Читать онлайн «Устройства импульсного электропитания для альтернативных энергоисточников». Страница 24

Теперь рассмотрим работу схемы питания в «дежурном режиме. Его включение происходит по команде микроконтроллера D101 с его вывода 1. Включению «дежурного» режима соответствует низкий уровень на этом выводе. При этом запирается транзисторный ключ VT805. Тиристор VS802 включается импульсами с вывода 15 трансформатора каждый период работы источника, когда на этом выводе трансформатора формируется положительный фронт напряжения. В этот период обмотка 15–13 Т801 подключается к конденсатору С841 через открытый диод VD820 и открытый тиристор VS802. Во время «обратного хода» ИИП (когда силовой ключ VT801 закрыт), как было описано выше, энергия, запасенная в трансформаторе Т801, расходуется во вторичных цепях, а вторичные обмотки работают как генераторы тока.

Током обмотки 15–13 через VD820 и VS802 начинает заряжаться конденсатор С841, а диод VD817 закрыт, т. к. на его аноде напряжение примерно равно напряжению на С841, а на катоде пока присутствует напряжение около 115 В с конденсатора С831.

По мере заряда конденсатора С841 напряжение на нем растет, и когда оно достигает величины около +10 В, открывается стабилитрон VD830, и начинает протекать ток через резистор R840, излучающий диод оптопары D801 и стабилитрон VD830.

Выходной транзистор оптопары открывается, и через вывод 5 И С D802 уменьшается длительность запускающих импульсов на затвор VT801. При этом напряжение с обмотки 15–13 Т801 выпрямляется диодом VD820 и через открытый тиристор VS802 поддерживается на уровне около +10 В (на конденсаторе С841).

Амплитуда импульсов, выпрямляемых с обмотки 15–13, составляет около 12 В вместо +115 в «рабочем» режиме, и, соответственно, амплитуда импульсов на других обмотках Т801 уменьшается пропорционально, т. е. примерно в 10 раз. В таком режиме выходные напряжения выпрямителей VD819 и VD828 снижаются практически до нуля, а схема стабилизации отслеживает напряжение на конденсаторе С841.

При его увеличении растет ток стабилитрона VD830, соответственно, и ток по входу оптопары.

Ее выходной транзистор увеличивает степень шунтирования вывода 5 D802, уменьшая длительность запускающих импульсов в затвор VT801 и прекращая дальнейший рост напряжения на С841.

Наоборот, если напряжение на С841 падает, уменьшается ток через вход оптопары, закрывается ее выходной транзистор, и длительность импульсов запуска увеличивается, поддерживая напряжение на С841.

Амплитуда импульсов на обмотке 3–4 Т801, с которой питается ИС D802, также уменьшается примерно в 10 раз, и если не принять дополнительных мер, схема питания отключится и перейдет в режим повторного запуска.

Чтобы этого не происходило, имеется схема подпитки микросхемы D802 от выпрямителя импульсов «прямого» хода с обмотки 4–5 Т801, амплитуда которых не зависит он выходных напряжений схемы питания, а определяется только напряжением в питающей сети. Эта схема имеет выпрямитель VD814, фильтр С822, генератор тока на VT802, VD811, VD812, R824, работающий на стабилитрон VD815 с напряжением стабилизации 11В.

Микросхема D802 питается через развязывающий диод VD810. Генератор тока включается в работу транзисторным ключом VT803, вход которого через резистор R825 подключен к выводу 3 трансформатора Т801. В рабочем режиме импульсного преобразователя амплитуда положительных импульсов составляет около 13 В, в «дежурном» — около 1,2 В. Поэтому в этих режимах ключ VT803 открыт и генератор тока VT802 работает.

При коротких замыканиях по выходу схемы питания напряжения на обмотках падают более чем в десять раз, напряжения импульсов на выводе 3 будет уже недостаточно для включения генератора тока схемы подпитки, и микросхема переходит в режим повторного запуска с частотой примерно 1 раз в секунду.

В этом режиме обеспечиваются безопасные электрические режимы работы элементов, т. е. при попытке запуска сразу обнаруживается замыкание, и процедура запуска повторяется.

Симистор VS801 управляется от отдельного выпрямителя на диоде VD806. Управляющее напряжение, достаточное для включения симистора, присутствует только в рабочем режиме преобразователя напряжения, т. е. когда он включается для контроля и стабилизации входного напряжения, получаемого от ветрогенератора или систем солнечной батареи.

В «дежурном» режиме работы напряжение на выходе выпрямителя VD806 отсутствует, т. к. амплитуды импульсов на обмотке 7–8 трансформатора недостаточно для отпирания выпрямительного диода VD806. Этим самым снижается мощность, потребляемая всеми устройствами в «дежурном» режиме.

Источник питания содержит ряд элементов, которые снижают уровень создаваемых им электромагнитных помех и наводок. Большой уровень излучаемых электромагнитных помех может нарушить как работу других электронных устройств — радиоприемников, магнитофонов и т. д., так и вызывать помехи на изображении и в канале звукового сопровождения самого телевизора.

К таким элементам относятся конденсаторы, шунтирующие диоды выпрямителей (С830, С835, С840, С846, С809), ферритовые трубки, одетые на выводы диода самого мощного выпрямителя — VD817, конденсаторы С804, С805, шунтирующие диоды сетевого выпрямителя, конденсаторы С828, С829, замыкающие по высокой частоте сетевую и вторичную стороны схемы питания, конденсаторы С802 и С803, замыкающие по высокой частоте его сетевой вход, а также дроссель L802. Дроссель содержит две одинаковые обмотки, намотанные на замкнутом сердечнике из феррита.

Ток потребления устройства не вызывает подмагничивания феррита, т. к. для этого тока обмотки включены последовательно и встречно. Для напряжения помех на сетевых проводах они включены параллельно и согласно, что значительно снижает высокочастотные компоненты тока помех в сетевых проводах.

Регулировка выходных напряжений источника питания осуществляется программным способом, подачей управляющего напряжения на управляющий вывод регулируемого стабилитрона D804 с вывода 5 микроконтроллера D101 через R842.

В «дежурном режиме»:

1 — 2,61

2 — 1,51

3 — 0,49

4 — 5,51

5 — 2,14

6– 0 (GND)

7– х

8– х

9– х

10 — 0,7

11 — 1,62

12-0 (GND)

13 — 1,09

14 — 10,72 (Vcc)

В «рабочем режиме»:

1 — 2,82

2 — 1,66

3 — 1,46

4 — 5,55

5 — 3,15

6– 0 (GND)

7– х

8– х

9– х

10 — управление для перехода в дежурный режим

11 — 1,58 12-0 (GND)

13 — 2,23

14 — 10,72 (Vcc)

Схемы, содержащие импульсные источники и преобразователи напряжения, построены примерно по одному принципу, который подробно рассмотрен в разделах главы 1.

Модуль помещается в корпус из непроводящего материала, в торцевой стенке которого устанавливаются включатель питания и разъем типа РП10-11 (или другой) для подключения внешних устройств нагрузки. Общий провод заземлять не нужно.

Учитывая, что элементы модуля находятся под напряжением 220 В, производить его ремонт следует, только отключив сетевое питание.

При проведении ремонтных работ и разработке ИИП нередко возникают ситуации, когда нет возможности заменить вышедшие из строя элементы на оригинальные комплектующие. По большей части это относится к полупроводниковым приборам. В рамках программы импортозамещения отечественной промышленностью выпускается ассортимент микросхем и микросборок, трансформаторов, пассивных элементов, диодов и транзисторов, используя которые, можно решить возникающие проблемы с элементной базой.

В этом разделе вниманию разработчиков предлагается сводная таблица по активным компонентам, наиболее часто применяемым в импульсных источниках питания, их основные параметры и наиболее близкие отечественные аналоги.

В графе «Основные параметры» приведены минимальные характеристики параметров, определяющих возможность использования прибора в конкретной цепи.

Таблица 4.1. Полупроводниковые приборы и их отечественные аналоги

Примечания:

1. Отечественные сборки являются функциональными аналогами, но конструктивно не совместимы с оригинальными выпрямительными элементами. Конструктивным и функциональным аналогом считается сборка на основе диодов Шоттки фирмы Philips типа PBYR3045PT.

2. Отечественные сборки являются функциональными аналогами, но конструктивно не совместимы с оригинальными выпрямительными элементами. Конструктивным и функциональным аналогом считается диодная сборка фирмы Philips типа BYQ28200.

Разумеется, при подборе элементов замены особое внимание следует уделять конструктивной совместимости полупроводниковых приборов.