Раздел: Документация
0 ... 7 8 9 10 11 12 13 ... 89 батарей, что в связи сих весьма немалой стоимостью экономически невыгодно. Требуют своего решения также и многие проблемы электромагнитной совместимости. Очевидно необходимо в ближайшее время в данной области ожидать новых конструктивных решений, основанных на более современной технологии и иных принципах по-строения, которые начнут активно вытеснять традищюнные источники питания на основе погашающихся трансформаторов и шшейных стабилизаторов напряжения. Однако, и в традиционной сфере применения импульсных блоков питания в настоящее время заметен существенньш прогресс. Обусловлен он в основном следующими причинами. Во-первых, непрерывно возрастают требования к надежности и экономичности (в первую очередь с точки зрения энергопотребления и стоимости) как к бытовой аппаратуре в целом, так и к импульсным блокам в частности. Во-вторых, активное и широкое внедрение элементов элекгронно-вьгчислительной техники практически во все виды бытовой аппаратуры ведетк тому, что ра зработчики импульсных блоков питания вьшуждены в кошлрутагияхтаюгх ИБП учитывать возшпсающие спе-Щ1фическиетребоваш1я, а также заимствовать и совершенствовать те решения, которые были свойственны только компьютерным ИБП. В третьих, огромный прогресс в мгшиатюриза1Ц1И элементной базы и особенно в интегральной технологии сам непрерывно стимулирует и предлагает новые подходы к решению первых двух проблем. Рассмотрим лишь некоторые из них. Широкий спектр трех- ичетырех выводных (с дополнительным регулировочным выводом) ИМС линейных стабилизаторов позволяет разработчикам систем без затруднений получать хорошо отфильтрованныевторшшые напряжения, стабилизированные как по сети, так и по нагрузке. Эти ИС характеризую гея высоким быстр о действием, низкой стоимостью и выпускаются в стандартных корпусах. Однако, линейные стабилизаторы имеют слишком низкий КПД (около 30 %) и не по зволяют получать значениея выходного напряжения больше входного. Появление новых ИС импульсных стабплтаторов позволяет устранить эти недостатки. Так, ИС LT1074 (фирмы Linear Technology) представляет собой 5 В пошгжаюштш импульсный стабилизатор с питанием от источника положительного напряжения (см. рис. 1.15, а). Рабочий диапазон входного напряжения составляет о г 8 до 60 В, при этом уровень выходного напряжения можно установить в пределах 2,5-50 В, изменяя соотношение номиналов двух резисторов делителя. Всего восемь внешних компонентов требуется, чтобы получить закончешгую схему импульсного стабилизатора. Хотя данная ИС работаете обратной связью по выходному напряжению, встроенный ана-логовьш перемножитель также позволяет схеме практически mi иовенно реагировать на изменения входного напряжения. Наличие дополнительных выводов в корпусе ИС позволяет поднимать рабочую частоту с установленного значения 100 кГц до 200 кГц, подстраивать порог срабатьшания встроенной схемы ограничения мгновенного значения с фшеагоованного значения 7 А до 0, а также отключать ИС (режим дистанционного управления), при этом ток покоя составляет всего 100 мкА. ИС cepitfi LM2575 и LM2577 (фирмы National Semiconductors) представляют собой соответственно I АпонижающиеиЗ Аповышающиеимггульсныестабигшзаторы. В отличие от ИС LT 1074 эти микросхемы выпускаются в нескольких модификациях ИС данных серий: 4типа первой серии и 3 —второй серии, pa згагчающиеся выходными параметрами. Диапазон входных напряжений понижающих стабилизаторов составляет от 6 до 35 В. Как и для ИС линейных стабилизаторов, имеются разновидности ИС с фиксированными выходными напряжениями 5.12 н 15 В, а также тип с регу- лируемым выходным напряжением. Для получения законченной схемы понижающего стабилизатора с фиксированным выходным напряжением требуется только 4 внешних компонента (см. рис. 1.15, б) и 6 компонентов—для модели с регулируемым выходным напряжением. И С повышающего типа могут работать при уровне входного напряжения всего 5 В. Вьптускаются два типа ИС, повышающих входное напряжение с 5 до 12 и 15 В соответственно и требующих по 6 внешнихкомпонентов. ИС с регулируемым выходным напряжением можетповышать выходное напряжение до 60 В итре-бует еще 2резистора для построения цепи делителя обратной связи (см. рис. 1.15, в). Аналогично ИС LT1074 интегральные схемы LM2575 и LM2577 имеют встроенные схемы ограничения тока с подстраиваемым порогом и генератор с фиксированной частотой (52 кГц). Имеется возможность синхронизировать и перестраивать генератор. Крометого, данные ИС снабжены схемами защиты, отключаюнцгми стабилизаторы при перегреве. Имеется вьгводдля внешнего (дистанционного) отключения, что позволяет обеспечить токпокоя не более 0,5 мА. ИСповышающего стабилизатора снабжена схемой, блокирующей ИС при чрезмерном погашении входного напряжения, а также схемой плавного включения. Анализ возможностей и достоинств импульсных стабилизаторов на примерерас-смотренных ИС доказывает их несомненную перспективность в качестве ста билизато-ров вторичных напряжений нагрузки как в импульсных блоках питания, так и в БП непрерывного действия. Стремлениеразработчиков огттимизировать соотношение себестоимости, рабочих характеристик игабаритныхразмеров илтульсных БП ведетк постепенному отказу отрегулирования выходньгхнагтояжегош ИБП методом ипгротно-импульсной модуляции с постоянной рабочей частотой и обратной связью по напряжению (Voltage mode) и переходу к методу регулирования в резонансном режиме, а также к методу с дополнительной обратной связью по току дросселя (ДОСТ) (Current mode). Интегральная часть контроллера Источник опорного напряжения Синхро-генератор  ШИМ-компаратор Усилитель ошибки  Ток дросселя Триггер D ШИМ- Q-О модулятора Внутр. петля обратной связи по току Внешняя петля обратной связи по току /7777 -т>г- Ж Фильтр г /7777 Стабилизированное VablX <еБГ?~/7777 Токоизмер1< тельный резистор Рис. 1.16. Принцип регулирования с дополнительной обратной связью по току 2 Зак. № 1427— 33 — Крометого, необходимость существе1гного повышения КПД импульсных БП заставляет ра зработчнков рассматривать вопрос о введении даже в щэостейшие ИБП так назьшаемых схем коррекции коэффициента мощности. Так, уменьшения габаритов ИБП можно добиться, воспользовавшись режимом регулирования с ДОСТ и увеличением рабочей частоты более чем до 1,0 МГц. При частотах переключенш свыше 1 МГц следует использовать резонансный метод. Введение схем активной коррекщш коэффициента мощности позволит повысить долю полезной мощности, отбираемой импульсным БП от сети переменного тока более, чем на 10%. Появление на рынке интегральных микросхем контролтгеров с ДОСТ, контроллеров для резонансных ИБП и контроллеров для схем коррекщш мощности делает их широкое внедрение в бытовую техшгку делом ближайшего будущего. В контроллерах с ДОСТ для регулирования ампгагтуды тока дросселя (в качестве которого выступает первичная обмотка импульсного трансформатора) используется до-потпггельньпт (или внутренний) контур регулирования, в то время как основной контур служит для стабилизации выходного напряжения (см. рис. 1.16). В противоположность этому в ИБП с обратной связью по выходному напряжению коэффициент заполнения (отношснз ie длительности импульса к длительноспi паузы) последователыюсти i гмпуль-сов с выхода ШИМ-модулятора регулируется в зависимости только от уровня выходного напряжения. При регулировашш с ДОСТ силовой ключ выключает ся при достиже-ншi тока дросселя некоторого порогового значения. Порог задается выход! 1ым ci in ia лом уснлшеля ошибки и вешга-шойпадешш напряжения на TOKoirJMqjirremnoM резисторе. Применение ДОСТ дает многочисленные улучшения различных характеристик — особенно при рабочей частоте выше 500 кГц. Параметрическая компенсация отклонешш входного напряжет ш позволяет мгновенно корректировать (без использо-вання динамического диапазона усилителя сигнала ошибки) режим работы ИБП при произвольных изменениях сетевого (входного) напряжения. Благодаря этому нестабильность по сети получается очень малой, и режим работы усилителя сигнала ошибки меняется только при изменениях тока нагрузки. Кроме того, существенно упрощается частотная коррекция всего контура обратной связи, уменьшается время реакции контура как при малых, так и при больших изменениях тока нагру лен, чт о обеспечивает устойчив о сть системык самовозбуждению. В качестве примера ДОС Г-контролле-ров можно привести ИМС серий VCT842/ 43/44 45/46 фирмы Vnitroden ML4810/11 фирмы Micro Linear. Особенностью двух последних ИМС является ш1те1тлгрутощая схема плавного включения. Схема "считает" (шгтегрирует) число срабахыванни схемы ограшгчения тока, работающей в поцикловом режиме. После заданного числа срабатываний, запрограммированного посредством RC-цепи, схема иншдпфует новый цикл плавного включения. Необходимость в такой схеме объясняется тем, что при высоких скоростях nq)emno4erom и малых временных зaдq)жкax распространения защитных сш налов в данной ИС она может выйти из строя до обнаружения отка за в нагрузке. В резонансных преобразователях силовой ключ подает на LC-контур импульсы тока или напряжения, вызывая его резонирование. Onqinm, циркулирующая в этом контуре, поступает к нагрузке. При резонансном режиме регулирования включение или вьгключение силового КМОП-траызнстора происходит либо при нулевом токе, протекающем через него, либо когда на нем отсутствует на пряжение, что практически исключает потери на nq>emno4eHiie. При этом также уменьшаются nqjeipy зки компо- 0 ... 7 8 9 10 11 12 13 ... 89
|
