Как изменить напряжение в импульсном блоке питания

Обновлено: 07.07.2024

На просторах инета частенько возникает подобная тема, но решения не нашёл. Поможете побороть?
Имеется несколько стабилизированных импульсных блоков питания SNP-K039-H (24В/1А). Разборный корпус, габаритный трансформатор и мощный транзистор побудили изучить возможность незначительным изменением схемы получить на выходе напряжение, например 12В. Фото устройства вложил. Схему срисовал с платы (возможны неточности).
Итак, приступим. К сожалению в сети не удалось найти параметры ШИМ FA5322. Но визуальный анализ схемы позволяет предположить, что по параметрам и принципу работы близка к ШИМ UC3842.
Уменьшая сопротивление R11 в цепи делителя стабилитрона 1431T, можно уменьшить выходное напряжение до 19В. Уменьшая сопротивление чуть ниже 33 кОм и напряжение меньше 19В стабилизация пропадает. Выходное напряжение плавает 15. 18В. Напряжение питания на 7 выводе ШИМ уменьшается до 10В, и я так понимаю она отключается.
Стоит задача, без переделки трансформатора (залит компаундом) обеспечить питание ШИМ 13В при выходном 12В. Какие будут практические советы?

Стоит задача, без переделки трансформатора (залит компаундом) обеспечить питание ШИМ 13В при выходном 12В. Какие будут практические советы? Вы уверены, что проблема именно в питании ШИМ? А даташит на него есть? Сколько он сам потребляет?
Если все-таки надо питание поднять, тогда или дополнительный БП, по примеру ATX. Хотя еще не известно, как отреагирует ШИМ на такую подставу.
Или умножитель, если будет хватать тока.
Если есть хоть какой-то зазор между катушкой и сердечником трансформатора, можно попробовать пропихнуть пару витков последовательно с обмоткой питания.

Приветствую, Soir! Давно искал вас после ухода с других сайтов. Увидев сдесь, тоже решил зарегестрироваться. По Вашему профилю также имеются вопросы. извините за офтоп.

Несколько дней потратил на поиски даташита на этот ШИМ - безрезультатно. Скорее всего ШИМ работает при питании в диапазоне 10В. 15В. Ток потребления вероятно до 20мА. Никаких зазоров в трансе нет - залит.
Одно из возможных решений какое встречал в сети, это на колечке К10х8х2 2000НМ мотать автотрансформатор и подключить к обмотке питания ШИМ. Цитата: "Данные трансформатора такие: 27витк + 12 витк, меньшее количество (27) приводило к насыщению сердечника и соответственно его нагреву". Но как его подключать так и не понял.
Также не совсем понятна роль конденсатора С7 между 4 и 5 ногой ШИМ. Возможно после запитки ШИМ его также вместе с R11 нужно будет уменьшать.
Также есть мысль исследовать вторичку, на плате закорочены несколько выводов (на схеме отобразил), возможно там можно использовать другие обмотки?

Одно из возможных решений какое встречал в сети, это на колечке К10х8х2 2000НМ мотать автотрансформатор и подключить к обмотке питания ШИМ. Цитата: "Данные трансформатора такие: 27витк + 12 витк, меньшее количество (27) приводило к насыщению сердечника и соответственно его нагреву". Но как его подключать так и не понял. Это наверно не автотрансформатор, а повышающий трансформатор (хотя может быть и автотрансформатор). Если так - подключается параллельно обмотке питания. Но это тоже, что и умножитель.
off-off пишет: Также не совсем понятна роль конденсатора С7 между 4 и 5 ногой ШИМ. Также есть мысль исследовать вторичку, на плате закорочены несколько выводов (на схеме отобразил) Думаю, это ошибка, закороченных витков/обмоток не должно быть. Может экранирующие обмотки. Последнее редактирование: 09 нояб 2015 19:45 от Soir . Учитывая, что я в рисовалке схем сам указывал назначение выводов, то видел, что писал. не факт что угадал. Но так как других частотно зависимых выводов не обнаружил - назначил его.
Просто в одном из форумов по ремонту, в похожем БП с напряжением 12В, его ёмкость указывалась 1мк - ищу аналогии, может и ошиблись..
Ну что-ж, подберу материалы и намотаю колечко. Попробую подключить всё же по схеме автотрансформатора, как на рисунке. Как бы это угадать с напряжением, что бы не подпалить ШИМ? Хотя стабилитрон на 7 ноге не зря же стоит.

Последнее редактирование: 09 нояб 2015 20:59 от off-off . Как бы это угадать с напряжением, что бы не подпалить ШИМ? Хотя стабилитрон на 7 ноге не зря же стоит. Нарисован правильно? Если так и есть, то при достижении напряжения питания величины его пробоя, сработает схема ограничения тока - ШИМ сам себя защитит. Наверно. При этом возможно провалит выходное напряжение. не пойму. нахрена лезть в обвязку и пытаться расковырять трафу ( она залита для того чтобы не издавала писк ( видно задающий на околозвуке работает) просто выпаивается пара резисторов которе подключены к управляющему входу 431 и вместо них подпаять подстроечник на суммарный номинал этих сопротивления. И подбирая угол поворота вы получите все тоже но с нужным для вас выходным напряжением. И подбирая угол поворота вы получите все тоже но с нужным для вас выходным напряжением. "Якби все одно, то лазили б у вікно, а так дверей шукають." :) Я ж вже писав, що так можна регулювати лише 20% напруги. А знизити 24В до 12В потрібен або інший транс, або ШИМ. або й те та друге разом! вы проверяли? на счет 20%.
зачем ерунду писать? Универсальные бп хи, которые в металлических корпусах точно по такой схемотехнике строятся и точно так же подключен подстроечник так вот у них от 3 до 20 вольт на выходе можно регулировать.
А шиму по барабану на каком напряжении уменьшать скважность на затворе ключа. Звісно перевіряв, і про це писав в першому повідомлені. ах да, воно досить велике і вам не підсилу стільки букв осилити.
По секрету повідомлю, що зворотньоходовики всі будуються за подібною схемою, але чомусь лише в деяких можливе регулювання вихідної напруги в декілька раз.
До речі, був би вдячний, якщо б виклали схему "універсального БЖ" з таким широким діапазоном регулювання. Хочеться глянути як там організоване живлення ШІМ. Igr44 если на выходе напряжение уменьшить в два раза за счет шим, то и на обмотке самопитания микры напряжение снизится на столько же, логично, не? тут вопрос в том, на какое среднее напряжение расчитывали самопитание, и минимальное напряжение при котором начинает работу ШИМ.
off-off, нормального снижения напряжения без как минимум перемотки вторички тут не получится. либо лепить костыли с трансом как Вы предлагали, либо повышающий дц-дц на 34063, для питания шим если ей нехватает

Igr44 если на выходе напряжение уменьшить в два раза за счет шим, то и на обмотке самопитания микры напряжение снизится на столько же, логично, не? тут вопрос в том, на какое среднее напряжение расчитывали самопитание, и минимальное напряжение при котором начинает работу ШИМ.

какая обмотка самопитания? шим легко без подпитки через диод запускается через последовательный набор резисторов. Сколько он сам потребляет?

По секрету повідомлю, що зворотньоходовики всі будуються за подібною схемою, але чомусь лише в деяких можливе регулювання вихідної напруги в декілька раз.
До речі, був би вдячний, якщо б виклали схему "універсального БЖ" з таким широким діапазоном регулювання. Хочеться глянути як там організоване живлення ШІМ.

Так гугель в помощь, или букв много не найдете?
По очень большому секрету скажу, что я более чем уверен что вы даже не пытались сыграть делителем в обратной связи.

та, которая питает шим в рабочем режиме! а цепь из резисторов предназначена для первого запуска шим.
Вы вообще представляете как работает импульсный бп, в данном случае обратноходовый?

Он имел ввиду резистивный делитель R10,R11 в цепи обратной связи управления 1431Т, которым можно подстроить выходное напряжение в небольших пределах.

А взагалі, не переймайтеся, можливо порожніми постами, просто накручує кількість повідомлень :) От якби розмістив ПОДІБНУ схему з широким діапазоном регулювання (як стверджував від 3 до 20В) - була б користь.

а зачем мне количество постов? По схеме автотрансформатора меньшим числом витков подключается к трансформатору, большим к диоду. Важна правильность соединения обмоток.
Важен момент согласования сопротивления (не омического) обмоток основного трансформатора и повышающего.
Ну и конечно, есть ли такая мощность в этой обмотке основного трансформатора при пониженном напряжении вообще.
Как это все рассчитать - не знаю. Да и данных то никаких нет - ни по основному трансформатору, ни по ферритовому колечку.
Наверно надо пробовать. В автотрансформаторе попробуйте не уменьшать первичную обмотку, а увеличивать вторичную.
Что касается умножителя - задайте поиск. Вот первая попавшаяся схема удвоителя:

Но опять же. Требуемая мощность должна быть в обмотке трансформатора, иначе ничего не выйдет ни с автотрансформатором, ни с умножителем, ни с преобразователем на 34063.
---
P.S.
Чтобы обезопасить блок питания на время этих экспериментов, подключайте его в сеть 220V через последовательно включенную лампу накаливания. В данном случае наверно 25-40 Вт, если БП не нагружен. Последнее редактирование: 11 нояб 2015 21:08 от Soir .

Сьогодні на ремонт потрапив блок автоматики від воріт. Почав шукати причину. Дорожка перегнила. Ну то таке. Цікаве рішення стабілізатора понижуючого: від 7,5 до 76 вольт вхідной - 3,3 до 12 в (макс 1 А) вихідной напруги.

Этот ШИМ-преобразователь работает на фиксированной частоте 125 кГц при больших нагрузках, и автоматически переключается в режим пропускания импульсов для обеспечения низкого тока покоя и высокой эффективности работы при небольших нагрузках. Встроенная частотная компенсация упрощает схемную реализацию преобразователя. Микросхемы серии MAX503x содержат интегрированный высоковольтный ДМОП-транзистор с низким входным сопротивлением, обеспечивающий высокий уровень КПД и уменьшающий стоимость всего модуля DC-DC преобразователя. Микросхемы также имеют блокировку пониженного напряжения, защиту от КЗ и отключение при перегреве.

Преобразователь MAX5035 (MAX5033) обеспечивает до 1 А (0.5 A) выходного тока, который ограничен максимальной мощностью рассеивания корпуса микросхемы. Предусмотрено внешнее отключение преобразователя, номинальный ток отключения 10 мкА. Преобразователи MAX503x A/B/C имеют выходное напряжение 3.3 В, 5 В и 12 В соответственно, MAX503xD — регулируемое выходное напряжение в диапазоне 1.25…13.2 В.

Широкий диапазон входных напряжений, расширенный температурный диапазон и дополнительные функции защиты позволяют применять преобразователи MAX503x в автомобильной электронике, системах распределенного питания, в промышленных и бытовых электронных устройствах.

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Как регулировать напряжение на выходе импульсного бп

Как регулировать напряжение на выходе импульсного бп
Точнее за счет чего его можно регулировать?
За счет изменения частоты преобразования? или как? Смотря какого БП. Обычно - за счет изменения коэффициента заполнения импульсов генератора.

_________________
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет - любой!

Собрал бп по такой схеме (во вложениях), переделал обратную связь по току на обратную связь по напряжению, подключил силовой трансформатор из компьютерного бп . Напряжение на 5вольтовой обмотке 13в, на 12вольтовой 30в.
Хотел бы подогнать напряжения под номинальные.

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Можно запилить дополнительную ОС на оптопаре, которая будет срывать колебания при выходе напряжения за заданные пределы, это проще всего.

_________________
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.

Приглашаем всех желающих 25/11/2021 г. принять участие в вебинаре, посвященном антеннам Molex. Готовые к использованию антенны Molex являются компактными, высокопроизводительными и доступны в различных форм-факторах для всех стандартных антенных протоколов и частот. На вебинаре будет проведен обзор готовых решений и перспектив развития продуктовой линейки. Разработчики смогут получить рекомендации по выбору антенны, работе с документацией и поддержкой, заказу образцов.

Приглашаем 30 ноября всех желающих посетить вебинар о литиевых источниках тока Fanso (EVE). Вы узнаете об особенностях использования литиевых источников питания и о том, как на них влияют режим работы и условия эксплуатации. Мы расскажем, какие параметры важно учитывать при выборе литиевого ХИТ, рассмотрим «подводные камни», с которыми можно столкнуться при неправильном выборе, разберем, как правильно проводить тесты, чтобы убедиться в надежности конечного решения. Вы сможете задать вопросы представителям производителя, которые будут участвовать в вебинаре

Dmitry__ » 13 июл 2014, 22:45

MEXAHuK » 13 июл 2014, 22:46

Кажется мне, что трансформаторы для этой линейки моделей тоже все разные.
А само напряжение задается делителем возле SHR1. SHR1 - это скорее всего какой-то аналог TL431.
Но, по-хорошему, вторичку тоже перематывать надо.

Myp » 14 июл 2014, 00:51

схема похожа на Figure 3
напряжение так же идёт с R1 и R2
притом каждый из них собран из двух параллельных резисторов.
в сумме поулчается резисторы 2К и 2К2

завтра попробую впаять переменник и покрутить

максимальное напряжение которые можно получить с этого БП будет ограничено параметрами трансформатора?
тобишь я смогу сделать напряжение от нуля до чуть выше чем штатно?

Dmitry__ » 14 июл 2014, 02:04

Myp писал(а): завтра попробую впаять переменник и покрутить

Переменник аккуратно ставь, чтоб не было сопротивление "0", если вместо R2 (по Figure 3), или "бесконечность", если вместо R1.

Myp писал(а): максимальное напряжение которые можно получить с этого БП будет ограничено параметрами трансформатора?

Напряжение ограничивают: макс. напр. электролитов, макс. напр. силового транзистора, ток нагрузки. Еще может потребоваться подбор конденсатора в цепи tl431, при большом диапазоне регулировки вых. напр. (чтоб не свистел бп). Только конденсатор как-то неправильно стоит на схемах выше, надо от катода на упр. электрод TL431, ща нагуглю

Добавлено спустя 4 минуты 33 секунды:
как тут на "b", но это на крайний случай, если засвистит бп.

Добавлено спустя 7 минут 12 секунд:
Вот схема по фэншую (rc цепь на tl431):

MEXAHuK » 14 июл 2014, 05:16

Myp писал(а): максимальное напряжение которые можно получить с этого БП будет ограничено параметрами трансформатора?
тобишь я смогу сделать напряжение от нуля до чуть выше чем штатно?

Насколько я понимаю, от нуля не получится, при понижении напряжения без переделки трансформатора на определенном пороге генерация будет срываться.

Импульсные источники питания (ИИП) заполонили мир. Кажется, что они применяются везде, полностью вытеснив традиционные. На самом деле, этот вопрос неоднозначный.

В обзоре речь пойдет именно об импульсных блоках питания (ИИП) – преобразователях переменного сетевого напряжения в постоянное. Следует отличать такие устройства от импульсных стабилизаторов (стабилизируют входное постоянное напряжение) и преобразователей DC/AC или AC/AC (например, 12VDC/220 VAC, преобразующих напряжение автомобильной бортсети в 220 вольт), хотя в этих устройствах применяются похожие принципы.

Отличия импульсного блока питания от обычного трансформаторного

Схема трансформаторного стабилизированного источника питания.

Традиционный «трансформаторный» блок питания строится по схеме: трансформатор - выпрямитель с фильтром - стабилизатор выходного напряжения (может отсутствовать). Схема несложна и отработана годами, но у нее есть существенный недостаток – при увеличении мощности опережающими темпами растут габариты и вес.

В первую очередь растут размеры и масса трансформатора. Для повышения тока надо увеличивать сечение обмоток, но главный вклад в массогабаритные характеристики вносит сердечник. Не вдаваясь в физические подробности, можно отметить, что эту проблему можно обойти, увеличив частоту, на которой происходит трансформация. Чем выше частота, тем меньшим сердечником можно обойтись. Не зря в авиации и кораблестроении используются электросети на частоту 400 Гц. Многие элементы получаются гораздо легче и компактнее. Но в быту негде взять повышенную частоту. 50 Гц в розетке – все, что доступно потребителю. Поэтому блоки питания на большие токи строят по другому принципу. В них переменное напряжение сети выпрямляется, а затем из него «нарезаются» импульсы более высокой (до нескольких десятков килогерц) частоты. За счет этого трансформатор получается маленьким и легким без потери мощности. Это главное, чем отличается любой импульсный блок питания от обычного.

Еще один источник повышенных размеров и габаритов – стабилизатор. В традиционных БП применяются линейные стабилизаторы. Они требуют повышенного входного напряжения, а разница между входом и выходом, умноженная на ток нагрузки, бесполезно рассеивается. Это ведет к дополнительному увеличению массы трансформатора, который должен обеспечивать необходимый бесполезный запас по мощности, а также требует больших и тяжелых теплоотводящих радиаторов. В ИИП это делается по другому принципу. Напряжение стабилизируется методом изменения ширины импульсов. Это позволяет повысить КПД и не требует отвода излишнего тепла в таком количестве.

В видео-сравнение линейного и импульсного блоков питания.

К недостаткам импульсников можно отнести усложненную схемотехнику и повышенные требования к надежности элементов. Эти минусы сходят на нет с ростом мощности. Считается, что для выходных токов до 2..3 ампер подходят трансформаторные блоки с линейными стабилизаторами, а чем выше нагрузка, тем ярче начинают проявляться преимущества ИИП. При токах от 10 А обычно о трансформаторных БП речь уже не идет.

Среди минусов импульсных источников также надо упомянуть генерацию помех в питающую сеть и «замусоренность» выходного напряжения высокочастотными составляющими.

Какие бывают виды и где применяются

Разделить импульсники можно по разным признакам. По выходному напряжению они делятся на:

однополярные с одним уровнем напряжения;
ондополярные с несколькими уровнями напряжения;
двухполярные.

Эти типы можно комбинировать как угодно – принципиальных ограничений нет. Можно создать блок питания, например, с несколькими однополярными напряжениями (+5 В, +24 В) и с двуполярным (±12 В), или с двумя двуполярными выходами (±12 В, ±5 В). Все зависит от области применения.

Более интересной является информация о типе стабилизации. Здесь ИИП можно разделить на категории:

Нестабилизированные источники. У них выходное напряжение зависит от нагрузки. Могут быть применены для питания оконечных устройств аудиоаппаратуры (усилители и т.п.).
Стабилизированные источники. У таких устройств от нагрузки могут не зависеть напряжение, ток или и то, и другое. Источники со стабилизированным напряжением используются, например, в качестве БП для компьютеров и серверов, или для заряжания кислотно-свинцовых аккумуляторов. Стабилизированный ток подойдет для зарядных устройств для других типов АКБ.
Регулируемые источники. У них уровень выходного напряжения и тока можно выставлять в определенных пределах в зависимости от потребности. Такие устройства используются в качестве лабораторных источников питания.

Схема и сборка самодельного блока питания с регулировкой напряжения и тока

Описать все области использования импульсников невозможно. Они применяются там, где надо получить большой ток от легкого и компактного источника.

Также можно разделить ИИП по схемотехнике:

с импульсным трансформатором;
с накопительной индуктивностью.

В схемотехнику можно углубляться и дальше и классифицировать БП по другим критериям, но это принципиального значения не имеет.

Структурная схема и описание работы основных узлов ИБП

Структурная схема импульсника сложнее, чем у трансформаторного источника. Для понимания принципа работы импульсного блока питания в целом, надо разобрать функционирование каждого узла в отдельности.

Плавкий 5-амперный предохранитель перегорает при превышении номинального тока при аварийной ситуации в БП. Для защиты от повышения напряжения предусмотрен варистор V1. В штатном режиме он не влияет на работу устройства. При скачке в сети от открывается, его сопротивление резко увеличивается, ток через варистор возрастает. Это вызывает перегорание предохранителя.

Терморезистор с отрицательным коэффициентом сопротивления THR1 сначала имеет большое сопротивление и ограничивает ток, идущий на зарядку конденсаторов фильтра высоковольтного выпрямителя. Потом термистор прогревается проходящим через него током, его сопротивление падает, но к тому моменту емкости уже будут заряжены. Конденсаторы CX1, C11, C12, CY3 и синфазный дроссель FL1 защищают сеть от синфазных и дифференциальных помех.

Высоковольтный выпрямитель и фильтр

Высоковольтный выпрямитель обычно строится по традиционной мостовой двухполупериодной схеме и особенностей не имеет. Если в преобразователе применяется полумостовая схема, то фильтр выполняется из двух емкостей, включенных последовательно – так формируется средняя точка с напряжением, равным половине питания.

Участок схемы импульсника с высоковольтным выпрямителем D1-D4 и с емкостным делителем напряжения C1-C2.

Иногда параллельно конденсаторам ставят резисторы. Они нужны для разряда емкостей после выключения питания.

Инвертор

Преобразование постоянного напряжения в импульсное происходит с помощью инвертора на полупроводниковых ключах (часто на транзисторах). Открываясь и закрываясь, ключи подают в обмотку импульсы напряжения. Таким методом получается своеобразное переменное напряжение (однополярное), которое может быть трансформировано в напряжение другого уровня обычным способом.

Самая простая схема преобразователя постоянного напряжения в импульсное – однотактная. Для ее реализации нужен минимум элементов. Недостаток такого узла – при росте мощности резко растут габариты и масса трансформатора. Связано это с принципом действия такого преобразователя. Он работает в два цикла – во время первого транзистор открыт, энергия запасается в индуктивности первичной обмотки. Во время второго запасенная энергия отдается в нагрузку. Чем больше мощность, тем больше должна быть индуктивность, тем больше должно быть витков в первичной обмотке (соответственно, увеличивается количество витков во вторичных обмотках).

От этого недостатка свободна двухтактная схема со средней точкой (пушпульная). Первичная обмотка трансформатора разделена на две секции, которые через ключи поочередно подключаются к минусовой шине. На рисунке красной стрелкой показано направление тока для одного цикла, а красной – для другого. Минусом является необходимость иметь удвоенное количество витков в первичке, а также наличие выбросов в момент коммутации. Их амплитуда может достигать двойного значения от напряжения питания, поэтому надо применять транзисторы с соответствующими параметрами. Сфера применения такой схемы – низковольтные преобразователи.

Выбросы отсутствуют, если инвертор выполнен по мостовой схеме. Из четырех транзисторов составлен мост, в диагональ которого включена первичная обмотка трансформатора. Транзисторы открываются попарно:

первый цикл – верхний левый и нижний правый;
второй цикл – нижний левый и верхний правый.

Обмотка подключается к плюсу питания то одним выводом, то другим. Минусом является применение 4 транзисторов вместо двух.

Компромиссным вариантом считается применение полумостовой схемы. Здесь коммутируется один конец первичной обмотки, а второй подключен к делителю из двух емкостей. В этой схеме также отсутствуют выбросы напряжения, но применено всего два транзистора. Недостаток такого решения – к первичной обмотке прикладывается только половина питающего напряжения. Вторая проблема – при создании мощных источников емкость конденсаторов делителя растет, и их стоимость становится нецелесообразной.

Если ИИП построен по схеме с регулировкой параметров методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), то в большинстве случаев ключи приводятся в действие не напрямую от микросхемы ШИМ, а через промежуточный узел – драйвер. Связано это с повышенными требованиями к прямоугольности управляющих сигналов.

Фрагмент схемы промышленного импульсного источника – полумостовой инвертор на транзисторах Q1, Q2 управляется через промежуточный узел на транзисторах Q8, Q9 и трансформаторе T1.

В схемах всех преобразователей используются как полевые, так и биполярные транзисторы, а также IGBT, сочетающие свойства обоих типов.

Выпрямитель

Трансформированное во вторичные обмотки напряжение надо выпрямить. Если требуется выходное напряжение выше +12 вольт, можно применять обычные мостовые схемы (как и в высоковольтной части).

Схема импульсного блока питания с выходным напряжением до 30 вольт и мостовым двухполупериодным выпрямителем.

Если напряжение низкое, то выгодно применять двухполупериодные схемы со средней точкой. Их преимущество в том, что падение напряжение происходит только на одном диоде для каждого полупериода. Это позволяет сократить количество витков в обмотке. Для этой же цели используют диоды Шоттки и сборки на них. Недостаток такого решения – более сложная конструкция вторичной обмотки.

Схема выпрямителя со средней точкой и прохождение по ней тока.

Фильтр

Выпрямленное напряжение надо отфильтровать. Для этой цели применяются как традиционные емкости, так и индуктивности. Для используемых частот преобразования дроссели получаются небольшими, легкими, но работают эффективно.

Схема выходных фильтрующих цепей каналов импульсного компьютерного блока питания.

Цепи обратной связи

Цепи обратной связи служат для стабилизации и регулировки выходного напряжения, а также для ограничения тока. Если источник нестабилизированный, у него эти цепи отсутствуют. У устройств со стабилизацией тока или напряжения эти цепи выполняются на постоянных элементах (иногда с возможностью подстройки). У регулируемых источников (лабораторных и т.п.) в обратную связь включены органы управления для оперативной регулировки параметров.

У компьютерного БП дополнительно имеется схема управления и формирования служебных сигналов (Power_good, Stand By и т.д.).

Как устроен ШИМ контроллер

В стабилизированных и регулируемых источниках питания напряжение на выходе поддерживается методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Суть метода в том, что первичная обмотка питается импульсами неизменной амплитуды и частоты. Для регулировки напряжения в зависимости от нагрузки или выбранного уровня изменяется ширина импульса. Трансформированные во вторичную обмотку импульсы затем выпрямляются и усредняются на выходном конденсаторе фильтра. Чем больше ширина импульса, тем выше усредненное напряжение. Если в результате увеличения тока нагрузки напряжение на выходе просело, ШИМ-контроллер сравнивает выходное напряжение с заданным и дает команду увеличить ширину импульсов. Если напряжение увеличилось, ширина импульсов уменьшается. Среднее напряжение также уменьшается.

Принцип регулирования выходного напряжения методом широтно-импульсной модуляции.

Культовой микросхемой для построения импульсных источников считается TL494. На ее примере можно разобрать принцип действия
шим контроллера блока питания.

Назначение выводов микросхемы указано в таблице.

Назначение	Обозначение	Номер вывода		Номер вывода	Обозначение	Назначение
Прямой вход усилителя ошибки 1	IN1	1		16	IN2	Прямой вход усилителя ошибки 1
Инверсный вход усилителя ошибки 1	IN1	2		15	IN2	Инверсный вход усилителя ошибки 1
Выход обратной связи	FB	3		14	Vref	Выход опорного напряжения
Управление временем задержки	DTC	4		13	ОТС	Выбор режима работы
Частотозадающий конденсатор	C	5		12	VCC	Напряжение питания
Частотозадающий резистор	R	6		11	С2	Коллектор 2-го транзистора
Общий провод	GND	7		10	E1	Эмиттер 1-го транзистора
Коллектор 1-го транзистора	C1	8	9		E2	Эмиттер 2 -го транзистора

Частоту генератора задают элементы, подключаемые к выводам 5 и 6. Напряжением на выводе 4 ограничивают ширину выходного импульса. Это необходимо для исключения «перехлеста» открытия транзисторов чтобы избежать ситуации, когда оба ключа оказываются открыты. Через этот вывод также можно организовать мягкий пуск БП. Вывод 13 служит для перевода микросхемы в однотактный режим. Если его подключить к общему проводу, импульсы на выводах обоих ключей станут одинаковыми. На выводе 14 постоянно присутствует образцовое напряжение, равное +5 вольтам. Оно может быть использовано в любых схемотехнических целях.

Выводы 1 и 2 служат прямым и инверсным выводами усилителя ошибки. Если напряжение на выводе 1 превышает напряжение на 2 ноге, то ширина выходных импульсов будет уменьшаться пропорционально разнице на этих выводах. Если напряжение на 2 выводе выше, чем на 1, то на выходе импульсы будут отсутствовать. Также работает второй усилитель ошибки (выводы 16 и 15). Выходы обоих усилителей соединены по схеме ИЛИ и подключены к ноге 3. Первый усилитель обычно используют для регулирования напряжения, второй – для регулирования тока.

В качестве примера можно рассмотреть схему лабораторного источника на данной микросхеме. Здесь применены практически все технические решения, описанные выше. Регулируемая обратная связь, выполненная на операционных усилителях OP1..OP4, позволяет настраивать уровень выходного напряжения и ограничивать ток. Для создания импульсного напряжения используется полумостовой инвертор на биполярных транзисторах, подключенных к микросхеме посредством драйвера.

Для наглядности рекомендуем серию тематических видеороликов.

Также при создании ИИП применяются и другие микросхемы-регуляторы ШИМ. Они могут отличаться от TL494 по функционалу и назначению выводов, но в них используются те же принципы. Разобраться в их работе не составит труда.

Читайте также: