СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №4/2015

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 67 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2015 TT* G1 G2 TT* TT* TT TT ~15 ~15 ~15 ~15 G1 G1 G2 G2 +15 ~15 ~15 +15 ~25 A2 +25 нФ A1 -25 нФ ~25 T 1 Tн2 Tв ~15 ~25 ~25 ~15 Tв TT Tн1 G2 TT* G1 Aопт Kопт Tн2 +285 +22 +22 +10 +10 +20 +285 +285 +285 +10 +285 Плата контроллера 24В 0,5 мА 0,2мА З И С Vout = 1,2 В(1+ R6/R5)+10мкА*R6=20,19В 1% 1% Альтернативное питание для Vin Vin Vout ADJ SOT-89 Vout LR8N8 В З И С BSS225 С (BAV70) +15В Альтернативное питание для Vcc Vout = 1,24 В(1+ R7/R8)=10,23В Плата ВЧ-выпрямителя 1206 R1,R2-2x22_2512 C1-0805, C8-1206 C2-C5,C7,C9-0603 R5-1206 R1-R4,R6-R9-0603 5 5 59 59 3 3 ВЧ-трансформатор 100 1 (900В,6А) Плата транзисторов R1-R4-1206 (900В,9А) (STF6NK90Z) R7-R13-240Ом R7-R10 R11-R14 VD2-SOT23-3 VD4 Vin 1 ADJ 2 Vout 3 DA3 LR8N8(K4) C3 C1-C6-1н/500 В_1206 C4 R6 91K R7 120 VD3 R3 12 R14 R5 200K R8 11,3K-1% C2 C6 R2 510 VD3 BZX384-B24 R9 R7 R8 R3 56_2512 VD4 6A10 T1 T1-BSS225 R6 200K VD1 SR24 C1 1 8 2 3 6 4 7 9 10 Vin Out2 Ref Out1 Vcc Comp CS RT SS DA1 LM5033 C3 1,5н/2KВ + C6 4,7/25_ТА * * TP1 TPT 1:100 R2 44 + C6 4,7/25 В_ТА R1 5,1K C4 4.7/10 В Vin 1 Gnd 2 NC 3 SD 4 Vout 5 DA2 MCP1804T-A0 R5 620K R1 44 VD1 PMEG2010 R9 120 R7 82K-1% R10 C7 1,0/25В C2 0.47/50В , C10 0,47/50В C1 0,68/630 В R8 120 VD3 6A10 * * * * * * TP1 TP 2x285/2 х 25/2x15 VT1 VD1 VD1-VD4-STPS40L40CT Vin 1 Gnd 2 En 3 ADJ 4 Vout 5 DA2 MIC5235YM5 VD2 BAT721C C7 10,0/50В C5 2200/50 В R13 R5 6.04K , 4 3 2 OPT1 PC3H7 R1 39K VD2 R11 R4 4.7, VT2 VT1,VT2-STF9NK90Z C3 2.2/25В VD2 SR24 C7 1,0/25 В VD5 SX34 C1 1.0/50В R12 C5 C2 1,5н/2KВ R2 5,1K R6 91К C9 0,047/500 В C8 0,047/500 В R4 10K R9 1K R10 120 R3 4,7 C9 0,47/50В напряжение снижалось до U вых = 270 В, выходной ток увеличивался до I вых = = 270 В / 183,9 Ом = 1,47 А, а выходная мощность составляла 270 В × 1,47 А   400 Вт. Разводка платыфильтра не отличает- ся сложностью (см. рис. 8), а использо- вание компонентов для поверхностно- го монтажа позволило расположить все детали в габаритах 20 × 22 мм. С одной стороны плата держится на трёх выво- дах транзистора, закреплённого на радиаторе через изолирующую кера- мическую (корпус TO220) либо гибкую (корпус I-Pak) прокладку; с другой – на жёстких медных проводниках, впаян- ных в разъём из карболита на корпусе теплоотвода (см. рис. 9). Работа платы проверялась с тремя теплоотводами, способными долговременно рассеи- вать, соответственно, 10 Вт (охладитель О111-60, см. рис. 9а), 6 Вт (см. рис. 9б) и 4 Вт (см. рис. 9в), нагреваясь не более чем до 50 ° C. В источнике был исполь- зован самый большой теплоотвод (см. рис. 9а). Какие же преимущества даёт тран- зисторный фильтр, снижающий уро- вень пульсаций выпрямленного сете- вого напряжения? Во-первых, он обе- спечивает точность измерения тока в трансформаторе, устраняя дро- жание фронта импульса на измери- тельном входе CS (Current Sense) кон- троллера. При максимальных нагруз- ках ИИП, когда амплитуда импульса приближается к пороговому значе- нию, пульсация пикового напряже- ния может привести к ложному сра- батыванию защиты. Во-вторых, в отсутствие транзистор- ного фильтра выходное напряжение высокочастотного преобразователя подвержено амплитудной модуляции. Если промодулированное удвоенной сетевой частотой напряжение попа- дает на вход линейного стабилизато- ра, это приводит к росту мощности на регулирующем транзисторе и дополни- тельному выделению тепла. Следует отметить, что эффективность описанного транзисторного фильтра эквивалентна применению пассивного LC-фильтра с индуктивностью в едини- цы генри и ёмкостью в несколько тысяч микрофарад. И МПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ И ВЧ- ВЫПРЯМИТЕЛЬ Импульсный преобразователь (см. рис. 10) предназначен для пре- образования постоянного высоко- го напряжения +285 В в последо- вательность импульсов частотой около 60 кГц и амплитудой, рав- ной входному высокому напряже- нию (285 В). Эти импульсы подают- ся на первичную обмотку силового ВЧ-трансформатора, коэффициент трансформации которого состав- ляет около 12. Снятые с вторичной обмотки трансформатора импульсы поступают на ВЧ-выпрямитель. Пре- образователь выполнен по двухтакт- ной схеме, преимущество которой состоит в относительно небольших входных токах и симметрии подачи входных напряжений на две первич- ные полуобмотки, результатом чего является полное перемагничивание сердечника трансформатора в каж- дом такте, что препятствует его насы- щению. Импульсный преобразователь вклю- чает в себя плату контроллера, пла- ту транзисторов, плату ВЧ-выпрями- теля и, собственно, ВЧ-трансформатор (см. рис. 10). На плате контроллера установлена микросхема LM5033. Тра- диционно использующиеся до сих пор 16-выводные контроллеры UC3825 (К1156ЕУ2Р) и TL494 (К1114ЕУ4) морально устарели. В настоящее вре- мя выпускаются недорогие и простые 8–10-выводные контроллеры, требу- ющие минимум внешних элементов. Рис. 10. Принципиальная электрическая схема импульсного преобразователя и ВЧ-выпрямителя © СТА-ПРЕСС