Главная Источники вторичного электропитания - часть 2



рых подается короткий (не более 1 мкс) импульс паузы, формируемый в схеме Л4 (рис. 9.20, ж). Как видно из рис. 9.19. входные сигналы на триггер DDi и формирователь паузы поступают от задающего генератора А (рис. 9.20. э). На выходах 5, 6 и 7, 8 попеременно появляются прямоугольные импульсы (рис. 9.20. и, к), которые предназначаются для управления силовыми транзисторами Ум преобразователя.

Стабилизация выходного напряжения реализуется в замкнутой схеме регулирования за счет того, что при измеиеиии иапряжеиия обратной связи, например при снижении его по какой-либо причине JB момент времени <i (рис. 9.20. а), происходит расширение импульсов иа выходе компаратора DA3 (рис 9.20. б) и на выходах схем Совпадения DD,, DD3 (рис. 9.20. д, е). Это обеспечивает стабильность выходного напряжения по среднему значению после сглаживающего 1,С-фильтра. включенного на выходе выпрямителя (рис. 9.17. а).

Операционный усилитель DAi обеспечивает защиту преобразователя от коротких замыканий в нагрузке или перегрузки по току-Датчик тока перегрузки (/?„ на рис. 9.17. а) подключается между входами / и 2. В нормальном режиме работы падение напряжения на датчике /?„ мало и.напряжение иа выходе усилителя DAi недостаточно, чтобы открыть диод VD, который отключает усилитель DA, от входа ШИМ-компаратора.

При перегрузке по току илн коротком замыкании в иагрузке падение напряжения на датчике тока Ra резко возрастает, напряжение на выходе усилителя DAi увеличивается и диод VDi открывается. На выходе ШИМ-компаратора DA при этом происходит резкое сужение выходных импульсов, что приводит к уменьшению выходного напряжения РП. При устранении перегрузки по току или короткого замыкания схема автоматически возвращается в нормальный режим работы.

В рассмотренной структурной схеме управления ряд функциональных узлов, таких как источники опорного напряжения. УПТ, формирователи пилообразного напряжения и другие выполняются аналогично, как в стабилизаторах непрерывного действия (см. гл. 5) или импульсных стабилизаторах (см. гл. 8). Рассмотрим особенности построения некоторых специальных функциональных узлов схемы управления стабилизирующими преобразователями.

Задающий генератор для преобразователей на дискретных элементах, работающих на сравнительно низких частотах (до 50 кГц), Могут выполняться по одной из схем, приведенных на рис. 9.7, 9.8. Для работы на повышенных частотах (100-200 кГц и выше) и интегрального исполнения магнитно-транзисториые автогенераторы непригодны. Для таких устройств ЗГ выполняются на интегральных микросхемах.

Схема автогенератора на операционном усилителе приведена на рис. 9.21 [35]. Здесь ненивертирующий вход 3 операционного усилителя DA связан с выходом 6 через делитель Ri, R„ R3 так. что коэффициент передачи сигнала по neffle положительной обратной связи



Длительность прямоугольных импульсов в генераторе определяется напряжением насыщения Уцас выходных каскадов ОУ и коэффициентом передачи сигнала по цепи обратной связи [10]

Выход

tH=Ci/?4ln

о.с нас

о. с

(9.52)

Двухтактные статические преобразователи в источниках питания работают при симметричных двухполярных импульсах, поэтому период генерируемых прямоугольных импульсов в автогенераторе

r„ = 2TH = 2i?4Ciln


Рис. 9.21. Схема задающего генератора на операционном усилителе

2(Ri-f7?2)

(9.53)

Схема автогенератора иа рис. 9.21 выполнена на бескорпусной микросхеме К140УД1 с параметрами: Rx = 38 кОм. R = Ъ кОм, Rg = 7,5 кОм, Ri - 10 кОм, частота преобразования fa = 200 кГц. Нестабильность частоты не более 3 % в диапазоне температур от -20 до -f 100°С.

Синхронизация автогенератора осуществляется подачей внешнего сигнала с частотой /синхр на вход ОУ, как показано на рис. 9.21. С выхода 2 схемы снимается пилообразное напряжение, которое может быть использовано для управления регулирующим транзистором импульсного стабилизатора.

Схема задающего генератора, выполненная на интегральных микросхемах, приведена на рис. 9.22 [44]. Она представляет собой кольцевой автогенератор на логических микросхемах DD и DD (типа КМОП) и транзисторе VTg. Здесь (как и в схеме на рис. 9.21) частота генерации не зависит от параметров активных элементов и определяется сопротивлением резисторов R л R п емкостью конденсатора С3:

fa = I/2C3 {R, + R,). (9.54)

Автогенератор синхронизируется внешним импульсным сигналом на частотах выше собственной, который подается через транзистор VT (п-р-п). Возможна также синхронизация и на частотах ниже собственной. Однако в этом случае синхроимпульсы должны Подаваться на автогенератор через транзистор VT (р-п-р), схема подключения которого показана пунктирной линией. В автогенераторе, выполиениом иа микросхемах типа 765ЛН2 (DDi, DD, при напряжении питания Ua = 10 В потребляемый ток ЗГ не превышает 1 мА, частота генерации 100 гЬ 1 кГц в диапазоне температур от -20 до -f 100 °С.

Широтно-импульсный модулятор является линейно-дискретным функциональным узлом стабилизирующего преобразователя; он имеет два входа и один выход. Один из входных линейио-изме-



иягощихся сигналов является опорным, а второй - управляющим. Выходной сигнал ШИМ-импульсный. Длительность входных импульсов определяется уровнем превышения управляющего сигнала над опорным и изменяется в процессе работы а соответствии с изменением входного управляющего сигнала. Модулированные по длительности выходные импульсы ШИМ используются для формирования сигналов переключения силовых транзисторов регулируемого преобразователя.

Схема широтно-нмпульсиого модулятора • приведена на рис. 9.23, а, осциллограммы входных и выходных напряжений иа рис. 9.23, б-е. Модулятор выполнен на операционном усилителе DA и подключен к источнику вспомогательного постоянного напряжения Сщ. Делитель напряжения Ri, R, устанавливает средний уровень напряжения на инвертирующем входе 2 ОУ. Резистор Rs является нагрузкой ОУ.

Модулятор работает следующим образом. На ненивертирующий вход 3 микросхемы DA через конденсатор С, подается пилообразное напряжение Ui (рис. 9.23, в), частота которого равна частоте прямоугольного переменного напряжения преобразователя (рис. 9.23, б). На инвертирующий вход 2 микросхемы DA подается управляющее напряжение t/axa выхода УПТ. Это напряжение является сигналом рассогласования и уровень его изменяется пропорционально изменению тока нагрузки или выходного напряжения, за которым следит стабилизатор при замкнутой цепи регулирования (показано пунктирной линией иа рис. 9.23, в).

Выходной сигнал операционного усилителя из-за действия внутренней положительной обратной связи может находиться лишь иа стандартных логических уровД1ЯХ 1 или О, при которых выходной транзистор ОУ находится в режиме насыщения или отсечки, формируя прямоугольный импульс (рис. 9.23, г-е). Переключение ОУ происходит в момент времени, соответствующий превыше-


т T3Vt tr

Втход

Рис. 9.22. Схема задающего генератора на цифровых логических элементах



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 [125] 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189


0.0117