 |
 |
 |
 |
Рис. 5,33. ВПН с простым ШИМ
Рис 5.34. Осциллограммы напряжений в ВПН (к рис. 5.33)
бх.р.
]/?/ | |
Рис. 5.35. Релейная зависимость Рис. 5.36. Схема элек-
Пвых.р от Ubx.p, где Uep, UoTn - по- тронного реле - триггера
роговые напряжения срабатывания и Шмитта отпускания реле
При подаче напряжений питания на узлы ВПН формируются импульсы напряжения Upm на выходе РМ с амплитудой, равной, сумме напряжений Ucx+Uny-
Длительность импульсов ia тем больше, чем выше напряжение Uynx. величина которого обратно пропорциональна значению вы . ходного напряжения Ublix-
При малом нагрузочном токе преобразователя напряжение. Ubhx рзстст, напряжсние Пупт уменьшается и при некотором значении Пупт длительность 1и становится равной нулю, чем ограничивается рост Пвых и, следовательно, повышается стабильность выходного напряжения ВПН при малом токе нагрузки.
Простейший вариант триггера Шмитта - основной части релейной схемы управления - рассмотрен в [87].
Релейная зависимость выходного напряжения от входного показана на рис. 5.35, схема -на рис. 5.36.
Подаваемое на вход реле нарастающее напряжение Ubx.p воздействует на схему, когда Usx.pUcp. При этом напряжение источника питания подается на выход, т. е. ивых.р = Е. Схема ос-" 102
дается в таком состоянии все время, пока входной сигнал превы-niaeT UonT- При UBx.pUoxn схема возвращается в первоначальное остояние и Ueux.p становится меньше Е. В первоначальном сос-пянии, когда Ubx.p меньше Ucp, транзистор VT1 закрыт, а VT2 ткрыт. Делитель из резисторов R1, R2 задает величину напряжения Uk. Из рис. 5.36 видно, что величина Ucp определяется оотношением:
Ucp = U;-fU,3,-U;.3,, (5.8)
-де Uk - напряжение на коллекторе VT1 перед моментом сраба-ошания; Uc.si, Ue.92 - напряжения на переходах база--эмит--?р открытых транзисторов VT1, VT2 в момент срабатывания. Величину напряжения Uk можно найти по формуле:
и; = (R Е - R, R, i;y{R, + R,), (5.9)
де 1б2 - ток базы транзистора VT2 в момент срабатывания.
По аналогии с (5.8) запишем соотношение для определения еличины Потп:
Uoxn = U;-fU.3,-U;.3„ (5.10)
де и"к - напряжение на коллекторе VT1 перед моментом отпускания; U"b.9i ) U"e.32 - напряжения на переходах база - миттер открытых транзисторов VT1, VT2 в момент отпускания. Напряжение U"k находим следующим образом:
и; = [R, Е - R, R, 1 ф, - 1)]/(R, + R,), (5.11)
де Гвг -ток базы транзистора VT1 в момент отпускания.
Моменты срабатывания и отпускания схемы соответствуют ра--енствам:
PiIbi = P2Ib2. (5-12)
Базовые токи в моменты срабатывания и отпускания рассчи-ываются по формулам:
I, = (Uep-U,.3,)/P,R3, (5.14)
I;2 = (U;~.32)/P2R3, (5.15)
Ib, = (Uo™-U;.9i)PiR3. (5 16)
i;2 = (U;-U;.32)/P2R3. (5.17)
В моменты переключения транзисторы находятся в активной бласти, поэтому напряжения О.э описываются известным урав-гаием:
ub.9 = Uo-f Фт1п(Р1б/1о), (5.18)
де Uo - напряжение база - эмиттер при токе 1о, принятом за оминальный; фт - температурный потенциал, равный 0,026 В фи 20 °С.
о 1,0 2,0 3,0 ,OU,p,B Рис. 5.37. Зависимость R1/R2 от Ucp
О 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
Рис.
UoTn
5.38.
и Ucp ср"2 В;
Зависимость R3/R2
2-и.
= 3 В; г -и.
Решая уравнения (5.8... 5.18) относительно Rs, получим:
Кз = Rl R2 (uoth - Ub.3)/[R2 (Е - Uo.„) - Rl Uo,n]. (5.1
Сопротивление резистора R4 выбирается в зависимости от тр буемого перепада ивых.р с обеспечением активного режима раб ты открытого транзистора VT2, а Ri из соотношения:
Rl = R,(E-Uep)/Uep. (5.2
На рис. 5.37, 5.38 даны зависимости R1/R2 от Ucp и R3/R2 UoTn и Ucp при Е = 6 В.
Интегральные схемы управления
В настоящее время при упоминании об интегральной схеме у равления (ИСУ) для ВПН специалист, как правило, представл ет себе ШИМ, выполненный на базе интегральной или гибри ной технологии. В иностранной литературе в последние годы уд ется увидеть также разработки ИСУ типа ЧИМ и для резонансн ВПН. При этом прослеживается стремление ввести в ИСУ ее не целиком ФБТ, то ряд его элементов. Если вспомнить о сил вых микросборках (CMC), представленных в § 6.1, которые та же включают в себя элементы ФБТ, то налицо движение н встречу друг другу CMC и ИСУ. Это движение позволяет пр гнозировать разработку в будущем интегральных схем, вкл чающих в себя все элементы схем ВПН, кроме трансформаторо дросселей и конденсаторов.
В работе [88] проанализированы требования, предъявляем к современным ИСУ - широтно-импульсным модуляторам д однотактных и двухтактных ВПН. При этом перечень параметр и схемотехнических особенностей, характеризующий полные функциональным признакам ИСУ предлагается следующим:
крутизна модуляционной характеристики;
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 [ 33 ] 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53