100-ваттный, 100 кГц стабилизированный источник питания с ШИМ, использующий управляющую интегральную схему

June 10, 2010 by admin Комментировать »

Стабилизированный источник питания, показанный на рис. 18.1, можно рассматривать в качестве базового прототипа современной технологии. Он имеет некоторые замечательные свойства, которые с трудом можно было достичь в прежних разработках. Этот источник обеспечивает значи­тельную мощность, а его частота переключений в четыре или пять раз выше, чем импульсных источников питания «первой генерации». Управ­ление в схеме осуществляется с помощью ИС, что очень существенно из-за наличия многочисленных «вспомогательных функций», которые ока­зываются реализованными автоматически. Источник использует мощный МОП-транзистор, поэтому работает с маломощным драйвером и демон­стрирует электрическую надежность с высокой устойчивостью в отноше­нии вторичного пробоя и неконтролируемого нагрева. Благодаря эффек­тивному использованию ШИМ, устройство может работать с любым напряжением сети переменного тока в пределах от 85 В до 265 В! Источ­ник имеет регулируемую токоограничивающую схему. Наконец, он очень простой, так как использует минимальное число компонент.

В этой схеме отсутствует обычно используемая для демпфирования переходного процесса переключения третья обмотка; вместо этого защит­ную функцию выполняет демпфирующая цепь, составленная из R\, С1, ВЪ и 23. Следует отметить, что вариант прямого преобразования с вы­ходным трансформатором (71) обеспечивает гибкость схемы, потому что величина постоянного выходного напряжения в значительной степени определяется выбором соответствующего коэффициента трансформации между первичной и вторичной обмотками трансформатора 71.

Уровень максимального тока, выдаваемого источником, устанавлива­ется с помощью потенциометра R6. Этим мы обязаны замечательной особенности недавно созданного семейства специализированных ИС, управляющих стабилизацией в источниках питания, и наличию в них «вспомогательных функций», которые сопровождают основную функцию стабилизации. Эти ИС обеспечивают защитные функции, эксплуатаци­онные удобства и гибкость проектирования. Реализация этих функций с помощью «разношерстных» схем обычно составляет сложную инженер­ную задачу. В Таблице 18.1 перечислены характеристики ИС Silicon General 562526, осуществляющей стабилизацию с использованием ШИМ в источнике питания, изображенном на рис. 18.1 (конечно, нет необхо­димости использовать все возможности, заложенные в ИС).

clip_image002

Рис. 18.1. Схема 100-ваттного стабилизированного источника питания, работающего с частотой 100 кГц и использующего специализированную ШИМ управляющую ИС. Эта схема прямого преобразования при полной нагрузке имеет к.п.д. около 75% в широком диапазоне изменения напряжения сети переменнога тока. International Rectifier Corp.

Вы видите, что необходим маломощный источник постоянного на­пряжения 12 – 15 В, обеспечивающий ток до 50 мА для питания ИС SGlSie. Совсем не обязательно, чтобы этот вспомогательный источник постоянного напряжения был стабилизированным, но для изоляции от сети целесообразно использовать небольшой трансформатор с двумя об­мотками. Спецификация деталей, вместе с данными о магнитных компо­нентах, приведена в Таблице 18.2.

Таблица 18.1. Перечень возможностей, имеющихся у ИС 5G2526, применяемой для стабилизации с использованием ШИМ. Перечисленные вспомогательные функции раньше реализовывались с помощью ОУ и дискретных устройств, что было трудной задачей. Silicon General.

• Работает при питании от 8 В до 35 В

• Опорное напряжение 5 В ±1%

• Частота колебаний генератора от 1 Гц до 350 кГц

• Двойной 100 мА источник / выходы

• Цифровое ограничение тока

• Подавление двойного импульса

• Программируемое время задержки

• Блокировка при понижении напряжения

• Измерение по одному импульсу

• Программируемое мягкое включение

• Широкий диапазон ограничения тока в синфазном режиме

• ТТЛ/КМОП-совместимые входы/выходы

• Возможность коррекции симметрии

• Гарантируемая синхронизация 6-ти устройств

Таблица 18.2. Спецификация деталей для 100-ваттного, 100 кГц источника с ШИМ.

G1

IRF82Q HEXFET

ИС

3526 фирмы Silicon General

в\

IR KBPC 106

а

500 мкФ, 450 В

сг

0,68 мкФ, 100 В

а

4×150 мкФ, 6 В

22мкФ, 16В

С5

0,5 мкФ, 25 В

а

0,01 мкФ

а

910 пФ

С8

6800 пФ

О

5000 пФ

ао

0,1 мкФ

СП

22 мкФ, 25 В

Л1

1,5 кОм (3×500 Ом, 5 Вт)

К1

12 Ом 0,25 Вт

Основные идеи, лежащие в основе резонансного режима работы 441 Таблица 18.2. (продолжение)

ю

6,8 кОм 0,25 Вт

r4

10 Ом

r5

12 кОм 0,25Вт

RS

100 Ом потенциометр

ю

33 Ома 0,25 Вт

ш

560 Ом 0,25 Вт

т

20fG030

т

byv79-m

т

IR 40AL6

л

^4112 стабилитрон

z2

1 Л/4112 стабилитрон

23

4xlJV987B стабилитроны включены последовательно

XI

Сердечник/4-930157-2 фирмы Arnold, 16 витков, параллельно

 

2 провода №14

п

Сердечник 26/20, Я7С1 фирмы TDK. Первичная обмотка: 20

 

витков, параллельно 3 провода №32; Вторичная обмотка: 3

 

витка, 0.3 мм X 8 мм медная лента

Т2

Сердечник Я552710-20-5 фирмы TDK. Первичная обмотка:

 

60 витков провод №24; Вторичная обмотка: 6 витков, провод

 

№24

ТЗ

?2480 сердечник фирмы TDK Я52 75-10-2.5. Первичная об-

 

мотка: 1 виток; Вторичная обмотка: 100 витков, провод №32

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты