采用UC3842來實現(xiàn)低頻電磁驅(qū)動
這個是自己在學習過程中,邊學邊畫的UC3842的SCH庫元件,里面有兩種封裝,8腳和14腳,設計原理圖時可以一目了然,避免錯誤。希望能給新入門的師弟師妹們一些幫助和啟示。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/180126.htm對3842的理解和注意事項,自己標在了元件內(nèi),發(fā)現(xiàn)錯誤或有什么新的信息,可以隨時在庫元件中修改。
有些朋友可能說這樣沒有必要,我不這樣想,這樣做能讓自己更深入地理解3842或其它新接觸的芯片。
UC3842大家用了很多年了,有很多經(jīng)驗,我實際是剛剛接觸,因工作需要做過幾種電源,都屬于自己用的,功率不大,如TOP2XX和MC34063。我不是做電源行業(yè)的,但我很喜歡這個論壇,也很喜歡大家技術(shù)討論的氛圍。電源技術(shù)方面我是小學生,還望大家多指教!我屬于行外人,想法有時候可能和各位有所不同,如果我的異類想法能給大家?guī)硪唤z啟示,我將很高興。
現(xiàn)在正在做一個幾百瓦的電磁機械的線圈驅(qū)動,其實就是一個電感,原理和開關(guān)電源很相近,也需要考慮CCM、BCM、DCM等工作模式,也是PWM驅(qū)動,負載電流也是三角波。
1、電感范圍大致是10mH到100mH,要求驅(qū)動頻率手動可變,目的是利用振動來減小靜態(tài)摩擦,因為是機械裝置,我準備把頻率調(diào)整范圍定在30~300Hz。
2、電流寬范圍可調(diào)和顯示,0~30A平均電流,屬于恒流驅(qū)動吧。
3、現(xiàn)場有18VDC的電源,功率夠。
準備用UC3842,我需要的東西它幾乎都有,只是剛接觸,需要更深入地理解和掌握才行。
經(jīng)過一周的努力,感覺用3842沒有問題,而且比原來預想的分立器件方案要簡單,性能要好許多。只是在理解3842方面用的時間有點多。
最早想到用34063,因為它是自己比較熟悉的器件。同時考慮它有周期內(nèi)檢測峰值電流的功能,于是考慮是否可以用該芯片做波形產(chǎn)生器和控制器。
可以利用的資源:
1、電源電壓范圍;
2、輸出驅(qū)動管1.5A;
3、周期內(nèi)峰值電流檢測 — 0.3V固定閾值到達后結(jié)束ton的控制方式;
4、電壓檢測閉鎖PWM — 可以用做平均電流反饋控制。
但34063用在這個電路有以下問題:
1、對Ct的充放電是恒流源,電流分別約是31uA和190uA(不同廠家略有不同),閾值電壓范圍是0.75~1.25V=0.5V。廠家資料上圖表中的最大電容是0.1uF,計算得出最大ton=1.6mS,toff=0.3mS,D=0.84,f=520Hz >>30Hz,不能滿足最低頻需求。
2、如果需要調(diào)整頻率,從常規(guī)用法上看,這需要改變Ct,而根本就沒有這么大的可變電容。
1、2問題的解決方案:考慮Ct內(nèi)部是恒流源,可以直接將外部時基信號接到該管腳,低頻率和頻率可調(diào)整的問題都可以解決。
3、34063不能實現(xiàn)連續(xù)周期的工作。它時用一種時斷時續(xù)的方式進行控制。
對34063的特點的體會:
1)占空比固定D=0.86,由單元件CT產(chǎn)生(因為充放電都用內(nèi)部恒流源,所以沒有RT)
2)電壓反饋不是調(diào)整占空比,而是取樣、放大、最后與閾值2.5V比較、閉鎖PWM輸出
3)峰值電流Ipk限制,逐周期監(jiān)控,當輸出管電流超過閾值電壓0.3V時,提前關(guān)閉ton
雖然也改變占空比,但這只是保護輸出管,并非是通過可變占空比進行控制
34063是否可以實現(xiàn)占空比調(diào)整控制?
占空比控制通過三角波和閾值電壓比較實現(xiàn),不論三角波是來自RC電壓還是電感L的電流,通常三角波的斜率是確定的,其電壓高低對應時間,閾值電壓可以看作是三角波的限制,限制越強,三角波的峰值電壓就越低,對應的導通時間就越短,占空比就越小。
34063的Ipk可以逐周期輸入開關(guān)管電流的三角波,但與之比較的閾值電壓0.3V外部無引腳,不能改變,也就無法簡單地實現(xiàn)可變占空比控制了!
有一種方法可以實現(xiàn)可變占空比控制
增加誤差放大器,增加電流取樣比較器,類似3842一樣,輸出高于或低于Vcc-0.3V的開關(guān)信號給34063的P7腳Ipk,用于關(guān)斷ton,實現(xiàn)占空比控制。
方案是可行的,不過回頭想想,這是在做什么?造3842!有必要嗎?沒有
因此34063不能用在該設計中,但對其工作原理的分析和設計思想的學習,給自己帶來啟示,也因此迫使自己將注意力集中到了3842,并盡力深入去領悟。
3842中的誤差放大器輸出形式是否是OC形式,我剛接觸也不敢肯定。一般的運放輸出都有上拉和下拉兩個輸出管,而在這個放大器輸出端連接了一個恒流源,如果輸出有上拉管,那么恒流源就不能起到應有作用,如圖2。
另外在一份資料中看到這個圖3,所以猜測它的輸出是集電極開路(OC)形式。
這里說的灌電流和拉電流,沒有找到測試電路,因為這個放大器的輸出節(jié)點位置在內(nèi)部連接到放大器外部的電路,如恒流源、后級二極管等,那么datasheet中的這兩個電流,是只有生產(chǎn)廠才能測量的獨立放大器輸出節(jié)點的電流,而不是3842的管腳P1-COM。
灌電流是從外部往放大器里流入的電流,這樣理解對吧,這里的2~12mA是說放大器本身的能力,如果P1腳不外接任何電路,放大器沒有條件實現(xiàn)這么大的電流,因為能提供這個方向電流的是1.0mA的電流源。但是如果P1管腳外接上拉電阻,那么這個電流值在設計時就要考慮了。
上面說的灌電流,不影響猜斷輸出是不是OC,關(guān)鍵是那個拉電流。
拉電流還應該理解為,從獨立放大器輸出節(jié)點向外流出的電流,這個電流可以流向后級電路,也可以通過管腳P1流出到芯片外部。如果這么理解是正確的話,當發(fā)達其輸出電壓Vo=5V時,它還有向外部流出的電流(顯然1mA的量級不是漏電流),就應該判斷在獨立放大器內(nèi)部輸出節(jié)點與正電源之間是有電阻或輸出驅(qū)動管的,那么就應該判斷這個E.A輸出不是OC。
我遍歷一下手里的資料,沒有找到明確說是OC的依據(jù)。但是,如果輸出不是OC,那么輸出節(jié)點上接的1.0mA恒流源又是做什么用的呢?
我很關(guān)注這個輸出節(jié)點的芯片內(nèi)部電路,是因為我要在外部搭建一個誤差放大器E.A,要從這個節(jié)點接入,可能有些情況做電源設計也可能需要,希望大家理解,也希望各位幫我分析判斷一下。如果有3842生產(chǎn)廠家的工程師在這里說一句話,就不用這樣亂猜了。
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