Задаючі генератори імпульсних блоків живлення. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення

 Коментарі до статті

При проектуванні двотактних імпульсних перетворювачів напруги необхідно вжити заходів щодо запобігання наскрізному струму через транзистори, що комутують. Забезпечити нормальну роботу перетворювачів можна, якщо сформувати керувати транзисторами сигнал спеціальної форми (відмінної від меандра).

При конструюванні імпульсних блоків живлення (ДБЖ), що працюють на підвищеній частоті, основну увагу приділяють забезпеченню їхньої надійності та високого ККД. Саме ці якості мають двотактні ДБЖ [1]. Однак без вжиття спеціальних заходів щодо усунення наскрізного струму домогтися стійкої роботи блоків із прийнятним ККД (80 %) неможливо.

Наскрізний струм у двотактних ДБЖ виникає через кінцевий (ненульовий) час виключення комутувальних транзисторів. Справа в тому, що час вимкнення (tвик) більшості потужних транзисторів, що застосовуються в ДБЖ, знаходиться в межах 1,5 ... 8 мкс, а час їх включення (tвкл) приблизно в десять разів менше. Це і призводить до того, що на підвищеній частоті форма струму в колах колекторів спотворюється, стає відмінною від меандру. В результаті збільшується тривалість імпульсів струму і зменшується, особливо на спаді, їхня крутість.

На рис. 1 представлена ​​форма струму бази транзисторів ДБЖ (діаграми а і б) та їх колектора (в і г). З діаграм видно, що з зменшення струму IК1 збільшується струм IK2, що й призводить до виникнення наскрізного струму. На діаграмах і г штриховою лінією показаний наскрізний струм на фронтах і спадах імпульсів струму колекторів комутують транзисторів.

Радикальний метод усунення наскрізного струму - формування в генераторах, що задають (ЗГ) імпульсів, що відрізняються від меандру і мають паузи (tп), тривалість яких у першому наближенні дорівнює tп = tвик - tвкл. Однак на практиці час включення та виключення навіть у двох однакових транзисторів по-різному. Залежить воно від напруги первинного джерела живлення, температури переходів, струму колектора і т. д. Тому тривалість паузи повинна бути більшою за зазначену величину, а краще - регульовану.

Мета цієї статті – запропонувати найпростіші способи формування імпульсів у ЗГ, придатних для управління ДБЖ. У ній наведені схеми ЗГ різної складності, які забезпечують як фіксовану, і регульовану тривалість паузи.

Пристрій, схема якого показано на рис. 2 дозволяє сформувати імпульсну послідовність з регульованою паузою. Тактовий генератор зібраний на елементах DD1.1-DD1.3. Він виробляє імпульси - меандр подвоєної частоти проти частотою перемикання комутирующих транзисторів (рис. 3, діаграма а). Диференціюючий ланцюг C2R2 формує короткі імпульси запуску високого рівня, які керують роботою формувача тривалості пауз на елементах DD2.1, DD2.2 (рис.3, діаграма б).

З виходу формувача імпульси надходять на входи елементів DD2.3, DD2.4 та тригера DD3.1, які виконують функцію розподільника імпульсів. На виходах ЗГ (діаграми д, е) формуються імпульсні послідовності, зрушені одна щодо одної на 180°, з паузою тривалістю tп. Частота імпульсів на виході ЗГ вдвічі менша, ніж на виході тактового генератора. Тривалість паузи регулюють змінним резистором R3.

Іноді для управління ДБЖ необхідно отримати імпульси низького рівня з паузою. І тут у схемі рис. 2 елементи DD2.1, DD2.2 мікросхеми К561ЛЕ5 замінюють одним елементом мікросхеми К561ЛС2, а замість елементів DD2.3, DD2.4 включають елементи І-АБО за схемою 2АБО. Для цього необхідно на висновки 9 і 14 мікросхеми К561ЛС2 подати напругу високого рівня.

Якщо потрібно збільшити потужність імпульсів і крутість їх фронтів і спадів, у вихідних щаблях ЗГ слід застосовувати мікросхеми ТТЛ та ТТЛШ. На рис. 4 наведено схему ЗГ на мікросхемах ТТЛШ.

(Натисніть для збільшення)

Пристрій допускає широтно-імпульсне регулювання вихідної напруги ДБЖ. Вузол ШІМ зібраний на елементах DD2.1, VT1, VT2, R3, С3, R5, R6. Діаграми напруги показано на рис. 5. Тут: Unop - гранична напруга перемикання елементів DD1.4 та DD2.1; tпф – фіксована тривалість паузи;

tпр - регульована тривалість паузи;

tір - регульована тривалість імпульсу; tі maх, tі min - максимальна та мінімальна тривалості імпульсу.

Інтервал регулювання тривалості імпульсу – від 0,2 мкс до 18 мкс (при частоті вихідних імпульсів 25 кГц). Тривалість імпульсів регулюють зміною напруги на базі транзистора VT1, який включає резистор R5 паралельно R6 і тим самим змінює постійну часу диференціюючого ланцюга C3R6. Резистор R7 забезпечує гістерезис та запобігає самозбудженню елемента DD2.1. На вихід Uynp можна подавати сигнал зворотного зв'язку від стабілізатора вихідної напруги ДБЖ.

При налагодженні ЗГ резистором R2 встановлюють тривалість паузи, а резистором R5 - мінімальну тривалість (tn min) імпульсів, що формуються (діаграма до).

Слід зазначити, що застосування ШІМ в ДБЖ обмежується тим обставиною, що зі зменшенням тривалості імпульсів менш ніж tі mах/2 різко знижується ККД ДБЖ, так як більшу частину часу транзистори, що комутують, знаходяться в ненасиченому стані. Тому застосування ДБЖ з ШІ стабілізацією вихідної напруги обмежене мінімальним навантаженням, зазвичай не менше 10% номінальною.

Представляє інтерес ЗГ (рис. 6), що дозволяє встановлювати тривалість паузи без диференціюючих ланцюгів, що тимчасово задають, із застосуванням лічильників К561ІЕ8 (К561ІЕ9).

Тривалість паузи можна встановлювати дискретно зміною частоти тактового генератора та коефіцієнта розподілу лічильника в межах, зазначених у таблиці для частоти вихідного сигналу ЗГ 25 кГц. З таблиці видно, що тривалість імпульсу дорівнює періоду тактового генератора.

У ЗГ використані мікросхеми КМОП, що мають десяткові лічильники з дешифраторами на виході, проте це не виключає застосування ТТЛ та ТТЛШ мікросхем з дешифраторами на виході. p align="justify"> Коефіцієнт поділу змінюють підключенням ланцюга зворотного зв'язку (точка е на схемі рис. 6) на вхід R лічильника і виходу до розподільника імпульсів (точка д) [2]. Частоту тактового генератора регулюють зміною параметрів R1C1 ланцюга.

В іншому пристрій не відрізняється від вищеописаних. Епюри напруги у точках схеми наведено на рис. 7 частоти вихідних імпульсів ЗГ 25 кГц, тривалості паузи 4 мкс при коефіцієнті поділу 5.

У принципі, у всіх розглянутих ЗГ (крім ЗГ з дискретно змінюваною тривалістю паузи, рис. 6) можна застосувати ШІ управління введенням сигналу зворотного зв'язку з виходу ДБЖ на вузол регулювання паузи, передбачивши відповідне обмеження мінімальної та максимальної тривалості імпульсу.

Для гальванічної розв'язки вихідної напруги ДБЖ від джерела первинної напруги ланцюга зворотного зв'язку найбільш зручно і просто використовувати компаратори в поєднанні з оптронами як найбільш простий і дешевий спосіб.

Однак застосування ШІМ призводить до ускладнення фільтра в ланцюзі постійного струму на виході, що іноді зводить на "ні" масогабаритні та економічні показники, особливо при малій потужності ДБЖ та вимогі малого коефіцієнта пульсації вихідної напруги.

література

1. Колганов А. Імпульсний блок живлення потужного УМЗЧ. – Радіо, 2000, № 2, с.36-38.
2. Бірюков С. А. Застосування цифрових мікросхем серій ТТЛ та КМОП. – ДМК, 1999.

Автор: В.Козельський

Дивіться інші статті розділу Блоки живлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Сервіс розпізнавання людського страху 14.08.2019 Компанія Amazon заявила, що її сервіс Rekognition на базі технології глибокого навчання навчився визначати страх на обличчях людей. Це восьмий тип емоцій, підвладний системі, поряд зі щастям, смутком, гнівом, здивуванням, огидою, спокоєм та збентеженням. Крім того, Amazon заявляє, що підвищила точність визначення віку, відповідно користувачам тепер доступні вужчі вікові діапазони для більшості вікових категорій. Новина про те, що Rekognition навчився розпізнавати страх, викликала бурхливу реакцію громадськості, особливо на тлі того, що Amazon працює з правоохоронними органами та спецслужбами. За деякими даними, компанія має намір поборотися за контракт Прикордонно-митної служби США (одного з суперечливих відомств на сьогодні), яка планує створити нову систему безпеки на основі технології розпізнавання осіб. Громадянські правозахисні організації та багато технологічних гігантів закликали Amazon припинити продавати технології розпізнавання осіб правоохоронним органам і, зокрема, сервіс Rekognition, але інвестори компанії не погодилися з цією пропозицією. Зрештою, побоювання викликані ще й недосконалістю технології розпізнавання осіб, яка робить багато помилок, що підтверджує дослідження Американського союзу захисту громадянських свобод (ACLU), проведене минулого року.

Інші цікаві новини:

▪ Укол без проколу

▪ Тигри та інфразвук

▪ Електронний аналог котячих вусів

▪ Стабілізатор напруги ADM8839

▪ Нанотехнологія на склі

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Електродвигуни. Добірка статей

▪ стаття Телебачення та комп'ютер. Мистецтво відео

▪ стаття Що таке нікель? Детальна відповідь

▪ стаття Борець. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Знебарвлення лаків та оліф. Прості рецепти та поради

▪ стаття Норми випробувань електрообладнання та апаратів електроустановок споживачів. Найменші допустимі опори ізоляції обмоток машин постійного струму. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024