|
|
Автогенераторный вспомогательный источник12 Автогенераторный вспомогательный источник (рис. 5.4) на транзисторе VT3 выполнен по схеме однотактного преобразователя с насыщающимся трансформатором. В выпрямителях вторичных каналов использована схема с обратным включением выпрямительного диода, т. е. ток через диод и в нагрузку протекает во время закрытого состояния силового транзистора VT3. В момент подачи питания на каскад автогенератора на базу транзистора VT3 через последовательно соединенные резисторы R12 и R6 поступает напряжение начального смещения. Транзистор VT3 открывается, через него и первичную обмотку трансформатора ТV1, подключенную между коллектором VT3 и положительным полюсом напряжения питания, начинает протекать ток. Этот ток наводит эдс самоиндукции в обмотке обратной связи, намотанной на тот же сердечник и подключенной к базовой цепи транзистора VT3 таким образом, что возникший импульс положительной полярности через конденсатор С11 и резистор R6 проходит на базу VT3 и поддерживает процесс открывания транзистора VT3. При этом транзистор переходит в состояние насыщения. Напряжение на нем минимально, а величина тока определяется индуктивным сопротивлением первичной обмоткиТV1. Нарастание тока в первичной обмотке ТV1 будет продолжаться до наступления насыщения его сердечника, затем прекращается импульс напряжения в обмотке обратной связи, поддерживающий транзистор VT3 в состоянии насыщения. После этого полярность напряжения на обмотке обратной связи резко меняется на противоположную, начинается процесс закрывания транзистора и перемагничивания сердечника. На базу транзистора VT3 поступает запирающий потенциал. Транзистор VT3 вновь открывается после перезарядки конденсатора C11 через резистор R12 и нарастания напряжения смещения на нем до уровня открывания транзистора VT3. Временные параметры работы данной схемы определяются значениями сопротивления резистора R12, емкости конденсатора С11 ииндуктивными характеристиками обмоток трансформатора ТV1.
Рис. 4. Схема автогенераторного вспомогательного источника Накопление энергии в сердечнике трансформатора ТV1 происходит в течение открытого состояния транзистора. Вторичные обмотки трансформатора ТV1 подключены к выпрямителям таким образом, что в момент открывания транзистора VT3 к выпрямительным диодам VD8 и VD9поступает отрицательное запирающее напряжение. Когда полярность напряжения в обмотках трансформатора ТV1 меняется, транзистор VT3закрывается и к диодам выпрямителей VD8 и VD9 подается отпирающее положительное напряжение. Диоды открываются, через них протекает ток на конденсаторы фильтров и в нагрузку. Демпфирующая цепочка из диода VD2, резистора R1 и конденсатора С10 снижает уровень выбросов напряжения при переключении транзистора. Стабилитрон VD32, резистор R7 и диод VD7 работают в цепи смещения базовой цепи транзистора VT3, а в моменты коммутации оказывают демпфирующее воздействие на переход база – эмиттер. В отсутствии нагрузки источника питания по всем каналам конденсаторы выпрямительных фильтров заряжается до амплитудного значения импульсного напряжения. В этом случае напряжение на выходе выпрямителя канала +5VSВ составляет +20 В, а на катоде диода VD9 (выпрямитель канала питания ШИМ-преобразователя) оно равно +15 В. Для обеспечения стабилизации напряжения +5VSB в канале установлен интегральный стабилизатор (7805). ШИМ-регулятор Преобразователь импульсов, действующий по принципу модуляции их ширины, является одним из основных каскадов импульсного источника питания. Принцип работы источника состоит в том, что от ШИМ-регулятора зависит поступление всей энергии во вторичные цепи питания. На принципиальной схеме, приведенной на рис. 5.2, непосредственно к каскаду ШИМ-преобразователя относятся узлы, построенные на следующих активных элементах: микросхема IC1 типа TL494 – ШИМ-преобразователь. Цепи пассивных элементов, подключенные к микросхеме, задают динамические параметры ее работы, а также являются составными частями датчиков контроля уровней вторичных напряжений; группа элементов на транзисторах VT7, VT8 и трансформаторе Т2 образует каскад согласования уровня и мощности импульсных сигналов между выходом ШИМ-преобразователя и входными цепями усилителя мощности; узел на транзисторах VT1, VT2, VT4 – VT6 установлен для ШИМ - регулятора с целью получения сигналов о неконтролируемом возрастании или понижении уровней вторичного напряжения; он используется также для защиты вторичных цепей. Функциональная схема интегрального ШИМ-преобразователя типа TL494 изображена на рис. 5.
Рис. 5. Функциональная схема интегрального ШИМ-преобразователя типа TL494
Рассмотрим подробно устройство и работу этой управляющей микросхемы. Она специально разработана для управления силовой частью ИБП и содержит в своем составе (рис. 5.5): генератор пилообразного напряжения DА6; частота ГПН определяется номиналами резистора и конденсатора, подключенных к 5-му и 6-му выводам, и в рассматриваемом классе БП выбирается равной примерно 60 кГц; источник опорного стабилизированного напряжения DА5 ( компаратор «мертвой зоны» DА1; компаратор ШИМ DА2; усилитель ошибки по напряжению DАЗ; усилитель ошибки по сигналу ограничения тока DА4; два выходных транзистора VТ1 и VТ2 с открытыми коллекторами и эмиттерами; динамический двухтактный D – триггер в режиме деления частоты на 2 – DD2; вспомогательные логические элементы DD1 («2-ИЛИ»), DDЗ («2-Й»), DD4 («2-Й»), DD5 («2-ИЛИ-НЕ»), DD6 («2-ИЛИ-НЕ»), DD7 («НЕ»); источник постоянного напряжения с номиналом 0,1В DА7; источник постоянного тока с номиналом 0,7мА DA8. Всю совокупность функциональных узлов, входящих в состав ИМС ТL494, можно условно разбить на цифровую и аналоговую часть (цифровой и аналоговый тракты прохождения сигналов). К аналоговой части относятся усилители ошибок DАЗ, DA4, компараторы DA1, DА2, генератор пилообразного напряжения DА6, а также вспомогательные источники DА5, DА7, DА8. Все остальные элементы, в том числе и выходные транзисторы, образуют цифровую часть (цифровойтракт). Рассмотрим в начале работу цифрового тракта.Временные диаграммы, поясняющие работу микросхемы, приведены на рис. 6. Из временных диаграмм видно, что моменты появления выходных управляющих импульсов микросхемы, а также их длительность (диаграммы 12 и 13) определяются состоянием выхода логического элемента DD1 (диаграмма 5). Остальная «логика» выполняет лишь вспомогательную функцию разделения выходных импульсов DD1 на два канала. При этом длительность выходных импульсов микросхемы определяется длительностью открытого состояния ее выходных транзисторов VТ1, VТ2. Так как оба эти транзистора имеют открытые коллекторы и эмиттеры, то возможно двоякое их подключение. При включении по схеме с общим эмиттером выходные импульсы снимаются с внешних коллекторных нагрузок транзисторов (с выводов 8 и 11 микросхемы), а сами импульсы направлены выбросами вниз от положительного уровня (передние фронты импульсов отрицательны). Эмиттеры транзисторов (выводы 9 и 10 микросхемы) Выходные импульсы остальных функциональных узлов, входящих в состав цифровой части микросхемы ТL494, направлены выбросами вверх, независимо от схемы включения микросхемы. Триггер DD2 является двухтактным динамическим D – триггером. Принцип его работы заключается в следующем. По переднему (положительному) фронту выходного импульса элемента DD1 состояние входа D триггера DD2 записывается во внутренний регистр. Физически это означает, что переключается первый из двух триггеров, входящих в состав DD2. Когда импульс на выходе элемента DD1 заканчивается, то по заднему (отрицательному) фронту этого импульса переключается второй триггер в составе DD2, и состояние выходов DD2 меняется (на выходе Qпоявляется информация, считанная со входа D). Это исключает возможность появления отпирающего импульса на базе каждого из транзисторовVТ1, VТ2 дважды в течение одного периода. Действительно, пока уровень импульса на входе С триггера DD2 не изменился, состояние его выходов не изменится. Поэтому импульс передается на выход микросхемы по одному из каналов, например верхнему DDЗ, DD5, VТ1. Когда импульс на входе С заканчивается, триггер DD2переключается, запирает верхний и отпирает нижний канал DD4, DD6, VТ2. Поэтому следующий импульс, поступающий на вход С и входы DD5, DD6,будет передаваться на выход микросхемы по нижнему каналу. Таким образом, каждый из выходных импульсов элемента DD1 своим отрицательным фронтом переключает триггер DD2 и этим меняет канал прохождения следующего импульса. Поэтому в справочном материале на управляющую микросхему указывается, что архитектура микросхемы обеспечивает подавление двойного импульса, т.е. исключает появление двух отпирающих импульсов на базе одного и того же транзистора за период. Рассмотрим подробно один период работы цифрового тракта микросхемы.Появление отпирающего импульса на базе выходного транзистора верхнего VT1 либо нижнего VT2 канала определяется логикой работы элементов DD5, DD6 («2ИЛИ-НЕ») и состоянием элементов DD3,DD4 («2-й»), которое в свою очередь определяется состоянием триггера DD2. Логика работы элемента 2-ИЛИ-НЕ, как известно, заключается в том, что на выходе такого элемента появляется напряжение высокого уровня (логическая 1) в том лишь единственном случае, если на обоих его входах присутствуют низкие уровни напряжений (логические 0). При остальных возможных комбинациях входных сигналов на выходе элемента 2 ИЛИ-НЕ присутствует низкий уровень напряжения (логический 0). Поэтому если на выходе Состоянием же выхода элемента DD4 будет логический 0, так как логический 0 присутствует на одном из входов DD4, поступая туда с выхода Логический 0 с выхода элемента DD4 поступает на один из входов элемента DD6 и обеспечивает возможность прохождения импульса через нижний канал. Этот импульс положительной полярности (логическая 1) появится на выходе DD6, а значит и на базе VT2 на время паузы между выходными импульсами элемента DD1 (т.е. на время, когда на выходе DD1 присутствует логический 0 – интервал
Рис. 6. Временные диаграммы, поясняющие работу микросхемы TL494
Начало следующего выходного импульса элемента DD1 (момент Таким образом, основная идея работы цифрового тракта микросхемы заключается в том, что длительность выходного импульса на выводах 8 и 11 (либо на выводах 9 и 10) определяется длительностью паузы между выходными импульсами элемента DD1. Элементы DD3, DD4 определяют канал прохождения импульса по сигналу низкого уровня, появление которого чередуется на выходах Для полноты описания функциональных возможностей микросхемы следует отметить еще одну важную ее особенность. Как видно из функциональной схемы входы элементов DD3, DD4 объединены и выведены на вывод 13-й микросхемы. Поэтому если на вывод 13 подана логическая 1, то элементы DD3, DD4 будут работать как повторители информации с выходов В качестве «жесткой» логической единицы в двухтактных схемах используется выходное напряжение внутреннего источника микросхемы Состояние выхода DD1 определяется выходным сигналом компаратора ШИМ DA2 (диаграмма 4), поступающим на один из входов DD1. Выходной сигнал компаратора DA1 (диаграмма 2), поступающий на второй вход DD1, не влияет в нормальном режиме работы на состояние выхода DD1, которое определяется более широкими выходными импульсами ШИМ-компаратора DA2. Кроме того, из диаграмм рис. 6 видно, что при изменениях уровня напряжения на неинвентирующем входе ШИМ-компаратора (диаграмма 3) ширина выходных импульсов микросхемы (диаграммы 12, 13) будет пропорционально изменяться. В нормальном режиме работы уровень напряжения на неинвентирующем входе компаратора ШИМ DA2 определяется только выходным напряжением усилителя ошибки DA3 (так как оно превышает выходное напряжение усилителя DA4), которое зависит от уровня сигнала обратной связи на его неинвентирующем входе (вывод 1 микросхемы). Поэтому при подаче сигнала обратной связи на вывод 1 микросхемы ширина выходных управляющих импульсов будет изменяться пропорционально изменению уровня этого сигнала обратной связи, который в свою очередь изменяется пропорционально изменениям уровня выходного напряжения ИБП, так как обратная связь заводится именно оттуда. Промежутки времени между выходными импульсами на выводах 8 и 11 микросхемы, когда оба выходных транзистора VT1 и VT2 ее закрыты, называются «мертвыми зонами». Компаратор DA1 называется компаратором «мертвой зоны», так как он определяет минимально возможную еедлительность. 8. Силовой каскад На принципиальной схеме, приведенной на рис.2 конденсаторы C5 и С6 вместе с силовыми транзисторами VT9 и VT10 образуют схему полного моста, в диагональ которого последовательно с конденсатором С7 включена первичная обмотка силового импульсного трансформатора ТVЗ. Параллельно каждому силовому транзистору VT9 и VT10 установлен защитный диод VD23 и VD24 соответственно устраняющий выбросы напряжения в моменты коммутации транзисторов, а также служащий для создания пути частичного возврата энергии, запасенной в силовом импульсном трансформаторе, в источник первичного питания. Наличие конденсатора С7 исключает насыщение сердечника трансформатора ТVЗ при возникновении асимметрии временных интервалов протекания тока через первичную обмотку ТVЗ. Конденсатор С7 устраняет постоянную составляющую в цикле перемагничивания сердечника и этим исключает увеличение токовой нагрузки на одном из силовых транзисторов. К первичной обмотке трансформатора ТVЗ подключена RС цепь на элементах R48 и С25, которая предназначена для гашения паразитных высокочастотных колебаний. Силовой каскад работает под управлением колебаний, сформированных ШИМ-регулятором. С помощью трансформатора ТV2 осуществляется согласование уровней импульсных колебаний его первичной цепи и входом силового каскада. Входная сигнальная цепь усилителя мощности образована вторичными обмотками трансформатора ТV2 и элементами, установленными между этими обмотками и базами транзисторов VT9 иVT10. Каждая из вторичных сигнальных обмоток трансформатора ТV2 подключается к соответствующему силовому транзистору между базовой цепью пассивных элементов и эмиттером этого транзистора. Включение вторичных обмоток согласующего трансформатора ТV2 выбрано таким образом, чтобы обеспечить подачу отпирающих импульсов в базовые цепи транзисторов VT9 и VT10 в противофазе. Микросхемой IС1 сформированы две последовательности, поступающие на двухтактный усилительный каскад на транзисторах VT7 и VT8. Во время коммутации VT7 и VT8 во вторичных обмотках трансформатора ТV3 наводится эдс самоиндукции. Во время закрывания транзистора VT8 импульс положительной полярности появляется на вторичной обмотке, подсоединенной к базовой цепи транзистора VT9. Соответственно при запирании транзистора VT7 аналогичный сигнал возникает на обмотке, соединенной с базовой цепью VT10. Каждый из транзисторов в паре VT7 и VT8 управляет силовым транзистором. Сигналы управления, т. е. импульсы положительной полярности, разнесены во времени и разделены паузами – интервалами «мертвая зона». Транзисторы VT9 и VT10 работают в ключевом режиме. Включаясь поочередно, они попеременно подключают вывод первичной обмотки ТVЗ(точка соединения эмиттер VT9 – коллектор VT10), то к положительному потенциалу источника первичного напряжения (положительная обкладка конденсатора С5), то к отрицательному (отрицательная обкладка конденсатора С6). При открытом транзисторе VT9 через первичную обмотку трансформатора ТVЗ протекает ток по цепи: положительная обкладка конденсатора С5 – переход коллектор-эмиттер транзистора VT9 – первичная обмотка трансформатора ТVЗ – конденсатор С7 – точка соединения конденсаторов С5 и С6. В течение этого интервала происходит частичная подзарядка конденсатора С6, разрядка конденсатора С5 и перемагничивание сердечника трансформатора ТVЗ. В течение «мертвой зоны» значение заряда на конденсаторах С5 и С6 практически не меняется, так как постоянная времени разряда этих конденсаторов через резисторы R30и R31 гораздо больше интервала «мертвой зоны». В течение «мертвой зоны» оба силовых транзистора VT9 и VT10 закрыты. В этот момент их можно рассматривать, как пару высокоомных сопротивлений, включенных последовательно. Одинаковые по величине сопротивления транзисторов образуют делитель напряжения. Напряжение на коллекторе VT10 устанавливается на уровне, равном половине напряжения питания силового каскада, и сохраняет свое значение в течение всего интервала «мертвой зоны». При открывании транзистора VT10 направление протекания тока через первичную обмотку трансформатора ТVЗ изменяется на противоположное. Для ускорения процесса переключения в базовую цепь транзистора VT9 включена цепочка: конденсатор С21 – диод VD21 – резистор R36. Аналогичная последовательность из элементов С22, VD22 и R37 имеется в базовой цепи транзистора VT10. В начальный момент возникновения положительного напряжения на обмотке, подключенной к базовой цепи транзистора VT9 (положительная обкладка конденсатора С21), конденсатор С21 разряжен и представляет собой коротко замкнутую цепь. По цепи: конденсатор С21 – резистор R40, переход база-эмиттер транзистора VT9 – начинает протекать максимально возможный ток. Такой скачок тока позволяет произвести резкое открывание транзистора VT9. По мере зарядки конденсатора С21 происходит падение уровня тока, протекающего через него в базу транзистораVT9. Когда конденсатор С21 полностью зарядится, ток, поступающий через него, снизится до нуля. Напряжение на обкладках конденсатора определяется падением напряжения на диоде VD21 и резисторе R36, через которые протекает ток базы транзистора VT9, поддерживающий его в открытом состоянии после зарядки конденсатора С21. По окончании положительного импульса в обмотке трансформатора ТV2 и начала «мертвой зоны», резко благодаря заряженному конденсатору С21 меняется полярность напряжения, приложенного к переходу база – эммитер транзистораVT9. Это приводит к ускоренному закрыванию транзистора VT9 и рассасыванию избыточных носителей в базе. 9. Вторичные цепи источника питания С учетом максимальной нагрузки источника питания средний ток, протекающий через первичную обмотку трансформатора ТVЗ, имеет величину ≈0,9 А. Токи же во вторичных цепях, особенно у каналов +5 В и +3,3 В, составляют десятки ампер. Необходимость применения диодов Шоттки (D83-004) в цепях с наибольшим токовым потреблением диктуется их преимуществами перед кремниевыми. У диодов Шоттки прямое падение напряжения составляет ≈ 0,3 В, а также они обладают относительно малым (менее 0,1 мкс) временем восстановления обратного сопротивления. Для выпрямителя канала +5 В используется сборка с двумя диодами Шоттки Для каналов +5 В и +3,3 В используются две диодные сборки VD35 и VD36. Выпрямитель +12 В собран на основе сборки кремниевых диодов типа CTX128, а выпрямители –5 В и –12 В собран на основе сборки кремниевых диодов типа FR102. Все канальные фильтры содержат емкости и индуктивности. Фильтр канала +5 В – двухзвенный, включает в себя Г- и П-образные фильтры. Фильтры остальных каналов –однозвенные, Г-образные. Потребление энергии каналами –-12 В и +12 В может значительно отличаться. Однако их выпрямительные элементы подключены к одноименным выводам трансформатора ТVЗ. К цепи обратной связи ШИМ-регулятора подсоединен только выход канала + 12 В. Уровень поступления энергии во вторичную цепь определяется мощностью нагрузки в канале +12 В. Для гашения избыточного напряжения в канале –12 В перед первым дросселем фильтра установлен дополнительный диод VD30. Таким образом уравниваются уровни напряжений по каналам с абсолютным значением напряжения 12 В. В построении схемы стабилизации напряжения в канале +3,3 В тоже есть особенность: помимо фильтра на пассивных элементах здесь используется параметрический стабилизатор, в состав которого входят диод VD31, транзистор VT11, управляемый стабилизатор IС4 и группа элементов, устанавливающих режимы работы активных компонентов. Напряжение стабилизации устанавливается внешним резистивным делителем (R49, R50, R51) и выбирается произвольно из диапазона 2,5–36,0 В. При номиналах резисторов, указанных на принципиальной схеме рис. 2, уровень напряжения на катоде стабилизатора IС4, электрод VO, составляет ≈2,8 В. Напряжение на базе транзистора VT11 имеет примерно такое же значение. С помощью элементов стабилизатора организована следящая связь за уровнем напряжения на выходе канала +3,3 В. Цепь, состоящая из резистора R55, транзистора VT11 и диода VD31, шунтирует нижний выпрямительный диод сборки VD37 и дроссель фильтра этого канала. Импульсами отрицательной полярности, появляющимися на выводе 4 трансформатора ТVЗ, открывается диод VD31 и через него заряжается конденсатор С28. Напряжение на базе транзистора VT11 фиксировано. Выходное напряжение канала +3,3 В изменяется в некоторых пределах. Увеличение положительного напряжения на выходе этого канала передается на эмиттер транзистора VT11 и приводит к открыванию данного транзистора. При этом выходная цепь канала через резистор R55 подключается к источнику отрицательного напряжения, образованного диодомVD31 и конденсатором С28. Происходит частичный разряд конденсатора С34, и выходное напряжение снова снижается до уровня закрытия транзистора VT11. 10. Цепи защиты и цепи формирования служебных сигналов Силовые элементы для каждого источника питания выбираются с учетом предельных рабочих режимов, которые должен обеспечивать источник. Увеличение нагрузки сверх расчетной приводит к повреждению компонентов силовой части. С этой целью применена схема защиты источника (рис. 2) которая срабатывает в следующих случаях: короткого замыкания по вторичным каналам отрицательных напряжений; превышения уровня напряжений каналов +5 В и +3,3 В выше предела, установленного техническими характеристиками; чрезмерного увеличения длительностей импульсов управления силовыми транзисторами. Для запуска защитного механизма во всех перечисленных выше случаях предусмотрены свои отдельные каскады. Каждый из них формирует индивидуальный сигнал защиты. Все эти сигналы объединяются элементом монтажного «ИЛИ», реализованным на дискретных компонентах. Выход элемента «ИЛИ» подключен к микросхеме ШИМ-регулятора IС1, работа которой блокируется в случае фиксации неисправности, хотя бы в одном из каналов защиты. Действие, которое оказывает каждый канал защиты на работу источника питания, приводит к его длительной блокировке. Возобновление нормальной работы может произойти только после отключения преобразователя от первичной сети и при повторном включении. На инвертирующий вход DA1 (рис.5)поступает пилообразное напряжение. Пока на микросхему IС1 подается постоянное положительное напряжение с уровнем не ниже +7 В, его формирование происходит непрерывно. Амплитуда пилообразного сигнала ≈3 В. Если на неинвертирующий вход DА1поступит положительное напряжение по уровню, превышающее амплитуду «пилы», то на его выходе установится постоянное высокое напряжение, которое передается, на вход элемента DD1. Элемент DD1 блокируется этим уровнем, а значит, на его выходе будет поддерживается постоянный высокий уровень независимо от состояния второго его входа. Следовательно, импульсный сигнал отключится от триггера DD2 и на базах транзисторов VТ1 и VТ2 будет напряжение низкого логического уровня. Формирование ШИМ-выходного сигнала будет приостановлено. Остановится процесс ВЧ преобразования и подача энергии во вторичные цепи. В такой последовательности будет развиваться процесс остановки работы всего источника питания, если хотя бы один из транзисторов VT1 или VT5 будет находиться в открытом состоянии. Через любой из этих открытых транзисторов на вывод IС1/4 будет подаваться напряжение высокого логического уровня, превышающее амплитудное значение пилообразного напряжения на IС1/5 (и соответственно на инвертирующем входе компаратора DА1). Выход канала дежурного питания +5VSВ через резистор R22 подключается к базовой цепи транзистора VT2. В этой цепи возникает положительный потенциал практически сразу после включения питания. Транзистор VT2 переходит в состояние насыщения и резистор R16 через него подключается к общему проводу вторичного питания. При этом происходит открывание транзистора VT5, через малое сопротивление которого вывод IС1/4 подключается к источнику питания +5 В – вывод IС1/14. Микросхема IС1 устанавливается в режиме ожидания и удерживается в нем до поступления на вход РS-ON (базовая цепь VT2) низкого логического уровня. Запуск микросхемы IС1 происходит при подаче сигнала низкого логического уровня в точку РS-ON и последовательного закрывания транзисторов VT1 и VT5. Вывод IС1/4 отключается от источника положительного напряжения, снимается блокировка элемента DD1 и на выходах IС1/8,11начинают формироваться импульсы управления. В начальный момент увеличения нагрузки импульсный преобразователь будет «стараться» компенсировать снижение уровня выходного напряжения. Соответственно увеличивается длительность импульсов и сокращаются паузы между ними. Напряжение в точке соединения анода диода VD18 и катода диода VD19 интегрируется керамическим конденсатором С19. Уровень напряжения на конденсаторе C19 также начинает повышаться. С увеличением уровня этого напряжения растет положительный потенциал на базе транзистораVT6, величина которого определяется соотношением резисторов делителя, состоящего из сопротивлений R20 и R21. Сопротивление перехода коллектор–эмиттер транзистора VT6 включено последовательно с резисторами R13 и R14. Эти три сопротивления образуют базовый делитель транзистора VT1. С повышением напряжения на базе VT6 сопротивление его перехода коллектор–эмиттер уменьшается. Когда оно примет значение, равное ≈1 кОм, произойдет открывание транзистора VT1. Через открывшийся транзистор VT1 положительное напряжение поступает на вход IC1/4, затем происходит остановка преобразователя. Каскад для защиты схемы от КЗ в цепях каналов с отрицательными выходными напряжениями собран на элементах VD1, R2, R8, R9, VD4 Маломощные стабилитроны VD33 и VDЗ4 подключены катодами к выходам каналов напряжений +5 В и +3,3 В соответственно. Их аноды объединены и через резистор RЗ подсоединены к общему проводу питания. Такое соединение, кроме суммирования сигналов датчиков, обеспечивает развязку между каналами. Через диод VD5 аноды стабилитронов подсоединены также к базе транзистора VT4. Эти элементы являются датчиками уровней вторичных каналов положительных напряжений и используются для включения защитного механизма в случае превышения напряжениями этих цепей верхнего допустимого предела, установленного техническими характеристиками источника питания. Каждый источник питания для персонального компьютера должен устанавливать сигнал оповещения вычислительной системы о завершении переходного процесса и достижения выходными вторичными напряжениями номинальных значений. Наименование этого сигнала в оригинальной транскрипции – «РОWERGOOD». В активном состоянии он имеет высокий логический уровень, который появляется на выходе каскада формирователя с задержкой от 100 до 500 мс относительно вторичных напряжений. В схеме, приведенной на рис. 2, этот каскад построен на микросхеме IС3, состоящей из двух компараторов напряжения. Структурная схема микросхемы IС3 представлена на рис. 5.7. Рассмотрим работу этой микросхемы.Вывод питания IС3/8 подключен к источнику стабильного напряжения, сформированному на выводе 14 микросхемы ТL494. Опорное напряжение 2,5 В со средней точки делителя, образованного резисторами R23 и R24, поступает на входы 2 и 5 микросхемы IС3. Выход компаратора DА2(вывод 7) подключен к неинвертирующему входу DА1 (вывод 3) через интегрирующую цепочку, образованную элементами R35 и С23. Компаратор DА2 микросхемыотслеживает уровень сигнала «РS-ОN», поступающий на его вход 6 через резистор R43. Пока сигнал «РS-ON» будет иметь высокий уровень, поданный от IС2 через резистор R22, напряжение на выходе 7 (микросхемы IC2) будет низкого логического уровня. Этот уровень через буферный элемент на компараторе DА1 транслируется на его выход 1. При переключении сигнала «РS-ON» в состояние низкого логического уровня, выход компаратора DА2 IС2/7 изменит свое состояние, на нем появится уровень, близкий к +5 В, что соответствует высокому логическому уровню.
Рис. 7. Структурная схема микросхемы IC3 Выходным током компаратора начинается заряд конденсатора С23. Когда напряжение на нем повысится до уровня, превышающего +2,5 В, напряжение на выходе компаратора DА1 (вывод 1) также достигнет высокого логического уровня. Таким образом, для выработки сигнала «POWERGOOD» выполняется несколько условий: должен включиться автогенератор на VT3, исправно работать его вторичные цени и формирователь стабильного напряжения в IС1; на вход сигнала «РS-ON» должен быть подан низкий уровень; вторичное напряжение +5 В должно успеть нарасти до номинального уровня.
11. Выполнение лабораторной работы 
12 Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
) с внешним выходом (вывод 14);
триггера DD2 присутствует логическая 1 (момент t1 диаграммы 5 рис. 5,6), а на выходе 
– логический 0, то на обоих входах элемента DD3 (2И) окажутся логические 1 и, следовательно, логическая 1 появится на выходе DD3, а значит, и на одном из входов элементаDD5 (2ИЛИ-НЕ) верхнего канала. Следовательно, независимо от уровня сигнала, поступающего на второй вход этого элемента с выхода элементаDD1, состоянием выхода DD5 будет логический 0, и транзистор VT1 останется в закрытом состоянии.
триггера DD2.
диаграммы 5 рис. 6). Поэтому транзистор VT2 открывается и на его коллекторе появляется импульс выбросом вниз от положительного уровня (в случае включения по схеме с общим эмиттером).
диаграммы 5 рис. 5.6) не изменит состояния элементов цифрового тракта микросхемы, за исключением элемента DD6, на выходе которого появится логический 0, и поэтому транзистор VT2 закроется. Завершение выходного импульса DD1 (момент 
) обусловит изменение состояния выходов триггера DD2 на противоположное (логический 0 – на выходе 
, логическая 1 – на выходе 
). Поэтому поменяется состояние выходов элементов DD3, DD4 (на выходе DD3 – логический 0, на выходе DD4 –логическая 1). Начавшаяся в момент 
пауза на выходе элемента DD1 обусловит возможность открывания транзистора VT1 верхнего канала. Логический 0 на выходе элемента DD3 «подтвердит» эту возможность, превращая ее в реальное появление отпирающего импульса на базе транзистора VT1. Этот импульс длится до момента 
, после чего VT1 закрывается, и процессы повторяются.
и 
триггера DD2, управляемого тем же элементом DD1 Элементы DD5, DD6 представляют собой схемы совпадения по низкому уровню.
и 
триггера DD2. При этом элементы DD5, DD6 и транзисторы VT1, VT2 будут переключаться со сдвигом по фазе на половину периода, обеспечивая работу силовой части ИБП, построенной по двухтактной полумостовой схеме. Если на вывод 13 будет подан логический 0, то элементы DD3, DD4 будут заблокированы, т. е. состояние выходов этих элементов не будет изменяться (постоянный логический 0). Поэтому выходные импульсы элемента DD1 будут воздействовать на элементыDD5, DD6 одинаково. Элементы DD5, DD6, а значит, и выходные транзисторы VT1, VT2 будут переключаться без сдвига по фазе (одновременно). Такой режим работы управляющей микросхемы используется в случае, если силовая часть ИБП выполнена по одноактной схеме. Коллекторы и эмиттеры обоих выходных транзисторов микросхемы в этом случае объединяются с целью умощнения.
(вывод 13-й микросхемы объединяется с выводом 14). Теперь рассмотрим работу аналогового тракта микросхемы.