深度解析UC2842B/3B/4B/5B与UC3842B/3B/4B/5B高性能电流模式PWM控制器

在电子工程师的日常设计中，PWM控制器是实现电源稳定控制的关键组件。UC2842B/3B/4B/5B与UC3842B/3B/4B/5B系列高性能电流模式PWM控制器，以其丰富的特性和出色的性能，在离线或DC - DC固定频率电流模式控制方案中得到广泛应用。今天，我们就来深入了解一下这些控制器。

文件下载：uc2842b.pdf

一、特性亮点

精准控制

• 振荡器频率精准：内置经过微调的振荡器，能够实现精确的频率控制，振荡器频率保证可达250kHz，且在高达500kHz的频率下仍能进行电流模式操作。
• 自动前馈补偿：具备自动前馈补偿功能，可有效提高系统的稳定性和响应速度。
• 逐周期电流限制：采用锁存PWM实现逐周期电流限制，增强了系统的安全性。

稳定可靠

• 内部微调参考电压：带有欠压锁定功能的内部微调参考电压，确保在不同电压条件下系统的稳定运行。
• 迟滞欠压锁定：欠压锁定带有迟滞特性，避免系统在临界电压附近频繁启停。

强大驱动

• 高电流图腾柱输出：高电流图腾柱输出级，能够为N沟道MOSFET提供强大的驱动能力，输出低电平状态稳定。

低功耗设计

• 低启动和工作电流：启动电流小于0.5mA，有效降低了系统的功耗。

二、产品概述

该系列控制IC可实现离线或DC - DC固定频率电流模式控制方案，所需外部元件极少。内部集成了多个关键电路：

• 微调振荡器：用于精确的占空比控制。
• 欠压锁定电路：启动电流小，确保系统在合适的电压下启动。
• 精密参考电压：为误差放大器输入提供精确的参考。
• 锁存逻辑：保证系统的稳定运行。
• PWM比较器：提供电流限制控制。
• 图腾柱输出级：可提供或吸收高峰值电流。

不同型号之间的主要区别在于欠压锁定阈值和最大占空比范围：

• UC3842B和UC3844B：欠压锁定阈值为16V（开启）和10V（关闭），适用于离线应用。
• UC3843B和UC3845B：欠压锁定阈值为8.5V和7.9V。
• 占空比范围：UC3842B和UC3843B可接近100%的占空比；UC3844B和UC3845B通过内部触发触发器，占空比范围为0至<50%。

三、电气参数

绝对最大额定值

符号	参数	值	单位
(V_i)	电源电压（低阻抗源）	30	V
(V_i)	电源电压（(I_i < 30mA)）	自限
(I_O)	输出电流	± 1	A
(E_O)	输出能量（容性负载）	5	µJ
模拟输入（引脚2、3）	– 0.3至5.5	V
误差放大器输出灌电流	10	mA
(P_{tot})	环境温度 ≤ 25°C（Minidip）时的功耗	1.25	W
(P_{tot})	环境温度 ≤ 25°C（SO8）时的功耗	800	mW
(T_{stg})	存储温度范围	– 65至150	°C
(T_J)	结工作温度	– 40至150	°C
(T_L)	引脚温度（焊接10s）	300	°C

电气特性

不同参数在不同测试条件下有相应的最小、典型和最大值，涵盖参考部分、振荡器部分、误差放大器部分、电流检测部分、输出部分、欠压锁定部分、PWM部分和总待机电流等。例如，参考输出电压在(T_j = 25°C)、(I_o = 1mA)时，UC284XB为4.95 - 5.05V，UC384XB为4.90 - 5.10V。

四、引脚连接与功能

引脚连接

有Minidip和SO8两种封装形式，引脚排列如下：	引脚编号	引脚名称
1	VREF
2	COMP
3	VFB
4	Vi
5	OUTPUT
6	ISENSE
7	RT/CT
8	GROUND

引脚功能

编号	功能	描述
1	COMP	误差放大器输出，用于环路补偿。
2	(V_{FB})	误差放大器的反相输入，通常通过电阻分压器连接到开关电源输出。
3	(I_{SENSE})	连接与电感电流成正比的电压，PWM据此终止输出开关导通。
4	(R_T/C_T)	通过连接电阻(RT)到(V{ref})和电容(C_T)到地来编程振荡器频率和最大输出占空比，最高可达500kHz。
5	GROUND	控制电路和电源的公共接地端。
6	OUTPUT	直接驱动功率MOSFET的栅极，可提供和吸收高达1A的峰值电流。
7	(V_{CC})	控制IC的正电源引脚。
8	(V_{ref})	参考输出，通过电阻(R_T)为电容(C_T)提供充电电流。

五、应用电路与设计要点

应用电路

文档中给出了多种应用电路，如开环测试电路、不同参数之间的关系曲线（如定时电阻与振荡器频率、输出死区时间与振荡器频率等），以及一些功能电路（如误差放大器配置、欠压锁定、电流检测电路等）。

设计要点

• 接地技术：对于容性负载产生的高峰值电流，需要采用仔细的接地技术，定时和旁路电容应靠近引脚5单点接地。
• 参数选择：根据具体应用需求，合理选择定时电阻(R_T)和电容(C_T)的值，以实现所需的振荡器频率和占空比。
• 斜率补偿：在某些应用中，可能需要采用斜率补偿技术来提高系统的稳定性。

六、总结

UC2842B/3B/4B/5B与UC3842B/3B/4B/5B系列高性能电流模式PWM控制器以其丰富的特性、稳定的性能和低功耗设计，为电子工程师提供了一个优秀的电源控制解决方案。在实际设计中，工程师们需要根据具体的应用场景和需求，合理选择型号和参数，同时注意电路设计的细节，以确保系统的稳定运行。大家在使用这些控制器的过程中，有没有遇到过一些特别的问题或者有什么独特的设计经验呢？欢迎在评论区分享交流。