Для ТОР23х зниження робочої частоти при малих навантаженнях і зменшення робочого циклу до нуля не передбачені. У цього сімейства при збільшенні струму виведення С від 1,9 мА до 5,5 мА величина робочого циклу лінійно зменшується від 0,78 до 0,015. Якщо струм 1З продовжує зростати, то при досягненні значення 1,9 мА схема управління починає пропускати імпульси. Це аналогічно зниження частоти, але, оскільки при пропуску імпульсу частота змінюється стрибком, кілька зростає рівень перешкод і пульсацій на виході.

ς, 3.3. «М’який» пуск

Якщо трансформатор перетворювача розрахований на заданий максимальний струм ключа Iy, і не прийнято деяких спеціальних заходів обмеження струму ключа при запуску джерела, можливі неприємності в процесі виходу джерела на режим. Припустимо, що перетворювач розпочав роботу. Конденсатори вихідного фільтра Qjutl І С0щ2 розряджені. Схема зворотного зв’язку виявляє, що вихідна напруга набагато нижче номінального, і починає видавати в ланцюг виведення С струм, близький до I -… Величина робочого циклу D збільшується до Dm ,, = Q, 78 (хтггя в нормальному розрахунковому режимі D рідко перевищує 0,4). Ток юпЛча з кожним наступним імпульсом збільшується. Вихідний струм також збільшується, але цей струм надходить не в навантаження, а йде на заряд конденсаторів Q * ,, С ^. Зрештою піковий струм ключа перевищує розрахунковий. Детально це розглянуто в розділі «Перехідні процеси».

Коли піковий струм ключа перевищує розрахунковий, – можливі три варіанти подальшого розвитку подій.

1. Струм 1ш перевищує поріг захисту по струму. Перетворювач відключається, і ТОР виконує всю послідовність дій, що передують перезапуску, – чекає розряду конденсаторів в ланцюзі виведення С; коли напруга Uc знижується до 4,8 В, підключає генератор струму і т. д. Конденсатори вихідного випрямляча при цьому спокійно розряджаються через навантаження. Перед початком перезапуску вони можуть повністю розрядитися. У такому випадку джерело буде перезапускатися до нескінченності. Якщо конденсатори вихідного випрямляча не встигають повністю розрядитися за проміжок часу між двома перезапуск, то джерело може запуститися з п-ї спроби.

2. Струм Ι “, не досягає порогу обмеження по струму, але трансформатор, не розрахований на такий струм ключа, насичується і перестає бути трансформатором. Ток ключа за якісь мікросекунди зростає до порога захисту, остання спрацьовує. Далі йдуть дії за сценарієм, описаним вище.

3. Джерело запускається з першого разу. Це означає, що трансформатор виконаний з надмірною запасом по індуктивності первинної обмотки (або на занадто великій осерді) або що ТОР обраний з зайвим запасом по максимальному струму. І те й інше – підвищення вартості.

Щоб уникнути неприємних ефектів при виході джерела на режим в ТОР24х передбачений «м’який» запуск. Після запуску пре- ‘образователя максимальна величина робочого циклу D не може, відразу збільшитися до Прош = 0,78 (або величини D ^, заданої з виведення L, див. Нижче). У перші 10 мсек після запуску дозволена величина D плавно зростає від 0 до D “. Одночасно поріг захисту по струму лінійно змінюється від 85% до 100% від максимального. За цей час конденсатори вихідного фільтра встигають зарядитися без істотного форсування струму Is (Докладніше – в розділі «Перехідні процеси»).

3.4.                                                                          Хитання робочої частоти

ТОР має ще одну корисну особливість, яка створює, щоправда, незручності при аналізі картинок на екрані осцилографа. Частота перетворювача Не рівняється точно 132 кГц (або 66 кГц), а змінюється за лінійним закону в межах 128 … 136 кГц (64 … 68 кГц) – «хитається» – з частотою гойдання близько 250 Гц. Вимірювання показують, що це дозволяє помітно знизити рівень високочастотних перешкод.

3.5.                                                           Завдання частоти перетворювача

Для ТОР в корпусах ТО220-7 (індекс Y) можливий вибір однієї з двох частот роботи перетворювача – 132 або 66 кГц. Частота 132 кГц оптимальна для переважної більшості застосувань. Частота 66 кГц може бути зручною в деяких пристроях (зокрема, в відеомоніторах) з точки зору зниження перешкод. Для того щоб встановити робочу частоту 132 кГц, треба висновок F з’єднати з висновком S. Для установки частоти 66 кГц висновок F з’єднується з виводом С.

3.6. Завдання напруги включення / вимикання

ТОР дає розробнику вельми корисну можливість задати мінімальне живить напрузі. »Нижче якого перетворювач буде неможливо. Для цього мекду джерелом U “і виведенням L. ТОР включається резистор RL. Перетворювач включається, коли втікає струм через цей резистор перевищить 50 мкА, а якщо цей струм перевищить 225 мкА, перетворювач відключається. Таким чином, резистор RL однозначно визначає напруга включення / вимикання перетворювача. Втікає струм виводу L, IL визначає також максимальну величину робочого циклу D. При величині IL від 50 до 90 мкА робочий цикл D. »= 0,78. Далі, при збільшенні IL від 90 до 225 мкА величина Dj “‘лінійно знижується від 0,78 до 0,38. Всі три параметра (напруга включення U, “, напруга зупинення іяор і напруга UDL, при якому починає знижуватися величина задаються одним резистором RL, тому незалежно можна задати то-. тілько один з цих параметрів. Зазвичай задається напруга ‘включення υ ,, α ,. Розробники мікросхем сімейства ТОР подбали про те, щоб інші два параметри були досить «збалансовані» для реальних застосувань. Залежність Ц * »іяор і UDL від величини резистора RL приведена в табл. 3.2.

Якщо висновок L підключити до висновку S, то функція завдання напруги включення / зупинки відключається, і перетворювач запускається при напрузі на висновку D 30 В. При цьому напрузі починає нормально функціонувати генератор струму ТОР 1,6 мА, і тим самим забезпечується запуск перетворювача.

У мікросхем ТОР23х і ТОР в корпусах DIP і SMD функції висновків L ї X об’єднані у виведенні М. Одночасне завдання напря-

Таблиця 3.2

, Вання включення Ura (Функція L) і порога захисту по струму (функція X) неможливо. Якщо необхідно задати івкл, То висновок М викорис; -зуется як висновок L, т. е. між джерелом іш і виведенням М \ підключається резистор RL, величина якого може бути определе-, 1 на з табл. 3.2.

3.7.                                         Завдання обмеження струму ключа

Мікросхеми ТОР мають вбудований захист по струму МОП-траістора. Кожна більш потужна мікросхема серії має поріг захисту по струму в 1,1-1,6 рази вище, ніж попередня (див. Табл. 3.1), що в більшості випадків дозволяє розробнику не думати про точну установці порога захисту – для кожної вихідної потужності Вибирайте своя мікросхема зі своїм порогом-. Однак в окремих примі-

Таблиця 3.3

неніях може виявитися, що необхідна точна установка порогу захисту по струму, а в серії немає мікросхем з необхідним порогом захисту. Для цих випадків передбачена більш точна установка порогу в межах від .32% до 100% максимального струму ключа кожної мікросхеми. Для цього між висновком X і загальним проводом (виводи ^ 15) підключається резистор RX, величина якого визначає поріг захисту. Залежність порога захисту (у% від максимального) від RX приведена в табл. 3.3.

З табл. 3.3 випливає, що при збільшенні RX до 50 кОм преобразо · ^ ‘ватель відключається. Це можна використовувати для дистанційного включення / вимикання джерела, розриваючи ланцюг виведення X.

У ΤΟΡ23χΥ іторіі в корпусах DIP і SMD функції висновків X і L об’єднані у виведенні М. Одночасне завдання порога захисту по струму (функція X) і напруги включення іш (Функція L) неможливо. Якщо необхідно задати поріг захисту по струму, то висновок М використовується як висновок X, т. Е. Між висновком М і виведенням S включається резистор RX, величина якого може бути визначена з табл. 3.3. г

Зазвичай задати напруга включення UBiai більш важливо, ніж точно встановити поріг захисту по струму. Тому висновок М краще задей- ‘·. ■ ствовать для цього.

4.                                               Силовий трансформатор

Оскільки частота проходження імпульсів складає десятки і більше кГц, трансформатор повинен виконуватися на сердечнику з матеріалу, що забезпечує роботу на даних частотах. Існують три основні групи таких матеріалів – ферит, порошковий пермаллой і магнитомягкие матеріали у вигляді стрічки (наприклад, той же пермаллой). В даний час найбільш доступні, дешеві і зручні в застосуванні ферити.

Перш ніж міркувати про кількість витків, необхідно розглянути наступне. Візьмемо котушку, намотану на осерді з магнітного матеріалу, наприклад ферритовом осерді. Нехай сердечник буде повністю розмагнічено. Припустимо чер ^ з цю обмотку імпульс струму. Після закінчення імпульсу виявиться, що сердечник Намагнітити. Це явище ‘носить назву залишкової магнітної індукції. Якщо сердечник призначений для використання в трансформаторах, то залишкова індукція небажана. На жаль вона проявляється навіть у найкращих марок феритів. До чого призводить залишкова індукція?

Джерело: За редакцією А. Я. Гріфа, Оригінальні схеми і конструкції. Творити разом! – М .: СОЛОН-Пресс, 2004. – 200 с .: іл. – (Серія «СОЛОН – радіоаматори», вип. 23)