|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Повний опис схеми 200-ватних блоків живлення ПК. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення Наведемо повний опис принципової схеми для одного із 200-ватних імпульсних блоків живлення (PS6220C, виробництво Тайвань).
Змінна напруга мережі подається через мережевий вимикач PWR SW через запобіжник мережевий F101 4А, помехоподавляющие фільтри, утворені елементами С101, R101, L101, С104, С103, С102 і дроселі L102, L103 на:
З роз'єму JP1 змінна напруга мережі надходить на:
На виході випрямляча ВR1 включені ємності, що згладжують фільтра С1, С2. Терморезистор THR обмежує початковий кидок зарядного струму цих конденсаторів. Перемикач 115/230 В SW забезпечує можливість живлення ДБЖ як від мережі 220-240 В, так і від мережі 110/127 В. Високооомні резистори R1, R2, шунтуючі конденсатори С1, С2 є симетруючими (вирівнюють напруги на С1 і С2), а також забезпечують розрядку цих конденсаторів після вимкнення ДБЖ з мережі. Результатом роботи вхідних ланцюгів є поява на шині випрямленої напруги мережі постійної напруги Uep, що дорівнює +310 В, з деякими пульсаціями. У цьому ДБЖ використовується схема запуску з примусовим (зовнішнім) збудженням, яка реалізована на спеціальному пусковому трансформаторі Т1, на вторинній обмотці якого після включення ДБЖ в мережу з'являється змінна напруга з частотою мережі живлення. Ця напруга випрямляється діодами D25, D26, які утворюють з вторинною обмоткою Т1 двонапівперіодну схему випрямлення із середньою точкою. С30 - ємність фільтра, що згладжує, на якій утворюється постійна напруга, що використовується для живлення керуючої мікросхеми U4. Як керуюча мікросхема в даному ДБЖ традиційно використовується ІМС TL494. Напруга живлення з конденсатора С30 подається на висновок 12 U4. В результаті на висновку 14 U4 з'являється вихідна напруга внутрішнього опорного джерела Uref=-5, запускається внутрішній генератор пилкоподібної напруги мікросхеми, а на висновках 8 і 11 з'являються керуючі напруги, які являють собою послідовності прямокутних імпульсів з негативними передніми фронтами, зрушені один відносно одного на половину періоду. Елементи С29, R50, підключені до висновків 5 і 6 мікросхеми U4 визначають частоту пилкоподібної напруги, що виробляється внутрішнім генератором мікросхеми. Узгоджувальний каскад у цьому ДБЖ виконаний за бестранзисторной схемою з роздільним управлінням. Напруга живлення з конденсатора С30 подається середні точки первинних обмоток управляючих трансформаторів Т2, Т3. Вихідні транзистори ІМС U4 виконують функції транзисторів каскаду, що узгоджує, і включені за схемою з ОЕ. Емітери обох транзисторів (висновки 9 і 10 мікросхеми) підключені до "корпусу". Колекторними навантаженнями цих транзисторів є первинні напівобмотки трансформаторів Т2, Т3, що управляють, підключені до висновків 8, 11 мікросхеми U4 (відкриті колектори вихідних транзисторів). Інші половини первинних обмоток Т2, Т3 із підключеними до них діодами D22, D23 утворюють ланцюги розмагнічування сердечників цих трансформаторів. Трансформатори T2, Т3 управляють потужними транзисторами напівмостового інвертора. Перемикання вихідних транзисторів мікросхеми викликають появу імпульсних управляючих ЕРС на вторинних обмотках трансформаторів керуючих Т2, Т3. Під дією цих ЕРС силові транзистори Q1, Q2 поперемінно відкриваються з регульованими паузами (мертвими зонами). Тому через первинну обмотку силового імпульсного трансформатора Т5 протікає змінний струм у вигляді пилкоподібних струмових імпульсів. Це тим, що первинна обмотка Т5 включена в діагональ електричного мосту, одне плече якого утворено транзисторами Q1, Q2, а інше - конденсаторами С1, С2. Тому при відкритті будь-якого з транзисторів Q1, Q2 первинна обмотка Т5 виявляється підключена до одного з конденсаторів С1 або С2, що і зумовлює протікання через неї струму протягом усього часу, поки відкритий транзистор. Демпферні діоди D1, D2 забезпечують повернення енергії, запасеної в індуктивності розсіювання первинної обмотки Т5 за час закритого стану транзисторів Q1, Q2 назад у джерело (рекуперація). Ланцюжок С4, R7, що шунтує первинну обмотку Т5, сприяє пригніченню високочастотних паразитних коливальних процесів, які виникають у контурі, утвореному індуктивністю первинної обмотки Т5 і її міжвитковою ємністю, при закриваннях транзисторів Q1, Q2, коли. Конденсатор С3, послідовно включений з первинною обмоткою Т5, ліквідує постійну складову струму через первинну обмотку Т5, виключаючи тим самим небажане підмагнічування його сердечника. Резистори R3, R4 і R5, R6 утворюють базові дільники для потужних транзисторів Q1, Q2 відповідно і забезпечують оптимальний режим перемикання з точки зору динамічних втрат потужності на цих транзисторах. Перебіг змінного струму через первинну обмотку Т5 обумовлює наявність знакозмінних прямокутних імпульсних ЕРС на вторинних обмотках цього трансформатора. Силовий трансформатор Т5 має три вторинні обмотки, кожна з яких має висновок від середньої точки. Обмотка IV забезпечує отримання вихідної напруги +5 В. Діодна збірка SD2 (напівміст) утворює з обмоткою IV двонапівперіодну схему випрямлення із середньою точкою (середня точка обмотки IV заземлена). Елементи L2, С10, С11, С12 утворюють фільтр, що згладжує, в каналі +5 В. Для придушення паразитних високочастотних коливальних процесів, що виникають при комутаціях діодів збірки SD2, ці діоди зашунтовані заспокійливими RC-ланцюжками С8, R10. Діоди зборки SD2 є діодами з бар'єром Шоттки, чим досягається необхідна швидкодія і підвищується ККД випрямляча. Обмотка III спільно з обмоткою IV забезпечує отримання вихідної напруги +12 разом з діодної збіркою (напівостом) SD1. Ця збірка утворює з обмоткою III двухполуперіодну схему випрямлення із середньою точкою. Однак середня точка обмотки III не заземлена, а підключена до шини вихідної напруги +5 В. Це дасть можливість використовувати діоди Шоттки в каналі виробітку +12 В, т.к. зворотна напруга, що прикладається до діодів випрямляча при такому включенні, зменшується до допустимого для діодів Шоттки рівня. Елементи L1, С6, С7 утворюють фільтр, що згладжує, в каналі +12 В. Резистори R9, R12 призначені для прискорення розрядки вихідних конденсаторів шин +5 і +12 після вимкнення ДБЖ з мережі. RC-ланцюжок С5, R8 призначений для придушення коливальних процесів, що виникають у паразитному контурі, утвореному індуктивністю обмотки III та її міжвитковою ємністю. Обмотка II з п'ятьма відводами забезпечує отримання негативних вихідних напруг -5 і -12 В. Два дискретних діода D3, D4 утворюють напівміст двонапівперіодного випрямлення в каналі вироблення -12 В, а діоди D5, D6 - в каналі -5 В. Елементи L3, С14 і L2, С12 утворюють фільтри, що згладжують, для цих каналів. Обмотка II, як і обмотка III, зашунтована заспокійливою RC-ланцюжком R13, С13. Середня точка обмотки II заземлена. Стабілізація вихідних напруг здійснюються різними способами у різних каналах. Негативні вихідні напруги -5 і -12 стабілізуються за допомогою лінійних інтегральних трививідних стабілізаторів U4 (типу 7905) і U2 (типу 7912). Для цього на входи цих стабілізаторів подаються вихідні напруги випрямлячів із конденсаторів С14, С15. На вихідних конденсаторах С16, С17 виходять стабілізовані вихідні напруги -12 і -5 В. Діоди D7, D9 забезпечують розрядку вихідних конденсаторів С16, С17 через резистори R14, R15 після вимкнення ДБЖ з мережі. Інакше ці конденсатори розряджалися через схему стабілізаторів, що небажано. Через резистори R14, R15 розряджаються і конденсатори С14 С15. Діоди D5, D10 виконують захисну функцію у разі пробою випрямляючих діодів. Якщо хоча б один з цих діодів (D3, D4, D5 або D6) виявиться "пробитим", то відсутність діодів D5, D10 до входу інтегрального стабілізатора U1 (або U2) прикладалося б позитивну імпульсну напругу, а через електролітичні конденсатори С14 або С15 протікав би змінний струм, що призвело б до виходу з ладу. Наявність діодів D5, D10 у разі усуває можливість виникнення такий ситуації, т.к. Струм замикається через них. Наприклад, якщо "пробить" діод D3, позитивна частина періоду, коли D3 повинен бути закритий, струм замкнеться по ланцюгу: к-а D3 - L3 D7-D5- "корпус". Стабілізація вихідної напруги +5 здійснюється методом ШИМ. Для цього до шини вихідної напруги +5 підключений вимірювальний резистивний дільник R51, R52. Сигнал, пропорційний рівню вихідної напруги в каналі +5, знімається з резистора R51 і подається на інвертуючий вхід підсилювача помилки DA3 (висновок 1 керуючої мікросхеми). На прямий вхід цього підсилювача (висновок 2) подається опорний рівень напруги, що знімається з резистора R48, що входить у дільник VR1, R49, R48, який підключений до виходу внутрішнього опорного джерела мікросхеми U4 Uref=+5 В. При змінах рівня напруги на шині + 5 Під впливом різних дестабілізуючих факторів відбувається зміна величини неузгодженості (помилки) між опорним і контрольованим рівнями напруги на входах підсилювача помилки DA3. В результаті ширина (тривалість) керуючих імпульсів на висновках 8 і 11 мікросхеми U4 змінюється таким чином, щоб повернути вихідну напругу, що відхилилася, +5 В до номінального значення (при зменшенні напруги на шині +5 В ширина керуючих імпульсів збільшується, а при збільшенні цієї напруги - зменшується). Стійка (без виникнення паразитної генерації) робота всієї петлі регулювання забезпечується за рахунок ланцюжка частотно-залежного негативного зворотного зв'язку, що охоплює підсилювач помилки DA3. Цей ланцюжок включається між висновками 3 і 2 керуючої мікросхеми U4 (R47, С27). Вихідна напруга +12 В даному ДБЖ не стабілізується. Регулювання рівня вихідної напруги в даному ДБЖ проводиться тільки для каналів +5 і +12 В. Це регулювання здійснюється за рахунок зміни рівня опорної напруги на прямому вході підсилювача помилки DA3 за допомогою підстроювального резистора VR1. При зміні положення двигуна VR1 в процесі налаштування ДБЖ змінюватиметься в деяких межах рівень напруги на шині +5 В, а значить і на шині +12, т.к. напруга з шини +5 подається в середню точку обмотки III. Комбінована зашита даного ДБЖ включає:
Розглянемо кожну із цих схем. Обмежуюча схема контролю використовує як датчик трансформатор струму Т4, первинна обмотка якого включена послідовно з первинною обмоткою силового імпульсного трансформатора Т5. Резистор R42 є навантаженням вторинної обмотки Т4, а діоди D20, D21 утворюють двонапівперіодну схему випрямлення знакозмінної імпульсної напруги, що знімається з навантаження R42. Резистори R59, R51 утворюють дільник. Частина напруги згладжується конденсатором С25. Рівень напруги на цьому конденсаторі пропорційно залежить від ширини імпульсів, що управляють, на базах силових транзисторів Q1, Q2. Цей рівень через резистор R44 подається на інвертуючий вхід підсилювача помилки DA4 (висновок 15 мікросхеми U4). Прямий вхід цього підсилювача (висновок 16) заземлено. Діоди D20, D21 включені так, що конденсатор С25 при протіканні струму через ці діоди заряджається до негативного (щодо загального дроту) напруги. У нормальному режимі роботи, коли ширина імпульсів керуючих не виходить за допустимі межі, потенціал виведення 15 позитивний, завдяки зв'язку цього виводу через резистор R45 з шиною Uref. При надмірному збільшенні ширини імпульсів, що управляють, з якої-небудь причини, негативна напруга на конденсаторі С25 зростає, і потенціал виведення 15 стає негативним. Це призводить до появи вихідної напруги підсилювача помилки DA4, яка до цього дорівнювала 0 В. Подальше зростання ширини імпульсів керуючих призводить до того, що управління перемиканнями ШИМ-компаратора DA2 передається до підсилювача DA4, і подальшого за цим збільшення ширини керуючих імпульсів вже не відбувається (Режим обмеження), т.к. ширина цих імпульсів перестає залежати від рівня сигналу зворотного зв'язку прямому вході підсилювача помилки DA3. Схема захисту від КЗ в навантаженнях умовно може бути розділена на захист каналів вироблення позитивних напруг і захист каналів вироблення негативних напруг, які схемотехнічно реалізовані приблизно однаково. Датчиком схеми захисту від КЗ в навантаженнях каналів вироблення позитивних напруг (+5 і +12) є діодно-резистивний дільник D11, R17, підключений між вихідними шинами цих каналів. Рівень напруги на аноді діода D11 контрольований сигнал. У нормальному режимі роботи, коли напруги на вихідних шинах каналів +5 і +12 мають номінальні величини, потенціал анода діода D11 становить близько +5,8, т.к. через дільник-датчик протікає струм з шини +12 на шину +5 по ланцюгу: шина +12 В - R17-D11 - шина +5 В. Контрольований сигнал з анода D11 подається на дільник резистивний R18, R19. Частина цієї напруги знімається з резистора R19 і подається на прямий вхід 1 компаратора мікросхеми U3 типу LM339N. На інвертуючий вхід цього компаратора подається опорний рівень напруги з резистора R27 дільника R26, R27, підключеного до виходу опорного джерела Uref=+5 керуючої мікросхеми U4. Опорний рівень обраний таким, щоб при нормальному режимі роботи потенціал прямого входу 1 компаратора перевищував би потенціал інверсного входу. Тоді вихідний транзистор компаратора 1 закритий, схема ДБЖ нормально функціонує в режимі ШІМ. У разі КЗ в навантаженні каналу +12, наприклад, потенціал анода діода D11 стає рівним O В, тому потенціал інвертує входу компаратора 1 стане вище, ніж потенціал прямого входу, і вихідний транзистор компаратора відкриється. Це викликає закриття транзистора Q4, який нормально відкритий струмом бази, що протікає по ланцюгу: шина Upom - R39 - R36 б-е Q4 - "корпус". Відкривання вихідного транзистора компаратора підключає 1 резистор R39 до "корпуса", і тому транзистор Q4 пасивно закривається нульовим зміщенням. Закриття транзистора Q4 тягне за собою зарядку конденсатора С22, який виконує функцію ланки затримки спрацьовування захисту. Затримка необхідна з тих міркувань, що в процесі виходу ДБЖ на режим, вихідні напруги на шинах +5 і +12 з'являються не відразу, а в міру зарядки вихідних конденсаторів великої ємності. Опорна напруга від джерела Uref, навпаки, з'являється практично відразу ж після включення ДБЖ в мережу. Тому в пусковому режимі компаратор 1 перемикається, його вихідний транзистор відкривається, і якби затримуючий конденсатор С22 був відсутній, це призвело б до спрацьовування захисту відразу при включенні ДБЖ в мережу. Однак у схему включений С22, і спрацьовування захисту відбувається лише після того, як напруга на ньому досягне рівня, що визначається номіналами резисторів R37, R58 дільника, підключеного до шини Upom і є базовим для транзистора Q5. Коли це станеться, транзистор Q5 відкривається, і резистор R30 виявляється підключений через мінімальний внутрішній опір цього транзистора до "корпуса". Тому з'являється шлях для протікання струму бази транзистора Q6 ланцюгом: Uref - е-б Q6 - R30 - к-е Q5 "корпус". Транзистор Q6 відкривається цим струмом до насичення, в результаті чого напруга Uref=5, яким запитаний по емітеру транзистор Q6, виявляється прикладеним через його мале внутрішній опір до висновку 4 керуючої мікросхеми U4. Це, як було показано раніше, веде до зупинення роботи цифрового тракту мікросхеми, пропадання вихідних керуючих імпульсів та припинення перемикання силових транзисторів Q1, Q2, тобто. до захисного вимкнення. КЗ в навантаженні каналу +5 приведе до того, що потенціал анода діода D11 становитиме всього близько +0,8 В. Тому вихідний транзистор компаратора (1) виявиться відкритий, і відбудеться захисне відключення. Аналогічним чином побудовано захист від КЗ в навантаженнях каналів вироблення негативних напруг (-5 і -12 В) на компараторі 2 мікросхеми U3. Елементи D12, R20 утворюють діоднорезистивний дільник-датчик, що підключається між вихідними шинами каналів вироблення негативних напруг. Контрольований сигнал є потенціал катода діода D12. При КЗ в навантаженні каналу -5 або -12 В, потенціал катода D12 підвищується (від -5,8 до 0 В при КЗ в навантаженні каналу -12 В і до -0,8 В при КЗ в навантаженні каналу -5 В) . У будь-якому з цих випадків відкривається нормально закритий вихідний транзистор компаратора 2, що і зумовлює спрацьовування захисту наведеного вище механізму. При цьому опорний рівень з резистора R27 подається на прямий вхід компаратора 2, а потенціал входу, що інвертує, визначається номіналами резисторів R22, R21. Ці резистори утворюють двополярно запитаний дільник (резистор R22 підключений до шини Uref=+5, а резистор R21 - до катода діода D12, потенціал якого в нормальному режимі роботи ДБЖ, як вже зазначалося, становить -5,8 В). Тому потенціал інвертуючого входу компаратора 2 нормальному режимі роботи підтримується меншим, ніж потенціал прямого входу, і вихідний транзистор компаратора буде закритий. Захист від вихідної перенапруги на шині +5 реалізована на елементах ZD1, D19, R38, С23. Стабілітрон ZD1 (з пробивною напругою 5,1 В) підключається до шини вихідної напруги +5 В. Тому, поки напруга на цій шині не перевищує +5,1, стабілітрон закритий, а також закритий транзистор Q5. У разі збільшення напруги на шині +5 вище +5,1 В стабілітрон "пробивається", і в базу транзистора Q5 тече отпирающий струм, що призводить до відкривання транзистора Q6 і появі напруги Uref = +5 на виведенні 4 керуючої мікросхеми U4, тобто. до захисного вимкнення. Резистор R38 є баластним для стабілітрона ZD1. Конденсатор С23 запобігає спрацьовування захисту при випадкових короткочасних викидах напруги на шині +5 В (наприклад, в результаті встановлення напруги після стрибкоподібного зменшення струму навантаження). Діод D19 є розв'язуючим. Схема утворення сигналу PG в даному ДБЖ є двофункціональною і зібрана на компараторах (3) та (4) мікросхеми U3 та транзисторі Q3. Схема побудована на принципі контролю наявності змінної низькочастотної напруги на вторинній обмотці пускового трансформатора Т1, що діє на цій обмотці лише за наявності напруги живлення на первинній обмотці Т1, тобто. поки ДБЖ включений в мережу живлення. Практично відразу після включення ДБЖ в мережу живлення з'являється допоміжна напруга Upom на конденсаторі С30, яким запитується керуюча мікросхема U4 і допоміжна мікросхема U3. Крім того, змінна напруга з вторинної обмотки пускового трансформатора Т1 через діод D13 і резистор, що струмообмежує, R23 заряджає конденсатор С19. Напругою із С19 запитується резистивний дільник R24, R25. З резистора R25 частина цієї напруги подається на прямий вхід 3 компаратора, що призводить до закривання його вихідного транзистора. Вихідна напруга внутрішнього опорного джерела мікросхеми U4 Uref=+5, що з'являється відразу після цього, запитує дільник R26, R27. Тому на інвертуючий вхід 3 компаратора подається опорний рівень з резистора R27. Однак цей рівень обраний меншим, ніж рівень прямому вході, і тому вихідний транзистор компаратора 3 залишається в закритому стані. Тому починається процес зарядки затримуючої ємності С20 ланцюга: Upom - R39 - R30 - С20 - " корпус " . Зростання у міру зарядки конденсатора С20 напруга подається на інверсний вхід 4 мікросхеми U3. На прямий вхід компаратора подається напруга з резистора R32 дільника R31, R32, підключеного до шини Upom. Поки напруга на конденсаторі, що заряджається, С20 не перевищує напруги на резисторі R32, вихідний транзистор компаратора 4 закритий. Тому в базу транзистора Q3 протікає струм по ланцюгу: Upom - R33 - R34 - б-е Q3 - "корпус". Транзистор Q3 відкритий до насичення, а сигнал PG, що знімається з його колектора, має низький пасивний рівень і забороняє запуск процесора. За цей час, протягом якого рівень напруги на конденсаторі С20 досягає рівня на резисторі R32, ДБЖ встигає надійно вийти в номінальний режим роботи, тобто. вся його вихідна напруга з'являється в повному обсязі. Як тільки напруга на С20 перевищить напругу, що знімається з R32, компаратор 4 перемикається, і вихідний транзистор його відкриється. Це спричинить закриття транзистора Q3, і сигнал PG, що знімається з його колекторного навантаження R35, стає активним (Н-рівня) і дозволяє запуск процесора. При вимиканні ДБЖ із мережі на вторинній обмотці пускового трансформатора Т1 змінна напруга зникає. Тому напруга на конденсаторі С19 швидко зменшується через малу ємність останнього (1мкф). Як тільки падіння напруги на резисторі R25 стане меншим, ніж на резисторі R27, компаратор 3 перемкнеться, і його вихідний транзистор відкриється. Це спричинить захисне відключення вихідних напруг керуючої мікросхеми U4, т.к. відкриється транзистор Q4. Крім того, через відкритий вихідний транзистор компаратора 3 почнеться процес прискореної розрядки конденсатора С20 ланцюга: (+)С20 - R61 - D14 - к-е вихідного транзистора компаратора 3 - "корпус". Як тільки рівень напруги С20 стане менше, ніж рівень напруги на R32, компаратор 4 перемкнеться, і його вихідний транзистор закриється. Це спричинить відкривання транзистора Q3 і перехід сигналу PG в неактивний низький рівень до того, як почнуть неприпустимо зменшуватися напруги на вихідних шинах ДБЖ. Це призведе до ініціалізації сигналу системного скидання комп'ютера та до початкового стану всієї цифрової частини комп'ютера. Обидва компаратора 3 і 4 схеми вироблення сигналу PG охоплені позитивними зворотними зв'язками за допомогою резисторів R28 і R60 відповідно, що прискорює їхнє перемикання. Плавний вихід на режим в цьому ДБЖ зазвичай забезпечується за допомогою формуючого ланцюжка С24, R41, підключеної до виведення 4 керуючої мікросхеми U4. Залишкова напруга на виведенні 4, що визначає максимально можливу тривалість вихідних імпульсів, визначається дільником R49, R41. Живлення двигуна вентилятора здійснюється напругою з конденсатора С14 в каналі вироблення напруги -12 через додатковий розв'язує Г-подібний фільтр R16, С15. Автори: Головков О. В., Любицький В.Б.
Штучна шкіра для емуляції дотиків
15.04.2024 Котячий унітаз Petgugu Global
15.04.2024 Привабливість дбайливих чоловіків
14.04.2024
▪ Шоколад з ранку допомагає жінкам худнути ▪ Електроніка оцінить тонус користувача комп'ютера ▪ Одноразовий мобільний телефон ▪ Весь автотранспорт США переведуть із бензину на газ ▪ Потужність фотоелементів збільшиться у 10 разів
▪ Розділ сайту Електродвигуни. Добірка статей ▪ стаття Бери шинелю, пішли додому! Крилатий вислів ▪ стаття Робота з ручним деревообробним інструментом. Типова інструкція з охорони праці ▪ стаття Автомобільний стробоскоп для виставлення УОЗ. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Мікрофонний підсилювач на мікросхемі КМ551УД2 Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page