIC-14, ale v drvivej väčšine prípadov je v balíku DIP-8 modifikácia. Na obr. 1 znázorňuje pinout a obr. 2 - jeho bloková schéma a typický IP diagram. Čísla kolíkov sú uvedené pre obaly s ôsmimi kolíkmi, čísla kolíkov pre obal SOIC-14 sú uvedené v zátvorkách. Treba poznamenať, že medzi týmito dvoma návrhmi IC sú menšie rozdiely. Verzia v balení SOIC-14 má teda oddelené napájacie a uzemňovacie piny pre koncový stupeň.
Mikroobvod uc3843 je určený na vybudovanie na jeho základe stabilizovaných pulzných zdrojov s pulznou šírkovou moduláciou (PWM). Pretože výkon výstupného stupňa integrovaného obvodu je relatívne malý a amplitúda výstupného signálu môže dosiahnuť napájacie napätie mikroobvodu, spolu s týmto integrovaným obvodom sa ako spínač používa n-kanálový tranzistor MOS.
Ryža. 1. Pinout čipu UC3843
Priradenie pinov IC pre balík DIP.
1. Porov: Tento kolík je pripojený k výstupu zosilňovača chyby kompenzácie. Pre normálnu činnosť IO je potrebné kompenzovať frekvenčnú odozvu chybového zosilňovača, na tento účel sa na uvedený pin zvyčajne pripojí kondenzátor s kapacitou asi 100 pF, ktorého druhá svorka je pripojená na kolík 2 integrovaného obvodu.
2. Vfb: Vstup spätnej väzby. Napätie na tomto kolíku sa porovnáva s referenčným napätím generovaným vo vnútri IC. Výsledok porovnania moduluje pracovný cyklus výstupných impulzov, čím sa stabilizuje výstupné napätie IP.
3. C/S: Signál obmedzenia prúdu. Tento kolík musí byť pripojený k odporu v zdrojovom obvode spínacieho tranzistora (CT). Keď sa prúd cez CT zvýši (napríklad v prípade preťaženia IP), napätie na tomto rezistore sa zvýši a po dosiahnutí prahovej hodnoty zastaví činnosť IC a prevedie CT do uzavretého stavu. .
4. Rt/Ct: výstup určený na pripojenie časovacieho RC obvodu. Pracovná frekvencia interného oscilátora sa nastavuje pripojením odporu R k referenčnému napätiu Vref a kondenzátora C (zvyčajne asi 3000 pF) k spoločnému. Túto frekvenciu je možné meniť v pomerne širokom rozsahu, zhora je obmedzená rýchlosťou CT a zdola výkonom pulzného transformátora, ktorý klesá s klesajúcou frekvenciou. V praxi sa frekvencia volí v rozsahu 35...85 kHz, niekedy však IP funguje úplne normálne na výrazne vyššej alebo výrazne nižšej frekvencii. Je potrebné poznamenať, že ako časovací kondenzátor by sa mal použiť kondenzátor s čo najvyšším odporom voči jednosmernému prúdu. V praxi autora sa vyskytli prípady integrovaných obvodov, ktoré sa vo všeobecnosti odmietli spustiť pri použití určitých typov keramických kondenzátorov ako časovacieho zariadenia.
5.Gnd: všeobecný záver. Treba poznamenať, že spoločný vodič napájacieho zdroja by v žiadnom prípade nemal byť pripojený k spoločnému vodiču zariadenia, v ktorom sa používa.
6.Von: Výstup IC, pripojený k hradlu CT cez odpor alebo paralelne pripojený odpor a diódu (anóda k hradlu).
7.Vcc: Vstup napájania IC. Príslušný IC má niektoré veľmi významné vlastnosti súvisiace s výkonom, ktoré budú vysvetlené pri zvažovaní typického spínacieho obvodu IC.
8. Vref: Interný referenčný napäťový výstup, jeho výstupný prúd je do 50mA, napätie je 5V.
Zdroj referenčného napätia sa používa na pripojenie jedného z ramien odporového deliča, určeného na rýchle nastavenie výstupného napätia IP, ako aj na pripojenie časovacieho odporu.
Pozrime sa teraz na typický obvod pripojenia IC znázornený na obr. 2.
Ryža. 2. Typická schéma zapojenia pre UC3843
Ako je zrejmé zo schémy zapojenia, zdroj je navrhnutý pre sieťové napätie 115 V. Nepochybnou výhodou tohto typu zdroja je, že s minimálnymi úpravami ho možno použiť v sieti s napätím 220 V, stačí ti:
* vymeňte diódový mostík pripojený na vstupe zdroja za podobný, ale so spätným napätím 400 V;
* vymeňte elektrolytický kondenzátor výkonového filtra, zapojený za diódový mostík, za kondenzátor rovnakej kapacity, ale s prevádzkovým napätím 400 V;
* zvýšte hodnotu odporu R2 na 75...80 kOhm;
* skontrolujte na TP prípustné napätie odber-zdroj, ktoré musí byť aspoň 600 V. Spravidla sa aj v napájacích zdrojoch určených na prevádzku v sieti 115 V používajú TP schopné prevádzky v sieti 220 V, ale samozrejme su mozne vynimky. Ak je potrebné CT vymeniť, autor odporúča BUZ90.
Ako už bolo spomenuté, IC má niektoré funkcie súvisiace s jeho napájaním. Poďme sa na ne pozrieť bližšie. V prvom momente po pripojení IP k sieti interný generátor IC ešte nefunguje a v tomto režime spotrebúva veľmi málo prúdu z napájacích obvodov. Na napájanie integrovaného obvodu v tomto režime postačuje napätie získané z rezistora R2 a akumulované na kondenzátore C2. Keď napätie na týchto kondenzátoroch dosiahne 16...18 V, spustí sa IC generátor a začne generovať riadiace impulzy CT na výstupe. Na sekundárnych vinutiach transformátora T1 vrátane vinutí 3-4 sa objavuje napätie. Toto napätie je usmernené pulznou diódou D3, filtrované kondenzátorom C3 a privádzané do napájacieho obvodu IC cez diódu D2. Spravidla je v silovom obvode zahrnutá zenerova dióda D1, ktorá obmedzuje napätie na 18...22 V. Po prechode IO do prevádzkového režimu začne sledovať zmeny svojho napájacieho napätia, ktoré je napájané cez el. delič R3, R4 na spätnoväzbový vstup Vfb. Stabilizáciou vlastného napájacieho napätia IC v skutočnosti stabilizuje všetky ostatné napätia odstránené zo sekundárnych vinutí impulzného transformátora.
Keď dôjde ku skratom v obvodoch sekundárnych vinutí, napríklad v dôsledku rozpadu elektrolytických kondenzátorov alebo diód, energetické straty v impulznom transformátore sa prudko zvýšia. Výsledkom je, že napätie získané z vinutia 3-4 nestačí na udržanie normálnej prevádzky IC. Vnútorný oscilátor sa vypne, na výstupe IC sa objaví nízke napätie, ktoré prepne CT do uzavretého stavu a mikroobvod je opäť v režime nízkej spotreby. Po určitom čase sa jeho napájacie napätie zvýši na úroveň dostatočnú na spustenie interného generátora a proces sa opakuje. V tomto prípade sa z transformátora ozývajú charakteristické kliknutia (kliknutia), ktorých doba opakovania je určená hodnotami kondenzátora C2 a odporu R2.
Pri opravách napájacích zdrojov niekedy nastanú situácie, keď sa z transformátora ozve charakteristický zvuk cvakania, ale dôkladná kontrola sekundárnych obvodov ukazuje, že v nich nie je skrat. V tomto prípade musíte skontrolovať napájacie obvody samotného IC. Napríklad v praxi autora sa vyskytli prípady, keď bol kondenzátor C3 rozbitý. Bežnou príčinou tohto správania sa napájacieho zdroja je prerušenie usmerňovacej diódy D3 alebo oddeľovacej diódy D2.
Keď sa výkonný CT pokazí, zvyčajne sa musí vymeniť spolu s IC. Faktom je, že brána CT je pripojená k výstupu IC cez odpor s veľmi malou hodnotou a keď sa CT rozpadne, vysoké napätie z primárneho vinutia transformátora dosiahne výstup IC. Autor kategoricky odporúča v prípade poruchy CT vymeniť ho spolu s IC, našťastie je jeho cena nízka. V opačnom prípade hrozí „zabitie“ nového CT, pretože ak je na jeho bráne dlhodobo prítomné vysoké napätie z pokazeného výstupu IC, zlyhá v dôsledku prehriatia.
Boli zaznamenané niektoré ďalšie vlastnosti tohto IC. Najmä pri poruche CT rezistor R10 v zdrojovom obvode veľmi často vyhorí. Pri výmene tohto odporu by ste sa mali držať hodnoty 0,33...0,5 Ohm. Precenenie hodnoty odporu je obzvlášť nebezpečné. V tomto prípade, ako ukázala prax, pri prvom pripojení napájacieho zdroja k sieti zlyhá mikroobvod aj tranzistor.
V niektorých prípadoch dochádza k poruche IP v dôsledku poruchy zenerovej diódy D1 v napájacom obvode IC. V tomto prípade IC a CT spravidla zostávajú prevádzkyschopné, je potrebné iba vymeniť zenerovu diódu. Ak sa zenerova dióda rozbije, samotný IC aj CT často zlyhajú. Na výmenu autor odporúča použiť domáce zenerove diódy KS522 v kovovom puzdre. Po vyhryznutí alebo odstránení chybnej štandardnej zenerovej diódy môžete KS522 prispájkovať anódou na kolík 5 integrovaného obvodu a katódu na kolík 7 integrovaného obvodu. Po takejto výmene sa už spravidla nevyskytujú podobné poruchy.
Mali by ste venovať pozornosť použiteľnosti potenciometra používaného na nastavenie výstupného napätia IP, ak je v obvode. Nie je vo vyššie uvedenom diagrame, ale nie je ťažké ho zaviesť pripojením odporov R3 a R4 do medzery. Pin 2 integrovaného obvodu musí byť pripojený k motoru tohto potenciometra. Podotýkam, že v niektorých prípadoch je takáto úprava jednoducho nevyhnutná. Niekedy sa po výmene IC výstupné napätie napájacieho zdroja ukáže ako príliš vysoké alebo príliš nízke a nedochádza k žiadnemu nastaveniu. V tomto prípade môžete buď zapnúť potenciometer, ako je uvedené vyššie, alebo zvoliť hodnotu odporu R3.
Podľa pozorovania autora, ak sa v IP používajú kvalitné komponenty a nie je prevádzkovaný v extrémnych podmienkach, jeho spoľahlivosť je pomerne vysoká. V niektorých prípadoch môže byť spoľahlivosť napájacieho zdroja zvýšená použitím odporu R1 s o niečo väčšou hodnotou, napríklad 10...15 Ohmov. V tomto prípade prechodné procesy pri zapnutí napájania prebiehajú oveľa pokojnejšie. Vo video monitoroch a televízoroch sa to musí robiť bez ovplyvnenia demagnetizačného obvodu kineskopu, t.j. odpor nesmie byť za žiadnych okolností pripojený k prerušeniu všeobecného napájacieho obvodu, ale iba k pripájaciemu obvodu samotného napájacieho zdroja.
Datasheet si môžete stiahnuť na uc3843
PWM UC3842AN
UC3842 je obvod regulátora PWM s prúdovou a napäťovou spätnou väzbou na ovládanie kľúčového stupňa n-kanálového MOSFETu, ktorý zabezpečuje vybitie jeho vstupnej kapacity vynúteným prúdom až 0,7A. Čip ovládača SMPS pozostáva zo série čipov ovládača PWM UC384X (UC3843, UC3844, UC3845). Jadro UC3842 je špeciálne navrhnuté pre dlhodobú prevádzku s minimálnym počtom externých diskrétnych komponentov. Regulátor UC3842 PWM ponúka presné riadenie pracovného cyklu, teplotnú kompenzáciu a má nízku cenu. Špeciálnou vlastnosťou UC3842 je jeho schopnosť pracovať v rámci 100 % pracovného cyklu (napríklad UC3844 pracuje s pracovným cyklom až 50 %). Domácim analógom UC3842 je 1114EU7. Napájacie zdroje vyrobené na čipe UC3842 sa vyznačujú zvýšenou spoľahlivosťou a jednoduchosťou implementácie.
Ryža. Tabuľka štandardných hodnotení.
Táto tabuľka poskytuje úplný obraz o rozdieloch medzi mikroobvodmi UC3842, UC3843, UC3844, UC3845.
Všeobecný popis.
Pre tých, ktorí sa chcú hlbšie zoznámiť s regulátormi PWM série UC384X, odporúčame nasledujúci materiál.
- Datasheet UC3842B (stiahnuť)
- Technický list 1114EU7 domáci analóg mikroobvodu UC3842A (stiahnuť).
- Článok "Flyback converter", Dmitrij Makashev (stiahnuť).
- Popis činnosti regulátorov PWM série UCX84X (na stiahnutie).
- Článok "Evolúcia flyback spínaných zdrojov", S. Kosenko (stiahnuť). Článok bol uverejnený v časopise „Rádio“ č.7-9 za rok 2002.
Dokument od STC SIT, najúspešnejší popis v ruštine pre PWM UC3845 (K1033EU16), sa dôrazne odporúča na preskúmanie. (Stiahnuť ▼).
Rozdiel medzi čipmi UC3842A a UC3842B je v tom, že A spotrebúva menej prúdu až do spustenia.
UC3842 má dve možnosti puzdra: 8pin a 14pin, piny týchto verzií sú výrazne odlišné. V nasledujúcom texte sa bude brať do úvahy iba možnosť 8pinového krytu.
Zjednodušená bloková schéma je potrebná na pochopenie princípu činnosti regulátora PWM.
Ryža. Bloková schéma UC3842
Na diagnostiku a kontrolu výkonu mikroobvodu je potrebná bloková schéma v podrobnejšej verzii. Keďže uvažujeme o 8pinovom dizajne, Vc je 7pin, PGND je 5pin.
Ryža. Bloková schéma UC3842 (podrobná verzia)
Ryža. Pinout UC3842
Tu by mal byť materiál o priradení pinov, ale oveľa pohodlnejšie je prečítať si a pozrieť si praktickú schému zapojenia regulátora UC3842 PWM. Diagram je nakreslený tak dobre, že je oveľa jednoduchšie pochopiť účel kolíkov mikroobvodu.
Ryža. Schéma zapojenia UC3842 na príklade napájacieho zdroja pre TV
1. Porov:( rusky Oprava) chyba výstup zosilňovača. Pre normálnu činnosť PWM regulátora je potrebné kompenzovať frekvenčnú odozvu chybového zosilňovača, za týmto účelom sa na uvedený pin zvyčajne pripája kondenzátor s kapacitou asi 100 pF, ktorého druhý pin je pripojený na kolík 2 integrovaného obvodu. Ak sa napätie na tomto kolíku zníži pod 1 volt, trvanie impulzu na výstupe 6 mikroobvodu sa zníži, čím sa zníži výkon tohto regulátora PWM.
2. Vfb: (ruština) Napätie spätnej väzby) vstup spätnej väzby. Napätie na tomto kolíku sa porovnáva s referenčným napätím generovaným vo vnútri regulátora UC3842 PWM. Výsledok porovnania moduluje pracovný cyklus výstupných impulzov, výsledkom čoho je stabilizácia výstupného napätia napájacieho zdroja. Formálne druhý kolík slúži na skrátenie trvania výstupných impulzov, ak je aplikovaný nad +2,5 V, impulzy sa skrátia a mikroobvod zníži výstupný výkon.
3. C/S: (druhé označenie cítim) (ruština) Aktuálna spätná väzba) signál obmedzenia prúdu. Tento kolík musí byť pripojený k odporu v zdrojovom obvode spínacieho tranzistora. Keď je tranzistor MOS preťažený, napätie na odpore sa zvyšuje a keď je dosiahnutá určitá prahová hodnota, UC3842A prestane fungovať a uzavrie výstupný tranzistor. Jednoducho povedané, kolík slúži na vypnutie impulzu na výstupe, keď je naň privedené napätie nad 1 volt.
4. Rt/Ct: (ruština) Nastavenie frekvencie) zapojenie časovacieho RC obvodu potrebného na nastavenie frekvencie vnútorného oscilátora. R je pripojený k Vref - referenčné napätie a C je pripojený k spoločnému vodiču (zvyčajne sa volí niekoľko desiatok nF). Túto frekvenciu je možné meniť v pomerne širokom rozsahu, zhora je obmedzená rýchlosťou kľúčového tranzistora a zdola výkonom pulzného transformátora, ktorý klesá s klesajúcou frekvenciou. V praxi sa frekvencia volí v rozsahu 35...85 kHz, ale niekedy napájanie funguje úplne normálne na oveľa vyššej alebo oveľa nižšej frekvencii.
Pre časovací RC obvod je lepšie opustiť keramické kondenzátory.
5.Gnd: (ruština) generál) všeobecný záver. Spoločná svorka by nemala byť pripojená k telu obvodu. Táto „horúca“ zem je pripojená k telu zariadenia cez pár kondenzátorov.
6.Von: (ruština) VÝCHOD) výstup regulátora PWM je pripojený k hradlu kľúčového tranzistora cez rezistor alebo paralelne zapojené rezistor a diódu (anóda k hradlu).
7.Vcc: (ruština) Výživa) príkon regulátora PWM, tento kolík mikroobvodu je napájaný napájacím napätím v rozsahu od 16 voltov do 34, upozorňujeme, že tento mikroobvod má zabudovanú Schmidtovu spúšť (UVLO), ktorá zapne mikroobvod, ak napájacie napätie presiahne 16 voltov, ak rovnaké napätie z nejakého dôvodu klesne pod 10 voltov (u ostatných mikroobvodov radu UC384X sa hodnoty ON/OFF môžu líšiť, pozri tabuľku typových hodnotení), dôjde k odpojeniu od napájacieho napätia. Mikroobvod má tiež ochranu proti prepätiu: ak napájacie napätie na ňom presiahne 34 voltov, mikroobvod sa vypne.
8. Vref: výstup interného zdroja referenčného napätia, jeho výstupný prúd je do 50 mA, napätie 5 V. Pripojený k jednému z ramien deliča slúži na rýchle nastavenie U výstupu celého zdroja.
Trochu teórie.
Vypnutie obvodu pri poklese vstupného napätia.
Ryža. Vypnutie obvodu pri poklese vstupného napätia.
Obvod uzamknutia pod napätím alebo obvod UVLO zaisťuje, že Vcc sa rovná napätiu, vďaka ktorému je UC384x plne funkčný na zapnutie koncového stupňa. Na obr. Ukazuje sa, že obvod UVLO má prahové napätie zapnutia a vypnutia 16 a 10. Hysterézia 6V zabraňuje náhodnému zapínaniu a vypínaniu napätia pri napájaní.
Generátor.
Ryža. Generátor UC3842.
Frekvenčný kondenzátor Ct sa nabíja z Vref (5V) cez frekvenčný nastavovací odpor Rt a vybíja sa interným zdrojom prúdu.
Čipy UC3844 a UC3845 majú zabudovaný spúšťač počítania, ktorý slúži na dosiahnutie maximálneho pracovného cyklu generátora 50 %. Preto musia byť generátory týchto mikroobvodov nastavené na spínaciu frekvenciu dvakrát vyššiu, ako je požadované. Čipové generátory UC3842 a UC3843 sú nastavené na požadovanú frekvenciu spínania. Maximálna pracovná frekvencia generátorov rodiny UC3842/3/4/5 môže dosiahnuť 500 kHz.
Čítací a obmedzujúci prúd.
Ryža. Organizácia aktuálnej spätnej väzby.
Premena prúdu na napätie sa vykonáva na externom rezistore Rs pripojenom k zemi. RC filter na potlačenie emisií výstupného spínača. Invertujúci vstup komparátora so snímaním prúdu UC3842 je vnútorne predpätý 1V. Obmedzenie prúdu nastane, ak napätie na kolíku 3 dosiahne túto prahovú hodnotu.
Chybový zosilňovač signálu.
Ryža. Bloková schéma zosilňovača chybového signálu.
Neinvertujúci chybový vstup nemá samostatný výstup a je vnútorne predpätý 2,5 V. Výstup zosilňovača chýb je pripojený na kolík 1 na pripojenie externého kompenzačného obvodu, čo umožňuje užívateľovi ovládať frekvenčnú odozvu uzavretej spätnoväzbovej slučky meniča.
Ryža. Schéma kompenzačného obvodu.
Kompenzačný obvod vhodný na stabilizáciu akéhokoľvek obvodu meniča s dodatočnou prúdovou spätnou väzbou, s výnimkou spätných a zosilňovacích meničov pracujúcich s indukčným prúdom.
Blokovacie metódy.
Existujú dva možné spôsoby blokovania čipu UC3842:
zvýšenie napätia na kolíku 3 nad úroveň 1 voltu,
alebo zvýšenie napätia na kolíku 1 na úroveň nepresahujúcu pokles napätia na dvoch diódach vzhľadom na potenciál zeme.
Každá z týchto metód vedie k nastaveniu vysokej úrovne logického napätia na výstupe PWM koparátora (bloková schéma). Keďže hlavným (predvoleným) stavom blokovania PWM je stav resetovania, výstup komparátora PWM bude udržiavaný na nízkej úrovni, kým sa stav kolíkov 1 a/alebo 3 nezmení v nasledujúcej perióde hodín (perioda, ktorá nasleduje po otázka).obdobie hodín, keď nastala situácia, ktorá si vyžiadala zablokovanie mikroobvodu).
Schéma zapojenia.
Najjednoduchšia schéma zapojenia regulátora UC3842 PWM je čisto akademického charakteru. Obvod je najjednoduchší generátor. Napriek svojej jednoduchosti táto schéma funguje.
Ryža. Najjednoduchšia schéma zapojenia 384x
Ako je zrejmé z diagramu, na fungovanie regulátora UC3842 PWM je potrebný iba RC obvod a napájanie.
Schéma zapojenia PWM regulátora PWM regulátora UC3842A na príklade TV zdroja.
Ryža. Schéma napájania pre UC3842A.
Schéma jasne a jednoducho znázorňuje použitie UC3842A v jednoduchom napájacom zdroji. Diagram bol mierne upravený, aby sa dal ľahšie čítať. Úplnú verziu obvodu nájdete v dokumente PDF "Napájanie 106 obvodov" Tovarnitsky N.I.
Schéma zapojenia PWM regulátora PWM regulátora UC3843 na príklade napájania smerovača D-Link, JTA0302E-E.
Ryža. Schéma napájania pre UC3843.
Obvod je síce vyrobený podľa štandardného zapojenia pre UC384X, avšak R4 (300k) a R5 (150) sú vyňaté z noriem. Úspešne, a čo je najdôležitejšie, však logicky pridelené obvody pomáhajú pochopiť princíp fungovania napájacieho zdroja.
Napájanie založené na regulátore UC3842 PWM. Diagram nie je určený na opakovanie, ale slúži len na informačné účely.
Ryža. Štandardná schéma zapojenia z údajového listu (schéma bola mierne upravená pre ľahšie pochopenie).
Oprava napájacieho zdroja UC384X na báze PWM.
Kontrola pomocou externého zdroja napájania.
Ryža. Simulácia činnosti PWM regulátora.
Prevádzka sa kontroluje bez odpájania mikroobvodu od napájacieho zdroja. Pred vykonaním diagnostiky je potrebné odpojiť napájanie zo siete 220V!
Z externého stabilizovaného napájacieho zdroja priveďte napätie na kolík 7 (Vcc) mikroobvodu s napätím vyšším ako je zapínacie napätie UVLO, vo všeobecnosti viac ako 17 V. V tomto prípade by mal fungovať regulátor UC384X PWM. Ak je napájacie napätie nižšie ako zapínacie napätie UVLO (16V/8,4V), mikroobvod sa nespustí. Viac o UVLO si môžete prečítať tu.
Kontrola internej referencie napätia.
VyšetrenieUVLO
Ak vám externý zdroj umožňuje regulovať napätie, potom je vhodné skontrolovať činnosť UVLO. Zmenou napätia na kolíku 7 (Vcc) v rozsahu napätia UVLO by sa referenčné napätie na kolíku 8 (Vref) = +5V nemalo zmeniť.
Neodporúča sa privádzať na kolík 7 (Vcc) napätie 34V alebo vyššie. Je možné, že v napájacom obvode regulátora UC384X PWM je ochranná zenerova dióda, potom sa neodporúča napájať túto zenerovu diódu nad prevádzkové napätie.
Kontrola činnosti generátora a vonkajších obvodov generátora.
Na kontrolu budete potrebovať osciloskop. Na kolíku 4 (Rt/Ct) by mala byť stabilná „píla“.
Kontrola výstupného riadiaceho signálu.
Na kontrolu budete potrebovať osciloskop. V ideálnom prípade by kolík 6 (Out) mal mať obdĺžnikové impulzy. Skúmaný obvod sa však môže líšiť od zobrazeného obvodu a potom bude potrebné vypnúť obvody externej spätnej väzby. Všeobecný princíp je znázornený na obr. – pri tejto aktivácii je zaručené spustenie regulátora UC384X PWM.
Ryža. Prevádzka UC384x s deaktivovanými spätnoväzbovými obvodmi.
Ryža. Príklad reálnych signálov pri simulácii činnosti PWM regulátora.
Ak sa zdroj s riadiacim PWM regulátorom ako UC384x nezapne alebo sa zapne s veľkým oneskorením, potom skontrolujte výmenou elektrolytického kondenzátora, ktorý filtruje napájanie (pin 7) tohto m/s. Je tiež potrebné skontrolovať prvky počiatočného štartovacieho obvodu (zvyčajne dva 33-100kOhm odpory zapojené do série).
Pri výmene výkonového (poľného) tranzistora v napájacej jednotke s riadením m/s 384x nezabudnite skontrolovať odpor, ktorý slúži ako prúdový snímač (umiestnený pri zdroji spínača s poľom). Zmenu jeho odporu pri nominálnom zlomku ohmu je veľmi ťažké zistiť bežným testerom! Zvýšenie odporu tohto odporu vedie k nesprávnemu fungovaniu prúdovej ochrany napájacej jednotky. V tomto prípade môžete veľmi dlho hľadať dôvody preťaženia zdroja v sekundárnych obvodoch, hoci tam vôbec nie sú.
Čip UC3842(UC3843)- je obvod PWM regulátora s prúdovou a napäťovou spätnou väzbou pre riadenie kľúčového stupňa na n-kanálovom MOS tranzistore, zabezpečujúci vybitie jeho vstupnej kapacity vynúteným prúdom až do 0,7A. Čip SMPS regulátor pozostáva zo série mikroobvodov UC384X (UC3843, UC3844, UC3845) PWM regulátory. Jadro UC3842špeciálne navrhnuté pre dlhodobú prevádzku s minimálnym počtom externých diskrétnych komponentov. PWM regulátor UC3842 Vyznačuje sa presnou kontrolou pracovného cyklu, teplotnou kompenzáciou a má nízku cenu. Funkcia UC3842 je schopnosť pracovať v rámci 100% pracovného cyklu (napr UC3844 pracuje s faktorom plnenia do 50 %). Domáci analóg UC3842 je 1114EU7. Napájacie zdroje vyrobené na mikroobvode UC3842 sa vyznačujú zvýšenou spoľahlivosťou a jednoduchosťou vykonávania.
Rozdiely v napájacom napätí medzi UC3842 a UC3843:
UC3842_________| 16 voltov / 10 voltov
UC3843_________| 8,4 V / 7,6 V
Rozdiely v pulznom pracovnom cykle:
UC3842, UC3843__| 0 % / 98 %
Tsokolevka UC3842(UC3843) znázornené na obr. 1
Najjednoduchšia schéma zapojenia je na obr. 2 
Čip radiča UC3842 PWM je najbežnejší v konštrukcii napájacích zdrojov monitorov. Okrem toho sa tieto mikroobvody používajú na zostavenie spínacích regulátorov napätia v horizontálnych snímacích jednotkách monitorov, čo sú vysokonapäťové stabilizátory a obvody na korekciu rastra. Čip UC3842 sa často používa na ovládanie kľúčového tranzistora v systémových napájacích zdrojoch (jednocyklových) a v napájacích zdrojoch pre tlačové zariadenia. Jedným slovom, tento článok bude zaujímať absolútne všetkých špecialistov tak či onak spojených s napájacími zdrojmi.
Porucha mikroobvodu UC 3842 sa v praxi vyskytuje pomerne často. Navyše, ako ukazujú štatistiky takýchto porúch, príčinou poruchy mikroobvodu je porucha výkonného tranzistora s efektom poľa, ktorý je riadený týmto mikroobvodom. Preto pri výmene výkonového tranzistora napájacieho zdroja v prípade poruchy sa dôrazne odporúča skontrolovať riadiaci čip UC 3842.
Existuje niekoľko metód na testovanie a diagnostiku mikroobvodu, ale najúčinnejšie a najjednoduchšie pre praktické použitie v zle vybavenej dielni je kontrola výstupného odporu a simulácia činnosti mikroobvodu pomocou externého zdroja energie.
Pre túto prácu budete potrebovať nasledujúce vybavenie:
Existujú dva hlavné spôsoby, ako skontrolovať zdravie mikroobvodu:
Funkčná schéma je znázornená na obr. 1 a umiestnenie a účel kontaktov na obr.
Kontrola výstupného odporu mikroobvodu
Veľmi presné informácie o zdravotnom stave mikroobvodu poskytuje jeho výstupný odpor, pretože pri poruchách výkonového tranzistora sa na výstupný stupeň mikroobvodu presne aplikuje vysokonapäťový impulz, čo v konečnom dôsledku spôsobí jeho poruchu.
Výstupná impedancia mikroobvodu musí byť nekonečne veľká, pretože jeho výstupným stupňom je kvázi doplnkový zosilňovač.
Výstupný odpor môžete skontrolovať ohmmetrom medzi kolíkmi 5 (GND) a 6 (OUT) mikroobvodu (obr. 3), pričom na polarite zapojenia meracieho zariadenia nezáleží. Je lepšie vykonať takéto meranie s prispájkovaným mikroobvodom. V prípade poruchy mikroobvodu sa tento odpor rovná niekoľkým ohmom.
Ak meriate výstupný odpor bez odspájkovania mikroobvodu, musíte najskôr odspájkovať chybný tranzistor, pretože v tomto prípade môže jeho zlomený prechod hradlo-zdroj „zazvoniť“. Okrem toho je potrebné vziať do úvahy, že obvod má zvyčajne zodpovedajúci odpor pripojený medzi výstup mikroobvodu a „puzdro“. Preto pri testovaní môže mať pracovný mikroobvod výstupný odpor. Zvyčajne to však nie je menej ako 1 kOhm.
Ak je teda výstupný odpor mikroobvodu veľmi malý alebo má hodnotu blízku nule, možno ho považovať za chybný.
Simulácia činnosti mikroobvodu
Táto kontrola sa vykonáva bez odspájkovania mikroobvodu od napájacieho zdroja. Pred vykonaním diagnostiky je potrebné vypnúť napájanie!
Podstatou testu je napájanie mikroobvodu z externého zdroja a analýza jeho charakteristických signálov (amplitúda a tvar) pomocou osciloskopu a voltmetra.
Prevádzkový postup zahŕňa nasledujúce kroky:
- 1) Odpojte monitor od zdroja striedavého prúdu (odpojte napájací kábel).
- 2) Z externého stabilizovaného zdroja prúdu priveďte na kolík 7 mikroobvodu napájacie napätie vyššie ako 16V (napríklad 17-18V). V tomto prípade by sa mal mikroobvod spustiť. Ak je napájacie napätie menšie ako 16 V, mikroobvod sa nespustí.
- 3) Pomocou voltmetra (alebo osciloskopu) zmerajte napätie na kolíku 8 (VREF) mikroobvodu. Malo by existovať referenčné stabilizované napätie +5 VDC.
- 4) Zmenou výstupného napätia externého zdroja prúdu sa uistite, že napätie na pine 8 je stabilné. (Napätie zdroja prúdu je možné meniť z 11 V na 30 V; pri ďalšom znižovaní alebo zvyšovaní napätia, mikroobvod sa vypne a napätie na kolíku 8 zmizne).
- 5) Pomocou osciloskopu skontrolujte signál na kolíku 4 (CR). V prípade pracovného mikroobvodu a jeho vonkajších obvodov bude na tomto kontakte lineárne sa meniace napätie (v tvare pílového zuba).
- 6) Zmenou výstupného napätia externého zdroja prúdu sa uistite, že amplitúda a frekvencia pílového napätia na kolíku 4 je stabilná.
- 7) Pomocou osciloskopu skontrolujte prítomnosť pravouhlých impulzov na kolíku 6 (OUT) mikroobvodu (impulzy riadenia výstupu).
Ak sú prítomné všetky uvedené signály a správajú sa v súlade s vyššie uvedenými pravidlami, potom môžeme konštatovať, že čip funguje správne a funguje správne.
Na záver by som rád poznamenal, že v praxi stojí za to skontrolovať použiteľnosť nielen mikroobvodu, ale aj prvkov jeho výstupných obvodov (obr. 3). V prvom rade sú to odpory R1 a R2, dióda D1, zenerova dióda ZD1, odpory R3 a R4, ktoré tvoria prúdový ochranný signál. Tieto prvky sa pri poruchách často ukážu ako chybné
Spínané zdroje na báze čipu UC3842
Článok je venovaný návrhu, oprave a úprave napájacích zdrojov pre širokú škálu zariadení založených na mikroobvode UC3842. Niektoré z uvedených informácií získal autor na základe osobných skúseností a pomôžu vám nielen vyhnúť sa chybám a ušetriť čas pri opravách, ale aj zvýšiť spoľahlivosť zdroja energie. Od druhej polovice 90-tych rokov sa vyrobilo obrovské množstvo televízorov, video monitorov, faxov a iných zariadení, ktorých napájacie zdroje (PS) využívajú integrovaný obvod UC3842 (ďalej IC). Zrejme sa to vysvetľuje jeho nízkou cenou, malým počtom diskrétnych prvkov potrebných pre jeho „body kit“ a napokon pomerne stabilnými charakteristikami IC, čo je tiež dôležité. Varianty tohto IC vyrábané rôznymi výrobcami sa môžu líšiť v prefixoch, ale vždy obsahujú jadro 3842.
IC UC3842 je dostupný v puzdre SOIC-8 a SOIC-14, no v drvivej väčšine prípadov je upravený v puzdre DIP-8. Na obr. 1 znázorňuje pinout a obr. 2 - jeho bloková schéma a typický IP diagram. Čísla kolíkov sú uvedené pre obaly s ôsmimi kolíkmi, čísla kolíkov pre obal SOIC-14 sú uvedené v zátvorkách. Treba poznamenať, že medzi týmito dvoma návrhmi IC sú menšie rozdiely. Verzia v balení SOIC-14 má teda oddelené napájacie a uzemňovacie piny pre koncový stupeň.
Mikroobvod UC3842 je určený na vybudovanie na jeho báze stabilizovaných pulzných zdrojov s pulznou šírkovou moduláciou (PWM). Pretože výkon výstupného stupňa integrovaného obvodu je relatívne malý a amplitúda výstupného signálu môže dosiahnuť napájacie napätie mikroobvodu, spolu s týmto integrovaným obvodom sa ako spínač používa n-kanálový tranzistor MOS.
Ryža. 1. Pinout čipu UC3842 (pohľad zhora)
Pozrime sa bližšie na priradenie pinov IC pre najbežnejšie osempinové puzdro.
- Comp: Tento kolík je pripojený k výstupu zosilňovača chyby kompenzácie. Pre normálnu činnosť IO je potrebné kompenzovať frekvenčnú odozvu chybového zosilňovača, na tento účel sa na uvedený pin zvyčajne pripojí kondenzátor s kapacitou asi 100 pF, ktorého druhá svorka je pripojená na kolík 2 integrovaného obvodu.
- Vfb: Vstup spätnej väzby. Napätie na tomto kolíku sa porovnáva s referenčným napätím generovaným vo vnútri IC. Výsledok porovnania moduluje pracovný cyklus výstupných impulzov, čím sa stabilizuje výstupné napätie IP.
- C/S: Signál obmedzenia prúdu. Tento kolík musí byť pripojený k odporu v zdrojovom obvode spínacieho tranzistora (CT). Keď sa prúd cez CT zvýši (napríklad v prípade preťaženia IP), napätie na tomto rezistore sa zvýši a po dosiahnutí prahovej hodnoty zastaví činnosť IC a prevedie CT do uzavretého stavu. .
- Rt/Ct: výstup určený na pripojenie časovacieho RC obvodu. Pracovná frekvencia interného oscilátora sa nastavuje pripojením odporu R k referenčnému napätiu Vref a kondenzátora C (zvyčajne asi 3000 pF) k spoločnému. Túto frekvenciu je možné meniť v pomerne širokom rozsahu, zhora je obmedzená rýchlosťou CT a zdola výkonom pulzného transformátora, ktorý klesá s klesajúcou frekvenciou. V praxi sa frekvencia volí v rozsahu 35...85 kHz, niekedy však IP funguje úplne normálne na výrazne vyššej alebo výrazne nižšej frekvencii. Je potrebné poznamenať, že ako časovací kondenzátor by sa mal použiť kondenzátor s čo najvyšším odporom voči jednosmernému prúdu. V praxi autora sa vyskytli prípady integrovaných obvodov, ktoré sa vo všeobecnosti odmietli spustiť pri použití určitých typov keramických kondenzátorov ako časovacieho zariadenia.
- Gnd: všeobecný záver. Treba poznamenať, že spoločný vodič napájacieho zdroja by v žiadnom prípade nemal byť pripojený k spoločnému vodiču zariadenia, v ktorom sa používa.
- Von: Výstup IC, pripojený k hradlu CT cez odpor alebo paralelne pripojený odpor a diódu (anóda k hradlu).
- Vcc: Vstup napájania IC. Príslušný IC má niektoré veľmi významné vlastnosti súvisiace s výkonom, ktoré budú vysvetlené pri zvažovaní typického spínacieho obvodu IC.
- Vref: Interný referenčný napäťový výstup, jeho výstupný prúd je do 50mA, napätie je 5V.
Zdroj referenčného napätia sa používa na pripojenie jedného z ramien odporového deliča, určeného na rýchle nastavenie výstupného napätia IP, ako aj na pripojenie časovacieho odporu.
Pozrime sa teraz na typický obvod pripojenia IC znázornený na obr. 2.
Ryža. 2. Typická schéma zapojenia UC3862
Ako je zrejmé zo schémy zapojenia, zdroj je navrhnutý pre sieťové napätie 115 V. Nepochybnou výhodou tohto typu zdroja je, že s minimálnymi úpravami ho možno použiť v sieti s napätím 220 V, stačí ti:
- vymeňte diódový mostík pripojený na vstupe napájacieho zdroja za podobný, ale so spätným napätím 400 V;
- vymeňte elektrolytický kondenzátor výkonového filtra, zapojený za diódový mostík, za kondenzátor rovnakej kapacity, ale s prevádzkovým napätím 400 V;
- zvýšte hodnotu odporu R2 na 75...80 kOhm;
- skontrolujte na TP prípustné napätie odberu-zdroja, ktoré musí byť aspoň 600 V. Spravidla sa aj v napájacích zdrojoch určených na prevádzku v sieti 115 V používajú TP schopné prevádzky v sieti 220 V, ale samozrejme su mozne vynimky. Ak je potrebné CT vymeniť, autor odporúča BUZ90.
Ako už bolo spomenuté, IC má niektoré funkcie súvisiace s jeho napájaním. Poďme sa na ne pozrieť bližšie. V prvom momente po pripojení IP k sieti interný generátor IC ešte nefunguje a v tomto režime spotrebúva veľmi málo prúdu z napájacích obvodov. Na napájanie integrovaného obvodu v tomto režime postačuje napätie získané z rezistora R2 a akumulované na kondenzátore C2. Keď napätie na týchto kondenzátoroch dosiahne 16...18 V, spustí sa IC generátor a začne generovať riadiace impulzy CT na výstupe. Na sekundárnych vinutiach transformátora T1 vrátane vinutí 3-4 sa objavuje napätie. Toto napätie je usmernené pulznou diódou D3, filtrované kondenzátorom C3 a privádzané do napájacieho obvodu IC cez diódu D2. Spravidla je v silovom obvode zahrnutá zenerova dióda D1, ktorá obmedzuje napätie na 18...22 V. Po prechode IO do prevádzkového režimu začne sledovať zmeny svojho napájacieho napätia, ktoré je napájané cez el. delič R3, R4 na spätnoväzbový vstup Vfb. Stabilizáciou vlastného napájacieho napätia IC v skutočnosti stabilizuje všetky ostatné napätia odstránené zo sekundárnych vinutí impulzného transformátora.
Keď dôjde ku skratom v obvodoch sekundárnych vinutí, napríklad v dôsledku rozpadu elektrolytických kondenzátorov alebo diód, energetické straty v impulznom transformátore sa prudko zvýšia. Výsledkom je, že napätie získané z vinutia 3-4 nestačí na udržanie normálnej prevádzky IC. Vnútorný oscilátor sa vypne, na výstupe IC sa objaví nízke napätie, ktoré prepne CT do uzavretého stavu a mikroobvod je opäť v režime nízkej spotreby. Po určitom čase sa jeho napájacie napätie zvýši na úroveň dostatočnú na spustenie interného generátora a proces sa opakuje. V tomto prípade sa z transformátora ozývajú charakteristické kliknutia (kliknutia), ktorých doba opakovania je určená hodnotami kondenzátora C2 a odporu R2.
Pri opravách napájacích zdrojov niekedy nastanú situácie, keď sa z transformátora ozve charakteristický zvuk cvakania, ale dôkladná kontrola sekundárnych obvodov ukazuje, že v nich nie je skrat. V tomto prípade musíte skontrolovať napájacie obvody samotného IC. Napríklad v praxi autora sa vyskytli prípady, keď bol kondenzátor C3 rozbitý. Bežnou príčinou tohto správania sa napájacieho zdroja je prerušenie usmerňovacej diódy D3 alebo oddeľovacej diódy D2.
Keď sa výkonný CT pokazí, zvyčajne sa musí vymeniť spolu s IC. Faktom je, že brána CT je pripojená k výstupu IC cez odpor s veľmi malou hodnotou a keď sa CT rozpadne, vysoké napätie z primárneho vinutia transformátora dosiahne výstup IC. Autor kategoricky odporúča v prípade poruchy CT vymeniť ho spolu s IC, našťastie je jeho cena nízka. V opačnom prípade hrozí „zabitie“ nového CT, pretože ak je na jeho bráne dlhodobo prítomné vysoké napätie z pokazeného výstupu IC, zlyhá v dôsledku prehriatia.
Boli zaznamenané niektoré ďalšie vlastnosti tohto IC. Najmä pri poruche CT rezistor R10 v zdrojovom obvode veľmi často vyhorí. Pri výmene tohto odporu by ste sa mali držať hodnoty 0,33...0,5 Ohm. Precenenie hodnoty odporu je obzvlášť nebezpečné. V tomto prípade, ako ukázala prax, pri prvom pripojení napájacieho zdroja k sieti zlyhá mikroobvod aj tranzistor.
V niektorých prípadoch dochádza k poruche IP v dôsledku poruchy zenerovej diódy D1 v napájacom obvode IC. V tomto prípade IC a CT spravidla zostávajú prevádzkyschopné, je potrebné iba vymeniť zenerovu diódu. Ak sa zenerova dióda rozbije, samotný IC aj CT často zlyhajú. Na výmenu autor odporúča použiť domáce zenerove diódy KS522 v kovovom puzdre. Po vyhryznutí alebo odstránení chybnej štandardnej zenerovej diódy môžete KS522 prispájkovať anódou na kolík 5 integrovaného obvodu a katódu na kolík 7 integrovaného obvodu. Po takejto výmene sa už spravidla nevyskytujú podobné poruchy.
Mali by ste venovať pozornosť použiteľnosti potenciometra používaného na nastavenie výstupného napätia IP, ak je v obvode. Nie je vo vyššie uvedenom diagrame, ale nie je ťažké ho zaviesť pripojením odporov R3 a R4 do medzery. Pin 2 integrovaného obvodu musí byť pripojený k motoru tohto potenciometra. Podotýkam, že v niektorých prípadoch je takáto úprava jednoducho nevyhnutná. Niekedy sa po výmene IC výstupné napätie napájacieho zdroja ukáže ako príliš vysoké alebo príliš nízke a nedochádza k žiadnemu nastaveniu. V tomto prípade môžete buď zapnúť potenciometer, ako je uvedené vyššie, alebo zvoliť hodnotu odporu R3.
Podľa pozorovania autora, ak sa v IP používajú kvalitné komponenty a nie je prevádzkovaný v extrémnych podmienkach, jeho spoľahlivosť je pomerne vysoká. V niektorých prípadoch môže byť spoľahlivosť napájacieho zdroja zvýšená použitím odporu R1 s o niečo väčšou hodnotou, napríklad 10...15 Ohmov. V tomto prípade prechodné procesy pri zapnutí napájania prebiehajú oveľa pokojnejšie. Vo video monitoroch a televízoroch sa to musí robiť bez ovplyvnenia demagnetizačného obvodu kineskopu, t.j. odpor nesmie byť za žiadnych okolností pripojený k prerušeniu všeobecného napájacieho obvodu, ale iba k pripájaciemu obvodu samotného napájacieho zdroja.
Alexej Kalinin
"Oprava elektronických zariadení"
