Основні ідеї, що лежать в основі резонансного режиму роботи
В ідеалі метод, який використовує широтно-імпульсну модуляцію (ШІМ), є відповіддю на пошуки практично досконалого стабілізованого джерела живлення. Ми вже говорили, що в імпульсному джерелі ключ або включений, або вимкнений і керування здійснюється з нульовим розсіюванням потужності, на відміну від лінійного стабілізатора, де стабілізація відбувається через розсіяння потужності в прохідному елементі. В реальних умовах, широтно-імпульсна модуляція дає розумний підхід до перемикання без втрат за рахунок більш низької частоти перемикання, наприклад, в діапазоні 20 – 40 кГц. Дивлячись на ситуацію з іншого боку, може сказати, чому цей частотний діапазон так довго був популярний.
Від самого початку стабілізації за допомогою ШІМ, конструктори намагалися просуватися в бік більш високих частот, оскільки при цьому можна зменшити розміри, вага і вартість магнітного сердечника і конденсаторів фільтра. При високій частоті перемикання з’являються й інші переваги. Використовуючи більш високі частоти можна очікувати зменшення радіоперешкод і електромагнітних шумів; можна очікувати менших проблем при екранування, розв’язки, ізоляції і обмеження в схемі. Можна також очікувати більш швидкого спрацьовування, а також зниження вихідного опору та величини пульсацій.
Рис. 18.10. Схема резонансного перетворювача постійної напруги 48 В у постійну напругу +5 В при струмі навантаження до 20 А. Зверніть увагу на використанні в колі зворотного зв’язку оптрона та наявність попереднього підсилювача на транзисторах 03 і 04. При роботі з більш низькими частотами і меншими рівнями потужності попередній підсилювач не обов’язковий. Gennum Corp.
Діоди Шотки CR1 і діод CR3 заслуговують коментаря. Вони ізолюють і шунтуючих внутрішній паразитний діод (не зображений на схемі) транзистора QI. Діоди Шотки не мають затримки виключення, пов’язаної з накопиченням заряду і краще пристосовані для виконання функції фіксуючого діода.
Схема, виконана на прп транзисторі Q2, являє собою простий стабілізатор напруги, який є незалежним джерелом постійної напруги для попереднього підсилювача, для схеми контролю перевищення або зниження рівня напруги і для вихідного транзистора оптрона. У Таблиці 18.3 перераховані компоненти, що входять до складу перетворювача.
Таблиця 18.3. Специфікація компонент для резонансного перетворювача 48 В / 5 В, 20 A. Gennum Corp.
Найменування |
Опис |
С2, С3 |
6 мкФ ± 10% 100 В |
С4, С32 |
0,022 мкФ ± 5% 200 В |
С! 5 |
680пФ ± 5% 200 В |
Сб, С8 а, сю, ci5, |
22 мкФ 16 В танталовий |
С19, С20, С22 |
0.22мкФ ± 20% 50 В |
С9 |
47 мкФ 20 В танталовий. |
С11, С16, СЗЗ |
4,7 мкФ 16 В танталовий |
С14, С21, С12 |
1000 пФ ± 10% 100 В |
С13 |
0,022 мкФ ± 20% 50 В |
С17, С18 |
100пф ± 5% 100 В |
С23, С24 |
2200 пФ 100В |
С25, С26, С27 |
220мкФ ± 20% 10 В танталовий |
С29, СЗО |
2200 пФ 500 В керам. диск. |
ст |
Діод Шотки Amperex BYV4335 або Motorola МВЮ035СТ |
СЮ |
Стабілітрон 170 D ± 10% 5 Вт |
СЮ |
Діод 15 А 200 В Amperex BYV29-200 або Motorola MUR1520 |
CRA |
Стабілітрон 12 В ± 5% 1/2Вт I7V4699 |
CR5, СЛ6 |
Діод 1А 50 В L/V4001 |
С7? 7, С728 |
Діод 1А 200 В Amperex BYV27-200 або Motorola MUR 120 |
СЮ |
Діод L/V4148 |
сто, СЛП |
Діод Шотки Amperex i? 7K4345 або Motorola МВЮ545СТ |
01 |
МОП-транзистор IRFP250 |
02 |
Біполярний транзистор TIP 29 С |
ез |
МОП-транзистор КР0104ЛЗ або ZVP2106A |
о * |
МОП-транзистор KY1306A3 або ZVN3306A |
R\ |
180 Ом ± 5% 1/2 Вт |
R2 |
3,9 кОм ± 5% 1/2 Вт |
Ю, Ю |
51 кОм ± 5% 1/4 Вт |
R4 |
47 Ом ± 5% 3 Вт |
Таблиця 18.3 (продовження)
Найменування |
Опис |
R5 |
2,2 кОм ± 5% 1/4 Вт |
R6, R7 |
300 кОм ± 5% 1/4 Вт |
R9 |
3,6 кОм ± 5% 1/4 Вт |
R10 |
1 кОм ± 5% 1/4 Вт |
ЯП |
220 Ом ± 5% 1/4 Вт |
Я12 |
36 Ом ± 5% 1/4 Вт |
Я13 |
22 кОм ± 5% 1/4 Вт |
Я14 |
26,1 кОм ± 1% 1/4 Вт |
Я15 |
3,9 кОм ± 5% 1/4 Вт |
Я16 |
Юком ± 1% 1/4 Вт |
Я17 |
1 МОм ± 5% 1/4 Вт |
Л18, Я22 |
470 Ом ± 5% 1/4 Вт |
Я19, Я20 |
1 кОм ± 1% 1/4 Вт |
Я2 \ |
Юком ± 5% 1/4 Вт |
R23, R24 |
51 Ом ± 5% 1 Вт |
Я25 |
100 Ом ± 5% 1/4 Вт |
L2 |
2 мкГн ± 5% Сердечник 768-2Z) Micrometals 10 віт. провід № 30×5 (довжина дроту 25 см) |
L3 |
MTI-125-0202 GAP=.012 Multisource Technology Inductor |
L4 |
ЗЗОмкГн 0,6 Ом Inductor AL0410-331K Northeastern Electronics (315) 455-7561 |
П |
Трансформатор датчика струму: Первинна обмотка: 1 виток провід № 18 Вторинна обмотка: 50 витків провід № 34 Сердечник: Ferroxcube Ю41СТ060/ЗЕ2А |
Т2 |
МТТ125-DC-06-02-06C Multisource Technology Transformer |
VRI |
Стабілізатор 12 В LM7S12 |
і \ |
ІС GP605 фірми Gennum |
U2 |
Оптрон CNY17-4 TRW |
VR2 |
Паралельний стабілізатор 7X431 CLP Т1 4-40 гайки і гвинти з потайною головкою ізоляційні шайби для корпуса ТО-220 Друкована плата Радіатор Шасі |
Як уже згадувалося, спеціалізовані схеми управління джерелами живлення крім основної функції мають широкий набір допоміжних функцій. Вони забезпечують захист джерела і навантаження, різні експлуатаційні зручності і гнучкість при проектуванні. Деякі з цих можливостей, доступних при використанні ІС GP605, перераховані нижче:
За допомогою логічних рівнів, що подаються на висновок 1 (RSD), можна здійснювати дистанційне відключення. Конкретно в цій схемі низький логічний рівень вимкне джерело живлення. Високий логічний рівень фактично не використовується, якщо низький рівень прибрати (залишити висновок 1 нікуди не підключеним), то джерело живлення, керований И С GP605 перейде в режим м’якого включення і відновить роботу. Тривалість м’якого пуску визначається ємністю зовнішнього конденсатора, що зв’язує висновок 12 (SS) з землею. Більш високим рівнями потужності повинен відповідати більш тривалий період м’якого пуску. Таким чином, вважаючи, що 50 мс достатньо для 100-ватного джерела, розумно для 500-ватного вибрати час 500 мс. В ІС GP605 м’який пуск починається з низькою частоти перемикання і поступово збільшується до встановлення режиму стабілізації.
Максимальна частота перемикання, обумовлена Гуном в ІС GP605 задається зовнішнім конденсатором, що зв’язує висновок 11 (С OSQ із землею і зовнішнім резистором, включеним між висновком 14 (R OSQ і землею. Фіксована тривалість імпульсу чекає мультивібратора в ІС GP605 встановлюється зовнішньої /? С-ланцюгом, що зв’язує висновок 9 (7 ^) з землею.
Двухпорогового компаратор ІС GP605 разом із зовнішньою RC-ланцюгом, підключеної до висновку 15 (0 B / U В), управляє автоматичним вимиканням в разі пониження або підвищення напруги за межі встановлених кордонів. Точно так же зовнішня постійна часу, пов’язана з виведенням 2 (OLRD) визначає, як довго джерело залишається вимкненим після ініціювання автоматичного завершення. В результаті джерело живлення підтримує себе в режимі «гикавки» – періодично намагається перейти в нормальний режим роботи, використовуючи м’яке включення, і досягає його, як тільки дефект усунуто.
Тут доречно зазначити, що якщо висновок 10 (SEO) заземлений, то з’являється додатковий вихід для двотактного режиму роботи комутаторів. Якщо висновок 10 залишається розімкненим, то є однопровідні виходи OUT А і OUT В з подвоєною частотою і ці виходи можна з’єднати паралельно для отримання більшої потужності драйвера (цей варіант не використаний в даній схемі; натомість перед комутатором включений попередній підсилювач).
Джерело: І.М.Готтліб Джерела живлення. Інвертори, конвертори, лінійні і імпульсні стабілізатори. Москва: Постмаркет, 2002. – 544 с.
Сподобалася стаття? Натисни "+1"! :
Ще статті:
- УМЗЧ на мікросхемі РАхх (0)
- Автоматичний реєстратор - вимикач освітлення (0)
- Проміжний підсилювач для звукової карти комп'ютера (0)
- Вольтметр мережевої напруги з розтягнутою шкалою і світловою сигналізацією (0)
- Універсальний пробник (0)
- УМЗЧ на базі операційного підсилювача КР544УД2 (0)
- Харчування радіоапаратури від бортової мережі автомобіля (0)
Ваш відгук