Принцип роботи імпульсного блоку живлення Частина 2


З вторинних обмоток трансформатора T2 знімається зміна напруга. На схемі показані елементи одного з вихідних випрямлячів +12 вольт (VD6, VD7, L1, C5).
лектролітичні конденсатори C6, C7 - це конденсатори мережевого фільтра і випрямляча, мова про який йшла в першій частині. Трансформатор T1 - узгоджувальний. Він є проміжною ланкою між мікросхемою ШІМ-контролера та потужними ключовими транзисторами VT1, VT2. Габарити його помітно менше, ніж у трансформатора T2. Діоди VD4 та VD5 оберігають потужні транзистори від напруги зворотної полярності. У потужних польових транзисторів ці діоди, як правило, вже вбудовані, тому на друкованій платі діоди VD4, VD5 можна і не виявити. Так само захисні діоди вбудовують в деякі потужні біполярні транзистори. Все залежить від марки транзистора.

Схема запуску.
Вузол управління інвертора живиться вихідним напругою блоку, але в момент включення все напруги відсутні. Початковий запуск може здійснюватися різними способами. Розглянемо більш докладно схему запуску інвертора, яка "заводить" потужний каскад інвертора. Після включення блоку живлення на бази транзисторів VT1, VT2 подається напруга через дільник, виконаний на резисторах R3 - R6. При цьому транзистори "відкриваються". При цьому ще починається заряд конденсатора C4. Струм заряду конденсатора C4 проходячи через частину вторинної обмотки (II) трансформатора T1 наводить в ній (обмотці II) і обмотці III напругу. Ця напруга відкриває один з транзисторів (VT1 або VT2). Який саме з транзисторів відкриється залежить від характеристик елементів каскаду. В результаті відкриття одного з ключових транзисторів у вторинній обмотці трансформатора T2 з'являється імпульс струму, який проходить через один з діодів (VD6 або VD7) і заряджає конденсатор C3. Напруги на C3 досить для живлення вузла управління в момент пуску інвертора. Далі в роботу включається вузол управління, який і починає керувати транзисторами VT1 ​​і VT2 в штатному режимі. Ось так хитромудро реалізована схема запуску інвертора. У потужному каскаді найбільш частою несправністю є вихід з ладу транзисторів, оскільки вони працюють в досить важкому тепловому режимі. Ну, і, звичайно, слабка ланка це електролітичні конденсатори, які з часом "висихають" і втрачають ємність. Також елктроліти виходять з ладу через перевищення робочої напруги.
Вузол управління
Вузол управління імпульсного блоку живлення виконує багато важливих функцій.
• По-перше, формування прямокутних імпульсів з їх подальшим посиленням для управління потужними транзисторами високочастотного перетворювача.
• По-друге, стабілізація вихідних напруг.
"Серцем" вузол управління є ШІМ-контролер TL494CN. Аналогами цієї мікросхеми є DBL494, KIA494AP, KA7500, MB3759, IR3MO2 і наша вітчизняна КР1114ЕУ4.


Вузол управління складається з, власне, мікросхеми з невеликою кількістю дискретних елементів і проміжного каскаду, завданням якого, є посилення імпульсів сформованих мікро контролером до величини достатньої для управління потужними транзисторами високочастотного перетворювача.  
Далі на малюнку показана внутрішня структура мікросхеми TL494CN. 9

До складу мікросхеми входить генератор пилкоподібної напруги G1. Елементи C3 і R8 задають частоту проходження імпульсів. Потім імпульси надходять на інвертур до схем компараторів А3 та А4. Виходи компараторів об'єднуються на логічному елементі 2ИЛИ (D1), тобто імпульс на виході елемента з'явиться при наявності імпульсу на будь-якому з входів. Далі імпульси надходять на вхід (С) тригера D2. Кожен імпульс змінює стан тригера на протилежне. Далі через логічний елемент 2І (D3, D4) імпульси приходять на логічний елемент 2ИЛИ-НЕ (D5, D6). Завдяки конфігурації схеми імпульси з'являються по черзі на виходах елементів D5 і D6, а, отже, і на базах транзисторів V3 та V4, що і потрібно для роботи двотактної схеми. Якщо високочастотний перетворювач виконаний з однотактною схемою, то 13 висновок мікросхеми з'єднують з корпусом і імпульси на виходах D5 та D6 з'являються одночасно. Схема порівняння А1 є формувач-підсилювач сигналу помилки в схемі стабілізації вихідної напруги. + 5V через дільник з резисторів R1, R2 надходить на один з входів. На інший вхід (висновок 2) через регульований дільник подається еталонне напруга, яке виробляє вбудований в мікросхему стабілізатор А5. Вихідна напруга А1 пропорційно різниці вхідних напруг. Воно задає поріг спрацьовування компаратора А4. В результаті виходить замкнута в кільце система автоматичного порівняння і регулювання вихідної напруги. Компаратор А3 призначений для формування паузи між імпульсами на виході елемента 2ИЛИ (D1). Мінімальний поріг спрацьовування компаратора А3 заданий джерелом напруги GV1. Якщо напруга на виводі 4 мікросхеми зростає, тривалість паузи так само збільшується, а максимальна вихідна напруга джерела живлення зменшується. Оскільки амплітуда імпульсів на входах усіх випрямлячів змінюється однаково, стабілізація за допомогою широтно-імпульсної модуляції будь-якого з вихідних напруг, стабілізує і всі інші. В даному випадку стабілізується напругою є + 5V.

Слід зазначити, що визначення і точна локалізація несправності ШІМ-контролера, це найскладніша процедура при ремонті імпульсного блоку живлення своїми силами. Для цього необхідний лабораторне джерело живлення і головне двопроменевий або двоканальний осцилограф. І якщо після перевірки всіх елементів блоку живлення, що в принципі не складно, блок все ж «пливе», то краще замінити мікросхему TL494CN на свідомо справну, тим більше що вартість її досить невисока.

Проміжний каскад

Проміжний каскад виконує функцію підсилювача імпульсів, що надходять від ШІМ-контролера (TL494CN), для подальшої подачі їх на потужні транзистори інвертора. У деяких схемах додаткові транзистори не використовуються, а транзистори, що входять до складу мікросхеми TL494CN працюють на первинні обмотки імпульсних трансформаторів. Є варіант з одним трансформатором і двома вторинними обмотками.

Або з двома трансформаторами, коли на кожному транзисторі окремий трансформатор.

На думку фахівців, проміжний каскад з двома трансформаторами можна вважати невдалим через накопичення енергії в магнитопроводах і зменшення індуктивності, що тягне за собою збільшення розмірів трансформаторів. На практиці ж частіше зустрічаються проміжні каскади, виконані на базі одного трансформатора з двома вторинними обмотками. Якщо потужності вбудованих транзисторів мало для управління вихідним каскадом застосовують схему з додатковими транзисторами. Наприклад, ось таку.

Половини первинної обмотки трансформатора Т1 є навантаженнями колекторів транзисторів VT1 та VT2. Вони відкриваються по черзі надходять з мікросхеми імпульсами. У кожен момент часу один транзистор відкритий, другий закритий. Резистор R5 обмежує колекторний струм до 15 - 20 мА. Як транзисторів VT1, VT2 зазвичай використовуються малопотужні біполярні транзистори 2SC945.

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.