Контроллер шим импульсного блока питания
Контроллер шим импульсного блока питания типа TL494CN, выпускаемая фирмой TEXAS INSTRUMENT (США), выпускается так же фирмой SHARP (Япония) под названием IR3M02, фирмой SAMSUNG (Корея) – КА7500, фирмой FUJITSU (Япония) – МВ3759, так же есть и отечественный аналог – КР1114ЕУ4.
Микросхема широко применяется в импульсных блоках питания, в частности, в блоках питания персональных компьютеров, а также в DC/DC преобразователях.
На рисунке показана цоколевка микросхемы.
Микросхема специально разработана для управления силовой частью ИБП и содержит в своем составе (рис.):
генератор пилообразного напряжения Oscillator; частота которого определяется номиналами резистора и конденсатора, подключенных к 5-му и 6-му выводам, и рассчитывается по формуле: F=1,1/RtCt
– источник опорного стабилизированного напряжения Reference Regulator (Uref=+5B) с внешним выходом на выводе 14;
– компаратор “мертвой зоны” Deadtime Comparator;
– компаратор ШИМ PWM Comparator;
– усилитель ошибки по напряжению 1;
– усилитель ошибки по сигналу ограничения тока 2;
– два выходных транзистора Q1 и Q2 с открытыми коллекторами и эмиттерами;
– динамический двухтактный D-триггер в режиме деления частоты на 2 – Flip-Flop;
– вспомогательные логические элементы;
– источник постоянного напряжения с номиналом 0.12V;
– источник постоянного тока с номиналом 0,7mA.
ИMC запускается в том случае если на 12-вывод поступает питающее напряжение в пределах от +7 до 40V. Выводы 1 и 2 – соответственно прямой и инвертирующий входы усилителя ошибки по сигналу обратной связи. Вывод 4 – вход регулировки “мертвой зоны” (это время, когда оба выходных транзистора микросхемы закрыты даже при максимальной потребляемой мощности). Выводы 5 и 6 служат для подключения внешних элементов внутреннего генератора пилообразного напряжения. Вывод 7 – общий, выводы 8 и 9 – коллектор и эмиттер первого транзистора, выводы 11 и 10 -коллектор и эмиттер второго транзистора. Вывод 13 – выбор режима работы (однотактный или двухтактный). Если на этом выводе положительное напряжение 2,4…5V двухтактный режим работы, транзисторы Q1 и Q2 открываются поочередно, выходные импульсы следуют друг относительно друга со сдвигом по фазе.
Если на этом выводе напряжение составляет 0…0,4 V – однотактный режим, при этом транзисторы можно включать параллельно для увеличения выходного тока. Вывод 14 – выход опорного напряжения (+5 V) от встроенного стабилизированного источника опорного напряжения, выводы 16 и 15 – соответственно, прямой и инвертирующий входы усилителя ошибки по сигналу ограничения тока. По функциональным узлам, входящим в состав микросхемы, ее можно разделить на аналоговую и цифровую составляющие. К аналоговой составляющей относятся усилители ошибок, компараторы, генератор пилообразного напряжения и вспомогательные источники. Все остальные элементы, в том числе и выходные транзисторы следует отнести к цифровой части.
Из временных диаграмм контроллер шим импульсного блока питания, приведенных на рис. видно, что моменты появления выходных управляющих импульсов, а также их длительность определяется состоянием выхода логического элемента D1.
Остальная логика выполняет лишь вспомогательную функцию, разделения выходных импульсов на два канала. Оба транзистора имеют открытые коллекторы и эмиттеры, поэтому их можно подключать двояко, как с общим эмиттером, так и с общим коллектором. Триггер Flip-Flop является двухтактным динамическим D-триггером. Принцип его работы в следующем. Каждый из выходных импульсов элемента D1 своим отрицательным фронтом переключает триггер и этим меняет канал прохождения следующего импульса, т. е. исключает появление двух отпирающих импульсов за один период работы.
Типовая схема импульсного DC/DC преобразователя на основе контроллер шим импульсного блока питания TL494 показана на рисунке.
Основные технические характеристики:
- Диапазон напряжения питания ..42V
- Максимальное напряжение коллекторов выходных транзисторов 42V.
- Максимальный ток коллектора выходных транзисторов 0,2А.
- Опорное напряжение 4,5…5,5V.
- Мощность рассевания в непрерывном режиме в корпусе DIP-16 при температуре окружающей среды ниже 45°С 1W.
- Частота генератора может быть задана в пределах ..200 kHz.
- Длительность фронта импульса выходного тока не более 200nS.
- Длительность спада импульса выходного тока не более 100nS
- Сопротивление резистора RT может быть в пределах 1,8… 500 кОm.
- Емкость конденсатора СТ может быть в пределах 0,0047…10 мкФ.
- Рабочий диапазон температуры:
TL494B -40…+125°С
TL494C 0…+70°С
TL494I -40…+85°С.
vse-v-seti.ru
Аналоги ШИМ SOT23-6 и SOT26 в блоках питания
В схемотехнике современных импульсных источников питания (ИИП) приобрели широкую популярность ШИМ-регуляторы, выполненные в малогабаритных планарных корпусах с шестью выводами. Обозначение типа корпуса может быть SOT-23-6, SOT-23-6L, SOT-26, TSOP-6, SSOT-6. Внешний вид и расположение выводов показаны на рисунке ниже. В данном случае на левом фрагменте картинки представлена кодовая маркировка LD7530A
Назначение выводов:
1 — GND. (Общий провод).
2 — FB. (FeedBack — Обратная Связь). Вход для управления длительностью импульсов сигналом с выходного напряжения. Иногда может иметь обозначение COMP (входной компаратор).
3 — RI/RT/CT/COMP/NC — В зависимости от типа микросхемы, может быть задействован для частотозадающей RC цепи (RI/RT/CT), либо для организации защиты, как вход компаратора отключения ШИМ при пороговом значение на его входе, указанном в документе. В некоторых типах микросхем этот вход может быть никак не задействован (NC — No Connect).
4 — SENSE, по другому CS (Current Sense) — Вход с датчика тока в истоке ключа.
5 — VCC — Вход напряжения питания и запуска микросхемы.
Функционально подобные регуляторы работают по принципу популярных ранее микросхем ШИМ серии xx384x, которые хорошо зарекомендовали себя в плане надёжности и устойчивости.
Некоторые затруднения часто возникают при замене или выборе аналога для подобных ШИМ-регуляторов по причине применения кодовой маркировки в обозначении типа микросхем. Ситуация осложняется большим количеством производителей компонентов, которые не всегда предоставляют документацию в массовый доступ, так же не все производители готовых устройств снабжают схемами ремонтные сервисные центры, поэтому реальные схемные решения ремонтникам часто приходится изучать по установленным компонентам и монтажным соединениям непосредственно на плате.
В практике часто встречаются микросхемы ШИМ и кодом маркировки EAxxx и Eaxxx. Официальной документации на них не найдено в свободном доступе, но сохранились обсуждения на форумах и кусочки картинок из PDF от System General, которая публикует их как SG6848T и SG6848T2. Рисунок прилагается.
Вниманию мастеров предлагаем таблицы, составленные из доступной в интернете информации и документов PDF для подбора аналогов при замене наиболее распространённых шестиногих планарных ШИМ c цоколёвкой выводов: pin1 — GND, pin2 — FB (COMP), pin4 — Sense, pin5 — Vcc, pin6 — OUT.
Основным их различием является применение и назначение вывода 3.
ШИМ-регуляторы (PWM), без использования вывода 3.
| Name | Part Namber | Diler | Marking |
|---|---|---|---|
| SG6849 | SG684965TZ | Fairchild / ON Semi | BBxx |
| SG6849 | SG6849-65T, SG6849-65TZ | System General | MBxx EBxx |
| SGP400 | SGP400TZ | System General | AAKxx |
ШИМ-регуляторы (PWM) с установкой резистора 95-100 kOhm на вывод 3.
Применяя перечисленные ниже ШИМ, частоту следует установить резистором RT (RI) от вывода 3 на землю. Обычно его номинал выбирается 95-100 kOhm для частоты 65-100 KHz. Более точно смотрите в прилагаемой документации. Файлы PDF упакованы в RAR.
| Name | Part Namber | Diler | Marking |
|---|---|---|---|
| AP3103A | AP3103AKTR-G1 | Diodes Incorporated | GHL |
| AP8263 | AP8263E6R, A8263E6VR | AiT Semiconductor | S1xx |
| AT3263 | AT3263S6 | ATC Technology | 3263 |
| CR6848 | CR6848S | Chip-Rail | 848h26 |
| CR6850 | CR6850S | Chip-Rail | 850xx |
| CR6851 | CR6851S | Chip-Rail | 851xx |
| FAN6602R | FAN6602RM6X | Fairchild / ON Semi | ACCxx |
| FS6830 | FS6830 | FirstSemi | |
| GR8830 | GR8830CG | Grenergy | 30xx |
| GR8836 | GR8836C, GR8836CG | Grenergy | 36xx |
| H6849 | H6849NF | HI-SINCERITY | |
| H6850 | H6850NF | HI-SINCERITY | |
| HT2263 | HT2263MP | HOT-CHIP | 63xxx |
| KP201 | Kiwi Instruments | ||
| LD5530 | LD5530GL LD5530R | Leadtrand | xxt30 xxt30R |
| LD7531 | LD7531GL, LD7531PL | Leadtrend | xxP31 |
| LD7531A | LD7531AGL | Leadtrend | xxP31A |
| LD7535/A | LD7535BL, LD7535GL, LD7535ABL, LD7535AGL | Leadtrend | xxP35-xxx35A |
| LD7550 | LD7550BL, LD7550IL | Leadtrend | xxP50 |
| LD7550B | LD7550BBL, LD7550BIL | Leadtrend | xxP50B |
| LD7551 | LD7551BL/IL | Leadtrend | xxP51 |
| LD7551C | LD7551CGL | Leadtrend | xxP51C |
| NX1049 | XN1049TP | Xian-Innuovo | 49xxx |
| OB2262 | OB2262MP | On-Bright-Electronics | 62xx |
| OB2263 | OB2263MP | On-Bright-Electronics | 63xx |
| PT4201 | PT4201E23F | Powtech | 4201 |
| R7731 | R7731GE/PE | Richtek | 0Q= |
| R7731A | R7731AGE | Richtek | IDP=xx |
| SD4870 | SD4870TR | Silan Microelectronics | 4870 |
| SF1530 | SF1530LGT | SiFirst | 30xxx |
| SG5701 | SG5701TZ | System General | AAExx |
| SG6848 | SG6848T, SG6848T1, SG6848TZ1, SG6848T2 | Fairchild / ON Semi | AAHxx EAxxx |
| SG6858 | SG6858TZ | Fairchild / ON Semi | AAIxx |
| SG6859A | SG6859ATZ, SG6859ATY | Fairchild / ON Semi | AAJFxx |
| SG6859 | SG6859TZ | Fairchild / ON Semi | AAJMxx |
| SG6860 | SG6860TY | Fairchild | AAQxx |
| SP6850 | SP6850S26RG | Sporton Lab | 850xx |
| SP6853 | SP6853S26RGB, SP6853S26RG | Sporton Lab | 853xx |
| SW2263 | SW2263MP | SamWin | |
| UC3863/G | UC3863G-AG6-R | Unisonic Technologies Co | U863 U863G |
| XN1049 | XN1049, XN1049TP | Innuovo Microelectronics | 49 xxx |
ШИМ-регуляторы, в которых вывод 3 используется иначе.
При использовании перечисленных ниже ШИМ (PWM-контроллеров) следует обратить внимание на вывод 3, который может использоваться для организации защиты — тепловой или от превышения входного напряжения.
Частота может быть фиксированной 65kHz, либо устанавливаться номиналом конденсатора на выводе 3.
При замене любых микросхем на аналоги внимательно изучайте документацию. Файлы PDF упакованы в архив RAR.
| Name | Part Namber | Diler | Marking |
|---|---|---|---|
| AP3105/V/L/R | AP3105KTR-G1, AP3105VKTR-G1, AP3105LKTR-G1, AP3105RKTR-G1 | Diodes Incorporated | GHN GHO GHP GHQ |
| AP3105NA/NV/NL/NR | AP3105NAKTR-G1, AP3105NVKTR-G1, AP3105NLKTR-G1, AP3105NRKTR-G1 | Diodes Incorporated | GKN GKO GKP GKQ |
| AP3125A/V/L/R | AP3125AKTR-G1, AP3125VKTR-G1, AP3125LKTR-G1, AP3125RKTR-G1 | Diodes Incorporated | GLS GLU GNB GNC |
| AP3125B | AP3125BKTR-G1 | Diodes Incorporated | GLV |
| AP3125HA/HB | AP3125HAKTR-G1, AP3125HBKTR-G1 | Diodes Incorporated | GNP GNQ |
| AP31261 | AP31261KTR-G1 | Diodes Incorporated | GPE |
| AP3127/H | AP3127KTR-G1, AP3127HKTR-G1 | Diodes Incorporated | GPH GSH |
| AP3301 | AP3301K6TR-G1 | Diodes Incorporated | GTC |
| FAN6862 | FAN6862TY | Fairchild / ON Semi | ABDxx |
| FAN6863 | FAN6863TY, FAN6863LTY, FAN6863RTY | Fairchild / ON Semi | ABRxx |
| HT2273 | HT2273TP | HOT-CHIP | 73xxx |
| LD7510/J | LD7510GL, LD7510JGL | Leadtrend | xxP10 xxP10J |
| LD7530/A | LD7530PL, LD7530GL, LD7530APL, LD7530AGL | Leadtrend | xxP30 xxxP30A |
| LD7532 | LD7532GL | Leadtrend | xxP32 |
| LD7532A | LD7532AGL | Leadtrend | xxP32A |
| LD7532H | LD7532HGL | Leadtrend | xxP32H |
| LD7533 | LD7533GL | Leadtrend | xxP33 |
| LD7536 | LD7536GL | Leadtrend | xxP36 |
| LD7536R | LD7536RGL | Leadtrend | xxP36R |
| LD7537R | LD7537RGL | Leadtrend | xxP37R |
| ME8204 | ME8204M6G | MicrOne | ME8204xx |
| NCP1250 | NCP1250ASN65T1G, NCP1250BSN65T1G, NCP1250ASN100T1G, NCP1250BSN100T1G | ON Semiconductor | 25xxxx |
| NCP1251 | NCP1251ASN65T1G, NCP1251BSN65T1G, NCP1251ASN100T1G, NCP1251BSN100T1G | ON Semiconductor | 5xxxxx |
| OB2273 | OB2273MP | On-Bright-Electronics | 73xx |
| R7735 | R7735AGE, R7735HGE, R7735GGE, R7735RGE, R7735LGE | Richtek | |
| UC3873/G | UC3873-AG6-R, UC3873G-AG6-R | Unisonic Technologies | U873 U873G |
Таблица пополняется по мере поступления информации.
Замечания и предложения принимаются и приветствуются!
tel-spb.ru
ШИМ | Электроника для всех
DC-DC преобразованиеДля изменения напряжения постоянного тока с минимальными потерями используются DC-DC преобразователи, работающие по принципу Широтно-Импульсной Модуляции (ШИМ, она же PWM по басурмански). Если не читал мои прошлые статьи, где я подробно разжевал принцип работы ШИМ, то я кратенько тебе напомню. Основной принцип тут в том, что напряжение подается не сплошным потоком, как в линейных стабилизаторах, а краткими импульсами и с большой частотой.
 |
| Готовый девайс |
То есть у тебя на выходе ШИМ контроллера, например, сначала в течении десяти микросекунд напряжение, к примеру, двенадцать вольт, потом идет пауза. Скажем, те же десять микросекунд, когда на выходе напряжения вообще нет. Затем все повторяется, словно мы быстро-быстро включаем и выключаем рубильник.
Таким образом у нас получаются прямоугольные импульсы. Если вспомнить матан, а конкретно интегрирование, то после интегрирования этих импульсов мы получим площадь под фигурой очерченной импульсами. Таким образом, меняя ширину импульсов и пропуская их через интегратор, можно плавно менять напряжения от нуля до максимума с любым шагом и практически без потерь.
В качестве интегратора служит конденсатор, он заряжается на пике, а на паузах будет отдавать энергию в цепь. Также туда всегда последовательно ставят дроссель, который тоже служит источником энергии, только он запасает и отдает ток. Поэтому такие преобразователи при небольших габаритах легко питают мощную нагрузку и при этом почти не расходуют энергию на лишний нагрев.
Если не догнал, то я для простоты переложил это в понятное «канализационное русло». Смотри на картинку, где ключевой транзистор ШИМ контроллера похож на вентиль, он открывает и закрывает канал. Конденсатор это банка, накапливающая энергию. Дроссель это массивная турбина, которая, будучи разогнанной потоком, при открытом вентиле, за счет своей инерции прогоняет воду по трубам и после закрытия вентиля.
Конечно, самостоятельно разработать такой источник питания сложно, требуется неслабое образование в области электроники, но не стоит напрягаться по этому поводу. Умные дядьки из Motorola, STM, Dallas и прочих Philips’ов придумали все за нас и выпустили уже готовые микросхемы содержащие в себе ШИМ контроллер. Тебе остается его лишь припаять и добавить обвески, которая задает параметры работы, причем изобретать самому ничего не надо, в datasheet’ах подробно расписано что и как подключать, какие номиналы выбирать, а иногда даже дают готовый рисунок печатной платы. Надо лишь немного знать английский 🙂
easyelectronics.ru
Микросхемы ШИМ-контроллера UC3844, UC3845, UC2844, UC2845
Микросхемы ШИМ-контроллера UC3844, UC3845, UC2844, UC2845 являются самыми распространенными в импульсных блоках питания бытовой и компьютерной техники, используется для управления полевым ключевым транзистором в схемах импульсных блоков питания. Они специально разработаны для DC− DC преобразователей — преобразование постоянного напряжения одной величины в постоянное напряжение другой величины.
Принцип работы микросхем UC3844, UC3845, UC2844, UC2845
Принцип работы микросхемы UC3844: При напряжении питания в норме, на выводе 8 появляется напряжение +5В, которое запускает генератор OSC , генератор в какой-то момент выдает короткий положительный импульс на вход RS, S триггера, переключая его, после этого на выходе появляется нуль. При спаде импульса OSC, напряжение, на прямых входах цифрового элемента станет равным нулю.
Рис. 2. Структурная схема микросхем UC3844, UC3845, UC2844, UC2845, в скобках указаны номера выводов микросхем в 14ти выводных корпусах (с суффиксом D, см. цоколевку выше).
При этом, на инвертирующем выходе образуется логическая 1, эта единица откроет верхний транзистор, и ток от плюс источника, коллектор, эмиттер потечет в нагрузку подключенной к выходу (6 вывод). Импульс на выходе будет открытым и длится до тех пор, пока на вывод 3 не поступит закрывающее напряжение выше +1 Вольт. При подачи напряжения на 3 вывод (выше +1 Вольт), и на прямой вход операционного усилителя, на выходе появится логическая 1, и переключит RS триггер в момент подачи (лог. 1) на вход R. В результате на выходе RS триггера появится логическая единица, при подачи еденицы на один, из прямых входов логического элемента, на его прямом выходе образуется логическая единица (на инверсном выводе в этот момент образуется логический 0, запирающий верхний транзистор), в результате открывает нижний транзистор и через коллектор-эмиттер замыкает выход (вывод 6 микросхемы) на «землю».
Типовые схемы включения микросхем UC3844, UC3845, UC2844, UC2845
На схемах, в скобках указаны номера выводов микросхем в 14ти выводных корпусах (с суффиксом D, см. цоколевку выше).
Пример реализации импульсного блока питания на на базе ШИМ-контроллера UC3844
Принципиальная схема импульсного блока питания на базе ШИМ-контролера UC3844 и силовом ключе на полевом транзисторе STP3NA90F.
Микросхемы с наименованием UC3844 кроме UNITRODE выпускают фирмы ST и TEXAS INSTRUMENTS, аналогами этой микросхемы являются: DBL3844 фирмы DAEWOO, SG3844 фирмы MICROSEMI/LINFINITY, KIA3844 фирмы КЕС, GL3844 фирмы LG, а также микросхемы других фирм с различными литерами (AS, МС, IP и др.) и цифровым индексом 384Х.
www.xn--b1agveejs.su
Микросхема TDA4605 — ШИМ-контроллер для ипульсных блоков питания
Основные параметры:
| Параметр | Предельные значения | |
| Напряжение питания выходного каскада, В | 15 | |
| Напряжение питания, В | 8…15 | |
| Выходной постоянный ток, А | 1,5 | |
| Рабочая частота переключения, кГц | 80 | |
| Интервал рабочих температур | -25…+85 | |
Типовые принципиалные схемы имульсных блоков питания на TDA4605
Рис. 2. Принципиальная схема импульсного блока питания на микросхемах tda4605, силовой ключ BUZ90.
Рис. 3. Типовая принципиальная схема блока питания на микросхемах TDA4605, силовой ключ BUZ90G (BUZ332).
Функциональная схема импульсного блока питания на микросхеме TDA4605 устройство и принцип действия
Импульсные источники питания с устройствами управления на микросхеме TDA4605 формируют вторичные напряжения U1…Un, количество и значение которых зависят от конструктивных особенностей бытовой техники.
Рис. 4. Структурная схема импульсного блока питания на микросхеме TDA4605 для телевизоров
Источники питания на ШИМ-контроллере TDA4605 для телевизоров (рис. 4) состоят из элементов помехоподавляющих фильтров (ППФ), устройств размагничивания кинескопов (УРК), выпрямителей сетевых напряжений (СВ), импульсных преобразователей напряжений ИМС с цепями обеспечения ее работы, импульсные трансформаторы (ИТ), ключевые каскады (КК) и выпрямителей вторичных импульсных напряжений.
Принцип работы источников питания заключается в преобразовании выпрямленного сетевого напряжения в импульсное напряжение прямоугольной формы с изменяющейся в зависимости от нагрузки частотой и скважностью, с последующей трансформацией и с выпрямлением этого напряжения во вторичных цепях.
Сетевое напряжение через ППФ поступает на мостовой выпрямитель и в УРК.
Выпрямленное напряжение через первичную обмотку импульсного ттрансформатора подается на ключевой каскад, выполненный на высоковольтном полевом транзисторе, характеризующемся не «токовым», а «потенциальным» управлением.
Для управления ключом служит интегральная микросхема TDA4605. Она обеспечивает работу преобразователя и стабилизации выходных напряжений при изменении сетевого напряжения от 170 до 245 Вольт, а также в режимах холостого хода (дежурный режим) и защиты от короткого замыкания.
В ее состав входят:
Триггер старт-стоп служит для формирования стробирующих импульсов, которые отпирают усилитель в моменты прохождения импульсов управления ключевым каскадом.
Для включения триггера на его вход (вывод 3 микросхемы) подается напряжение питания, около 2 Вольт, с делителя напряжения Uвыпр..
Опрокидывание триггера из одного состояния в другое, в результате которого формируются стробирующие импульсы, возможен только при наличии разрешающего сигнала. Оно производится импульсами со схемы логики, фронты которых совпадают с моментами изменения полярности ЭДС на обмотке обратной связи.
Для выключения триггера вывод 3 ИМС замыкается на корпус с помощью транзисторного ключа. При этом стробирование усилителя прекращается и импульсы управления ключевым каскадом через него не проходят. Источник выключается. Такое решение используется только в телевизорах, содержащих независимый источник напряжения 5 Вольт дежурного режима.
Схема стабилизации выходных напряжений представляет собой компаратор, на один из входов которого поступает пилообразное напряжение, пропорциональное напряжению обратной связи.
В цепи передачи напряжения сравнения на вывод 3 микросхемы TDA4605 устанавливаются стабилитрон и потенциометр. Первый из указанных элементов обеспечивает отсечку внешнего регулирующего напряжения в режиме запуска до момента, когда выпрямленное напряжение обратной связи достигнет порога пробоя стабилитрона, а второй обеспечивает регулировку выходных напряжений источника.
В некоторых моделях импортных телевизоров вместо потенциометра устанавливается исполнительный каскад дополнительной внешней схемы регулирования, которая работает совместно со схемой стабилизации ШИМ-контроллера и повышает его эффективность. Интегральные или транзисторные стабилизаторы в цепях 12 Вольт и 5 Вольт в этом случае, как правило, не устанавливаются.
Длительность вырабатываемых схемой стабилизации импульсов пропорциональна уровням выходных напряжений источника и используется для управления ключевым каскадом. Импульсы подаются на ключевой транзистор через стробируемый усилитель.
Стробируемый усилитель. Так как микросхема TDA4605 рассчитана на работу с полевыми транзисторами, характеризующимися «потенциальным» управлением, то используемый здесь усилитель представляет собой усилитель напряжения. Он служит для усиления поступающих на него со схемы стабилизации импульсов сравнения. При отсутствии стробирующих импульсов усилитель заперт.
Источник опорных напряжений формирует:
— напряжение верхнего опорного уровня пилы Uоп.1 — в режиме стабилизации;
— напряжение верхнего опорного уровня пилы Uоп.2 — в режиме XX.
Источник автоматически включается при напряжении на выводе 6 микросхемы более 11,5 Вольт и автоматически выключается при напряжении на выводе ИМС менее 7,5 Вольт.
Схема защиты от перегрузок служит для коммутации с помощью ключа К1 опорных напряжений верхнего уровня пилы, определяющих частоту работы преобразователя.
Конденсатор, подключаемый к выводу 7 TDA4605, обеспечивает плавность перехода от одного напряжения к другому.
Ключ сброса пилы в сочетании с компаратором и внешней цепью заряда конденсатора Спи. образуют генератор пилообразных импульсов.
На входы компаратора поступают: пилообразное напряжение с конденсатора Спи. через вывод 2 ИМС и одно из напряжений верхнего уровня пилы (нижний уровень определяется схемой формирователя и не коммутируется).
При разомкнутом ключе К2 конденсатор заряжается (формируется прямой ход пилы). Когда напряжение на конденсаторе достигнет опорного напряжения верхнего уровня пилы, на выходе компаратора возникнет высокий потенциал, который замкнет ключ К2, и начнется разряд конденсатора (формируется обратный ход пилы).
огда напряжение на разряжающемся конденсаторе достигнет нижнего уровня пилы , потенциал выхода компаратора упадет, ключ К2 разомкнется, и начнется очередной период формирования пилы.
Очевидно, что период пилообразных импульсов зависит от двух параметров: от разности напряжений верхнего и нижнего уровней пилы и значений постоянных времени заряда и разряда Спи..
Поскольку первый из параметров является внутренним параметром микросхемы TDA4605, то при конструировании источников номиналы внешних элементов Спи. и Rгпи. подбираются таким образом, чтобы частота ГПИ в режиме стабилизации составляла 25…30 кГц.
www.xn--b1agveejs.su
Микросхемы ШИМ-контроллера KA3842, UC3842, UC2842
Микросхемы ШИМ-контроллера ka3842 или UC3842 (uc2842) является самой распространенной при построении блоков питания для бытовой и компьютерной техники, часто используется для управления ключевым транзистором в импульсных блоках питания.
Принцип работы микросхем ka3842, UC3842, UC2842
Микросхема 3842 или 2842 представляет собой ШИМ — Широтно-импульсная модуляция (ШИМ, англ. pulse-width modulation (PWM)) преобразователь, в основном применяется для работы в режиме DC-DC(преобразовывает постоянное напряжение одной величины в постоянное напряжение другой) преобразователя.
Рассмотрим структурную схему микросхем 3842 и 2842 серий:
На 7 вывод микросхемы подается напряжение питания в диапазоне от 16 Вольт до 34. Микросхема имеет встроенный триггер Шмидта (UVLO), который включает микросхему, если напряжение питания превышает 16 Вольт, и выключает если напряжение питания по каким-либо причинам станет ниже 10 Вольт. Микросхемы 3842 и 2842 серий также обладает защитой от перенапряжения: если напряжение питания превысит 34 Вольта, микросхема отключится. Для стабилизации частоты генерации импульсов микросхема имеет внутри свой собственный 5 вольтовый стабилизатор напряжения выход которого подключен к выводу 8 микросхемы. Вывод 5 масса (земля). На 4 выводе задается частота импульсов. Достигается это резистором RT и конденсатором CT подключенных к 4 выв. — смотрите типовую схему включения ниже.
6 вывод – выход ШИМ импульсов. 1 вывод микросхемы 3842 служит для обратной связи, если на 1 выв. напряжение занизить ниже 1 Вольта, то на выходе (6 выв.) микросхемы будет уменьшаться длительность импульсов, тем самым уменьшая мощность шим преобразователя. 2 вывод микросхемы, как и первый, служит для уменьшения длительности импульсов на выходе, если напряжение на выводе 2 выше +2,5 Вольт, то длительность импульсов уменьшится, что в свою очередь снизит выдаваемую мощность.
Микросхему с наименованием UC3842 кроме UNITRODE выпускают фирмы ST и TEXAS INSTRUMENTS, аналогами этой микросхемы являются: DBL3842 фирмы DAEWOO, SG3842 фирмы MICROSEMI/LINFINITY, KIA3842 фирмы КЕС, GL3842 фирмы LG, а также микросхемы других фирм с различными литерами (AS, МС, IP и др.) и цифровым индексом 3842.
Схема импульсного блок питания на базе ШИМ-контроллера UC3842
Принципиальная схема 60 Ваттного импулсного блока питания на базе ШИМ-контролера UC3842 и силовом ключе на полевом транзисторе 3N80.
Микросхема ШИМ-контроллера UC3842 — полный datasheet с возможностью скачать бесплатно в pdf формате или смотреть в онлайн справочнике по электронным компонентам на Времонт.su
www.xn--b1agveejs.su
Импульсный источник питания (ИИП): принцип действия, устройство
Для обычного человека, не вникающего в электронику, был незаметен переход всех питающих устройств с линейных на импульсные. Именно импульсные источники (ИИП) питания устанавливаются во всей современной аппаратуре. Основная причина перехода на такой тип преобразователей напряжения — это уменьшение габаритов. Так как всё время, с начала появления и изобретения, электронные приборы требуют постоянного уменьшения их размеров. На рисунке изображен для сравнения габариты обычного и импульсного источника постоянного тока. Не вооруженным глазом видны различия в размерах.
Принцип действия ИИП и его устройство
Импульсный источник питания — это устройство, которое работает по принципу инвертора, то есть сначала преобразует переменное напряжение в постоянное, а потом снова из постоянного делает переменное нужной частоты. В конечном итоге последний каскад преобразователя всё равно основан на выпрямлении напряжения, так как большинство приборов всё же работают на пониженном постоянном напряжении. Суть уменьшения габаритов этих питающих и преобразующих устройств построена на работе трансформатора. Дело в том, что трансформатор не может работать с постоянным напряжением. Просто-напросто на выходе вторичной обмотки при подаче на первичную постоянного тока не будет индуктироваться ЭДС (электродвижущая сила). Для того чтобы на вторичной обмотке появилось напряжения оно должно меняться по направлению или же по величине. Переменное напряжение обладает этим свойством, ток в нём меняет своё направление и величину с частотой 50 Гц. Однако, чтобы уменьшить габариты самого блока питания и соответственно трансформатора, являющегося основой гальванической развязки, нужно увеличить частоту входного напряжения.
При этом импульсные трансформаторы, в отличие от обычных линейных, имеют ферритовый сердечник магнитопровода, а не стальной из пластин. И также современные блоки питания работающие по этому принципу состоят из:
- выпрямителя сетевого напряжения;
- генератора импульсов, работающего на основе ШИМ (широтно-импульсная модуляция) или же триггера Шмитта;
- преобразователя постоянного стабилизированного напряжения.
После выпрямителя сетевого напряжения генератор импульсов с помощью ШИМ генерирует его в переменное с частотой около 20–80 кГц. Именно это повышение с 50 Гц до десятков кГц и позволяет значительно уменьшить, и габариты, и массу источника питания. Верхний диапазон мог быть и больше, однако, тогда устройство будет создавать высокочастотные помехи, которые будет влиять на работу радиочастотной аппаратуры. При выборе ШИМ стабилизации обязательно нужно учитывать также и высшие гармоники токов.
Даже при работе на таких частотах эти импульсные устройства вырабатывают высокочастотные помехи. А чем больше их в одном помещении или в одном закрытом помещении тем больше их в радиочастотах. Для поглощения этих негативных влияний и помех устанавливаются специальные помехоподавляющие фильтры на входе устройства и на его выходе.
Это наглядный пример современного импульсного блока питания применяемого в персональных компьютерах.
A — входной выпрямитель. Могут применяться полумостовые и мостовые схемы. Ниже расположен входной фильтр, имеющий индуктивность;
B — входные с довольно большой емкостью сглаживающие конденсаторы. Правее установлен радиатор высоковольтных транзисторов;
C — импульсный трансформатор. Правее смонтирован радиатор низковольтных диодов;
D — катушка выходного фильтра, то есть дроссель групповой стабилизации;
E — конденсаторы выходного фильтра.
Катушка и большой жёлтый конденсатор, находящиеся ниже E, являются компонентами дополнительного входного фильтра, установленного непосредственно на разъёме питания, и не являющегося фрагментом основной печатной платы.
Если схему радиолюбитель изобретает сам то он обязательно заглядывает в справочник по радиодеталям. Именно справочник является основным источником информации в данном случае.
Обратноходовой импульсный источник питания
Это одна из разновидностей импульсных источников питания, имеющих гальваническую развязку как первичных, так и вторичных цепей. Сразу был изобретён именно этот вид преобразователей, который был запатентован ещё в далёком 1851 году, а его усовершенствованный вариант применялся в системах зажигания и в строчной развертке телевизоров и мониторов, для подачи высоковольтной энергии на вторичный анод кинескопа.
Основная часть этого блока питания тоже трансформатор или может быть дроссель. В его работе есть два этапа:
- Накопление электрической энергии от сети или от другого источника;
- Вывод накопленной энергии на вторичные цепи полумоста.
Во время размыкания и замыкания первичной цепи во вторичной появляется ток. Роль размыкающего ключа выполнял чаще всего транзистор. Узнать параметры которого нужно обязательно использовать справочник. управление же этим транзистором чаще всего полевым выполняется за счёт ШИМ-контроллера.
Управление ШИМ-контроллером
Преобразование сетевого напряжения, которое уже прошло этап выпрямления, в импульсы прямоугольной формы выполняется с какой-то периодичностью. Период выключения и включения этого транзистора выполняется с помощью микросхем. ШИМ-контроллеры этих ключей являются основным активным управляющим элементом схемы. В данном случае как прямоходовой, так и обратноходовой источник питания имеет трансформатор, после которого происходит повторное выпрямление.
Для того чтобы с увеличением нагрузки не падало выходное напряжение в ИИП была разработана обратная связь которая была заведена непосредственно в ШИМ-контроллеры. Такое подключение даёт возможность полной стабилизации управляемым выходным напряжения путём изменения скважности импульсов. Контроллеры, работающие на ШИМ модуляции, дают большой диапазон изменения выходного напряжения.
Микросхемы для импульсных источников питания могут быть отечественного или зарубежного производства. Например, NCP 1252 – ШИМ-контроллеры, которые имеют управление по току, и предназначены для создания обоих видов импульсных преобразователей. Задающие генераторы импульсных сигналов этой марки показали себя как надёжные устройства. Контроллеры NCP 1252 обладают всеми качественными характеристиками для создания экономически выгодных и надежных блоков питания. Импульсные источники питания на базе этой микросхемы применяются во многих марках компьютеров, телевизоров, усилителей, стереосистем и т. д. Заглянув в справочник можно найти всю нужную и подробную информацию обо всех её рабочих параметрах.
Преимущество импульсных источников питания перед линейными
В источниках питания на импульсной основе видны целый ряд преимуществ, которые качественно выделяют их от линейных. Вот основные из них:
- Значительное снижение габаритов и массы устройств;
- Уменьшение количества дорогостоящих цветных металлов, таких как медь, используемых в их изготовлении;
- Отсутствие проблем при возникновении короткого замыкания, в большей степени это касается обратноходовых устройств;
- Отличная плавная регулировка выходного напряжения, а также его стабилизация путём введения обратной связи в ШИМ-контроллеры;
- Высокие показатели КПД.
Однако, как и всё в этом мире, импульсные блоки имеют свои недостатки:
- Излучение помех, которые могут появляется при неисправных помехоподавляющих цепочек, чаще всего это высыхание электролитических конденсаторов;
- Нежелательная работа их без нагрузки;
- Более сложная схема с применением большего количества деталей для поиска аналогов которых необходим справочник.
Применение источников питания на основе высокочастотной модуляции (в импульсных) в современной электронике как в быту, так и на производстве, существенно повлияли на развитие всей электронной техники. Они давно вытеснили с рынка устаревшие источники, построенные на традиционной линейной схеме, и в дальнейшем будут только усовершенствоваться. ШИМ-контроллеры при этом являются сердцем этого аппарата и развитие их функциональности и технических характеристик постоянно улучшается.
Видео о работе импульсного источника питания
amperof.ru
