Плавный пуск импульсных блоков питания, МЯГКИЙ СТАРТ ИМПУЛЬСНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ
Когда падение на R34 достигнет уровня опорного напряжения на резисторе R48 делителя R51, R48 в цепи Uref, компаратор 2 микросхемы IC2 установится в состояние Н-уровня по выходу выходной транзистор его закроется. Вследствие этого начинает заражаться задерживающая емкость С Собирать всегда лучше поэтапно тестируя работу всех узлов постепенно их распаивая ну. И данная схема не защищает от кратковременного пропадания сети. Поэтому выходное напряжение усилителя ошибки DA3 начинает возрастать, а транзистор Q7 закрывается.
Настройка устройства После подключения пробника к испытуемой цепи можно быстро запустить измерение в соответствии с следующими инструкциями:. Результат измерения Канал 1 отображает подключенный управляющий сигнал ШИМ. Канал Math отображает рабочий цикл коэффициент заполнения управляющего сигнала. Канал 2 отображает выходное напряжение преобразователя и измеряется исключительно для сравнения выходного напряжения с расчетным сигналом.
Примечательно, что время нарастания кривой выходного напряжения очень близко к временному интервалу графика отслеживания. Алгоритм плавного пуска в контроллере ограничивает время нарастания графика рабочего цикла. Выходной ток соответствует графику рабочего цикла. Вместе с тем в отличие от прямого измерения выходного напряжения пользователь может видеть любой ошибочно сгенерированный рабочий цикл.
Контролировать выбросы кривой по графику выходного напряжения не просто в связи с тем, что выходной фильтр может подавлять кратковременные события.
Измерительная функция предоставляет подробную информацию о сигнале ШИМ для каждого цикла, позволяя видеть все выбросы и другие аномалии. Если функция плавного пуска реализована на цифровом устройстве, функция отслеживания способна помочь разработчику в процессе проектирования еще до разработки силового каскада. Хорошо продуманный алгоритм также позволяет избежать каких-либо повреждений элементов силового каскада. Функция отслеживания превосходно подходит для отображения любого переменного сигнала с модуляцией ШИМ в различных силовых электронных системах.
I want to create an account Register. I already have an account Login. Главное меню Applications. Анализ плавного пуска источника питания Проверка плавного пуска становится основной проблемой для современных импульсных блоков питания в связи со все более частым использованием цифровых контроллеров. Измерительная задача Современные импульсные источники питания предоставляют функциональную возможность плавного пуска для ограничения нагрузки на секцию силового привода и предотвращения выбросов при переходе источника питания в стационарное состояние.
Пусть в момент времени t0 на управляющую микросхему IC1 подается напряжение питания Upom. В результате запускается генератор пилообразного напряжения DA6, и на выводе 14 появляется опорное напряжение Uref. Пилообразное выходное напряжение генератора поступает на инвертирующие входы компараторов DA1 и DA2.
На инвертирующий вход этого усилителя подается некое положительное напряжение, снимаемое с делителя SVR, R24, R22 в цепи шины опорного напряжения Uref, которое уже имеется. Поэтому выходное напряжение усилителя ошибки DA3 будет равно 0 в первоначальный момент, а по мере заряда выходных конденсаторов фильтров - будет нарастать.
Выходное напряжение ШИМ-компаратора DA2 по этой причине будет представлять собой нарастающую по ширине последовательность импульсов. Этот процесс отображен на временных диаграммах 1 и 2 рис.
Рисунок Неинвертирующий вход компаратора "мертвой зоны" DA1, подключен к выводу 4 IC1. К этому выводу подключается внешняя RC-цепь С19, R20, которая запитывается с шины опорного напряжения Uref.
Поэтому при появлении Uref все оно в первый момент выделяется на резисторе R20, так как конденсатор С19 полностью разряжен. По мере заряда С19 ток через него и резистор R20 уменьшается.
Поэтому падение напряжения на R20, которое подается на вывод 4 1C 1, имеет форму спадающей экспоненты. В соответствии с этим выходное напряжение компаратора "мертвой зоны" DA1 будет представлять собой последовательность уменьшающихся по ширине импульсов. Этот процесс отображен на временных диаграммах 3 и 4 рис, Таким образом процессы широтного изменения выходных напряжений компараторов DA1 и DA2 имеют взаимно противоположный характер.
Поэтому ширина импульса на выходе этого элемента определяется наиболее широким из входных импульсов. Из временной диаграммы 5 рис.
Поэтому переключения этого компаратора не влияют на ширину выходного импульса DD1, а значит и выходного импульса IC1. Определяющим на интервале to-t-i является выходное напряжение компаратора DA1. Ширина выходных импульсов IC1 на этом интервале плавно нарастает, что видно из временных диаграмм 6 и 7 рис.
В этот момент происходит передача управления от компаратора DA1 к ШИМ-компаратору DA2, так как его выходные импульсы начинают превышать по ширине выходные импульсы компаратора DA1.
За время t0-t, выходные конденсаторы фильтров успевают плавно зарядиться, и блок успевает выйти в номинальный режим. Таким образом суть схемотехнического решения проблемы "мягкого" запуска заключается в том, что на время зарядки конденсаторов выходных фильтров ШИМ-компаратор DA2 подменяется компаратором DA1, работа которого не зависит от сигнала обратной связи, а определяется специальной формирующей RC-цепочкой C Из рассмотренного выше материала следует, что перед каждым включением ИБП конденсатор формирующей RC-цепи в данном случае С19 должен быть полностью разряжен, иначе "мягкий" запуск будет невозможен, что может привести к выходу из строя силовых транзисторов преобразователя.
Поэтому в каждой схеме ИБП предусмотрена специальная цепь для быстрого разряда конденсатора формирующей цепочки при выключении ИБП из сети или при срабатывании токовой защиты.
Сигнал PG, наряду с четырьмя выходными напряжениями питания системного блока, является стандартным выходным параметром ИБП. Наличие этого сигнала является обязательным для любого блока, соответствующего стандарту IBM а не только блоков, построенных на основе микросхемы TL Однако в компьютерах класса XT этот сигнал иногда не используется. Условно все разнообразие схем можно разделить на две группы: од нефункциональные и двухфункциональные. Од нефункциональные схемы реализуют только функцию задержки появления разрешающего запуск процессора сигнала PG Н-уровня при включении ИБП.
Большинство схем выработки сигнала PG являются двухфункциональными, но при этом они являются более сложными, чем схемы первого типа.
В качестве базового элемента при построении этих схем широко используется микросхема типа LMN, представляющая из себя счетверенный компаратор напряжения рис.
Выходные транзисторы каждого компаратора, имеют открытый коллектор рис.
Благодаря высокой чувствительности компа-раторных схем обеспечивается необходимое быстродействие. Рассмотрим подробнее несколько характерных вариантов построения схем выработки сигнала PG. Функция задержки при включении питания реализуется следующим образом. Поэтому делитель обратной связи R25, R24 еще не запитан потенциал вывода 1 микросхемы равен 0В. Делитель же, дающий опорный уровень на выводе 2 микросхемы, уже запитан напряжением Uref. Поэтому выходное напряжение усилителя ошибки минимально на выводе 3 потенциал около 0В , а запитанный по коллектору тем же напряжением Uref транзистор Q7 открыт и насыщен током базы, протекающим по цепи: Uref - R36 - э-6 Q7 - R31 - внутренние цепи TL - "корпус".
Потенциал неинвертирующего входа компаратора 1 микросхемы IC2 LMN равен 0, и, так как на инвертирующем входе его присутствует положительный потенциал с резистора R42 делителя R35, R42 в цепи Uref, сам компаратор будет находиться в состоянии 0В на выходе выходной транзистор компаратора открыт и насыщен.
Поэтому сигнал PG имеет L-уровень и запрещает работу процессора. Поэтому выходное напряжение усилителя ошибки DA3 начинает возрастать, а транзистор Q7 закрывается.
Вследствие этого начинает заражаться задерживающая емкость С Ток зарядки протекает по цепи: Uref -R С "корпус". Как только напряжение на С16 и на неинвертирующем входе компаратора 1 вывод 7 IC2 достигнет опорного уровня на инвертирующем входе его вывод 6 IC2 , выходной транзистор компаратора закроется.
ПОС, которой охвачен компаратор 1 резистор R34 , обуславливает наличие гистерезиса на передаточной характеристике этого компаратора. Этим обеспечивается надежность срабатывания схемы PG и исключается возможность "опрокидывания" компаратора под воздействием случайной импульсной помехи шума. В этой схеме задействованы три компаратора микросхемы IC2.
После включения ИБП в сеть и срабатывания схемы пуска появляется опорное напряжение Uref. Выходные напряжения блока еще отсутствуют. Поэтому микросхема IC2 и транзистор Q3 еще не запитаны. Транзистор Q4, с коллектора которого снимается сигнал PG, открыт, так как запи-тан его базовый делитель. Ток базы протекает по цепи: Uref- R34 - R35 Q4- "корпус". Поэтому PG имеет L-уровень. При этом происходят следующие процессы.
На инвертирующий вход контролирующего компаратора начиная с момента включения блока поступает несглаженное выпрямленное двухпо-лупериодной схемой D5, D6 напряжение со вторичной обмотки специального трансформатора Т1. Это пульсирующее напряжение с амплитудой около 15В подается на инвертирующий вход компаратора 2 через звено амплитудного ограничения R24, ZD1 стабилитрон на 11В и резистивный делитель R25, R Так как амплитуда импульсов после ограничения и деления все же остается большей, чем уровень опорного напряжения на неинвертирующем входе компаратора 2, то каждым импульсом и почти на все время его действия компаратор 2 переводится в состояние 0В по выходу выходной транзистор компаратора будет открыт.
Поэтому за несколько импульсов конденсатор задержки С21 разряжается практически до 0В. Поэтому компаратор 1 переключается по выходу в состояние 0В, так как напряжение на неинвертирующем входе его определяется уровнем напряжения на конденсаторе С В результате транзистор Q3 запирается нулевым смещением. Поэтому базовый для Q4 делитель R35, R36 окажется незапитанным, и Q4 запрется. Функция упреждения при выключении питания реализуется следующим образом.
При выключении блока из сети сразу же перестает поступать выпрямленное напряжение со вторичной обмотки TL и схемы выпрямления D5, D6. Поэтому компаратор 2 сразу переключается, его выходной транзистор закрывается. Далее начинает заряжаться от Uref через R29 емкость задержки С Этим предотвращается срабатывание схемы при случайных кратковременных провалах сетевого напряжения.
Когда С21 зарядится до половины напряжения Uref, компаратор 1 переключится. Его выходной транзистор закроется.
Потенциал инвертирующего входа компаратора 3 станет быстро уменьшаться со скоростью разряда С Поэтому компаратор 3 переключится, выходной транзистор его закроется, и базовый делитель для Q4 оказывается запитан с шины Uref. Поэтому Q4 откроется до насыщения, а сигнал PG станет L-уровня, предупреждая цифровую часть системного блока о предстоящем исчезновении питающих напряжений.
В данной схеме датчиком состояния блока является уровень вспомогательного напряжения питания Upom микросхемы TL Схема работает следующим образом. При включении ИБП в сеть срабатывает схема пуска, в результате чего на шине Upon появляется напряжение, которым запитывается управляющая микросхема TL Когда падение на R34 достигнет уровня опорного напряжения на резисторе R48 делителя R51, R48 в цепи Uref, компаратор 2 микросхемы IC2 установится в состояние Н-уровня по выходу выходной транзистор его закроется.
Поэтому окажется заперт диод D Начинается заряд задерживающей емкости С15 по цепи: Uref- R С "корпус" Этот процесс вносит задержку "опрокидывания" компаратора 1 микросхемы IC2 и появления разрешающего сигнала PG Н-уровня.
