Вихідні кола

3.3 Вихідні кола.

Спосіб отримання вихідних напруг однаковий майже в усіх каналах. Цей спосіб полягає в випрямленні та згладжуванні імпульсних ЕРС з вторинних обмоток імпульсного силового трансформатору. При цьому випрямлення в всіх двохтактних схемах здійснюється по двохполуперіодній схемі з середньою точкою. Цим забезпечується симетричний режим перемагнічування осердя імпульсного трансформатора, так як крізь вторинні обмотки протікає тільки змінний струм і, відповідно, відсутнє примушене підмагнічування осердя, яке неминуче в однополуперіодних схемах випрямлення, де струм протікає крізь вторинну обмотку трансформатора тільки в одному напрямку.

Так як всі канали реалізовані приблизно однаково, достатньо буде розглянути і описати роботу одного каналу(+12В).

Коли крізь первинну обмотку 1-2 силового трансформатораТ1 протікає лінійно наростаючий струм на вторинній обмотці 3-4 діє ЕРС постійного рівня. Полярність ЕРС така що на виводі 3 присутній позитивний потенціал ЕРС відносно корпусу. На виводі 4 цей потенціал буде негативний. Тому протікає лінійно наростаючий струм по колу: 3 T1-верхній діод в діодной збірці VD9 – обмотка W1 дроселю групової стабілізації L5 – дросель L6 – конденсатор С12 – корпус 7 Т1.

Нижній діод збірки на цьому інтервалі зачинений негативною напругою на аноді, і струм крізь нього не протікає.

Окрім підзарядки конденсатора С12 відбувається передача енергії на вихід каналу (підтримується струм навантаження). На цьому же інтервалі часу в осерді дроселів L5 і L6, накопичується магнітна енергія.

Далі струм крізь первину обмотку силового трансформатору припиняється як результат закривання силового транзистору. ЕРС на вторинних обмотках зникає. Триває “мертва зона”. На цьому інтервалі енергія, збережена в дроселях L5, L6 передається в конденсатор С12 і в навантаження.

Цей струм лінійно спадаючий в часі. Далі відкривається другій силовий транзистор і крізь первинну обмотку Т1 починає протікати лінійно наростаючий струм зворотного напрямку. Тому полярність ЕРС на вторинних обмотках буде зворотною: на виводі 4 позитивний на виводі 3 негативний відносно корпусу. Тому на цьому інтервалі провідником буде нижній діод в діодній збірці VD9, а верхній її діод буде закритим. Струм крізь обмотку W1, L5 і L6 знову буде лінійно наростаючим і підзарядить конденсатор С12, а також буде підтримувати струм у навантаженні. Резистор R12 призначений для швидкого розрядження конденсатору C12 і інших допоміжних ємностей після вимикання ІБЖ для приведення всієї схеми БЖ в первинний стан.

Реалізація каналу в +3.3В дещо відрізняється від реалізації інших каналів. Для отримання напруги в +3.3В використана обмотка на 5В, напруга з якої перетворюється на мікросхемі TL431C з навісними елементами: R17, R18, R19, R20, R21, R22, R23, VD14, C17, C18, VT3.

3.4 Стабілізація вихідних напруг ІБЖ.

Схема стабілізації вихідних напруг в ІБЖ уявляє собою замкнуту петлю автоматичного регулювання. Ця петля включає в себе:

схему керування;

узгоджувальний предпідсилюючий каскад;

керуючий трансформатор;

силовий каскад;

силовий імпульсний трансформатор;

випрямляючий блок;

дросель міжканального зв’язку;

блок фільтрів;

дільник напруги зворотного зв’язку;

дільник опорної напруги.

В складі схеми керування є наступні функціональні вузли:

- підсилювач сигналу раз узгодження з колом корекції;

- ШІМ – компаратор;

- генератор пилкоподібної напруги;

- джерело опорної стабілізованої напруги.

В процесі роботи підсилювач сигналу разузгодження порівнює вхідний сигнал дільника напруги з опорною напругою дільника Підсилений сигнал разузгодження поступає на широтно-імпульсний модулятор який керує прикінцевим каскадом підсилювача потужності, який, в свою чергу, подає модульований керуючий сигнал на силовий каскад перетворювача через керуючий трансформатор Т2. Живлення силового трансформатору здійснюється по без трансформаторній схемі. Змінна напруга мережі випрямляється сітьовим випрямлячем і подається на силовий каскад, де згладжується конденсаторами ємнісної стоїки. Частина вихідної напруги стабілізатора порівнюється с постійною опорною напругою і потім здійснюється підсилення отриманої різниці(сигналу разузгодження) з введенням відповідної компенсації. Широтно – імпульсний модулятор перетворює аналоговий сигнал керування в широтно – модульований сигнал з змінним коефіцієнтом заповнення імпульсу.

Схема модулятора здійснює порівняння сигналу, який поступає з виходу підсилювача сигналу разузгодження з пилкоподібною напругою, яку отримують з спеціального генератора.

Динаміка процесу стабілізації наступна.

Хай під дією будь якого дестабілізуючого фактору вихідна напруга в каналі +5В зменшилась. Тоді зменшиться рівень сигналу зворотного зв’язку на неінвертуючий вхід підсилювача помилки. Відповідно, вихідна напруга підсилювача зменшиться. Тому збільшиться ширина вихідних імпульсів мікросхеми на виводах 8 і 11. Тобто збільшиться час відкритого стану за період силових ключових транзисторів інвертора. Відповідно, більше ніж раніше, частину періоду в осерді трансформатора буде існувати наростаючий магнітний потік, а значить, довше, чим раніше, на вторинних обмотках цього трансформатору будуть діяти наведені цим потоком ЕРС. Тому збільшується постійна складова, яка виділяється згладжуючим фільтром з імпульсної послідовності після випрямлення, тобто вихідна напруга каналу +5В збільшиться, повертаючись до номінального значення.

При збільшенні вихідної напруги +5В процес будуть зворотнім.

Стабілізація вихідних напруг інших каналів здійснюється шляхом групової стабілізації. Для цього в схему блоку вмикається спеціальний елемент між канального зв’язку, в якості якого зазвичай використовують багатообмоточний дросель.

При цьому зміна будь якої вихідної напруги приводить завдяки електромагнітного зв’язку між обмотками дроселя групової стабілізації к відповідній зміні вихідної напруги +5В с послідуючим вмиканням механізму ШІМ. Дросель групової стабілізації уявляє собою п’ять обмоток (по одній обмотці в кожному вихідному каналі БЖ), намотаних на одне феритове осердя і яки ввімкнені синфазно. В цьому випадку дросель в схемі виконує дві функції:

функцію згладжування пульсацій випрямленої напруги – при цьому кожна обмотка для свого каналу уявляє згладжу вальний дросель фільтру і працює як звичайний дросель;

функцію між канального зв’язку при груповій стабілізації – при цьому завдяки електромагнітному зв’язку крізь осердя дросель працює як трансформатор, який передає зміну величини зміни струмів, яки протікають крізь обмотки каналів +12В, -12В, -5В, +3.3В в обмотку +5В.

Така побудова гарантує забезпечення стійкої роботи ІБЖ, що є необхідною умовою його нормального функціювання.