Elektronik / Elektronik Kaynakları/

UC3843 SMPS PWM Kontrol Entegresi

Sponsorlu Bağlantılar

Bir çok SPMS Adaptör, PC güç kaynağı (at, atx) DCDC çeviriciler vb. bir çok güç elektroniği uygulamasında kullanılan UC3843 PWM Kontrol Entegresi hakkında Türkçe bilgiler Hazırlayan: Eproje sitesinden @Kesmez

UC3843 Nasıl Çalışır

UC3843 piyasadan rahatça ve ucuza temin edilebilen bir genel amaçlı PWM SMPS kontrol entegresidir. Mosfet sürme özelliği vardır ancak istenirse transistor de sürebilir. UC3843 DIP8 ve SMD SO8 kılıfda piyasada bulunabilir

UC3843 Blok Diyagramı, İç yapısı

uc3843-blok-diyagrami-ic-yapisi

uc3843_blok_diagram

Görüldüğü gibi içinde 34 voltluk besleme koruma zener diyotu vardır. Bu sebeple besleme 30 voltun üzerine çıkmamalıdır.

Voltaj tablosu;

uc3843_voltaj_secimi

Yukarıdaki katalog bilgisinden de anlaşılabileceği gibi 3842 besleme voltajı 16 voltta çalışmaya başlar ve 10 volta düşüncede kapanır. UC3843 ise 10 volt besleme geriliminde çalışmaya başlar 7,6 volt gerilimine düşüncede kapanır. aralarındaki fark bundan ibarettir.

Entegrenin 5 nolu ucunda 78l05 gibi bir gerilim regülatörü çıkışı vardır. 50 ma limitlidir.

Bu voltajın düzgün çalışması için uygulamalarda aynı 7805 te olduğu gibi paralel 100-220 nanofarad kapasitör paralel bağlanır. bu 5volt çıkışı uygulamalarda osilatör kısmını beslemek için kullanılabileceği gibi değişik amaçlar içinde (örneğin pic beslemek)kullanılabilir.

UC3843 Osilatör ve çıkış dalg biçimleri

uc3843_osilator

Yukarıda da görüldüğü gibi 5v luk besleme osilatör katındaki r ve c elemanlarını besleme için kullanılmıştır.

4 numaralı uçta kolektörü bulunan internal npn transistör aslında 8-10 ma lik bir akım çeken elemandır. Yani tarnsistör iletimdeyken Ct kondansatörü sabit 8 ma ile deşarz edilir.

4 nolu uçtaki gerilim yani Ct gerilimi 4 volta ulaşınca transistör çalışmaya başlar Ct gerilimi de azalmaya başlar Ct gerilimi 1 volta kadar düşünce transistör kesime gider. Ta ki Ct voltajı tekrar 4 volt oluncaya kadar transistör kesimdedir.

Şeklin yanındaki grafiktende görüldüğü gibi kapasitör şarj edilirken yani transistör kesimdeyken output pozitif , kapasitör deşarj edilirken yani transistör iletimdeyken output voltajı negatif olur.

Eğer Ct kapasitör değeri büyük seçilirse Ct sabit akımla deşarj edildiği için deşarj süresi uzayacaktır.

Tabi Ct kapasitörü küçük seçildiğindede çabuk deşarj olacağı için sıfır süresi kısalacaktır.

Bu olaylar yukarıdaki şemadan ve dalga şekillerinden anlaşılmaktadır. Osilasyon frekansını başka bir kaynaktan vermek. Bu işlem genelde senkronizasyon amaçlıdır.

External Duty Cycle Clamp and Multi Unit Synchronization.

external_duty_cycle_clamp

STMicroelectronics firmasının UC3843 entegresini anlatan PDF dosyasında bu amaçla ne555 osilatör devresi kullanılmıştır. Bu herhangi bir 5 volta eşit veya 5 volttan yüksek kare dalga işareti ile işlem olabilir. kare dalga tabiri yanlış anlaşılmasın “1” ve “0” süreleri farklı olan pwm benzeri bir işarette olabilir. hatta sabit bir frekans olması da gerekmez.

Bu durumda eğer sinyal kaynağı 5 volttan yüksek ve 10 ma den daha fazla akımı UC3843`ün 4 nolu osilatör bacağına verebiliyorsa bu “1” süresi boyunca osilatör output sinyali “0” olacaktır. Sinyal kaynağı 3843 ün 4 nolu ucundaki bu sinyali kestiğinde yani “0” durumunda osilatör output sinyali “1” olacaktır. Yani kısaca ters çevrilmiş bir giriş sinyali elde edilecektir.

9msn “0” daha sonra 1 msn “1” sinyalini 4 nolu uçtan verirsek 3843 içinde bu 9 msn “1” ve 1 msn “0” olarak osilatör sinyali haline çevrilecektir.

Hep osilatör output sinyalinde bahsettik aslında bu sinyal 6 nolu uca bağlanan n kanal mosfeti süren sinyalin temel bileşenidir.

UC3843 Geri besleme kısmı

Hata amplifikatör konfigrasyonu

uc3843_error_amp

Bu kısım aslında invertig operational amplifikatördür. opampın + girişi 2,5 volta bağlıdır. Zi empedansı veya direnci şemalarda kullanılmamış gibi görülse bile aslında vardır. şöyle ki.

Burada 2 nolu girişin empedansı aslında 4,7k // 20k gibidir. yani 3,8k. Bu durumda bu ters çeviren opampın gerilim kazancı 15k/3,8k dır. yani 34,5 tir.

Bu da şu demektir;

Zi empedansının girişindeki 1 mvoltluk değişim 1 nolu uçta yani comp ucunda 34,5 kat ve ters yönde olacaktır. yani zi girişi 10 mvolt düşmüşse comp ucundaki gerilim 345 mvolt artacaktır.

Şemanın tamamı aşağıdadır.

offline_flyback_regulator

Bu şemada geri besleme yani zi girişi bir yardımcı sargı aracılığı ile yapılmıştır. Bu daha başka bir şekilde olabilirdi. önemli olan zi girişi gerimi artınca comp ucundaki gerilimin düşmesi , zi giriş gerilimindeki voltaj düşünce de comp voltajının artmasıdır. Ve bu değişimin zf/zi oranı katsayısı kadar olmasıdır. zf ye paralel bağlanan küçük kapasitör filtre içindir.

Peki bu comp voltajı niye elde ediliyor ne için kullanılacak.

UC3843 Mosfet akımı algılama kısmı Current Sense

İşte comp yani karşılaştırmak için elde edilen sinyal burada kullanılacak.

uc3843_current_sense

Burada Is akımı mosfet akımıdır. Rs ise sınırlama direncidir değeri düşük olur. üzerinde anlık en çok 1 volt olabilir yani peak voltajı 1 volttur. Bu sebeple yüksek watlı seçilmesine fazla gerek yoktur. şemadaki R ve C elemanları filtre amaçlıdır kafadan 1k ve 470pf kullanabilirsiniz. Daha büyük kullanılmaları sense özelliğini yani algılama özelliğini zayıflatır.

Şimdi tekrar comp voltajına dönelim 4 volt veya 4 volttan yüksek olduğu taktirde oradaki zener üzerinde hep 1 volt oluşacaktır. 2 adet seri diyotu 1 volt kabul edersek 4-1=3volt.

3 voltuda 2r ve r dirençlerine paylaştırırsak şaseye bağlı R direnci üzerinde 1 volt kalır. comp voltajı ne kadar artarsa artsın 1 voltluk zener bu voltajın artmasına izin vermeyecektir.

Peki bu comp voltajı minimum ne olmalıdır. Hemen görülebileceği gibi minimum 1 volt olmalıdır . Çünkü 1 volt ve daha düşük comp voltajında zener üzerindeki gerilim sıfır volt olacaktır.

Buradan şu sonuç çıkıyor.

“Comp voltajı 4 voltla 1 volt arasında olması lazım”

Ki, entegrenin 3 nolu ucundan gelen current sense gerilimi 0 volt ile 1 volt arasında limitlenebilsin , sınırlanabilsin.

Bu sınırlama işlemini current sense komparatörü yani karşılaştırıcısı yapıyor.

uc3843_formul

Current sense komparatörünün girişine bağlı R direnci üzerindeki gerilim ise VR=0,5 volt olacaktır. Bu durumda current sense komparatörü current sense voltajının 0,5 volta kadar yükselmesine izin verecek current sense voltajı 0,5 volt seviyesin aşar aşmaz bu komparatörün çıkışı iletimde olan mosfeti kesime sokacaktır. Ta ki bir sonraki periyoda kadar mosfet kesimde kalacaktır..

Sonuç

O halde sonuç olarak Zi giriş voltajı düşmeye başlarsa comp voltajı artacak ve mosfetten daha fazla akım geçmesi sağlanacak, zi voltajı artarsa comp voltajı azalacak ve mosfetten daha az akım geçmesi sağlanacak. Yani zi ve comp voltajı ile mosfet akımı kontrol edilecek.

Eklemeler.
Özel uygulamalarda 2 numaralı uç bir direnç ile şaseye çekilip comp voltajının 5 volt ve VR voltajının 1 volt sabit olması sağlanabilir. Comp voltajı geri besleme amaçlı optokuplör ile de ayarlanabilir.

Herkese başarılar.

Kesmez

Sponsorlu Bağlantılar