Выходные цепи

Источники электропитания ПЭВМ имеют четыре выходных канала, в которых осуществляется выпрямление и фильтрация напряжений вторичных обмоток силового трансформатора. Рассмотрим один из вариантов выходных цепей источника электропитания.

На рис. 3.56 показаны выходные цепи источника типа KYP150W. Поскольку выходные каналы построены примерно одинаково, то можно ограничиться рассмотрением одного из них (например, с выходным напряжением -1-12 В). Пусть при отпирании первого силового транзистора ток проходит от вывода 1 к выводу 2 первичной обмотки. На выводе 3 вторичной обмотки индуцируется положительный потенциал, а на выводе 7 - отрицательный потенциал относительно корпуса. Это приводит к протеканию линейно нарастающего тока по цепи: вывод 3 трансформатора; верхний диод сборки BD1; обмотка W2 дросселя L1; дроссель L3; нагрузка; конденсатор С8; корпус; вывод 5 трансформатора. На этом интервале работы источника нижний диод сборки BD1 закрыт отрицательным напряжением на аноде. Одновременно с подзарядом конденсатора С8 в магнитопроводах дросселей L1 и L3 запасается магнитная энергия.

VD1 BD1

PXPR1002 С2504

VD2 PXPR1002

VD3 PXPR1002

BD2 STB-34M

VD4 PXPR 1002

Рис. 3.56. Выходные цепи источника электропитания типа KYP-150W

После запирания силового транзистора в первичной обмотке трансформатора ток спадает до нуля. Напряжения вторичных обмоток также снижаются до нуля и наступает пауза, в течение которой энергия, запасенная в дросселях L1 и L3, передается в нагрузку и конденсатор С8. Ток подзаряда конденсатора СВ во время паузы протекает по цепи: дроссель L3; конденсатор СВ; корпус; выводы. 5-3 и 5-7 трансформатора; диоды сборки BD1; обмотка W2 дрос-, селя L1. В следующий интервал времени открывается второй силовой транзистор и от вывода 2 к выводу 1 первичной обмотки трансформатора начинает протекать линейно нарастающий ток. Направление этого тока противоположно направлению тока при отпирании первого силового транзистора. Полярность напряжения на выводе 7 вторичной обмотки трансформатора положительная, а на выводе 3 - отрицательная отнсительно корпуса.

На этом интервале времени в проводящем состоянии находится нижний диод сборки BD1, а верхний диод сборки находится в закрытом состоянии. Линейно нарастающий ток через обмотку W2 дросселя L1 и дроссель L3 проходит через нагрузку и одновременно подзаряжает конденсатор 8. В течение последующей паузы накопленная в магнитопроводах дросселей L1 и L3 энергия передается в нагрузку и конденсатор СВ. Далее процессы повторяются. Следует отметить, что конденсатор СВ разряжается на нагрузку в течение всего времени работы источника электропитания.

Резисторы R4...R7, включенные параллельно выходным конденсаторам С7...С10, служат для ускорения разрядки конденсаторов схемы после отключения источника электропитания от сети. Этим обеспечивается приведение схемы в исходное состояние перед последующим включением.

Выходные напряжения отрицательной полярности могут быть получены различными способами. В рассмотренной схеме на рис. 3.56 отрицательные напряжения получают выпрямлением и сглаживанием напряжений вторичных обмоток трансформатора. Встречается вариант выходных цепей, когда от вторичных обмоток получают только три выходных напряжения: +5; -1-12; минус 12 В. Напряжение минус 5 В получают из канала минус 12 В с помощью интегрального стабилизатора напряжения (например, трехвыводно-го типа 7905).

Для снижения динамических потерь в процессе коммутации и устранения режима короткого замыкания при переключении в сильноточном канале +5 В используется сборка диодов Шоттки,

обладающих сравнительно малым временем восстановления обратного сопротивления.

Схемы защиты

Источник электропитания ПЭВМ обычно выполняет несколько защитных функций, т. е. имеет несколько схем защиты. Срабатывание любой из этих схем защиты вызывает отключение всех выходных каналов путем воздействия на микросхему управления.

Схемы защиты от короткого замыкания можно классифицировать на защиту от КЗ на выходе сильноточных каналов и защиту от КЗ на выходе слаботочных каналов. В составе ПЭВМ к сильноточным относят каналы с напряжениями -1-5 и -1-12 В, к слаботочным - каналы с напряжениями минус 5 и минус 12 В. Подобное разделение объясняется тем, что уставка срабатывания (т. е. чувствительность) схемы защиты в сильноточных каналах не обеспечивает защиту в каналах слаботочных.

Рассмотрим для примера обеспечение защитных функций в источнике электропитания типа PS-200 В (рис. 3.57). Схема защиты содержит отключающую схему контроля ширины управляющего импульса и неполную схему контроля перенапряжения.

Отключающая схема ширины управляющего импульса имеет датчик - трансформатор тока ТА1, первичная обмотка которого включена последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора TV1. Импульсы тока, трансформируемые во вторичной обмотке датчика ТА1, выпрямляются диодами VD2...VD5 и сглаживаются конденсатором Сб. Резистор R16 является обязательной подгрузкой датчика тока.

Напряжение на конденсаторе С6 пропорционально ширине импульсов тока через первичную обмотку трансформатора ТА1, т.е. ширине управляющих импульсов на базах силовых транзисторов инвертора. Это напряжение подается на пороговую схему, содержащую стабилитрон VD1 с напряжением стабилизации 5,1 В и резистор R1. Если ширина управляющих импульсов не превышает допустимого предела, то напряжение на конденсаторе С6 не превышает 5,1 В, стабилитрон VD1 находится в закрытом состоянии и потенциал базы транзистора VT1 равен нулю. В этом случае закрыты транзисторы VT1, VT2 и тиристор VS1.

Потенциал вывода 4 схемы управления определяется номиналами резисторов R7 и R8. При закрытом транзисторе VT2 потенциал вывода 4 в установившемся режиме составляет 0,55 В и переключения компаратора DA1 не влияют на работу микросхемы управления