Костиков В.Г., Парфенов Е.М., Шахнов В.А. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование (2-е изд., 2001) (1096748), страница 28
Текст из файла (страница 28)
4.22. Выходные цепи источника электропитания типа КУР-150 Ч/ Выходные гвепи. Для получения напряжений +5 и +12 В сильноточных каналов в различных персональных ЭВМ используются одинаковые схемные решения, в которых осуществляется выпрямление и сглаживание импульсных напряжений вторичных обмоток трансформатора. Для выпрямления используется двухполупериодная схема со средней точкой, обеспечивающая симметричныи режим перемагничивания магнитопровода. На рис. 4.11 приведена схема с четырьмя выходными каналами. Рассмотрим работу одного из них (с выходным напряжением +12 В).
Пусть при отпирании первого силового транзистора ток проходит от вывода 1 к выводу 8 первичной обмотки. На выводе 3 вторичной обмотки индуцируется положительный потенциал, а на выводе 7 — отрицательный потенциал относительно корпуса. Это приводит к протеканию линейно нарастающего тока по цепи: вывод Я трансформатора; верхний диод сборки ВР1; обмотка 74'2; дроссель ЛЗ; нагрузка; конденсатор С8; корпус; вывод 5 трансформатора. На этом интервале работы источника нижний диод сборки ВР1 закрыт отрицательным напряжением на аноде.
Одновременно с подзарядом конденсатора С8 в магнитопроводах дросселей Е,1 и ЬЗ запасается магнитная энергия. После запирания силового транзистора ток в первичной обмотке трансформатора и напряжения вторичных обмоток спадают до нуля и наступает пауза, в течение которой энергия, запасенная в дросселях ь1 и ЬЗ, передается в нагрузку и конденсатор С8. Ток подзаряда конденсатора С8 во время паузы протекает по цепи: дроссель ЬЗ; конденсатор С8; корпус; выводы 5, з и 5, 7 трансформатора 2 И1; диоды сборки ВР1, 'обмотка Иг2 дросселя Ы. В следующий интервал времени открывается второй силовои транзистор и от вывода Я к выводу 1 первичнои оБмотки трансформатора начинает протекать линейно нарастающий ток.
Направление этого тока противоположно направлению тока при отпирании первого силового транзистора. Полярность напряжения ма выводе 7 вторичной обмотки трансформатора положительная, а на выводе  — отрицательная относительно корпуса. На этом интервале времени в проводящем состоянии находится нижний диод сборки ВР1, а верхний маходится в закрытом состоянии.
Линейно нарастающий ток через обмотку Иг2 дросселя Е1 и дроссель 7.3 проходит через нагрузку и одновременно подзаряжает конденсатор С8. В течение последующей паузы накопленная в магнитопроводах дросселей Ы и ВЗ энергия передается в нагрузку и конденсатор С8. Далее процессы повторяются. Следует отметить, что конденсатор С8 разряжается на нагрузку в течение всего времени работы источника электропитания. Параллельно выходным конденсаторам Г7 .С10 включены резисторы В4...В7, которые служат для ускорения разрядки конденсаторов схемы после отключения источника электропитания от сети. Этим обеспечивается приведение схемы в исходное состояние перед последующим включением. Выходные напряжения отрицательной полярности могут быть получены различными способами.
На рис. 4.11 отрицательные напряжения получают выпрямлением и сглаживанием напряжений вторичных обмоток трансформатора. В другом варианте от вторичных обмоток получают только три выходных напряжения: +5; +12; — 12 В. Напряжение — 5 В получают из канала — 12 В с помощью интегрального стабилизатора напряжения (например, трехвыводного типа 7905). Для снижения динамических потерь в процессе коммутации и устранения режима короткого замыкания при переключении в сильноточном канале +5 В используется сборка диодов Шатки, обладающих сравнительно малым временем обратного восстановления.
В канале с выходным напряжением +12 В обратное напряжение может превысить 50 В, что приведет к опасности пробоя диодов Шотки. Поэтому используется схемное решение с подключением средней точки вторичной обмотки трансформатора питания к шине выходного напряжения +5 В 1рис. 4.12). В данном случае напряжение +5 В служит подпоркой, которая уменьшает значение обратного напряжения, приложенного к диодам. Это делает возможным использование диодов Шотки в канале с напряжением +12 В. Схема плавного пуска.
При подаче входного напряжения на источник электропитания выходные конденсаторы разряжены, что идентичмо короткому замыканию нагрузки. В этом случае мгновенная мощность в силовых транзисторах может превысить в несколько раз сред- и ув1 О„д =-1гВ 040и ='1гВ 0вьи ззв Рис. е,зэ. Вариант использования диодов Шотки в канале +12 В источникз электропитания типа Р5-6220 С нюю входную мощность. Причиной является воздействие обратной связи, которое при пуске приводит к превышению тока транзисторов относительмо допустимого значения. Плавный пуск осуществляется вне зависимости от сигнала обратной связи путем плавного нарастания по ширине импульсов схемы управления. В источниках электропитания на базе ИМС управления типа Т1.494СН плавный пуск осуществляется с помощью ЯС-цепи, подключенной к неинвертирующему входу компаратора РАЗ (вывод 4 схемы управления). Пример схемы плавного пуска в составе источника электропитания типа 1.Р5-02-150ХТ приведен на рис.
4.13. При наличии выпрямленного входного напряжения в результате срабатывания схемы пуска появляется напряжение электропитания ИМС управления, затем появляется выходное напряжение внутреннего стабилизирующего источника опорного напряжения. После этого появляются выходные напряжения каналов. Ширина выходных импульсов схемы управления определяется шириной импульсов на выходе логического элемента РР1 микросхемы.
Диаграммы плавного пуска показаны на рис. 4.14. Пусть в мачальный момент 1е на микросхему управления подается напряжение электропи'- тания БГ = +26 В. В результате запускается генератор пилообразного напряжения РА2 и на выводе Ц появляется опорное напряжение У „. 1118 !69 12 а) 6,2 22 2,4 У2 222 З,Зк 22 г) е) «г) 170 171 Рис. 4.13. Схема управления с плавным пуском источника электропитания типа 1.Р5-02-150 ХТ Пилообразное напряжение Уаых ряг генератора РА2 подается на инвертирующие входы компараторов РАЗ и РА4 (рис. 4.14,а,в).
На неинвертирующий вход ШИМ-компаратора РА4 подается напряжение Уамх рд1 от усилителя ошибки РА1 (рис. 4.14,а). Поскольку выходные напряжения источника электропитания в этот момент еще отсутствуют, сигнал обратной связи с делителя С11, Я12 на неинвертирующий вход усилителя ошибки равен нулю. На инвертирующий вход этого усилителя подается положительное напряжение с делителя В13, В14, Я10, к которому уже подключено опорное напряжение У, Выходное напряжение усилителя ошибки РА1 в первоначальный момент равно нулю, а в процессе заряда выходных конденсаторов фильтра Будет нарастать, Поэтому выходное напряжение У „ряа ШИМ-компаратора РА4 Будет иметь вид последовательности нарастающих по ширине импульсов (рис. 4,14,0).
Неинвертирующий вход компаратора РАЗ, обеспечивающего паузу, соединен с выводом 4 ИМС управления. На этот вывод подается напряжение Уяэ внешней ЯС-цепи С2, 229, соединенной с шиной опорного напряжения Уе„. При появлении напряжения Уе„оно прикладывается к резистору Л9, так как конденсатор С2 полностью разряжен. По мере заряда конденсатора С2 ток через него и резистор Я9 уменьшается и падение напряжения на резисторе Я9 имеет форму спадающей экспоненты (рис. 4.14,в).
В соответствии с этим выходное напряжение компаратора РАЗ представляет собой последовательность импульсов, уменьшающихся по ширине (рис. 4.14,г). Из диаграмм выходных на- Рнс. 4.14. Диаграммы процесса плавного пуска схемы на рис. 4.13. пряжений компараторов РАЗ и РА4 видно, что они имеют взаимно противоположные формы. Выходные напряжения компараторов РАЗ и РА4 являются входными для логической схемы РР1 (2ИЛИ).
Поэтому ширина импульса на выходе схемы РР1 определяется наиболее широким входным импульсом. Выходное напряжение схемы РР1 показано на рис. 4.1гчд, из которого видно, что вплоть до момента 11 ширина выходных импульсов компаратора РАЗ превышает ширину выходных импульсов ШИМ- компаратора РА4. Поэтому переключения этого компаратора не влияют на ширину выходного импульса элемента .Р.Р1, который является выходным импульсом ИМС управления. В интервале времени 1а — 11 определяющую роль играет выходное напряжение компаратора РАЗ. Из рис.
4.14,с,гнс видно, что ширина выходных импульсов ИМС управления в интервале!е — 1, плавно нарастает. В момент П выходнои импульс компаратора 11ЛЗ сравнивается с выходным импульсом ШИМ-компаратора 0А4. При этом управление передается от компаратора ПАЗ к ШИМ-компаратору 0А4, поскольку его выходные импульсы начинают превышать по ширине выходные импульсы компаратора 7ЭАЗ. В течение промежутка времени 1э — П конденсаторы выходных фильтров плавно разряжаются и Блок выходит в номинальный режим работы. Таким образом, перед каждым включением источника электропитания конденсатор С2 формирующей НС-цепи должен быть разряжен полностью.
Поэтому в схеме предусматривается контур для быстрого р зр а яда этого конденсатора при выключении источника из сети или при срабатывании токовой защиты. Схема включения вентилятора В состав источника электропитания персональных ЭВМ входит вентилятор для принудительного охлаждения самого источника и электронных средств системного блока. Вентилятор выполняется на базе Бесколлекторного вентильного двигателя постоянного тока с внешним ротором. Коллекторный двигатель постоянного тока в составе ПЭВМ не применяется, так как его щеточный узел является источником электромагнитных помех и треБует проведения регламентных работ в связи с износом щеток. В Большинстве схем источников: лектропитания выбирается входное напряжение двигателя +12 В, в некоторых случаях электропитание на двигатель подается от шины — 12 В. Ток, потребляемый вентилятором, равен примерно 0,12 А. В Бесколлекторном двигателе на роторе размещены постоянные магниты, создающие поток возбуждения, а на статоре расположены обмотки.
Для обеспечения угла сдвига 90' между потоком возбуждения магнитов и намагничивающей силой обмоток переключение обмоток статора осуществляется в определенные моменты и с заданной последовательностью. Положение ротора определяется при помощи датчика Холла, который управляет работой электронных ключеи. На рис. 4.15 показана схема вентильного двигателя типа 5118025- 5-М. Датчик Холла НО управляет транзисторами и'Т1 и Ъ'Т2, которые работают в ключевом режиме и находятся в противоположных состояниях. В связи с этим ток проходит через обе фазы обмотки статора постоянно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
