Импульсные блоки питания для IBM PC

Таков краткий обзор работы блока питания. Далее будет рассмотрено построение функциональных узлов схемы, приведенной на рис. 3.2, их особенности и различные варианты исполнения отдельных узлов. Существует достаточно большое число фирм-производителей источников питания, поэтому не исключено, что имеющийся у вас блок будет состоять из комбинации типовых узлов.

3.4.1. ШИМ преобразователь

ШИМ регулирование силового каскада импульсного преобразователя является наиболее оптимальным способом управления уровнем выходного вторичного напряжения источника питания. Схема широтно-импульсного модулятора построена на широко распространенной микросхеме типа TL494 (позиционное обозначение по схеме, представленной на рис. 3.2, – IC1). Подробное описание и основные технические характеристики этой микросхемы приведены в главе 2. Раздел, посвященный ее описанию, содержит структурную схему, представленную на рис. 2.7. Рассмотрим схему включения ШИМ преобразователя для случая применения согласно рис. 3.2. При ссылках в описании на внутренние узлы микросхемы будут использованы наименование и нумерация элементов микросхемы, соответствующие рис. 2.7.

После подачи питания на вывод IC1/12 включаются внутренние каскады микросхемы ШИМ преобразователя. Узлом, задающим частоту следования импульсов в выходных последовательностях, является генератор пилообразного напряжения, рабочая частота которого определяется внешними элементами, соединенными с выводам IC1/5 и IC1/6. Подключение элементов производится между общим проводом вторичной цепи и указанными выводами. К IC1/5 подсоединяется керамический конденсатор, а к IC1/6 – резистор. Частота генерации определяется значениями этих элементов и вычисляется по соотношению (2.1). Для ее вычисления в том случае, когда используемая схема, приведенная на рис. 3.2, в формулу должны быть подставлены значения сопротивления резистора R21 и емкости конденсатора C9. Частота, рассчитанная по формуле (2.1), при указанных номиналах элементов, составляет ~34 кГц. Пилообразное напряжение амплитудой 3 В наблюдается на выводе IC1/5.

Выход источника опорного напряжения +5 В IC1/14 микросхемы TL494 подсоединен к IC1/13 – разрешающему входу для ее внутренних логических элементов DD3 и DD4. Выход опорного напряжения IC1/14 подключен также к резистивному делителю, образованному резисторами R9 и R10. Средняя точка этого делителя соединена с входом IC1/2 – инвертирующим входом внутреннего усилителя сигнала рассогласования DA3. Второй вход внутреннего усилителя сигнала рассогласования DA3, на который внешние сигналы подаются через вывод IC1/1, присоединен к средней точке резистивного делителя на R7, R8. Верхний по схеме вывод резистора R7 подключен к выходу вторичного канала напряжения +5 В. Номиналы сопротивлений четырех резисторов R7 – R10 одинаковы и равны 5,1 кОм. При номинальном уровне напряжения в канале +5 В и стабильном уровне опорного напряжения микросхемы IC1, входные напряжения на входах DA3 имеют идентичные уровни и сигнал рассогласования (напряжение на выходе DA3) равен нулю. Отклонение уровня вторичного напряжения +5 В относительно номинального уровня будет вызывать адекватное пропорциональное изменение уровня на выходе DA3, которое передается на неинвертирующий вход внутреннего компаратора DA2. На повышение уровня выходного напряжения система авторегулирования будет отвечать уменьшением длительности управляющих импульсов (диаграммы 7 и 8 рис. 2.8). На выходе же DA2 в данном случае вид положительных импульсов будет соответствовать диаграмме 4 (рис. 2.8), то есть их длительность будет увеличиваться. Из этой же диаграммы видно, что понижение уровня выходного напряжения вызывает уменьшение длительностей положительных импульсов, а временной интервал длительности выходных положительных импульсов возрастает.

В схемотехнике узла входных цепей на входе усилителя рассогласования известно множество подходов к выполнению конструкций делителей, через которые подключаются опорное и выходное напряжения вторичного канала +5 В. Приведем два наиболее общих примера. Позиционные обозначения элементов для каждой схемы примеров индивидуальные.