Блок-схема на рис. 17.20 зображує функціональні зв’язки сучасного інвертора або перетворювача. Як буде показано нижче, ця конструкція годиться також для використання як стабілізованого джерела постійної напруги. Оскільки використовуючи основні ідеї цієї системи легко реалізувати будь-яке з вказаних трьох додатків, скористаємося рис. 17.20, щоб проілюструвати їх на прикладах, вже розглянутих у книзі. Хоча система здається складною у порівнянні з простим інвертором і стабілізованою джерелом живлення, що лежить в основі логіка є абсолютно простий і може бути легко реалізована за допомогою наявних цифрових ІС.

Рис. 17.20. Блок-схема інвертора або перетворювача з регульованим робочим циклом. Стабілізуюча ланцюг зворотного зв’язку не показана, але рекомендований метод стабілізації показаний нижче. Motorola Semiconductor Products, Inc.

Почнемо з інвертора з зовнішнім збудженням, а не з автоколивального. В задають каскадах використовуються цифрові логічні ІС. Вихідний трансформатор не насичується. Сигнал збудження, що має прямокутну форму, отриманий із виходу / АГ-тригера, який, в свою чергу, запускається від генератора, що використовує UJT-транзистор.

Імпульс чекає мультивібратора (імпульс затримки «вкл») подано на логічні елементи І-НЕ так, що керуючі прямокутні сигнали можуть бути затримані. Логічні елементи І-НЕ знаходяться на шляху керуючого сигналу від / АГ-тригера (фазорасщепітель). Таким чином, за допомогою чекає мультивібратора можна управляти робочим циклом інвертора або вручну, або електронним чином. В останньому випадку ланцюг зворотного зв’язку, що використовує вихідна напруга інвертора, може управляти затримкою, яка визначається чекають мультивібратором, з метою стабілізації вихідної напруги. Таким чином, система стає стабілізованим джерелом постійної напруги.

Функціональні блоки «Перехресна зв’язок» є другорядними в описаному вище алгоритмі роботи. Проте це не зменшує їх значення, оскільки вони запобігають включення одного переключающего транзистора перш, ніж інший вимкнеться (одновре

менное стан «включено» перемикаючих транзисторів є частою причиною відмови менш складних інверторів). Такий режим роботи небажаний навіть короткочасно, тому що він призводить до виходу за межі SOA транзисторів. Ця ситуація повинна враховуватися головним чином тому, що час вимикання транзистора зазвичай більше, ніж час включення. Оскільки затримка переднього фронту забезпечується чекають мультивібратором, можна вважати, що перехресна зв’язок забезпечує додатковий захист. Однак ручне або електронне управління чекають мультивібратором можуть привести до такого несприятливого робочого циклу, що з’явиться перекриття провідності (відкриті одночасно обидва транзистора). Перехресна зв’язок оберігає від цього. Зауважимо, що в схемі на рис. 17.20 ця захисна міра може заблокувати керуючий сигнал в тому випадку, коли один з перемикаючих транзисторів закрився не повністю.

Як блоків, використаних у схемі на рис. 17.21, можна застосовувати схеми, розглянуті раніше. Очевидно, що це може бути генератор на одноперехідному транзисторі 27V2647 разом з фазорасщепляющей схемою, що складається з підсилювача на транзисторі і JKтріггера (ІС МС663). Режим мультівібратор з регульованою тривалістю імпульсів виконаний з чотирьох логічних елементів І-НЕ (ІС MC66S). Логічні елементи І-НЕ, керуючі драйвером, є два елементи мікросхеми Л/С671. Обидва вихідних перемикаючих транзистора – 2М5308, а в якості передпідсилювачів застосовані транзистори 2М5055. За допомогою транзисторів 2N5088 визначається стан провідності вихідних транзисторів, і ця інформація надходить на входи 5 і 9 логічних елементів І-НЕ (ІС МС671).

Як показано на малюнку, вихідна напруга цього інвертора встановлюється вручну за допомогою змінного резистора 100 кОм у схемі чекає мультивібратора. Однак якщо розірвати ланцюг в точці X, то можна здійснити електронне управління, використовуючи напругу зворотного зв’язку, отримане з виходу перетворювача. Фільтрацію, необхідну для додаткового згладжування вихідної напруги, краще виконувати за допомогою LC-фільтра. Природно, що в цьому випадку наш інвертор стає перетворювачем. Реалізація запропонованого способу використання зворотного зв’язку для стабілізації напруги перетворювача показана на рис. 17.22 у вигляді блок-схеми. На місці звичайного операційного підсилювача використовується лінійний стабілізатор напруги Л/С1723, оскільки в ньому є внутрішнє джерело опорної напруги. Оптрон Л/0С1ОО1 забезпечує ізоляцію між виходом і входом і зрушення рівня постійної напруги – це пристрій по суті працює як «трансформатор» постійної напруги, але без несприятливого впливу фазових зрушень на ланцюг зворотного зв’язку.

Рис. 17.21. Принципова схема інвертора або перетворювача з регульованим робочим циклом. Motorola Semiconductor Products.

Рис. 17.22. Запропонований метод введення зворотного зв’язку для стабілізації вихідної напруги. Точка «Л» відноситься до позначеної таким же чином точці на рис. 17.21.

Генератор на UJT-транзисторі створює коливання з частотою 40 кГц, але через ділення частоти / АГ-тригером, вихідні транзистори перемикаються з частотою 20 кГц. Ця схема забезпечує на виході потужність 1 кВт. Вихідний трансформатор, розроблений фірмою Pacific Instrument Corporation в Окленді, шт. Каліфорнія, дає на виході номінальну напругу 10 В, якщо у випрямлячі застосовуються діоди Шотки MBR7230 і Г-подібний фільтр (на малюнку не показаний). Тимчасові діаграми на рис. 17.23 дозволяють додатково розібратися в унікальному режимі роботи цієї сучасної системи і повинні допомогти пов’язати елементи принципової схеми з функціональними блоками, позначеними на рис. 17.20.

Рис. 17.23. Тимчасові діаграми роботи інвертора / перетворювача з регульованим робочим циклом. Додаючи простий ZC-фільтр, вихідний сигнал (J) можна перетворити на постійну напругу, рівень якого залежить від тривалості робочого циклу.

Motorola Semiconductor Products, Inc.

Джерело: І.М.Готтліб Джерела живлення. Інвертори, конвертори, лінійні і імпульсні стабілізатори. Москва: Постмаркет, 2002. – 544 с.