Анализ алгоритма работы ИМС TDA16846

2 Анализ алгоритма работы ИМС TDA16846

Структурная схема ИМС TDA 16846 приведена в приложение А [4].

2.1 Поведение устройства в момент запуска (вывод 14)

Когда к микросхеме подключается питание, и напряжение V₁₄ на выводе 14 (V_CC) - меньше чем верхний порог (V_ON) компаратора напряжения питания (SVC), ток I₁₄ будет менее 100 мкА. Микросхема не активна, выходной сигнал (вывод 13) и сигнал управления (вывод 4) будут поддерживаться в состоянии низкого уровня. Когда V₁₄ превышает верхний порог компаратора напряжения питания (V_ON), микросхема начинает работать и увеличивается ток I₁₄. Когда напряжение V₁₄ падает ниже нижнего порога компаратора напряжения питания (V_OFF), микросхема переходит снова в её начальное состояние. На рисунке 2.1 показана схема запуска, а на рисунке 2.2 показано напряжение V₁₄ в момент запуска [4].

 Рисунок 2.1 - Упрощенная схема запуска.

Рисунок 2.2 - Диаграмма напряжения питания в момент запуска.

Зарядка C14 осуществляется резистором R2 “инициализация тока первичной обмотки” (см. позже) и внутренним диодом D1, таким образом, нет необходимости, чтобы в момент запуска ток ограничивался резистором. Конденсатор C14 является источником тока пока вспомогательная обмотка трансформатора не запитает микросхему током через внешний диод D14.

Рекомендуется подключить конденсатор небольшой емкости (например, 100 нФ) параллельно электролитическому конденсатору на выводе 14 как показано на схеме приложения Б.

2.2 Инициализация тока первичной обмотки (вывод 2-PCS). Ограничение тока

Напряжение, пропорциональное току мощного транзистора подводится к выводу 2 RC - комбинацией R2C2 (рисунок 2.1). Напряжение на выводе 2 поддерживается на уровне 1,5 В, тогда мощный транзистор выключен, и в течение этого времени C2 заряжается через R2. Связь V₂ и тока в мощном транзисторе I_P это [4]:

 (2.1)

где L_p- индуктивность первичной обмотки трансформатора.

Напряжение V₂ прикладывается к одному входу компаратора управления временем включения (ONTC) (см. приложение А). Другой вход это управляющее напряжение. Если V₂ превышает управляющее напряжение, выходной каскад выключается (ограничение тока). Максимальное значение управляющего напряжения это внутреннее опорное напряжение 5В, так что максимальное значение тока мощного транзистора это [4]:

  (2.2)

Управляющее напряжение может быть уменьшено либо усилителем ошибки EA (токовый режим регулирования) или оптопарой на выводе 5 (электрически развязанное управление при помощи оптопары) или напряжением V₁₁ на выводе 11 (режим обратной связи).

2.3 Управление по цепи обратной связи (вывод 11- PVC)

Напряжение V₁₁ поступает через делитель напряжения с диодного моста и уменьшает ограничение возможного максимального тока в мощном транзисторе, если напряжение сети увеличивается. То есть это ограничение независимо от напряжения сети (активизируется только в рабочем режиме). Максимальный ток зависит от напряжения V₁₁ на выводе 11 следующим образом [4]:

 (2.3)

2.4 Схема управления временем выключения (вывод 1-OTC)

Рисунок 2.4.1 показывает схему управления выключением, которая определяет зависимость изменения частоты от величины сопротивления нагрузки [4].

Рисунок 2.3 - Схема управления временем выключения.

Когда выходной каскад выключен (рисунок 2.4) конденсатор С1 заряжается током I₁ (примерно 1 мА) пока напряжение на конденсаторе не достигнет 3,5 В.

Рисунок 2.4 - Диаграммы напряжений схемы управления временем выключения

Время заряда ТС1 это [4]:

 (2.4)

Для надежного функционирования специальной внутренней схемы защиты от помех, время заряда ТС1 должно иметь то же самое значение что и резонансное время TR силовой цепи (рисунок 2.4). После заряда С1 вплоть до 3.5В источник тока отключается и С1 разряжается через резистор R1. Напряжение V₁ на выводе 1 прикладывается к компаратору времени выключения (OFTC). Другой вход компаратора времени выключения это управляющее напряжение. Значение управляющего напряжения на входе компаратора времени выключения ограничено на уровне 2В (для устойчивости частоты при очень малой мощности нагрузки). Триггер управления временем включения ONTF действует, если выходной сигнал OFTC имеет высокий уровень (то есть V₁ становится меньше чем ограниченное управляющее напряжение), и напряжение V₃ на выводе 3 падает ниже 25 мВ (высокий сигнал, проходящий через ноль). Это гарантирует включение мощного транзистора при минимальном напряжении. Если никакой сигнал, пересекающий ноль не идет на вывод 3, то мощный транзистор включится после дополнительной задержки, когда V₁ упадет ниже 1,5 В (смотри рисунок 2.3 OFTCD). Пока V₁ выше, чем ограниченное управляющее напряжение, ONTF находится в выключенном состоянии, чтобы запретить ошибочные нулевые пересечения V₃ из-за паразитных колебаний от трансформатора после включения. Время разрядки конденсатора C1 является функцией управляющего напряжения.

Если управляющее напряжение меньше 2В (низкая выходная мощность) время выключения максимальное и постоянное

Рисунок 2.5 показывает изменение частоты преобразователя в зависимости от выходной мощности [4].

Рисунок 2.5 - Изменение частоты выходного сигнала в зависимости от сопротивления нагрузки