Устройства импульсного электропитания для альтернативных энергоисточников

Для гальванической развязки с вторичными напряжениями питания к усилителю мощности подключен импульсный трансформатор Т3. Позиционное обозначение трансформатора соответствует принципиальной схеме источника питания. Импульсные напряжения со вторичных обмоток трансформатора поступают на блок выпрямителей.

В схемах выпрямителей вторичных напряжений используются диоды различных модификаций, что определяется номинальной токовой нагрузкой каждого отдельного канала.

Во вторичном канале напряжения +3,3 В введен дополнительный и достаточно эффективный стабилизатор.

Регулировка вторичных напряжений реализуется с помощью схемы обратной связи, электронный узел которой, в свою очередь, подключен к выходам блока фильтров.

Для управления работой усилителя мощности в цепи обратной связи применен каскад широтно-импульсного модулятора длительности импульсов возбуждения.

После сравнения поступившего сигнала с эталонным уровнем ШИМ-каскад формирует сигналы об увеличении поступления энергии во вторичную цепь или о ее сокращении.

В соответствии с этим производится модуляция длительности импульсов, которые через согласующий каскад, усиливающий их, подаются на входные цепи усилителя мощности.

Воздействие на ШИМ-регулятор оказывается не только при изменении вторичных напряжений в пределах диапазона регулирования, соответствующего нормальной работе, но и в случае возникновения экстренной ситуации (неконтролируемого увеличения или снижения напряжений на нагрузке).

Ключевая СИП воздействует на ШИМ-модулятор, блокируя его работу в случае возникновения аномальных процессов в цепи нагрузки.

К схемотехнике компьютерных блоков питания мы еще вернемся позже, когда будем рассматривать частные варианты защиты ИИП.

В этом случае схема подключения питающего напряжения выглядит так, как показано на рис. 2.7. Переключатель S1 на этом рисунке показан в замкнутом положении.

Согласно схеме, приведенной на рисунке, в активной выпрямительной схеме реально работают только диоды D12 и D14. Диоды же

D11 и D13 не влияют на состояние схемы, так как они оказываются шунтированными замкнутым переключателем S1.

Такой вид выпрямителя известен как схема с удвоением входного напряжения. Выходное выпрямленное напряжение будет иметь значение 325 В.

Рис. 2.7. Схема подключения питающего напряжения

Условия работы основных каскадов по напряжению первичного питания сохранены и выполняются. Общая мощность потребления переменного тока источником питания от сети при изменении напряжения сохраняет свое значение.

Но при питании от напряжения 115 В ток потребления возрастает примерно в 2 раза (по сравнению с аналогичными условиями работы при питании источника от напряжения 220 В).

К установке переключателя селектора входного напряжения следует относиться осторожно. Если селектор напряжения будет установлен в положение 115 В и в таком состоянии источник питания будет подключен к питающей сети на 220 В, то сработает схема удвоения напряжения. Напряжение на положительной обкладке конденсатора С5 будет стремиться к значению 220 В х 1,41 х 2 = 620 В.

Уровни рабочих напряжений большинства элементов не рассчитаны на такой режим электропитания. Поэтому произойдет пробой силовых транзисторов усилителя мощности, диодов выпрямительного моста, сгорит предохранитель и могут выйти из строя конденсаторы сетевого фильтра С5 и С6, предельное напряжение которых обычно не превышает более 200 В; предохранитель не сможет защитить активные элементы схемы до их пробоя.

Менее критичным является включение источника питания в сеть 115 В с переключателем, установленным в положение 220 В. В этом случае значение входного напряжения будет ниже минимального значения, определенного в основных технических характеристиках в 180 В.

Условия работы схемы не будут выполнены, и преобразователь не запустится.

Плавкий предохранитель F1 перегорает, когда через пробитые транзисторы начинает протекать значительно увеличенный ток. Сгоревший предохранитель не позволит развиваться процессу повреждения источника питания.

Контроль уровня входного напряжения выполняется с помощью 2 варисторов Z1 и Z2 (на некоторых схемах и платах обозначены как ZU), установленных во входной цепи источника питания.

Внимание, важно!

Варисторы — нелинейные элементы, сопротивление которых зависит от приложенного к ним напряжения. Если напряжение на варисторе не превышает определенного значения, то его сопротивление остается высоким и практически не изменяется. В случае повышения напряжения его сопротивление резко снижается. Эта способность варисторов используется и для создания узла защиты от повышения входного питающего напряжения.