时基集成电路
时基集成电路,又称时基芯片,是一种能够产生时基并完成各种时序控制功能的模拟集成电路。目前常用的时基芯片有555单时基芯片和556双时基芯片。下面以555单时基芯片为例。
(一)组成
555单时基芯片(主要型号包括EN555、HA17555、CA555、LM555)有两种封装形式:DIP-8双列直插8脚和SOP-8(SMP)。其内部由电阻分压器、比较器、RS触发器、放电开关、输出电路五部分组成,如图4-145所示。其引脚功能如表4-4所示。 555单时基芯片因其内部有3个5k分压电阻而得名。
图4-145:555单时基芯片物理及内部框图
表4-4 555单时基芯片引脚功能
(二)工作原理
首先,电源电压VCC经过R1、R2、R3采样后,产生(1/3)VCC和(2/3)VCC两个采样电压。其中,(1/3)VCC加到比较器A2的反相输入端作为参考电压,(2/3)VCC加到比较器A1的同相输入端作为参考电压。
当555单时基芯片的脚电位低于(1/3)VCC时,比较器A2输出低电平控制电压,该电压加到RS触发器的S端,导致RS 触发器翻转至1 状态。其Q端输出高电平信号,
该端子输出低电平信号。 Q端输出的高电平电压经输出电路放大后从脚输出,
该端子输出低电平使放电管VT截止。
当555单时基芯片脚输入电压超过(2/3)VCC时,比较器A1输出低电平电压。该电压加到RS触发器的R端,使其翻转为0状态,其Q端输出的低电平电压经输出电路放大,使输出变为低电平,在同时,输出电压经输出电路放大。
该端输出高电平电压,使VT导通。
另外,触发器是否工作是由引脚的电位控制的。若脚为低电平,则触发器不工作;只有当引脚为高电平时,触发器才能工作。
(3)典型应用电路
555单时基芯片和少量电阻电容元件可组成单稳态触发器、非稳态触发器(多谐振荡器)、双稳态触发器和施密特触发器。下面介绍555单时基芯片组成的单稳态触发器、非稳态触发器、施密特触发器的基本原理。
单稳态触发器。图4-146所示为555单时基芯片组成的典型单稳态触发器。该电路的核心是555单时基芯片、电阻R和电容C。Ui为输入信号,Uo为输出信号,VCC为电源电压。
图4-146 555单时基芯片组成的单稳触发器
当输入信号Ui为低电平时,使555的脚电位低于(1/3)VCC,555的脚输出高电平电压,其内部放电管截止。此时VCC通过R C充电。当C两端充电电压超过(2/3)VCC时,555中的RS触发器翻转,脚输出低电平电压。同时,其内部放电管导通,C通过引脚快速放电。 C充电到(2/3)VCC的时间就是波形的高电平宽度,即tW=1.1RC。
由于555只有在脚输入低电平信号后才能输出高电平脉冲,因此该电路是单稳态触发器。
无稳态触发。图4-147所示为555单时基芯片组成的典型非稳态触发器。该电路的核心是555单时基芯片、电阻R1/R2和电容C。UC为输入信号,Uo为输出信号,VCC为电源电压。
图4-147:555单时基芯片组成的非稳态触发器
上电瞬间,电源电压VCC通过R1、R2对C充电。当充电电压使UC小于(1/3)VCC时,555的脚不仅输出高电平电压,而且其内部放电管截止。随着C继续充电,当C两端的充电电压超过(2/3)VCC时,555中的RS触发器翻转,使脚输出低电平。同时,其内部放电管导通,通过R2使C快速放电。当C两端电压低于(1/3)VCC时,555的脚再次输出高电平,重复上述过程,从而形成多谐振荡器脉冲。
施密特触发器。图4-148所示为由555单时基芯片组成的典型照明自动控制电路。电路的核心是555单时基芯片、光敏电阻RG等元件组成的施密特触发器。
图4-148 照明自动控制电路
无光照时,光敏电阻RG阻值较大,电源VCC经R分压后提供(1/2)VCC的电压,555的5脚电位低于(1/2)VCC在C的作用下,因此555的脚电位为低电平,不能给继电器K的线圈供电。K的触点闭合,接通EL的供电电路,EL发光。有光照时,RG的阻值迅速下降,使555的、脚电位低于(1/3)VCC,555的脚输出高电平电压。该电压使K的线圈产生磁场,使K中的触点释放,EL熄灭,实现灯光的自动控制。
开关电源控制集成电路
他励开关电源控制集成电路由模拟电路和数字电路组成。下面以典型的UC/KA3842为例进行介绍。
(1)特点
UC/KA3842是一款单端输出脉宽控制芯片。它是一种高性能的定频电流模式控制电路。由其组成的开关电源广泛应用于彩电、彩色显示器、VCD、DVD、充电器、卫星等。用于接收器等电子设备。其主要优点是外围元件少、结构简单、成本低。其内部电路包括以下特性:一是可调充放电振荡器,可以精确控制占空比;二是采用电流模式控制,可工作在500kHz高频;三、误差放大器具有自动补偿功能;第四个是锁定PWM控制电路,可以进行逐脉冲电流控制;五是内部可调参考电压,具有欠压保护锁定功能;第六是图腾柱输出电路,提供大电流输出,输出电流可以达到1A;第七,可以直接驱动场效应晶体管或双极型晶体管。
(2) 物理对象和组成
UC/KA3842和UC/KA3843有两种封装结构:双列直插Minidip(DIP)型和双列直插SMD SO8型,如图4-149所示。其引脚功能如表4-5所示。
图4-149:UC/KA3842 物理和内部框图
表4-5 UC/KA3842 引脚功能
暗示
UC3842UC3845/UC2842UC2845属于系列产品。只是电源端子脚的启动电压和关断电压以及励磁脉冲输出端子脚输出的励磁信号最大占空比不同,见表4-6。
表4-6 UC3842UC3845/UC2842UC2845 主要参数
(三)基本原则
当UC3842的脚电压达到16V时,UC3842内部的启动电路开始启动,并通过5V参考电压形成电路产生5V电压。该电压不仅由脚输出,还为其内部振荡器、PWM调制器等电路供电。振荡器上电后开始工作,利用连接到引脚的RC元件产生振荡脉冲。该脉冲经逻辑电路处理后产生矩形脉冲,经推挽放大器放大后从脚输出。
当脚输入电压升高或脚电位降低时,脚输出脉冲的占空比减小;当脚输入电压升高时,也会引起脚输出励磁脉冲。占空比减小。
(4)典型应用电路
爱国者400A彩屏主电源电路如图4-150所示。该电路以芯片I801(UC3842)为核心组成。 脚外接的VR801、R817、R818为误差采样电路; 脚外接D808、C821组成的整流滤波电路,不仅为I801提供启动后的工作电压,还为误差采样电路提供采样电压。外部引脚C812、R823、R820为振荡器外部定时元件,R822为行频触发脉冲输入限流电阻; 脚外接C817和R828构成开关管电流检测信号输入电路。
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用户评论
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