Что такое UC3843AN и для чего он используется. Каковы основные характеристики и преимущества этого ШИМ-контроллера. Как правильно применять UC3843AN в схемах импульсных источников питания. Какие особенности нужно учитывать при работе с этой микросхемой.
Обзор и назначение микросхемы UC3843AN
UC3843AN — это интегральная микросхема токового ШИМ-контроллера, разработанная компанией Texas Instruments для применения в импульсных источниках питания. Данная микросхема предназначена для построения повышающих, понижающих и обратноходовых преобразователей напряжения.
Основные области применения UC3843AN:
- Источники питания компьютеров и серверов
- Промышленные источники питания
- Зарядные устройства
- DC/DC преобразователи
- Светодиодные драйверы
UC3843AN обеспечивает стабильное выходное напряжение и ток в широком диапазоне входных напряжений и нагрузок. Микросхема содержит все необходимые блоки для построения импульсного источника питания в одном корпусе, что упрощает разработку и уменьшает количество внешних компонентов.
Ключевые особенности и преимущества UC3843AN
Микросхема UC3843AN обладает рядом важных преимуществ:
- Широкий диапазон входных напряжений: 7.6В — 30В
- Низкий пусковой ток: 0.5 мА (типовое значение)
- Встроенный источник опорного напряжения 5В
- Рабочая частота до 500 кГц
- Защита от пониженного напряжения питания
- Ограничение тока в каждом цикле работы
- Выходной каскад с двумя транзисторами для управления мощным MOSFET
- Температурный диапазон: 0°C до +70°C
Какие преимущества дает использование UC3843AN в импульсных источниках питания? Во-первых, микросхема обеспечивает высокую стабильность выходного напряжения при изменениях входного напряжения и нагрузки. Во-вторых, встроенные схемы защиты повышают надежность и безопасность устройства. В-третьих, возможность работы на высоких частотах позволяет уменьшить габариты трансформатора и выходных фильтров.
Принцип работы и функциональные блоки UC3843AN
Как работает микросхема UC3843AN? Рассмотрим основные функциональные блоки:
- Генератор пилообразного напряжения — задает рабочую частоту преобразователя
- ШИМ-компаратор — формирует управляющие импульсы
- Усилитель сигнала ошибки — обеспечивает стабилизацию выходного напряжения
- Схема ограничения тока — защищает силовые элементы от перегрузки
- Выходной каскад — управляет силовым транзистором
В чем заключается принцип работы UC3843AN? Микросхема генерирует ШИМ-сигнал для управления силовым ключом. Длительность импульсов изменяется в зависимости от выходного напряжения и тока нагрузки, обеспечивая стабилизацию. При превышении порогового тока или падении напряжения питания срабатывает защита.
Схемотехника и применение UC3843AN
Как правильно применять UC3843AN в схемах импульсных источников питания? Рассмотрим типовую схему включения:
- Вывод 1 (COMP) — подключение корректирующей RC-цепи
- Вывод 2 (FB) — вход цепи обратной связи
- Вывод 3 (ISENSE) — вход датчика тока
- Вывод 4 (RT/CT) — подключение времязадающей цепи
- Вывод 5 (GND) — общий провод
- Вывод 6 (OUT) — выход для управления силовым транзистором
- Вывод 7 (VCC) — напряжение питания
- Вывод 8 (VREF) — выход источника опорного напряжения 5В
Какие особенности нужно учитывать при разработке схемы? Важно правильно выбрать номиналы времязадающих компонентов RT и CT для установки рабочей частоты. Также необходимо обеспечить хорошую развязку по питанию и грамотно спроектировать цепь обратной связи для стабильной работы.
Особенности применения UC3843AN в различных топологиях преобразователей
UC3843AN может применяться в различных топологиях импульсных преобразователей. Какие особенности нужно учитывать?
Повышающий преобразователь
В повышающей топологии UC3843AN управляет нижним ключом. Необходимо правильно рассчитать коэффициент заполнения импульсов с учетом входного и выходного напряжений. Важно обеспечить быстрое выключение силового транзистора для минимизации потерь.
Обратноходовой преобразователь
При использовании в обратноходовой топологии следует учитывать наличие размагничивающей обмотки трансформатора. Цепь обратной связи обычно выполняется с гальванической развязкой через оптрон.
Прямоходовой преобразователь
В прямоходовой схеме UC3843AN может управлять как одним, так и двумя силовыми ключами. При использовании двухтактной схемы необходимо обеспечить симметрию импульсов управления.
Защитные функции и их реализация в UC3843AN
UC3843AN имеет встроенные схемы защиты, повышающие надежность и безопасность устройства. Какие защитные функции реализованы?
- Защита от пониженного напряжения питания (UVLO)
- Ограничение максимального тока в каждом цикле
- Плавный пуск
- Защита от перенапряжения на выходе
Как работает защита от пониженного напряжения? При падении напряжения питания ниже порогового уровня (около 7.6В) микросхема прекращает генерацию импульсов управления. Это предотвращает некорректную работу при низком напряжении питания.
Каким образом реализовано ограничение тока? На вход ISENSE подается сигнал с токового шунта. При превышении порогового уровня (1В) текущий импульс прерывается. Это защищает силовые элементы от перегрузки по току.
Рекомендации по проектированию источников питания на UC3843AN
При разработке импульсного источника питания на базе UC3843AN важно учитывать ряд моментов:
- Выбор рабочей частоты. От чего она зависит? Частота определяется номиналами RT и CT. Более высокая частота позволяет уменьшить габариты, но увеличивает динамические потери.
- Расчет трансформатора. Как правильно выбрать сердечник и обмотки? Необходимо учесть максимальную индукцию, ток намагничивания, потери в сердечнике.
- Выбор силовых ключей. На что обратить внимание при выборе MOSFET? Важны низкое сопротивление канала, малый заряд затвора, допустимые напряжения и токи.
- Проектирование цепи обратной связи. Как обеспечить стабильность? Необходимо правильно рассчитать корректирующие цепи с учетом частотных характеристик преобразователя.
- Снижение уровня помех. Какие методы эффективны? Грамотная компоновка платы, экранирование, LC-фильтры на входе и выходе.
Соблюдение этих рекомендаций позволит разработать надежный и эффективный источник питания на базе UC3843AN.
Мощный повышающий регулируемый преобразователь напряжения 150Вт 12-35В
Подходит например для питания ноутбука в авто, для преобразования 12-24, для подзарядки автомобильного аккумулятора от БП на 12V и т.п
Преобразователь добирался с левым треком типа UAххххYP и о-очень долго, 3 месяца, чуть диспут не открыл.
Продавец хорошо замотал устройство.
В комплекте были латунные стойки с гаечками и шайбочками, которые сразу прикрутил, чтобы не затерялись.
Монтаж довольно качественный, плата отмыта.
Радиаторы вполне приличные, хорошо закреплены и изолированы от схемы.
Дроссель намотан в 3 провода — правильное решение на таких частотах и токах.
Единственное — дроссель не закреплён и висит на самих проводах.
Реальная схема устройства:
Наличие стабилизатора питания микросхемы порадовало — это значительно расширяет диапазон входного рабочего напряжения сверху (до 32В).
Выходное напряжение естественно не может быть меньше входного.
Подстроечным многооборотным резистором можно настраивать выходное стабилизированное напряжение в диапазоне от входного до 35В
Собран преобразователь на базе широко распространённого ШИМ контроллера UC3843AN
pdf.datasheet.su/texas%20instruments/uc3843an.pdf
Схема подключения — стандартная, добавлен эмиттерный повторитель на транзисторе для компенсации сигнала с токового датчика. Это позволяет повысить чувствительность токовой защиты и снизить потери напряжения на токовом датчике.
Рабочая частота 120кГц
Если-бы Китайцы и тут не накосячили, я-бы сильно удивился 🙂
— При небольшой нагрузке, генерация происходит пачками, при этом слышно шипение дросселя. Также заметна задержка регулирования при изменении нагрузки.
Это происходит из-за неверно выбранной цепи компенсации обратной связи (конденсатор 100нФ между 1 и 2 ногами).
Шипение пропало, стабильность работы возросла.
— Конденсатор для фильтрации импульсных помех на входе токовой защиты поставить забыли. Поставил конденсатор 200пФ между 3 ногой и общим проводником.
— Отсутствует шунтирующая керамика параллельно электролитам. При необходимости, можно допаять SMD керамику.
Защита от перегрузки имеется, защиты от КЗ нет.
Никаких фильтров не предусмотрено, входной и выходной конденсаторы не очень хорошо сглаживают напряжение при мощной нагрузке.
Если входное напряжение вблизи нижней границе допуска (10-12В), имеет смысл переключить питание контроллера со входной цепи на выходную, перепаяв предусмотренную на плате перемычку
Осциллограмма на ключе при входном напряжении 12В
При небольшой нагрузке наблюдается колебательный процесс дросселя
Вот что удалось выжать в максимуме при входном напряжении 12В
При этом оба радиатора прилично разогрелись, но перегрева не было
Осциллограммы на ключе и выходе.
Как видно, пульсации очень велики из за небольших емкостей и отсутствия шунтирующей керамикиЕсли входной ток достигает 10А, преобразователь начинает противно свистеть (срабатывает токовая защита) и выходное напряжение снижается
На самом деле, максимальная мощность преобразователя сильно зависит от входного напряжения. Производитель заявляет 150Вт, максимальный входной ток 10А, максимальный выходной ток 6А. Если преобразовывать 24В в 30В, то конечно он выдаст заявленные 150Вт и даже немного больше, только вряд-ли это кому-то нужно. При входном напряжении 12В, можно рассчитывать только на 90Вт
Выводы делайте сами 🙂
UC3843AN Техасские инструменты | Интегральные схемы (ИС)
Показанное изображение является только представлением. Точные характеристики должны быть получены из технического паспорта продукта.
Digi-Key Part Number | 296-11285-5-ND | |
Manufacturer | Texas Instruments | |
Manufacturer Product Номер | UC3843AN | |
Description | IC REG CTRLR MULT TOPOLOGY 8DIP | |
Manufacturer Standard Lead Time | 6 Weeks | |
Detailed Description | Повышающий, понижающий, обратноходовой, прямой регулятор Положительный, с изоляцией Способный выходной сигнал Повышающий, понижающий, повышающий/понижающий ИС контроллера постоянного тока 8-PDIP | |
| Customer Reference | ||
| Datasheet | Datasheet | |
Product Attributes
Type | Description | Select |
|---|---|---|
Category | Интегральные схемы (ИС) Управление питанием (PMIC) Контроллеры переключения постоянного тока | |
Mfr | Texas Instruments | |
Series | ||
Package | ||
Product Status | Active | |
Тип выхода | Драйвер транзистора | |
Функция | Повышающий, понижающий, повышающий/понижающий | |
Выходная конфигурация | положительный | |
Выходные фазы | ||
Напряжение питания (Vcc/Vdd) | 7,6 В ~ 30 В | 03|
Frequency — Switching | Up to 500kHz | |
Duty Cycle (Max) | ||
Synchronous Rectifier | ||
Clock Sync | ||
Последовательные интерфейсы | ||
Функции управления | Управление частотой | |
Operating Temperature | 0°C ~ 70°C (TA) | |
Mounting Type | Through Hole | |
Package / Case | 8-DIP (0,300 «, 7,62 мм) | |
Пакет устройства поставщика | 8-PDIP | |
Номер базового продукта | ||
. | UC3843 |
0015Documents & Media
Environmental & Export Classifications
| Attribute | Description |
|---|---|
| RoHS Status | ROHS3 Compliant |
| Moisture Sensitivity Level (MSL ) | 1 (без ограничений) |
| REACH Status | REACH Не затрагивается |
| ECCN | EAR99 |
| HTSUS | 8542.39.0001 |
Quantity
All prices are in USD
Tube
| Qty | Unit Price | Ext Price |
|---|---|---|
| 1 | $1. 49000 | $1.49 |
| 10 | $1.33500 | $13.35 |
| 25 | $1.26720 | $31.68 |
| 100 | $1.04100 | $104.10 |
| 250 | $0.97312 | $243.28 |
| 500 | $0.85998 | $429.99 |
| 1,000 | $0.67893 | $678.93 |
| 2,500 | $0.64050 | $1 601,25 |
Вас также может заинтересоватьПосмотреть все 49
77081103P
МАССИВ RES 7 RES 10K OHM 8SIP
CTS Resistor Products
$1.63000
UC3843ADTR
IC REG CTRLR MULT TOP 14SOIC
Texas Instruments
$1.12000
CFM300S480
AC/DC CONVERTER 48V 300W
Cincon Electronics Co. LTD
$97.96000
Additional Resources
UC3843AD UC3842A/UC3843A UC3843A UC3842A UC3843AN Лист данных
Внутренние цепи включают в себя UVLO, цепь с малым пусковым током, источник опорного напряжения с температурной компенсацией, усилитель ошибки с высоким коэффициентом усиления, компаратор с измерением тока и сильноточный выход с тотемным полюсом для управления МОЩНЫМ МОП-транзистором. Кроме того, UC3842A/UC3843A обеспечивают низкий пусковой ток (менее 0,3 мА) и короткое время задержки выключения (тип. 100 нс. UC3842A имеет порог UVLO 16 В при включении и 10 В при выключении. UC3843A имеет 8,4 В во включенном состоянии и 7,6 В в выключенном состоянии. UC3842A и UC3843A могут работать в пределах 100% рабочего цикла. 
Выходной стоковой ток
