Uc3842 описание принцип работы. UC3842: описание, принцип работы, схема включения, применение. Проверка выходного сопротивления

В источниках питаниях (ИП), шим-контроллеры, в паре с опорным полевым транзистором, имеют широкое применение не только в составе телевизоров, но в и других электронных устройствах, в том числе DVD, ресиверах и так далее. Принцип работы у них один, методика ремонта также одинакова, различны только схемы.

Предлагаемая методика, это проверка и ремонт самого генератора ШИМ. За основу возьму ИП телевизора HORIZONT 14A01 Шасси ЩЦТ-739М1, шим-контроллер UC3842AN.

Источник можно грубо разделить на три части:
а) ШИМ генератор
б) силовая часть первичных цепей ИП
в) вторичные силовые цепи

Итак, ШИМ UC3842AN.

Схема подачи питания на микросхему стандартная, но здесь имеются свои тонкости.

В момент включения, 300 вольт, через R808, подаются на 7-ю ногу микросхемы. Микросхема стартует и даёт пачку импульсов на полевой транзистор. Но особенность данной микросхемы, в том, что у неё стартовое напряжение выше, в нашем случае на 2 вольта, чем рабочее. А резистор R808 рассчитан таким образом, что на 7-й ноге микросхемы, при отсутствии подпитки c ТПИ (в нашем случае с 3-й ноги ТПИ через VD806) напряжение рабочее, но не стартовое! То есть если ИП не запустился или ушёл в защиту, то нет подпитки с VD806, и микросхема не выдаёт импульсов.

Итак, если ИП нестабильно работает или не запускается, либо выдаёт пониженные напряжения, первым делом замеряется напряжение на 7-й ноге, если оно ниже рабочего (12-12, 5 вольт) то С816 следует заменить. Если же нет напряжения, то R808 в обрыве, либо микросхема неисправна.

Далее. При других неисправностях, в частности при выходе из строя полевого транзистора или отсутствии запуска.
Чтобы исключить воздействие силовой части на сам ШИМ, достаточно выпаять опорный транзистор VT800 и можно при включенном напряжении проверять и ремонтировать генератор, не опасаясь за выход из строя других элементов ИП и остальной схемы.

По результатам замеров напряжения питания и выходу на полевой транзистор, можно почти на 100% судить об исправности микросхемы.
Прибором замеряем на 7-й ноге напряжение. На стрелочном приборе все очень наглядно видно. Стрелка от 12 вольт должна прыгать к 14. Если так, то с питанием порядок. Если нет, то опять же неисправен С816 или R808, либо та же микросхема. Как только с напряжением на 7-й ноге норма, следует замерить напряжение на 6-й ноге, это выход через R816 на полевой транзистор. Если на пределе 1-2-2,5 вольта стрелка дёргается, то на 99% ШИМ генератор рабочий. Полевой транзистор впаивается обратно и, если потребуется, ИП ремонтируется дальше.

Схема представляет собой классический обратноходовый БП на базе ШИМ UC3842. Поскольку схема базовая, выходные параметры БП могут быть легко пересчитаны на необходимые. В качестве примера для рассмотрения выбран БП для ноутбука с питанием 20В 3А. При необходимости можно получить несколько напряжений, независимых или связанных.

Выходная мощность на открытом воздухе 60Вт (длительно). Зависит главным образом от параметров силового трансформатора. При их изменении можно получить выходную мощность до 100Вт в данном типоразмере сердечника. Рабочая частота блока выбрана 29кГц и может быть перестроена конденсатором С1. Блок питания рассчитан на неизменяющуюся или мало меняющуюся нагрузку, отсюда отсутствие стабилизации выходного напряжения, хотя оно стабильно при колебаниях сети 190...240вольт. БП работает без нагрузки, есть настраиваемая защита от к/з. КПД блока - 87%. Внешнего управления нет, но можно ввести с помощью оптопары или реле.

Силовой трансформатор (каркас с сердечником), выходной дроссель и дроссель по сети заимствованы с компьютерного БП. Первичная обмотка силового трансформатора содержит 60витков, обмотка на питание микросхемы - 10витков. Обе обмотки наматываются виток к витку проводом 0,5мм с одинарной межслойной изоляцией из фторопластовой ленты. Первичная и вторичная обмотки разделяются несколькими слоями изоляции. Вторичная обмотка пересчитывается из расчета 1,5вольта на виток. К примеру, 15вольтовая обмотка будет 10витков, 30вольтовая - 20 и т.д. Поскольку напряжение одного витка достаточно велико, при малых выходных напряжениях потребуется точная подстройка резистором R3 в пределах 15...30кОм.

Настройка
При необходимости получить несколько напряжений можно воспользоваться схемами (1), (2) или (3). Числа витков считаются отдельно для каждой обмотки в (1), (3), а (2) - иначе. Поскольку вторая обмотка является продолжением первой, то число витков второй обмотки определяется как W2=(U2-U1)/1.5, где 1.5 - напряжение одного витка. Резистор R7 определяет порог ограничения выходного тока БП, а также максимальный ток стока силового транзистора. Рекомендуется выбирать максимальный ток стока не более 1/3 паспортного на данный транзистор. Ток можно высчитать по формуле I(Ампер)=1/R7(Ом).

Сборка
Силовой транзистор и выпрямительный диод во вторичной цепи устанавливаются на радиаторы. Их площадь не приводится, т.к. для каждого варианта исполнения (в корпусе, без корпуса, высокое выходное напряжение, низкое, и.т.д.) площадь будет отличаться. Необходимую площадь радиатора можно установить экспериментально, по температуре радиатора во время работы. Фланцы деталей не должны нагреваться выше 70градусов. Силовой транзистор устанавливается через изолирующую прокладку, диод - без неё.

ВНИМАНИЕ!
Соблюдайте указанные значения напряжений конденсаторов и мощностей резисторов, а также фазировку обмоток трансформатора. При неверной фазировке блок питания заведется, но мощности не отдаст.
Не касайтесь стока (фланца) силового транзистора при работающем БП! На стоке присутствует выброс напряжения до 500вольт.

Замена элементов
Вместо 3N80 можно применить BUZ90, IRFBC40 и другие. Диод D3 - КД636, КД213, BYV28 на напряжение не менее 3Uвых и на соответствующий ток.

Запуск
Блок заводится через 2-3 секунды после подачи сетевого напряжения. Для защиты от выгорания элементов при неверном монтаже первый запуск БП производится через мощный резистор 100 Ом 50Вт, включенный перед сетевым выпрямителем. Также желательно перед первым запуском заменить сглаживающий конденсатор после моста на меньшую емкость (около 10...22мкФ 400В). Блок включают на несколько секунд, потом выключают и оценивают нагрев силовых элементов. Далее время работы постепенно увеличивают, и в случае удачных запусков блок включается напрямую без резистора со штатным конденсатором.

Ну и последнее.
Описываемый БП собран в корпусе МастерКит BOX G-010. В нем держит нагрузку 40Вт, на большей мощности необходимо позаботиться о дополнительном охлаждении. В случае выхода БП из строя вылетает Q1, R7, 3842, R6, могут погореть C3 и R5.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	ШИМ контроллер	UC3842	1			В блокнот
Q1	MOSFET-транзистор	BUZ90	1	3N80, IRFBC40		В блокнот
D1, D2	Выпрямительный диод	FR207	2			В блокнот
D3	Диод	КД2994	1	КД636, КД213, BYV28		В блокнот
C1	Конденсатор	22 нФ	1			В блокнот
	Диодный мост		1			В блокнот
C2	Конденсатор	100 пФ	1			В блокнот
C3	Конденсатор	470 пФ	1			В блокнот
C4	Конденсатор	1 нФ / 1 кВ	1			В блокнот
C5		100 мкФ 25В	1			В блокнот
C6, C7	Электролитический конденсатор	2200 мкФ 35В	2			В блокнот
C8	Электролитический конденсатор	100 мкФ 400В	1			В блокнот
C9, C10	Конденсатор	0.1 мкФ 400В	2			В блокнот
C11	Конденсатор	0.33 мкФ 400В	1			В блокнот
C12	Конденсатор	10 нФ	1			В блокнот
R1	Резистор	680 Ом	1			В блокнот
R2	Резистор	150 кОм	1			В блокнот
R3	Резистор	20 кОм	1			В блокнот
R4	Резистор	4.7 кОм	1			В блокнот
R5	Резистор	1 кОм	1			В блокнот
R6	Резистор	22 Ом	1			В блокнот
R7	Резистор	1 Ом	1

Микросхема UC3842(UC3843) - представляет собой схему ШИМ–контроллера с обратной связью по току и напряжению для управления ключевым каскадом на n-канальном МОП транзисторе, обеспечивая разряд его входной емкости форсированным током величиной до 0.7А . Микросхема SMPS контроллер состоит в серии микросхем UC384X (UC3843, UC3844, UC3845) ШИМ-контроллеров. Ядро UC3842 специально разработано для долговременной работы с минимальным количеством внешних дискретных компонентов. ШИМ-контроллер UC3842 отличается точным управлением рабочего цикла, температурной компенсацией и имеет невысокую стоимость. Особенностью UC3842 является способность работать в пределах 100% рабочего цикла (для примера UC3844 работает с коэффициентом заполнения до 50%.). Отечественным аналогом UC3842 является 1114ЕУ7 . Блоки питания выполненные на микросхеме UC3842 отличаются повышенной надежностью и простотой исполнения.

Отличия по напряжению питания UC3842 и UC3843 :

UC3842_________| 16 Вольт / 10 Вольт
UC3843_________| 8.4 Вольт / 7.6 Вольт

Отличия по скважности импульсов:

UC3842, UC3843__| 0% / 98%

Цоколевка UC3842(UC3843) показана на рис. 1

Простейшая схема включения показана на рис. 2

Микросхема ШИМ-контроллера UC3842 является самой распространенной при построении блоков питания мониторов. Кроме того, эти микросхемы применяются для построения импульсных регуляторов напряжения в блоках строчной развертки мониторов, которые являются и стабилизаторами высоких напряжений и схемами коррекции растра. Микросхема UC3842 часто используется для управления ключевым транзистором в системных блоках питания (однотактных) и в блоках питания печатающих устройств. Одним словом, эта статья будет интересна абсолютно всем специалистам, так или иначе связанным с источниками питания.

Выход из строя микросхемы UC 3842 на практике происходит довольно часто. Причем, как показывает статистика таких отказов, причиной неисправности микросхемы становится пробой мощного полевого транзистора, которым управляет данная микросхема. Поэтому при замене силового транзистора блока питания в случае его неисправности, настоятельно рекомендуется проводить проверку управляющей микросхемы UC 3842.

Существует несколько методик проверки и диагностики микросхемы, но наиболее эффективными и простыми для применения на практике в условиях слабо оснащенной мастерской являются проверка выходного сопротивления и моделирование работы микросхемы с применением внешнего источника питания.

Для этой работы потребуются следующие приборы:

1) мультиметр (вольтметр и омметр);

2) осциллограф;

3) стабилизированный источник питания (источник тока), желательно регулируемый с напряжением до 20-30 В.

Можно выделить два основных способа проверки исправности микросхемы:

проверка выходного сопротивления микросхемы;

моделирование работы микросхемы.

Функциональная схема приводится на рис.1, а расположение и назначение контактов на рис.2.

Проверка выходного сопротивления микросхемы

Очень точную информацию об исправности микросхемы дает ее выходное сопротивление, так как при пробоях силового транзистора высоковольтный импульс напряжения прикладывается именно к выходному каскаду микросхемы, что в итоге и служит причиной ее выхода из строя.

Выходное сопротивление микросхемы должно быть бесконечно большим, так как ее выходной каскад представляет собой квазикомплиментарный усилитель.

Проверить выходное сопротивление можно омметром между контактами 5 (GND) и 6 (OUT) микросхемы (рис.3), причем полярность подключения измерительного прибора не имеет значения. Такое измерение лучше производить при выпаянной микросхеме. В случае пробоя микросхемы это сопротивление становится равным нескольким Ом.

Если же измерять выходное сопротивление, не выпаивая микросхему, то необходимо предварительно выпаять неисправный транзистор, так как в этом случае может "звониться" его пробитый переход "затвор-исток". Кроме того, при этом следует учесть, что обычно в схеме имеется согласующий резистор, включаемый между выходом микросхемы и "корпусом". Поэтому у исправной микросхемы при проверке может появиться выходное сопротивление. Хотя, оно обычно не бывает меньше 1 кОм.

Таким образом, если выходное сопротивление микросхемы очень мало или имеет значение близкое к нулю, то ее можно считать неисправной.

Моделирование работы микросхемы

Такая проверка проводится без выпаивания микросхемы из блока питания. Блок питания перед проведением диагностики необходимо выключить!

Суть проверки заключается в подаче питания на микросхему от внешнего источника и анализе ее характерных сигналов (амплитуды и формы) с помощью осциллографа и вольтметра.

Порядок работы включает в себя следующие шаги:

1) Отключить монитор от сети переменного тока (отсоединить сетевой кабель).

2) От внешнего стабилизированного источника тока подать на контакт 7 микросхемы питающее напряжение более 16В (например, 17-18 В). При этом микросхема должна запуститься. Если питающее напряжение будет менее 16 В, то микросхема не запустится.

3) С помощью вольтметра (или осциллографа) измерить напряжение на контакте 8 (VREF) микросхемы. Там должно быть опорное стабилизированное напряжение +5 В постоянного тока.

4) Изменяя выходное напряжение внешнего источника тока, убедиться в стабильности напряжения на контакте 8. (Напряжение источника тока можно изменять от 11 В до 30 В, при дальнейшем уменьшении или увеличении напряжения микросхема будет отключаться, и напряжение на контакте 8 будет пропадать).

5) Осциллографом проверить сигнал на контакте 4 (CR). В случае исправной микросхемы и ее внешних цепей на этом контакте будет линейно изменяющееся напряжение (пилообразной формы).

6) Изменяя выходное напряжение внешнего источника тока, убедитесь в стабильности амплитуды и частоты пилообразного напряжения на контакте 4.

7) Осциллографом проверить наличие импульсов прямоугольной формы на контакте 6 (OUT) микросхемы (выходные управляющие импульсы).

Если все указанные сигналы присутствуют и ведут себя в соответствии с вышеприведенными правилами, то можно сделать вывод об исправности микросхемы и ее правильном функционировании.

В заключение хочется отметить, что на практике стоит проверить исправность не только микросхемы, но и элементов ее выходных цепей (рис.3). В первую очередь это резисторы R1 и R2, диод D1, стабилитрон ZD1, резисторы R3и R4, которые формируют сигнал токовой защиты. Эти элементы часто оказываются неисправными при пробоях