Полумостовой высокочастотный преобразователь

В источниках питания системных модулей высокочастотный преобразователь выполнен

по схеме двухтактного преобразователя напряжения полумостового типа [6], принципиальная схема которого приведена на Рисунок 1.4. Активными элементами схемы являются транзисторные ключи Q1, Q2 с обратно включенными диодами Dl, D2. С помощью конденсаторов CI, C2 на схеме изображены емкости переходов коллектор-эмиттер транзисторов, диодов монтажа, трансформатора Т1 и др., а из конденсаторов С4, С5 образован делитель напряжения первичного источника ЕпИТ . Элементы D3, D4, Ьф, Сф образуют выходной выпрямитель.

Форма напряжений в коллекторе Q2 (эмиттере Q1) определяется процессами накопления энергии в первичной обмотке трансформатора Т1, индуктивности рассеяния L$ и заряда (разряда) конденсаторов CI, C2. Если открыт транзистор Q1, происходит разряд конденсатора С1 через открытый переход к-э транзистора Q1 и заряд конденсатора С2, обуславливающий выброс напряжения в коллекторе Q2 совместно с действием индуктивности L$. В случае открытого транзистора Q2 происходит разряд конденсатора С2 и заряд С1, при этом в эмиттере Q1 имеется выброс напряжения, обусловленный зарядом этого конденсатора. На временных диаграммах (Рисунок 1.5) наблюдается нарастание тока заряда конденсаторов С1 (С2),

объясняющееся нарастанием тока намагничивания Т1. Конденсаторы С4, С5 в этой схеме являются реактивными эквивалентами транзисторов мостовой схемы и замыкают цепь протекания тока через первичную обмотку Т1.1.

Временные диаграммы напряжений и токов

Транзисторные ключи Ql, Q2 противофазно открываются и закрываются сигналами U1 и U2 (см. Рисунок. 1.5), момент времени t0-t2 соответствует открытому состоянию транзистора Q1. При этом первичная обмотка трансформатора Т1.1 оказывается подключенной к выходу емкостного делителя напряжения С4, С5, вследствие этого напряжение на запертых транзисторах не превышает значения Епит/2.

Рисунок 21 - Принципиальная схема двухтактного полумостового преобразователя напряжения

Двухтактным схемам свойственно явление «сквозных токов», причиной которого

является инерционность перехода транзистора из включенного состояния в выключенное из-за конечного времени рассасывания избыточных неосновных носителей. Способом борьбы со сквозными токами является создание фиксированной задержки открывающего сигнала по отношению к закрывающему.

Вспомогательный преобразователь

Вспомогательный преобразователь является конструктивной особенностью источников

питания формата АТХ. Данный преобразователь формирует напряжение +5BSB в выключенном состоянии системного модуля. Устройство представляет собой блокинг- генератор, функционирующий в автоколебательном режиме в течение всего времени замкнутого состояния сетевого выключателя блока питания.

Упрощенная схема автоколебательного блокинг-генераторадля обратноходового преобразователя приведена на Рисунок 21. Основными элементами блокинг-генератора являются транзистор Q и трансформатор Т1. Цепь положительной обратной связи образована вторичной обмоткой трансформатора, конденсатором С и резистором R, ограничивающим ток базы. Резистор R$ создает контур разряда конденсатора на этапе закрытого состояния транзистора. Диод D исключает прохождение в нагрузку RH импульса напряжения отрицательной полярности, возникающего при запирании транзистора. Ветвь, состоящая из диода D1, резистора R1 и конденсатора С1, выполняет функцию защиты транзистора от перенапряжения в коллекторной цепи.

Рисунок 22 - Принципиальная схема автоколебательного блокинг-генератора

Рисунок 23 - Временные диаграммы работы Рисунок 24 - Схема вспомогательного преобразователя

Схема типового преобразователя автогенераторного типа показана на Рисунок 23. Во всех схемах преобразователей ключевой транзистор работает в режиме с большими коммутационными перегрузками по току коллектора, поэтому в автогенераторе используется мощный транзистор. Для увеличения длительности «паузы» ключевого транзистора в автоколебательном режиме используется дополнительный источник отрицательного смещения. Ограничение выбросов управляющего сигнала осуществляется стабилитроном ZD2, включееным в цепь базы ключевого транзистора Q3. В цепи демпфирования допустимо использование RC-цепи, включенной в коллекторную цепь транзистора, в некоторых случаях демпфирующая RC-цепь устанавливается и в цепи базы ключа.

Выходной выпрямитель

Выходные выпрямители источника питания различают по значению напряжения

выходного канала. Они выполнены по двухтактной схеме и, как уже отмечалось, имеются на UBbIX= +12 В, +5 В, -12 В и -5 В. Вследствие высокой частоты работы преобразователя объясняется использование специальных элементов, допускающих работу при повышенных частотах и температурах. Так, в качестве выпрямительных используются диоды Шоттки, обладающие малым падением напряжения в прямом направлении (0,2...0,3 В для кремниевых диодов), и конденсаторы с малыми потерями, допускающими работу при высоких температурах.

Схема выходного выпрямителя типового источника питания формата АТХ представлена на Рисунок 24. Выпрямитель каждого канала выполнен по двухполупериодной схеме выпрямления, обладающей меньшим коэффициентом пульсаций по сравнению с однополупериодной. Фильтрацию выходного напряжения выходных напряжений осуществляют индуктивными (LI, L3, L4) и емкостными фильтрами (С19, С20, С21, С22 и С25). Включение последовательных RC-цепочек R9, СЮ и R10, СП параллельно обмоткам трансформаторов позволяет уменьшить интенсивность помех создаваемых источником. Возможность значительного повышения напряжения на выходе выпрямителя при отключенной нагрузке устраняется резисторами R31, R32, R33, R34.

Выпрямитель +3,3 В источников питания формата АТХ (Рисунок 3.40) может быть исполнен по схеме простейшего последовательного компенсационного стабилизатора напряжения, как например в PM-230W.

Рисунок25 - Схема выходного выпрямителя типового источника питания формата АТХ