• задати поріг обмеження струму (поріг захисту по струму) силового МОП-транзистора в межах (0,35 … 1,0) від максимально допустимого для даної мікросхеми;

• задати максимальну величину робочого циклу D залежно від величини в межах від 0,38 до 0,78.

‘Крім того, в ТОР забезпечується «м’яке включення» і темпера-, турна захист. Остання зупиняє перетворювач, якщо температура кристала мікросхеми перевищить 135 * С і включає його про- ι ратно при зниженні температури кристала до 65 ° С.

Мінімальна робоча температура – ^ 40 ‘С.

Максимально допустима напруга на. стоці потужного МОП-транзистора – 700 В.

Рис. 3.6. Розташування висновків для різних типів корпусів

Час включення МОП-транзистора – 50 ^ сек, час вимикання – 100 нсек.

ТОР випускаються в трьох типах корпусів – ТО220-7С (індекс – Y), DIP-8B (індекс – Р) і SMD-8B (індекс G). Індекс є останньою буквою маркування мікросхеми. Розташування висновків для різних типів корпусів наведено на рис. 3.6.

Найбільшими можливостями мають мікросхеми TOP24xY в – корпусах ТО220-7, які мають 6 висновків:

1 – С – зворотній зв’язок і живлення внутрішніх схем управління ТОР,

2 – L – установка напруги запуску і зупинки,

3 – X – установка порогу обмеження по струму,

4 – S – витік МОП-транзистора, загальний провід управління,

5 – F – завдання частоти перемикання 132/66 кГц,

6 – відсутня,

7 – D – стік МОП-транзистора.

Мікросхеми ΤΟΡ23χΥ в корпусах ТО220-7 мають 5 висновків – відсутні висновки 2, 6. Функції висновків L і X об’єднані на виведенні 3. Цей багатофункціональний висновок мікросхеми названий М. Нумерація висновків С, S, F, D та ж, що і у ТОР24х.

ТОР в корпусах DIP-8 і SMD-8 мають дещо обмежені можливості в порівнянні з ТОР в корпусі ТО-220-7. Вони можуть працювати тільки на одній частоті 132 кГц (відсутній висновок F), а функції висновків L і X об’єднані в багатофункціональному виведенні. М.

Якщо висновки L, X (або М), F з’єднати з висновком S, мікросхема працює з частотою 132 кГц, а всі установки ігноруються:

перетворювач запускається при напрузі близько 30 В;

• відключається функція зупинки перетворювача при високих значеннях U ^;

. · Поріг обмеження по струму МОП-транзистора встановлюється рівним максимально допустимому для даної мікросхеми току; • максимальна величина робочого циклу D встановлюється рівною 0,78.

Основні параметри мікросхем ТОР2хх наведено в табл. 3.1. Максимальний струм – поріг спрацьовування захисту по струму при відключеній функції X (див. Нижче). Може мати розкид порядку ± 7%.

Максимальна потужність без обдування – максимальна потужність, досяжна без примусової вентиляції і підтримки температури корпусу мікросхеми не більше SO ‘С.

Таблиця 3.1

Максимальна потужність з обдувом – максимальна потужність при використанні примусового обдування і температурі корпусу мікросхеми не більше 50 * С.

Значення потужності наведені для джерел, розрахованих на напругу мережі 220 В ± 20%. Якщо джерело розраховується на універсальне використання (Європа / Америка), то інтервал можливої ​​зміни напруги мережі буде 85 … 264 В. У джерелах для універсального використання при низьких напругах мережі імпульсний струм ключа буде більше, ніж в джерелах на 220 В. Тому максимальну потужність треба зменшити в 1,3 … 1,4 рази.

R *, – максимальний опір каналу відкритого МОП-траістора при температурі кристала 25 * С.

R ,, – максимальний опір каналу відкритого МОП-траістора при температурі кристала 100 * С.

2.2.                                                                                                                                                                                Робота ТОР2хх

Типове включення мікросхеми ТОР24х в мережевому джерелі живлення показано на рис. 3.7. До складу електричної схеми джерела входять:

мікросхема ТОР24х (обведена жирною рамкою), запобіжник Fu і струмообмежуючі резистор Rorp, вхідний фільтр перешкод Сф “ь ЬфП, Сетевой’випрямітель VDC, СФС, ланцюг обмеження викиду VDZc, YDC, Зз, Rc, силовий трансформатор Тр, конденсатор фільтра перешкод Сдо,

• ВИХІДНИЙ випрямляч VD0Ut, C0utl, Cout2, Lout.

схема зворотного зв’язку (обведена пунктиром), резистори установки режиму RL, RX. }

На рис. 3.7 показана гранично спрощена внутрішня структура ТОР. Її ядром є схема управління, що виробляє широ-модульовані імпульси включення / виключення силового ключа S, виконаного на МОП-транзисторі.

Для управління ШІМ використовується Напруга зворотного зв’язку з виходу підсилювача сигналу помилки А, яке через фільтр Rel, R ^, Се подається на схему управління. Частота зрізу фільтра – 7 кГц, що ефективно пригнічує перешкоди з частотою перемикання МОП-траістора. Крім сигналу зворотного зв’язку, на схему управління ТОР подаються сигнали L, X, і F.

Харчування внутрішньої схеми управління ТОР здійснюється від виведення С, т. Е. При відключеному висновку З мікросхема функціонує-Рис. 3.7. Типове включення мікросхем ТОР

ровать не буде. Для живлення схеми управління ТОР потрібно дуже невеликий струм. Основним споживачем по ланцюгу виведення С є вхід підсилювача сигналу помилки А, який в робочому режимі (т. Е. При працюючому преобразователе) має низький вхідний динамічний опір порядку 15 Ом. Тому управління ШІМ фактично здійснюється струмом висновку С. При мінімальному струмі виведення С – Icmin = 2,0 … 2,6 мА величина робочого циклу D = 0,78 = Dmax (Якщо не задано обмеження по установчого висновку L). При максимальному струмі Icroax = 6,0 … 6,6 мА величина робочого циклу знижується до нуля. Залежність D від 1 “зворотна: зі збільшенням 1з відбувається зменшення робочого циклу Р і зі зменшенням 1з відбувається збільшення величини D. Завдяки низькому динамічному опору виведення С зміна напруги на цьому висновку в повному робочому діапазоні зміни струму 1з вельми мало – , Що забезпечує досить високий коефіцієнт стабілізації джерела.

Між висновками D і С може включатися генератор струму 1,6 мА Включення / вимикання генератора здійснює схема управління.

Джерело живлення на мікросхемі ТОР24х працює таким чином. У момент часу t, (див. Рис. 3.8) на вхід джерела подається мережеве напруга Ue. Він ^ ипрямляется, конденсатор мережевого фільтру Сф ,. починає заряджатися. У момент часу t2 напруга на Сф ,. досягає 25 … 30 В і внутрішній джерело струму 1,6 мА, наявний у ТОР, починає видавати струм. Схема управління ТОР вимірює напругу на виводі З мікросхеми і, оскільки це напруга дорівнює нулю, підключає генератор 1,6 мА до ланцюга виводу С. Ток гене-

ратора заряджає зовнішні конденсатори С ,,. ,, С ^ · Коли напруга на виводі С досягає 5,8 В (момент часу t3), Схема управління відключає генератор 1,6 мА від ланцюга виводу С і запускає перетворювач – т. Е. Починає замикати і розмикати потужний МОП-транзтор S з частотою 132 кГц. Протягом короткого часу схема управління отримує харчування від конденсаторів 0 «. ,, С ^, потім на виході СОС з’являється напруга зворотного зв’язку, яке використовується для управління ШІМ-модулятором ТОР і для живлення схеми управління ТОР.

Якщо з якої-небудь причини нормальна робота джерела порушена (перевантаження по струму або коротке замикання на виході), схема управління зупиняє роботу перетворювача – перестає видавати на затвор МОП-транзистора (S) імпульси (момент часу t4). Схема зворотного зв’язку перестає видавати напругу зворотного зв’язку, конденсатори С ,,. ,, Починають розряджатися. Коли напруга на виводі З ТОР зменшиться до 4,8 В, схема управління підключає генератор струму 1,6 мА до висновку С. Конденсатори З «|) 0> с2 знову починають заряджатися. Однак, коли напруга на виводі З досягне 5,8 В, запуску перетворювача не відбувається. Замість цього схема управління відключає генератор струму від виведення С і чекає розряду конденсаторів Οκ“До напруги 4,8 В. Формується вісім таких циклів заряд / розряд, і тільки на восьмому відбувається повторний запуск перетворювача. Такий «Проріджена» у 8 разів повторний запуск перетворювача після виявлення аварійної ситуації дозволяє знизити споживання, наприклад при стійкому короткому замиканні на виході. При рекомендованої величиною ємності 0> с1 = 47 мкФ повторний запуск відбувається з періодичністю порядка 1 сек.

Якщо при повторному запуску аварійна ситуація не виявлена ​​(момент часу tj), запуск відбувається успішно і джерело починає видавати напругу Ц ^ ,. Якщо при перезапуску знову виявлена ​​аварійна ситуація, ТОР виробляє нові 8 циклів заряд / розряд вихідний ланцюга і робить спробу ще одного перезапуску. І так далі.

Якщо струм виводу С стає менше 1,5 мА перетворювач відключається, схема управління чекає зниження напруги виведення С до рівня 4,8 В, потім підключає до висновку З генератор струму і т. Д. Після 8 циклів заряд / розряд конденсаторів 0 * 1 »0 * 2 ТОР робить спробу перезапуску.

При зменшенні струму навантаження 1,их величина робочого циклу D зменшується. Якщо робочий цикл став менше 0,1, схема управління ТОР24х починає лінійно зменшувати як величину робочого циклу, так і частоту перетворення. При робочій частоті FM = 132 кГц частота на малому навантаженні може зменшитися до 30 кГц. При Fm = 66 кГц мінімальна частота на малому навантаженні дорівнює 15 кГц. Така особливість ТОР24х дозволяє різко знизити втрати на перемикання при малих навантаженнях (наприклад, в черговому режимі роботи джерела).

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