Элементная база, используемая в источниках питания

 

Схемотехника источников питания мониторов достаточно разнообразна, однако, наибольшее распространение получили преобразователи на базе микросхем ШИМ-регуляторов с опережающим токовым регулированием серии UC3842/43, и ее аналогов - КА3842/82, DBL3842, SG3842.

По-видимому, это связано с простотой управления и применения (требует минимального числа внешних радиоэлементов).

Микросхема содержит цепи точного формирования длительности цикла управления (до 96%), температурно компенсированный источник опорного напряжения (0, 2 мВ/°С), усилитель ошибки с высоким коэффициентом усиления (до 90 дБ в разомкнутой цепи), тотемный выход для управления ключом на полевом транзисторе (выходной ток до I А).

В источниках питания мониторов Panasonic применяется микросхема M62281FP аналогичного назначения, а в последнее время в мониторах SAMSUNG - микросхема управления двухтактным квазирезонансным преобразователем МС34067.

Сравнительная характеристика микросхем по типовым параметрам приведена в табл.2.

Таблица 2. Сравнительная характеристика микросхем ШИМ-регуляторов

Микро-схема	Частота, кГц	Напряжение включения генератора, В	Напряжение выключения генератора, В	Потребляемый ток ИС, в режиме ожидания, мкА	Потребляемый ток ИС в рабочем режиме,
UC3842A	52	16, 0	10, 0	500	12
UC3842B	250	16, 0	10, 0	300	12
КА3882	52	16	10	200	11
UC3843A	52	8, 4	7, 6	500	12
UC3843B	250	8, 4	7, 6	300
КА3883	52	8, 4	7, 6	200	11
M62281FP	180	12, 5	8, 3	180	13
МС34067	525	16	9, 0	500	27
STR6707		8, 0	4, 9	200	29
КА2Н0880	100	15	10
TDA4605	180	12	6, 9	500	12

 

Особенностью микросхем данного типа является наличие релейного режима энергосбережения (SMPS - switching mode power supply), который обеспечивается наличием триггерного включения и выключения питания, т.е. источник питания включается (выключается) при превышении (уменьшении) напряжения питания некоторого установленного напряжения порога.

В этом режиме источник питания выключается при уменьшении питающего напряжения в аварийных режимах работы монитора.

Типовая зависимость потребляемого тока микросхемы от ее напряжения питания приведена на Рис.6.

В режим малого потребления энергии микросхема переводится путем перегрузки по одному из выводов питания (опорному или непосредственно питания).

 

Рис. 6. Зависимость потребляемого тока микросхем от напряжения питания (VC3842, MOTOROLA)

В качестве ключевых элементов преобразователей нашли широкое применение мощные полевые транзисторы MOSFET.

Современные транзисторы данного класса обладают неплохими электрическими и частотными характеристиками (ввиду отсутствия не основных носителей частота переключения их гораздо выше биполярных).

Максимальное значение напряжения сток-исток транзистора определяется суммой двойного выпрямленного напряжения сети и напряжения перехода.

Значение напряжения перехода зависит от индуктивности рассеяния трансформатора преобразователя и емкости гасящего конденсатора в цепи стока.

Как правило, минимально-необходимое напряжение сток-исток транзистора, работающего в преобразователе, питаемого от сети 220/240 В, составляет 800 В.

Следует отметить, что наряду с указанными, в источниках питания применяется ряд микросхем серии STR различного функционального назначения, как правило, содержащих мощный ключевой биполярный транзистор.

В некоторых случаях, для источников с транзисторами этого класса индуктивность рассеяния трансформатора значительна и напряжение на коллекторе транзистора может превышать 1000 В, поэтому использование транзисторов с более высоким значением максимально допустимого напряжения коллектор-эмиттер считается более предпочтительным.

Применение универсальных переключателей входного напряжения этой же серии (типа STR81145, STR83145 и др.) позволяет расширить допустимый диапазон входного переменного напряжения при эксплуатации монитора.

Наличием высокой частоты работы преобразователя объясняется использование специальных элементов, допускающих работу при повышенных частотах и температурах. Вследствие этого, в качестве выпрямительных используются диоды Шоттки с малым падением напряжения в прямом направлении (0, 2...0, 3 В для кремниевых диодов) и конденсаторы с малыми потерями, допускающими работу при высоких температурах.

Отличительной особенностью источников питания является широкое применение элементов защиты, специально предназначенных для подавления перенапряжения, возникающего в переходном процессе.

Кроме описанных элементов защиты в п.1.2, этот эффект достигается включением в управляющих электродах: коммутационных цепей (ключевых транзисторов, тиристоров и т.п.), диодов TRANSIL, TVS (transient voltage suppressor - подавитель напряжений переходных процессов).

В отличие от варисторов, также используемых для этих целей, диоды TRANSIL являются более быстродействующими, их время срабатывания составляет несколько пикосекунд.

Функционирование диодов этого типа всегда приводит к ограничению сигнала уровнем напряжения фиксации (рис.7), вызванного волной перенапряжения.

 

Рис. 7. Вольт-амперная характеристика диода TRANSIL

а) обозначение на принципиальной схеме;

б) ВАХ диода

На рисунке приняты следующие обозначения U_maxo (пиковое обратное напряжение) максимальное рабочее напряжение, при котором протекающий в течение длительного времени ток не вызывает выхода из строя защищаемого компонента, U_np - пробивное напряжение, т.е. напряжение, при котором происходит резкое увеличение протекающего тока, причем скорость увеличения тока превышает скорость увеличения напряжения, U_orp - напряжение фиксации (ограничения), U_np - падение напряжение на диода при смещении перехода в прямом направлении, I_{o6p max} - максимальное допустимое значение тока в рабочем режиме, 1_{пр шх} - максимальный прямой ток диода,  - значение тока в рабочем режиме, соответствующее, В тексте описаний принципиальных схем ввиду близости свойств, ВАХ и принципа функционирования эти диоды названы в некоторых случаях стабилитронами или просто диодами.

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: