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UC3842的原理及应用详解

1 UC3842 内部工作原理简介 图1 示出了UC3842 内部框图和引脚图,UC3842 采用固定工作频率脉冲宽度可控调制方式,共有8 个引脚,各脚功能如下:

①脚是误差放大器的输出端,外接阻容元件用于改善误差放大器的增益和频率特性;

②脚是反馈电压输入端,此脚电压与误差放大器同相端的2.5V 基准电压进行比较,产生误差电压,从而控制脉冲宽度;

③脚为电流检测输入端, 当检测电压超过1V时缩小脉冲宽度使电源处于间歇工作状态;

④脚为定时端,内部振荡器的工作频率由外接的阻容时间常数决定,f=1.8/(RT×CT);

⑤脚为公共地端;

⑥脚为推挽输出端,内部为图腾柱式,上升、下降时间仅为50ns 驱动能力为±1A ;

⑦脚是直流电源供电端,具有欠、过压锁定功能,芯片功耗为15mW;

⑧脚为5V 基准电压输出端,有50mA 的负载能力。  

图1 UC3842 内部原理框图

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2014-02-18 22:44

2 UC3842 组成的开关电源电路 

图2 是由UC3842 构成的开关电源电路,220V 市电由C1、L1 滤除电磁干扰,负温度系数的热敏电阻Rt1 限流,再经VC 整流、C2 滤波,电阻R1、电位器RP1 降压后加到UC3842 的供电端(⑦脚),为UC3842 提供启动电压,电路启动后变压器的付绕组③④的整流滤波电压一方面为UC3842 提供正常工作电压,另一方面经R3、R4 分压加到误差放大器的反相输入端②脚,为UC3842 提供负反馈电压,其规律是此脚电压越高驱动脉冲的占空比越小,以此稳定输出电压。④脚和⑧脚外接的R6、C8 决定了振荡频率,其振荡频率的最大值可达500KHz。R5、C6用于改善增益和频率特性。⑥脚输出的方波信号经R7、R8 分压后驱动MOSFEF 功率管,变压器原边绕组①②的能量传递到付边各绕组,经整流滤波后输出各数值不同的直流电压供负载使用。电阻R10 用于电流检测,经R9、C9 滤滤后送入UC3842 的③脚形成电流反馈环. 所以由UC3842 构成的电源是双闭环控制系统,电压稳定度非常高,当UC3842 的③脚电压高于1V 时振荡器停振,保护功率管不至于过流而损坏。

电路上电时,外接的启动电路通过引脚7提供芯片需要的启动电压。在启动电源的作用下,芯片开始工作,脉冲宽度调制电路产生的脉冲信号经6脚输出驱动外接的开关功率管工作。功率管工作产生的信号经取样电路转换为低压直流信号反馈到3脚,维护系统的正常工作。电路正常工作后,取样电路反馈的低压直流信号经2脚送到内部的误差比较放大器,与内部的基准电压进行比较,产生的误差信号送到脉宽调制电路,完成脉冲宽度的调制,从而达到稳定输出电压的目的。如果输出电压由于某种原因变高,则2脚的取样电压也变高,脉宽调制电路会使输出脉冲的宽度变窄,则开关功率管的导通时间变短,输出电压变低,从而使输出电压稳定,反之亦然。锯齿波振荡电路产生周期性的锯齿波,其周期取决于4脚外接的RC网络。所产生的锯齿波送到脉冲宽度调制器,作为其工作周期,脉宽调制器输出的脉冲周期不变,而脉冲宽度则随反馈电压的大小而变化。

3 电路的调试

此电路的调试需要注意:一是调节电位器RP1使电路起振,起振电流在1mA左右;二是起振后变压器③④绕组提供的直流电压应能使电路正常工作,此电压的范围大约为11~17V 之间;三是根据输出电压的数值大小来改变R4,以确定其反馈量的大小;四是根据保护要求来确定检测电阻R10 的大小,通常R10 是2W、1Ω以下的电阻。

图2 UC3842 构成的开关电源

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2014-02-19 08:20
@爱在春天
2UC3842组成的开关电源电路 图2是由UC3842构成的开关电源电路,220V市电由C1、L1滤除电磁干扰,负温度系数的热敏电阻Rt1限流,再经VC整流、C2滤波,电阻R1、电位器RP1降压后加到UC3842的供电端(⑦脚),为UC3842提供启动电压,电路启动后变压器的付绕组③④的整流滤波电压一方面为UC3842提供正常工作电压,另一方面经R3、R4分压加到误差放大器的反相输入端②脚,为UC3842提供负反馈电压,其规律是此脚电压越高驱动脉冲的占空比越小,以此稳定输出电压。④脚和⑧脚外接的R6、C8决定了振荡频率,其振荡频率的最大值可达500KHz。R5、C6用于改善增益和频率特性。⑥脚输出的方波信号经R7、R8分压后驱动MOSFEF功率管,变压器原边绕组①②的能量传递到付边各绕组,经整流滤波后输出各数值不同的直流电压供负载使用。电阻R10用于电流检测,经R9、C9滤滤后送入UC3842的③脚形成电流反馈环.所以由UC3842构成的电源是双闭环控制系统,电压稳定度非常高,当UC3842的③脚电压高于1V时振荡器停振,保护功率管不至于过流而损坏。电路上电时,外接的启动电路通过引脚7提供芯片需要的启动电压。在启动电源的作用下,芯片开始工作,脉冲宽度调制电路产生的脉冲信号经6脚输出驱动外接的开关功率管工作。功率管工作产生的信号经取样电路转换为低压直流信号反馈到3脚,维护系统的正常工作。电路正常工作后,取样电路反馈的低压直流信号经2脚送到内部的误差比较放大器,与内部的基准电压进行比较,产生的误差信号送到脉宽调制电路,完成脉冲宽度的调制,从而达到稳定输出电压的目的。如果输出电压由于某种原因变高,则2脚的取样电压也变高,脉宽调制电路会使输出脉冲的宽度变窄,则开关功率管的导通时间变短,输出电压变低,从而使输出电压稳定,反之亦然。锯齿波振荡电路产生周期性的锯齿波,其周期取决于4脚外接的RC网络。所产生的锯齿波送到脉冲宽度调制器,作为其工作周期,脉宽调制器输出的脉冲周期不变,而脉冲宽度则随反馈电压的大小而变化。3电路的调试此电路的调试需要注意:一是调节电位器RP1使电路起振,起振电流在1mA左右;二是起振后变压器③④绕组提供的直流电压应能使电路正常工作,此电压的范围大约为11~17V之间;三是根据输出电压的数值大小来改变R4,以确定其反馈量的大小;四是根据保护要求来确定检测电阻R10的大小,通常R10是2W、1Ω以下的电阻。图2UC3842构成的开关电源[图片]
初學者可以過來看看。
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2014-02-19 08:34
@爱在春天
2UC3842组成的开关电源电路 图2是由UC3842构成的开关电源电路,220V市电由C1、L1滤除电磁干扰,负温度系数的热敏电阻Rt1限流,再经VC整流、C2滤波,电阻R1、电位器RP1降压后加到UC3842的供电端(⑦脚),为UC3842提供启动电压,电路启动后变压器的付绕组③④的整流滤波电压一方面为UC3842提供正常工作电压,另一方面经R3、R4分压加到误差放大器的反相输入端②脚,为UC3842提供负反馈电压,其规律是此脚电压越高驱动脉冲的占空比越小,以此稳定输出电压。④脚和⑧脚外接的R6、C8决定了振荡频率,其振荡频率的最大值可达500KHz。R5、C6用于改善增益和频率特性。⑥脚输出的方波信号经R7、R8分压后驱动MOSFEF功率管,变压器原边绕组①②的能量传递到付边各绕组,经整流滤波后输出各数值不同的直流电压供负载使用。电阻R10用于电流检测,经R9、C9滤滤后送入UC3842的③脚形成电流反馈环.所以由UC3842构成的电源是双闭环控制系统,电压稳定度非常高,当UC3842的③脚电压高于1V时振荡器停振,保护功率管不至于过流而损坏。电路上电时,外接的启动电路通过引脚7提供芯片需要的启动电压。在启动电源的作用下,芯片开始工作,脉冲宽度调制电路产生的脉冲信号经6脚输出驱动外接的开关功率管工作。功率管工作产生的信号经取样电路转换为低压直流信号反馈到3脚,维护系统的正常工作。电路正常工作后,取样电路反馈的低压直流信号经2脚送到内部的误差比较放大器,与内部的基准电压进行比较,产生的误差信号送到脉宽调制电路,完成脉冲宽度的调制,从而达到稳定输出电压的目的。如果输出电压由于某种原因变高,则2脚的取样电压也变高,脉宽调制电路会使输出脉冲的宽度变窄,则开关功率管的导通时间变短,输出电压变低,从而使输出电压稳定,反之亦然。锯齿波振荡电路产生周期性的锯齿波,其周期取决于4脚外接的RC网络。所产生的锯齿波送到脉冲宽度调制器,作为其工作周期,脉宽调制器输出的脉冲周期不变,而脉冲宽度则随反馈电压的大小而变化。3电路的调试此电路的调试需要注意:一是调节电位器RP1使电路起振,起振电流在1mA左右;二是起振后变压器③④绕组提供的直流电压应能使电路正常工作,此电压的范围大约为11~17V之间;三是根据输出电压的数值大小来改变R4,以确定其反馈量的大小;四是根据保护要求来确定检测电阻R10的大小,通常R10是2W、1Ω以下的电阻。图2UC3842构成的开关电源[图片]
看来,你对UC384X系列的芯片,有想法哈
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CYX740111
LV.5
5
2014-02-19 19:47
@chenxiangyu1990
初學者可以過來看看。[图片]!
UC38**系列是一款很老,很普通的控制IC,初學電源的人都會應用到。
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CYX740111
LV.5
6
2014-02-19 19:48
@赣辰实业-mike
看来,你对UC384X系列的芯片,有想法哈
是不是在推UC384X IC呀。
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2014-02-19 22:24
您好!UC3842后缀有一个英文字母,它们在使用上有何区别?如UC3842A、UC3842C等!可能型号有错,请详解。
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ddPoor
LV.2
8
2014-02-23 01:36
@爱在春天
2UC3842组成的开关电源电路 图2是由UC3842构成的开关电源电路,220V市电由C1、L1滤除电磁干扰,负温度系数的热敏电阻Rt1限流,再经VC整流、C2滤波,电阻R1、电位器RP1降压后加到UC3842的供电端(⑦脚),为UC3842提供启动电压,电路启动后变压器的付绕组③④的整流滤波电压一方面为UC3842提供正常工作电压,另一方面经R3、R4分压加到误差放大器的反相输入端②脚,为UC3842提供负反馈电压,其规律是此脚电压越高驱动脉冲的占空比越小,以此稳定输出电压。④脚和⑧脚外接的R6、C8决定了振荡频率,其振荡频率的最大值可达500KHz。R5、C6用于改善增益和频率特性。⑥脚输出的方波信号经R7、R8分压后驱动MOSFEF功率管,变压器原边绕组①②的能量传递到付边各绕组,经整流滤波后输出各数值不同的直流电压供负载使用。电阻R10用于电流检测,经R9、C9滤滤后送入UC3842的③脚形成电流反馈环.所以由UC3842构成的电源是双闭环控制系统,电压稳定度非常高,当UC3842的③脚电压高于1V时振荡器停振,保护功率管不至于过流而损坏。电路上电时,外接的启动电路通过引脚7提供芯片需要的启动电压。在启动电源的作用下,芯片开始工作,脉冲宽度调制电路产生的脉冲信号经6脚输出驱动外接的开关功率管工作。功率管工作产生的信号经取样电路转换为低压直流信号反馈到3脚,维护系统的正常工作。电路正常工作后,取样电路反馈的低压直流信号经2脚送到内部的误差比较放大器,与内部的基准电压进行比较,产生的误差信号送到脉宽调制电路,完成脉冲宽度的调制,从而达到稳定输出电压的目的。如果输出电压由于某种原因变高,则2脚的取样电压也变高,脉宽调制电路会使输出脉冲的宽度变窄,则开关功率管的导通时间变短,输出电压变低,从而使输出电压稳定,反之亦然。锯齿波振荡电路产生周期性的锯齿波,其周期取决于4脚外接的RC网络。所产生的锯齿波送到脉冲宽度调制器,作为其工作周期,脉宽调制器输出的脉冲周期不变,而脉冲宽度则随反馈电压的大小而变化。3电路的调试此电路的调试需要注意:一是调节电位器RP1使电路起振,起振电流在1mA左右;二是起振后变压器③④绕组提供的直流电压应能使电路正常工作,此电压的范围大约为11~17V之间;三是根据输出电压的数值大小来改变R4,以确定其反馈量的大小;四是根据保护要求来确定检测电阻R10的大小,通常R10是2W、1Ω以下的电阻。图2UC3842构成的开关电源[图片]

空载功耗0.5W怎么搞?

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2014-02-23 01:37
@ddPoor
空载功耗0.5W怎么搞?
3842的震荡频率有什么用,它与占空比有关系吗?为什么③脚电压高于1V 时振荡器停振,就可以保护功率管不至于过流而损坏?振荡器停振是什么意思?
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Mickeyso1n
LV.2
10
2014-02-23 01:38
@爱在春天
2UC3842组成的开关电源电路 图2是由UC3842构成的开关电源电路,220V市电由C1、L1滤除电磁干扰,负温度系数的热敏电阻Rt1限流,再经VC整流、C2滤波,电阻R1、电位器RP1降压后加到UC3842的供电端(⑦脚),为UC3842提供启动电压,电路启动后变压器的付绕组③④的整流滤波电压一方面为UC3842提供正常工作电压,另一方面经R3、R4分压加到误差放大器的反相输入端②脚,为UC3842提供负反馈电压,其规律是此脚电压越高驱动脉冲的占空比越小,以此稳定输出电压。④脚和⑧脚外接的R6、C8决定了振荡频率,其振荡频率的最大值可达500KHz。R5、C6用于改善增益和频率特性。⑥脚输出的方波信号经R7、R8分压后驱动MOSFEF功率管,变压器原边绕组①②的能量传递到付边各绕组,经整流滤波后输出各数值不同的直流电压供负载使用。电阻R10用于电流检测,经R9、C9滤滤后送入UC3842的③脚形成电流反馈环.所以由UC3842构成的电源是双闭环控制系统,电压稳定度非常高,当UC3842的③脚电压高于1V时振荡器停振,保护功率管不至于过流而损坏。电路上电时,外接的启动电路通过引脚7提供芯片需要的启动电压。在启动电源的作用下,芯片开始工作,脉冲宽度调制电路产生的脉冲信号经6脚输出驱动外接的开关功率管工作。功率管工作产生的信号经取样电路转换为低压直流信号反馈到3脚,维护系统的正常工作。电路正常工作后,取样电路反馈的低压直流信号经2脚送到内部的误差比较放大器,与内部的基准电压进行比较,产生的误差信号送到脉宽调制电路,完成脉冲宽度的调制,从而达到稳定输出电压的目的。如果输出电压由于某种原因变高,则2脚的取样电压也变高,脉宽调制电路会使输出脉冲的宽度变窄,则开关功率管的导通时间变短,输出电压变低,从而使输出电压稳定,反之亦然。锯齿波振荡电路产生周期性的锯齿波,其周期取决于4脚外接的RC网络。所产生的锯齿波送到脉冲宽度调制器,作为其工作周期,脉宽调制器输出的脉冲周期不变,而脉冲宽度则随反馈电压的大小而变化。3电路的调试此电路的调试需要注意:一是调节电位器RP1使电路起振,起振电流在1mA左右;二是起振后变压器③④绕组提供的直流电压应能使电路正常工作,此电压的范围大约为11~17V之间;三是根据输出电压的数值大小来改变R4,以确定其反馈量的大小;四是根据保护要求来确定检测电阻R10的大小,通常R10是2W、1Ω以下的电阻。图2UC3842构成的开关电源[图片]
请问为什么要用变压器③④绕组来提供芯片的工作电压呢?这叫什么结构呢?
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2014-02-23 01:39
@Mickeyso1n
请问为什么要用变压器③④绕组来提供芯片的工作电压呢?这叫什么结构呢?
辅助供电绕组,那你想用什么方法来给IC提供供电?
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2014-02-23 01:40
@Mickeyso1n
请问为什么要用变压器③④绕组来提供芯片的工作电压呢?这叫什么结构呢?
辅助绕组供电啊
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2014-02-23 01:40
@Mickeyso1n
请问为什么要用变压器③④绕组来提供芯片的工作电压呢?这叫什么结构呢?
这是常用的辅助绕组供电方式,IC启动后,启动电阻不起作用了,IC正常工作的电压只能由辅助绕组提供
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Mickeyso1n
LV.2
14
2014-02-23 01:41
@小小粉刷匠
这是常用的辅助绕组供电方式,IC启动后,启动电阻不起作用了,IC正常工作的电压只能由辅助绕组提供
IC启动后,启动电阻为什么就不起作用了呢?我对此一直很疑惑,请您指点。
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2014-02-23 01:41
@Mickeyso1n
IC启动后,启动电阻为什么就不起作用了呢?我对此一直很疑惑,请您指点。
不是不起作用了,而是通过电阻提供的电流不足以驱动IC持续工作,因此需要额外的辅助绕组。你想想一下,如果想通过电阻降压提供IC正常工作的驱动电路,假设IC的正常工作时0.5W(工作+驱动一起的损耗)工作电压为15V,在300V输入的情况下,电阻上要有10W的损耗,这样的电路,效率咋办?
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yue0299
LV.2
16
2014-02-23 01:43
@小小粉刷匠
不是不起作用了,而是通过电阻提供的电流不足以驱动IC持续工作,因此需要额外的辅助绕组。你想想一下,如果想通过电阻降压提供IC正常工作的驱动电路,假设IC的正常工作时0.5W(工作+驱动一起的损耗)工作电压为15V,在300V输入的情况下,电阻上要有10W的损耗,这样的电路,效率咋办?
有道理!赞一个
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2014-02-23 01:44
@Mickeyso1n
IC启动后,启动电阻为什么就不起作用了呢?我对此一直很疑惑,请您指点。

启动电阻只是提供启动初期的一两个周期而已,待到辅助绕组续流电压建立后就起不来太多作用了。

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2014-02-23 01:45
@爱在春天
启动电阻只是提供启动初期的一两个周期而已,待到辅助绕组续流电压建立后就起不来太多作用了。
启动电阻提供电容的充电电流,电容提供启动初期消耗的能量,启动后的工作电流由辅助绕组提供。
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2014-02-23 01:46
@小小粉刷匠
启动电阻提供电容的充电电流,电容提供启动初期消耗的能量,启动后的工作电流由辅助绕组提供。
同意
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Mickeyso1n
LV.2
20
2014-02-23 01:50
@小小粉刷匠
不是不起作用了,而是通过电阻提供的电流不足以驱动IC持续工作,因此需要额外的辅助绕组。你想想一下,如果想通过电阻降压提供IC正常工作的驱动电路,假设IC的正常工作时0.5W(工作+驱动一起的损耗)工作电压为15V,在300V输入的情况下,电阻上要有10W的损耗,这样的电路,效率咋办?
明白了,谢谢
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Mickeyso1n
LV.2
21
2014-02-23 01:50
@爱在春天
启动电阻只是提供启动初期的一两个周期而已,待到辅助绕组续流电压建立后就起不来太多作用了。
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2014-02-23 01:53
请问6脚输出为什么需要经R7、R8分压之后再来驱动Mos管呢?而不是直接驱动。
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2014-02-23 01:54
@知音难求
请问6脚输出为什么需要经R7、R8分压之后再来驱动Mos管呢?而不是直接驱动。
R7是限制开关速度和最大驱动电流的,而R8是MOS的空开保护电阻,防止在无驱动的情况下MOS误导通
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2014-02-23 01:55
@知音难求
请问6脚输出为什么需要经R7、R8分压之后再来驱动Mos管呢?而不是直接驱动。

R8这个位置的电阻叫下拉电阻对吧,但是我不知道是不是所有3842电路都用了这个电阻?我发现类似芯片在驱动mos管的时候没有用它,不知道是什么原因

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2014-02-23 01:57
@小小粉刷匠
启动电阻提供电容的充电电流,电容提供启动初期消耗的能量,启动后的工作电流由辅助绕组提供。
请问你说的启动电阻提供电容的充电电流,这里的电容是电路中的哪一个电容
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2014-02-23 01:57
@不经羽Gentle
请问你说的启动电阻提供电容的充电电流,这里的电容是电路中的哪一个电容
VCC对地的电容。
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2014-02-23 02:00
@小小粉刷匠
这是常用的辅助绕组供电方式,IC启动后,启动电阻不起作用了,IC正常工作的电压只能由辅助绕组提供

问一句:我的反馈绕组给UC3842供电是14V,从300V分的启动电压是17V。电路正常启动后,7脚电压到底是多少伏?或者说这两者电压有一定的关系没?

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2014-02-23 02:01
@半岛铁盒
问一句:我的反馈绕组给UC3842供电是14V,从300V分的启动电压是17V。电路正常启动后,7脚电压到底是多少伏?或者说这两者电压有一定的关系没?
根据匝比来算吧!不过有做相关的案子的话可以直接测得!个人觉得应该是用匝比来算的!
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2014-02-23 02:02

请问:1.对图中R3、R4阻值的设定,是要求这路的分压(也就是R4的分压)要大于2.5V么?

2.像这种在辅助绕组做反馈,输出过载或短路保护怎么做?

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ICEBOYZ
LV.2
30
2014-02-23 02:03
@花开半夏
请问:1.对图中R3、R4阻值的设定,是要求这路的分压(也就是R4的分压)要大于2.5V么?2.像这种在辅助绕组做反馈,输出过载或短路保护怎么做?

我想FB处的电压应该小于2.5V吧,COMP处的电压应得到正值吧。

至于“输出过载或短路保护”则是由3脚检测R10处的电压,进而改变占空比,使输出降低,再通过辅助绕组降低VCC处电压。

就芯片内部而言,电流检测比较器负端输入不会大于1V,而当正端(即3脚)电压大于1V时,输出占空比为0,进入保护状态。因此,根据峰值电流值来选择R10,就可以实现过流保护。

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Mickeyso1n
LV.2
31
2014-02-23 02:05

请问,负温度系数的热敏电阻Rt1为什么具有限流的作用?温度升高时,阻值减小,通过的电流更大,是这样吗?

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