СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №4/2015

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 68 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2015 В качестве примера можно привести контроллер UCC2808 компании Texas Instruments, его аналог от компании Micrel (MIC3808) и более новые кон- троллеры UCC28083 и MIC3838/3839. Но наибольшего внимания, на взгляд автора, заслуживают современные 10-выводные контроллеры компа- нии Texas Instruments LM5030, и осо- бенно LM5033, который и был выбран для ИИП. Для питания в контроллере LM5033 предусмотрено два вывода: Vin(1) и Vcc(4). Вывод Vin предназначен для начального питания контролле- ра, когда включено сетевое питание, но ВЧ-трансформатор ещё не зара- ботал. Диапазон напряжения пита- ния составляет 15…90 В. Потребле- ние тока по выводу Vin(1) не превы- шает 7 мА. Вывод Vcc предназначен для питания контроллера в штатном режиме, когда уже работает транс- форматор с дополнительной обмот- кой для питания контроллера. Диа- пазон напряжения питания по этому выводу составляет +10…15 В при токе потребления 7 мА. При появлении питания на выво- де Vcc, питание от вывода Vin автома- тически отключается (ток через вывод снижается до 150 мкА и менее). Такое раздельное питание LM5033 – боль- шое преимущество перед упомяну- тыми выше контроллерами, которые имеют только один вывод для пита- ния, что усложняет схему. На вывод питания Vin подаётся напряжение +22 В, которое формирует простей- ший стабилизатор на высоковольт- ном полевом транзисторе BSS225 (T1). На вход этого стабилизатора подаёт- ся входное напряжение +285 В. Для стабилизации напряжения затво- ра Т1 используется стабилитрон BZX384-B24 (VD3) с рабочим напря- жением 24 В и токозадающий рези- стор R5. Конденсаторы C8 и C9 сни- жают уровень пульсации выходного напряжения стабилизатора, а рези- стор R6 определяет его минимальный начальный ток. Второй вариант получения напря- жения питания для вывода Vin – использование специализированной микросхемы высоковольтного ста- билизатора с регулируемым выход- ным напряжением LR8N8 (DA3). Схе- ма включения LR8N8 (показанная на рисунке 10 в прямоугольнике, очер- ченном пунктиром) состоит из дели- теля напряжения R5-R6, подключён- ного к соответствующим выводам стабилизатора. Выходное напряже- ние этого стабилизатора V out опре- деляется соотношением резисторов делителя и опорным напряжением (1,2 В). При номиналах R5 и R6, ука- занных на рисунке 10, V out = 1,2 (1 + + R6 / R5) + R6 × 10 мкА  20 В. По сравнению с упомянутым стаби- лизатором на полевом транзисторе BSS225, схема на интегральном стаби- лизаторе LR8N8 имеет интегрирован- ную защиту по максимальному току, не превышающему 10…30 мА. Стои- мость транзистора BSS225 составля- ет 25–30 руб., LR8N8 приблизитель- но в 2,5 раза дороже. В любом слу- чае, стабилизированное напряжение +22 В (или +20 В) подключается к выво- ду Vin контроллера. К этому же выво- ду подключен конденсатор C1, сни- жающий уровень пульсации входно- го напряжения. Для питания контроллера в штатном режиме на ВЧ-трансформаторе пред- усмотрены две полуобмотки со сред- ней точкой. Переменное напряжение относительно средней точки состав- ляет 12…16 В в зависимости от тока нагрузки силовой части трансформа- тора. Эти два напряжения, условно обо- значенные как « ∼ 15», вместе со средней точкой подключаются к плате контрол- лера. Средняя точка соединяется с «зем- лёй» контроллера, а напряжения пода- ются на выпрямитель из двух диодов Шоттки (VD2), с объединённых като- дов которых снимается выпрямленное напряжение. Сглаженное конденсато- рами C6 и C7 оно подаётся на вход ста- билизатора DA2. В качестве стабилизатора мож- но использовать либо микросхе- му MCP1804T-A0 с фиксирован- ным выходным напряжением +10 В, либо MIC5235YM5 – с регулируемым выходным напряжением (этот вари- ант питания показан в прямоугольни- ке на рисунке 10). Выходное напряже- ние (V out ) этого стабилизатора зави- сит от соотношения сопротивлений делителя R7/R8 и внутреннего опорно- го напряжения (1,24 В). При номина- лах R7 и R8, указанных на рисунке 10, оно рассчитывается по формуле V out = = 1,24 В (1+R7 / R8) = 10,23 В. В контроллере LM5033 имеется вывод Ref(2), с которого может быть снято опорное напряжение (+2,5 В). Этот вывод используется самим контрол- лером для внутренних нужд, поэтому к нему подключен конденсатор C2 для снижения уровня пульсаций от наво- док. Такой вывод опорного напряже- ния имеется у некоторых из вышепе- речисленных контроллеров (напри- мер, MIC3838/3839). Длительностью импульсов ШИМ управляет вывод контроллера Comp(3), соединённый внутри контроллера с входом компаратора. Внутри кон- троллера к этому выводу подключён подтягивающий резистор номина- лом 5 кОм, соединённый с внутрен- ним напряжением +5 В, что позволяет подключать напрямую к этому выводу коллектор фототранзистора оптрона. В плате контроллера в качестве оптро- на используется PC3H7 (OPT1), с кото- рым связан предварительный стабили- затор (см. далее). Цепь R9C10 снижа- ет уровень пульсаций напряжения на коллекторе фототранзистора оптро- на, возникающих от ВЧ-наводок. Следует отметить, что аналогичный вывод Comp имеется во всех вышепе- речисленных контроллерах, однако без подтягивающего к питанию рези- стора. Поэтому при подключении оптрона к этому выводу требуются дополнительные элементы, что услож- няет схему. Для управления затворами двух силовых транзисторов предназначе- ны выводы OUT1(5) и OUT2(6). Мак- симальный (пиковый) выходной ток этих выводов может достигать 1,5 А (как втекающий, так и вытекающий), что даёт возможность подключать их напрямую к затворам силовых тран- зисторов без каких-либо драйверов. В схеме на рисунке 10 сигналы G1 и G2 с выводов OUT1 и OUT2 соответствен- но подключаются к затворам силовых транзисторов через ограничительные резисторы с рекомендованным номи- налом 4,7 Ом. Все упомянутые ранее контроллеры имеют аналогичные выводы (OUT1 и OUT2), однако у них втекающий ток не превышает 1 А, а вытекающий – 0,5 A, чего в некоторых случаях недостаточ- но. Поэтому для повышения надёжно- сти включения и выключения сило- вых транзисторов приходится исполь- зовать дополнительные микросхемы драйверов. Для защиты от превышения тока и короткого замыкания в контроллере предусмотрен специальный токоиз- мерительный вход CS(8). Если напря- жение на этом входе превысит 0,5 В, работа контроллера останавливается, оба вывода OUT1 и OUT2 переводятся © СТА-ПРЕСС