Костиков В.Г., Парфенов Е.М., Шахнов В.А. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование (2-е изд., 2001) (1096748), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Формирователь импульса аварии выполнен на логических компонентах РР1.1 и РР1.2 типа 530ПРП. На вход ПН подается импульс лог. 1, характеризующий превышение напряжения на выходе ИЭП выше заданного уровня Импульс лог. О, подаваемого на вход ПН, означает, что напряжение на выходе не превышает заданного уровня. Подаваемыд 'на вход ЗН сигнал лог. 1 означает, что напряжение на выходе источника электропитания не уменьшилось ниже заданного уровня. Подаваемыд на вход ЗБ сигнал лог.
0 указывает, что напряжение на выходе ниже заданного уровня. На вход БКЛ подается сигнал начальнод установки уровнем напряжения +5 В. Резистор Б1 и конденсатор С1 выбираются такими, чтобы длительность импульса начальной установки была несколько больше времени выхода ИЭП на режим. Перед включением источника электропитания на всех входах узла защиты и нз выходе БЗ присутствуют импульсы лог. О, что не дает возможности включения ИЭП. При подаче на вход БКЛ напря жения+5 В на выходе РР1.1 формируется импульс лог. О, з на выходе РР1.2 — лог. 1. Это позволяет синхроимпульсу, подаваемому на вход ТИ, установить на выходе Я БЯ-триггера сигнал лог. 1.
Последний разрешает прохождение импульсов управления на выходы ключевых компонентов инвертора. Если на выходе ИЭП устанавливается напряжение в пределах заданнод нормы, то на входе ПН останется сигнал лог. О, а на входе ЗН вЂ” сигнал лог. 1, которыя подтвердит сигнал включения.
На входе Я триггера останется сигнал лог. 1. При перегрузке или коротком замыкании на выходе источника электропитания на входе ЛТ формируется сигнал лог. 1, а на выходе Я вЂ” сигнал лог. О, что приводит к закрытию транзисторов инвертора. Тактовым импульсом ТИ на выходе вновь формируется сигнал лог. 1, что приводит к включению высоковольтного источника электропитания.
Если ток нагрузки превышает номинальный ток на 30...50 %, то описанные выше переключения приведут к снижению напряжения на выходе и ограничению тока нагрузки, т.е. источник электропитания перейдет в режим стабилизации тока нагрузки. При значительнод перегрузке или коротком замыкании напряжение на выходе уменьшится ниже заданного уровня, на входах ЗБ и Я сформируется импульс лог. О, который. блокирует прохождение импульсов ТИ и приведет к отключению источника электропитания.
Повторное включение возможно только после снятия напряжения +5 В со входа БКЛ и повторной подачи напряжения. Аналогично происходит ограничение выходного напряжения на заданном уровне подачей импульсов на вход ПБ, характеризующих превышение напряжения на выходе источника электропитания. Схема генератора тактовых импульсов показана на рис. 4.68. Генератор обеспечивает регулирование частоты следования импульсов, что необходимо для установления оптимального режима работы ИЭП. При включении напряжение на конденсаторе С1 мало. Транзистор РА1.2 закрыт, напряжение коллектора максимально. На выходе РР1,2 высокий уровень напряжения, а на выходе РР1.3 — низкид. Выходным напряжением РР12 конденсатор С1 заряжается по цепи диод РА1.4 — резистор Я1.
Как только напряжение на конденсаторе С1 достигнет суммы напряжения на нижнем плече делителя (резисторы Б4, Б5, Б6) и превысит пороговое напряжение на переходе эмиттер-база транзистора РА1.2, последний откроется и на выходе РР1.2 сформируется низкий уровень напряжения, а на выходе РР1.3 — высокий уровень (фронт тактового импульса). Конденсатор С1 разряжается по цепи диод РА1.1 — резистор Б2 — выход РР12.
Как только напряжение нз конденсаторе С1 достигнет напряжения закрывания транзистора, генератор 232 Рис. 4.66. Схема генератора тактовых импульсов переддет в исходное состояние. Изменением напряжения нз нижнем плече делителя осуществляется регулирование частоты следования импульсов, которая может измениться автоматически па цепи база-эмиттер транзистора РА1.3. Как указывалось ранее, стабилизация и регулирование выходного напряжения источника электропитания осуществляются за счет изменения тока базы силовых транзисторов инвертора путем изменения входного напряжения У„предварительного усилителя на транзисторах РА1.1 и РА1.2 (рис.
4.66) и эмиттерного повторителя на транзисторах РА1.3 и РА1.4, Резисторы БП, Б13, Б12, Б14 и диоды РА2.3, РА2.4 служат для ограничения тока базы силовых транзисторов инвертора, подключенных к выходу эмиттерных повторителед. Транзисторы РА2А и РА2.2 служат для форсированного запирания силовых транзисторов инвертора. При подаче на базу транзистора запирающего напряжения (например, Б1) импульсом с другого плеча предварительного усилителя (РА1.2) открывается транзистор РА2.2, которыЯ подключает нзпряжение конденсатора С1 обратной полярности к переходу база-эмиттер силового транзистора (Б1), форсируя переход последнего в закрытое состояние. Датчик тока (Б15) установлен в цепи эмиттеров силовых транзисторов. Резистор Я16 служит для выравнивания режимов работы силовых транзисторов.
Напряжение на этом резисторе выбирается равным примерно 0,7 В. Узел управления должен обеспечивать регулирование тока коллектора силовых транзисторов в пределах 0,1...0,5 А. Минимальный коэффициент усиления транзистора 2Т647А з режиме, близком к режиму насыщения, равен 5, а максимальный составляет 10. Таким образам, узел управления должен обеспечивать регулирование тока базы транзисторов в следующих пределах: 1е ьъак = 1к мах/Фьию = 0,5/5 = 0,1 Рц 1Е пиь — 1 6И IРпьак 0,1/10 = 0,01 А.
Выбираем сопротивление ограничительного резистора в цепи базы равным 50 Ом (два резистора по 24 Ом каждый). Максимальный ток через ограничительные резисторы ~огр ааак = 1е юпак + 1Г е / о17 = 0,1+ 0,8/100 = 0,108 А. 233 Максимальный ток базы транзистора РА1.3 и РА1.4 равен 1б влсб = 1«эр/17альа паи — — 108/20 = 5 мА. Необходимое максимальное значение напряжения на коллекторе предварительного усилителя (РА1.1, РА1.2) У»эп пэвк = 1ба пьб175+ Убэ альб+ 1«эр пэк(Я11+ 7713)+ +Увлз.а+ Уы» = 0,005 100+0,Т+0,108 48+ 0,7+0,7 =7,8 В.
Ток коллектора транзистора .РА1.1 в закрытом состоянии 1. „, + 1» „,, + У„,. „„„/КТ = 5 . 10-и+ +7,8/2000 = 9 мА. Максимальное напряжение источника обратной связи У«в ~~и = Укэп мы + 1»албаИ = 78+ 240 9х х10 = 10,2 В. При минимальном токе базы смловага транзистора 1«эр па» = 1б пав+ Уэб вяи/А17 = 0,01+ 0,5/100 = 0,015 А; 1пльз пи» = 1б эр пап//Зыи = 0,015/30 = 0,5 мА; Укэи пяв = 0,5 10 100+ 0,5+ 0,015х х48+ 0,5+ 0,5 = 2,3 В. Устройство управления на базе микросхемы 1114ЕУ1 Управление высоковольтным источником электропитания может Быть выполнено на микросхеме 1114ЕУ1 или 1114ЕУЗ.
Структурная схема ИМС типа 1114ЕУ1 приведена на рис. 4,69. Микросхема содержит: стабилизатор напряжения +5 В с источником опорного напряжения +2,4 В, подаваемого на вывод 5 (узел А1); усилитель обратной связи А2, на вход которого подается сигнал обратной связи; широтно-импульсный модулятор, в состав которого входят кампзратор АЗ и генератор пилооБразного напряжения А4; счетный триггер А5; селекторы импульсов Аб и А7, которые подключены к управляющим переходам мощных транзисторов эпГ1 и УТ"2; узел контроля снижения напряжения А8; узел контроля повышения напряжения А9 н узел токовой защиты А10.
Из сравнения схем на рис. 4.69 и рис. 4.66 видно, что 1114ЕУ1 по своему функциональному назначению эквивалентна схеме на рис, 4.66 до входа предварительного усилителя на транзисторах РА1.1 и РА1.2, т.е. включает в себя генератор тактовых импульсов, узел защиты, формирователь парафазных импульсов и селекторы импульсов. Вариант построения узла управления на базе 1114ЕУ1 приведен на рис. 4.70. Частота инвертирования задается внешним конденсатором С1, который включается между выводом 80 и общим выводом 18. Регулирование частоты производится резистором, включаемым между выводами 18 и Рй Время гарантированной паузы выбирается резмстором, включаемым между выводами 10 и 80.
Открытые выводы микросхемы 8 и 88 подключаются ко входу предварительного усилителя (Базы РА1.1 и РА1.2 на рис. 4.66). 234 б Т 115 3 Рнс. 4.вй. Структурная схема микросхемы 1114ЕУ1 дааа ЭА11 дазеЮА!.2 1»НС. 4.тв. СХЕМа ЗадаЮГцЕГО КаСКада узпа улрааЛЕНИя На ОСНОВЕ МН- кросхемы Ш4ЕУ1 Регулятор напряжения обратной связи по току На рис. 4.71 показана схема регулятора напряженмя абрзтнай связи по таку.
Регулирование тока Базы силовых транзистораа производится с помощью микростабилизатара РА1 типа 142ЕНЗ, с выхода которого снимается напряжение обратной связи У„. управляющий вход РА1 подключен к выходу делителя напряжения обратной связм, содержащему резисторы 772, Ю, В4, ЯТ и установленному на выходе выпрямителя обратной связи РАЗ. Последний подключен к дополнительной обмотке выходного трансформатора ннвертора (входы обратной связи ОС).
узел содержит интегральный стабилизатор напряжения типа 142ЕН5А с фиксированным выходным напР ным нап яженмем +5 В, которое используется для электропитания лагнческ агнческих компонентов узла управления 235 Глава 5 237 236 Рис. Е.71. Схема регулятора напряжения обратной связи по току При небольшой перегрузке источник электропитания переходит в режим стабилизации тока, е ко1ором на него действуют две цепи обратной связи (по напряжению и по току).
Одна из них стремится уменьшить выходное напряжение, другая — увеличить его. Появляется неустойчивый режим работы источника электропитания. Для предупреждения этого Режима при переходе в Режим стабилизации выходного тока необходимо исключить действие цепи обратной связи по напряжению. Для этого делитель обратной связи через резисторы В5, Вб и диод г'Р1 подключен к источнику напряжения +5 В. При уменьшении напряжения на выходе выпрямителя обратной связи ниже уровня напряжения, заданного источником +5 В, действие цепи обратное связи по напряжению прекращается, напряжение на выходе регулятора 71А1 фиксируется на заданном уровне. Делитель напряжения 179... И1 формирует сигнал лог.
1 311 при выходном напряжении на заданном уровне. Пря уменьшении выходного напряжения ниже заданного уровня на выходе делите ля формируется сигнал, эквивалентный лог. О. При заданном уровне напряжения источника электропитания напряжение на стабилитроне 1гР4 ниже уровня стабилизации, на выходе ПН формируется сигнал лог. 9. Как только напряжение на выходе превысит заданный уровень, стабилитрон переходит в проводящее состояние и на резисторе 775 (выход 77г7) формируется сигнал лог, 1. Конструкторское проектирование источников электропитания Основной задачей конструирования источников электропитания (ИЗП) является выбор варианта конструкции, обеспечения электромагнитной совместимости, заданного температурного режима, устойчивости к механическим воздействиям, унификации, миниатюризации, технологичности и надежности 1г1Ц, Наряду с обеспечением требований качества функционирования и технико-экономической целесообразности миниатюризация является одним из главных показателей, определяющих эффективность ИЭП [13].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
