UC3843 SMPS PWM Kontrol Entegresi

| Mayıs 2, 2017 Tarihinde güncellendi
UC3843 SMPS PWM Kontrol Entegresi

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

Yayım tarihi: 2008/07/10 Etiketler: , , , ,



14 Yorum “UC3843 SMPS PWM Kontrol Entegresi

  1. Yılmış bir öğrenci

    Bu siteyi kuran, yazılar yazan ve emek veren herkesten Allah razı olsun.

    CEVAPLA
    1. Nazım şimşek

      Akü şarj kartı 5 amper Smps devrenin çıkış voltaj düşük çıkıyor benim yapamadığım 137v olması gereken voltaj 102v gram yukarı trimpottan ayarlama yapıyorum aynen voltaj istenilen voltaja çıkmıyor.birde başka kartta ise uc3845 besleme voltajı kararsız 7v 8.40 v gidip geliyor çıkış voltajı yok neden kaynaklanır yardımlarınızı bekliyorum.

      CEVAPLA
  2. ALİ KAYA

    GEVV hocam merhaba umarım iyisinizdir.

    hocam size sormak istediğim bir soru var açık kaynaktan bir smps devresi buldum. devre bana istediğim gerilim ve akımı veriyor. ama devreden ister yüksek ister düşük akım çekeyim karttan buzzer sesi gibi ses geliyor. bu sesi nasıl kesebilirim??

    https://youtu.be/eTd_1wOxBr8

    devre linkte istenilen çapta teli ve sargı sayısını EE35 trafosu üzerine sardım.
    bu ses için ne yapabilirim bana bir yardımcı olursan çok mutlu olurum.

    CEVAPLA
    1. gevv Yazar

      Merhaba,

      Tel sarımınız gevşek olabilir sıkı sarım yapıp deneyin, trafo verniğinde bekletip kurutup deneyin veya nüve arasında boşluk gerekebilir (air gap) trafonun boşta, yük yokken ısı durumu nedir ?

      CEVAPLA
      1. ALİ KAYA

        hocam cevabın için çok teşekkür ederim:)
        Trafoyu saatlerce çalıştırdım. Hiçbir şekilde ısı artışı gözlemleyemedim. Sarım sayısı gevşek olabilir demişsin. Ben olabildikçe sıkı sardığımı düşünüyorum. Yarın trafoyu vernikleyeceğim. Şöyle bir durum daha var ünüversite de arkadaşlar ile denedik çıkışı kısa devre yaptığımızda.
        10 amperde hiç voltaj çökümü olmuyor. Ama o ses de çıkmıyor. Tecrübelerin bizim için çok önemli. 12 kişi senin cevabını bekliyoruz:) Eğer sana ulaşacağım bir yer varsa sana video atmak istiyorum. Sağlıcakla kalın.

        CEVAPLA
        1. gevv Yazar

          12 kişi senin cevabını bekliyoruz:)

          😀 😀

          ekip var güzel 🙂 devre tasarımında sorun yoksa aklıma gelenler bunlardı zaten voltaj yük sorunları yokmuş devreden çok trafo gibi

          birde sarımı nasıl yaptınız primer tek kat mı sarıldı ? genelde ikiye bölünüyor örneğin primer ilk 25 tur sarılıyor sonra sekonder ve entegre beslemesi ve son kat kalan primer 20 tur araya bakır folyo ekleniyor vb. bir örnek olmadan direkt sardık derseniz yarın atx flyback trafosu dağıtıp sarım yöntemine bakarım güç olarak sizinkine yakın fikir verebilir.

          flyback trafoları baya detaylı ve hassas bu aşamaya gelmeniz çok iyi bence 👍

          Not: aslında bu atx trafoyu devrenizde kullanabilirsiniz 🙂 fırsat bulursam direkt devreyi denerim 😀 ama atölye baya karışık ne zaman olur bilemiyorum..

  3. ALİ KAYA

    Hocam o kadar ilgili ve meraklıyız ki yarını ip ile çekiyoruz.
    Eğer devreyi denerseniz bizim için daha güzel olur. Trafoyu aynı yöne doğru sardık. Ama önce primeri sonra sekonderi ve entegre beslemesini sardık. Sarım yöntemi hakkında bize bilgi verirseniz. Devreyi de yaparak bizi bilgilendirirseniz çok mutlu oluruz. Tecrübeleriniz bizim için çok kıymetli. Sağlıcakla kalın 🙂

    CEVAPLA
    1. ALİ KAYA

      Bu arada hocam elimizde 15N60 yoktu IRFP460 kullandık..

      CEVAPLA
  4. gevv Yazar

    Merhaba,

    UC3842 entegreli AT PC güç kaynağı trafosunu dağıttım. UC3842 besleme, sekonder tur sayılarına takılmayın. Aşağı daki yapıda sıkı sarım yapıp vernikleme yaparsanız sorun çözülür büyük ihtimal.

    Trafonun bağlantıları;

    1-flyback-transformator-sarimi-uc3843-flyback-transformer-winding-uc3842

    Sondan başa doğru trafo sarımı

    1 İlk sarım tel ile sadece sekonder şasesine bağlı tek tur şerit bakır

    2-flyback-transformator-sarimi-uc3843-flyback-transformer-winding-uc3842

    2 İkinci sarım Primer 23 tur

    3-2-flyback-transformator-sarimi-uc3843-flyback-transformer-winding-uc3842

    3 Tel ile sadece primer +310v bacağına bağlı tek tur şerit bakır

    4-flyback-transformator-sarimi-uc3843-flyback-transformer-winding-uc3842

    4 Sekonder +5v, +12v, -5v, GND sarımları (+5V hattını bakır şerit ile sarmışlar)

    seconder-flyback-transformator-sarimi-uc3843-flyback-transformer-winding-uc3842

    5 Sekondar sonrası UC3842 Besleme sargısı 11 tur

    power-flyback-transformator-sarimi-uc3843-flyback-transformer-winding-uc3842

    6 Son sarım primerin geri kalanı 23 tur

    primary-flyback-transformator-sarimi-uc3843-flyback-transformer-winding-uc3842

    Ek olarak nüvenin kargasında işaretlediğim bölümler çıkıntılı yani sarım ortalanıyor ama bu çıkıntılar yüksek değil ilk sarımı kurtarıyor. Sonrasında yukarıda ki resimlerde göründüğü gibi 3..4mm bant ile yükseltme yapılıyor yani sarımlar hep ortalanıyor..

    smps-coil-core-flyback-transformator-uc3843-flyback-transformer-winding-uc3842

    İyi çalışmalar.

    CEVAPLA
  5. ALİ KAYA

    GEV. Hocam merhaba..
    Yardımların için 12 kişi ile sana minnettarız. Dediğin gibi sıkı sıkı sarıp vernikledik primer, sekonder, entegreVcc, primer olarak sardık şu an bize tüm istediklerimizi veriyor. ses gürültü hiç bir şey kalmadı.
    Senden bir ricamız daha olacak. bu devrenin çıkışını 30 volt yapabilir miyiz? (3 volt 30 volt arası) 5 ve ya 10 amper sence böyle bir şey mümkün mü? Mümkünse nasıl bir değişiklik yapabiliriz?
    Tekrardan teşekkür ederiz. Sağlıcakla kal…

    CEVAPLA
  6. gevv Yazar

    30v ile ne kadar sağlıklı olur bilemem 15v olmasının bir sebebi vardır diye düşünüyorum ama testlerinizi geçerse sorun olmaz büyük ihtimal

    1k r11 direncini 2.2k çok turlu trimpot ile değiştirin trimpotu takmadan önce 1k değerine ayarlayın devreye takın çıkış 15v ayarlayıp trimpotun değerini yükseltin bakalım voltaj yükselecekmi bu arada aynı zamanda uc3842 besleme voltajınıda ölçün 30 voltu geçmemeli

    yükselme oluyorsa çıkış sargısını 10 tur yapın uygun direnç değerini belirleyin.

    Eğer sana ulaşacağım bir yer varsa sana video atmak istiyorum

    resim ve videoyu eposta ile gönderebilirsiniz 320voltmail@gmail.com

    şemayıda buraya ekliyorum videoya git gel uğraştırıyor 🙂

    3v-15-v-smps-uc3842

    CEVAPLA
    1. ALİ KAYA

      GEVV hocam merhaba şu anlık projeyi teslim ettik.
      Sana çok teşekkür ederiz. Ocak ayına kadar sınavlarımız var. Sınavlarımız bitince 3 arkadaş bu projeyi yapacağız. Yaptıktan sonra resimleri ve videoları sana atacağız. Bize yardımcı olduğun için çok sağol. Sağlıcakla kall…

      CEVAPLA
  7. Şükrü kara

    Gevv hocam merhaba. Elimde igbt kaynak makinası mevcut. Kaynak makinasının 24 volt smps besleme katında bir arıza var. K2611Mosfeti, uc3843, 20v zener diyot, isense bacağına gelen direnc ve mosfetin source bacağından trafoya giden 2.2 ohm luk direnç sürekli yanmakta. Makina sıfır alınmıştı bir kaç punto atıldiktan sonra yanmış daha sonra elime geçti bu arızalı parçaları değiştirdim makina çalıştı, kaynak yaparken bir elektrotu bitirmeden tekrar aynı arıza meydana geldi. Arızayı nerede aramalıyım yardımcı olursanız çok sevinirim.

    https://ibb.co/7CVFNQS

    CEVAPLA
    1. gevv Yazar

      Merhaba, zener değeri yüksek 15v zener takın 220uf 35v kondansatörü ve by26ev diyotu değiştirip deneyin

      CEVAPLA

Yılmış bir öğrenci için bir cevap yazın Cevabı iptal et

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir