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.