基于Multisim UC3842的仿真教學應用

摘 要 Unitrode公司的UC3842是一種高性能固定頻率電流型控制器，是國內應用比較廣泛的一種電流控制型脈寬調制器。Mutsim電路仿真軟件提供了UC3842仿真元件，實施UC3842仿真教學成為可能。

關鍵詞 UC3842 Multsim 仿真

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

Simulation Teaching Application Based on the Multisim UC3842

Abstract Unitrode Corporation UC3842 is a high-performance fixed frequency current-mode controller， the domestic application of a current-controlled pulse width modulator. Mutsim circuit simulation software UC3842 simulation components， made possible by the implementation of the UC3842 simulation teaching.

Key words UC3842； Multsim； simulation

0 前言

目前UC3842普遍應用于教學、科研、工程實踐。Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎的仿真工具，適用于板級的模擬/數字電路板的設計工作，具有強大的仿真分析能力。Multisim提供了UC3842仿真元件，高校教師采用Multisim對UC3842進行仿真教學，提高了教學效果。

1 UC3842介紹

UC3842是一種高性能固定頻率單端輸出電流控制型脈沖寬度調制器?？芍苯域寗与p極性晶體管和MOSFET管，具有引腳數量少、外圍電路簡單、安裝與調試簡便、性能優良以及價格低廉等優點。UC3842包含誤差放大器、PWM比較器、PWM鎖存器、振蕩器、內部基準電源和欠壓鎖定等單元過電流限制等保護特性。①②其結構圖如圖1所示。

2 UC3842仿真

2.1 UC3842仿真元件的編輯

Multisim10雖提供的UC3842仿真元件，但仿真元件的引腳排列不利于UC3842典型應用電路的畫法，對UC3842仿真元件的引腳進行編輯③如圖2所示。

2.2 UC3842工作電壓仿真

2.2.1 仿真原理

UC3842的7腳為電源輸入引腳，5腳為地。當供電電壓低于 +16V時，UC3824不工作，此時耗電在1mA以下。輸入電壓可以通過一個大阻值電阻從高壓降壓獲得。芯片工作后，輸入電壓可在+10～+30V之間波動，低于+10V停止工作。

2.2.2 仿真

啟動Multisim仿真軟件，在Multisim10仿真界面繪制如圖3所示UC3842仿真電路圖。

將圖3中的電源（VCC）設定為15V，啟動仿真按鈕、打開示波器觀察到的波型如圖4所示，（只有4腳的鋸齒波輸出，6腳沒PWM驅動脈沖輸出）。說明UC3842因啟動電壓不足（供電電壓低于16V）未能正常工作，仿真結果正確。

再將圖3中的電源設定為20V，啟動仿真，從示波器觀察到的波型如圖5所示。UC3842的6腳有PWM驅動脈沖輸出，UC3842正常工作，仿真結果正確。

2.3 UC3842振蕩頻率

2.3.1 仿真原理

UC3842的振蕩頻率為：（） = 。④ 從圖3可知， = 10K€%R， = 0.0022€%eF，則（） = = 78。

2.3.2 仿真

啟動Multisim仿真軟件，從Multisim10儀表工具欄中選中數字頻率計并將其連接到UC3842的4腳如圖3所示。對頻率計的相關參數設置Measurement欄選擇Freq按鈕；Coupling欄選擇AC；Sensitivity欄輸入數值600，單位選擇mV。啟動仿真按鈕，從數字頻率計中測量到的頻率為65。

仿真結果為UC3842振蕩電路開始工作，振蕩頻率為65與理論計算的差異值是由Multisim仿真軟件UC3842仿真元件尚存缺陷引起的。

2.4 UC3842過流保護仿真

2.4.1 仿真原理

在UC3842典型應用的外圍電路中，在功率開關管（如VMOS管）的源極串接一個小阻值的取樣電阻，將脈沖變壓器的電流轉換成電壓，此電壓送入3 腳，控制PWM脈寬。當電源電壓異常時，功率開關管的電流增大，當取樣電阻上的電壓超過1V時，UC3842就停止輸出，有效地保護了功率開關管。

2.4.2 仿真

UC3842過流保護仿真電路如圖3所示。使用電壓源V1，代替功率開關管（如VMOS管）的源極電阻上取到的電壓。按表一設置V1電壓值，模擬流過開關管的電流變化，用示波器觀察UC3842的6腳有無PWM驅動脈沖輸出。仿真結果如表1所示。

仿真結果說明UC3842有可靠的過流保護功能。

3 結語

Mutsim10電路仿真軟件不僅搭建起了工程技術人員學習、研究、開發UC3842芯片的仿真平臺，更加利于了高校教師仿真教學高效開展。不足之處Mutsim10電路仿真軟件提供的UC3842仿真元件無法完成實時PWM控制仿真，即改變UC3842的2腳或3腳的輸入電壓，UC3842的6腳PWM脈沖輸出寬度不會發生相應的改變。在Mutsim10中自建分立元件電路代替UC3842進行仿真，從而實現UC3842的PWM的實時控制有待研究。

注釋

① 程海龍.基于UC3842 的電源變換器設計[J].電源技術，2012.

② UC3842.Unitrode 公司產品手冊.

③ Mutsim10 幫助文檔.

④ 喬恩明.開關電源工程設計快速入門[M].北京：中國電力出版社，2010.