m = 60…250. К ним можно отнести тороидальные магнитопроводы типа МП60

– МП250 (прил. 1). В ИВЭП бытовых телевизоров в качестве магнитопроводов трансформаторов используются Ш-образные или броневые сердечники с воз-

душным зазором. Подобные трансформаторы обладают меньшей стоимостью,

так при их изготовлении возможна автоматизация процессов производства.

4.4. Работа схемы сравнения

Как видно из рис. 4, напряжение вторичной обмотки w2, выпрямленное диодом VDв через сглаживающий фильтр Сф1, Lф, Сф2, поступает в нагрузку Uн.

Одновременно с этим напряжение с конденсатора Сф1 поступает на вход анало-

говой схемы сравнения DAсс. Функционально она представляет собой операци-

онный усилитель, на один из входов которого поступает внутреннее опорное напряжение, а на вход 1 напряжение с выхода делителя напряжения Rдел1, Rдел2.

К выводу 3 микросхемы DAсс подключен светодиод первой части оптоэлек-

тронной пары «светодиод-фототранзистор» микросхемы DAугр устройства галь-

ванической развязки. Работа схемы сравнения с оптоэлектронной парой заклю-

чается в том, что при изменении выходного напряжения ИВЭП изменяется яр-

кость свечения светодиода, что приводит к изменению светового потока, пере-

даваемого на последующие функциональные узлы ИВЭП.

При отсутствии выходного напряженияUн в момент первоначального пуска ИВЭП яркость свечения светодиода равна нулю, а при последующем увеличении Uн яркость свечения увеличивается. Аналогичные изменения ярко-

сти свечения происходят и при дальнейших измененияхUн при воздействии различных дестабилизирующих факторов: изменении напряжения Ес, тока на-

грузки Iн, температуры окружающей среды и др. Стрелками показано направле-

ние светового излучения светодиода оптопары DAугр.

Таким образом, при всех изменениях выходного напряжения ИВЭП из-

меняется уровень сигнала обратной связи(в данном случае светового потока),

27

передаваемого в схему управления оптопарой DAугр, что обусловливает измене-

ние временных параметров: длительность импульсов tи, tп или длительность пе-

риода Т, чем реализуется свойство стабилизации напряжения Uн.

В схеме силового каскада (рис. 4), кроме рассмотренных элементов, име-

ется обмотка wсу, которая служит для питания(через диод VDсу) микросхемы схемы управления в установившемся режиме работы ИВЭП.

Далее рассмотрим функциональное взаимодействие элементов схемы управления с силовым каскадом ОПНО.

5. Схема управления силовым транзистором

Схема управления силовым транзистором с применением специализиро-

ванной ИМС типа КР1033ЕУ15А, (рис. 11) нашла широкое применение в ИВЭП различного назначения, в том числе и в бытовой электронной аппарату-

ре. В настоящее время управление силовыми МДП или биполярными импульс-

ными силовыми транзисторами практически везде осуществляется при помощи подобных ИМС различного типа. Схемы управления на дискретных элементах:

транзисторах, диодах и резисторах в настоящее время не разрабатываются.

Схема содержит следующие элементы с указанием их соответствующего функционального назначения и принципа работы во взаимодействии с другими элементами схемы управления.

Электропитание специализированной ИМС DAсу (вывод 7 ИМС) осуще-

ствляется от стабилитрона VDст. Существуют два режима электропитания ИМС.

Первый режим используется для первоначального пуска ИВЭП, когда выходное напряжение Uн отсутствует или ещё достаточно мало. При подклю-

чении к ИВЭП напряжения Еп через стабилитрон VDст начинает протекать ток,

величина которого задается резисторомRст1. Когда VDст выйдет на режим ста-

билизации, то напряжение электропитания, подаваемое на вывод 7 ИМС, ста-

новится достаточным для её функционирования. Второй режим характеризует-

28

ся тем, что в установившемся режиме ток VDв ст поступает от обмоткиwсу

трансформатора TV схемы силового каскада (см. рис. 4, напряжение Есу), значе-

ние которого определяется резисторомRст2. Сглаживание высокочастотных и

низкочастотных пульсаций напряжения питанияDAсу осуществляется конден-

саторами Ссу1 и Ссу2, первый из которых является керамическим, а второй –

электролитическим. Общим контактом для входных и выходных сигналов,

также для питания микросхемы DAсу				является ее вывод 5.
+ Еп					Rст1

			Сбк		Rст2		Есу
1			Rус1	Rf
	DA					Rу	U у
2	угр	5		1	8
				2	7	Rт1
				3 DAсу 6
	6	4		4	5	VDт	ДТ
	Rб		Rус2		Ссу3
					VD	Rт2
					ст

Rоптр Сf	С	оп	+	С	су2	Ст	Rт3+ Ссу1
Общ.							Общ.

Рис. 11. Схема управления силовым транзистором ОПНО

Выходом DAсу является вывод 6 ИМС, импульсное напряжение которого через резистор Rу поступает на затвор транзистора VTs (рис. 4, сигнал Uу).

В рассматриваемом ОПНО реализуется защита МДП транзистораVTS от недопустимого превышения тока стока, где в качестве датчика тока использу-

ется полупроводниковая структура этого же транзистора. Эта схема защиты ра-

ботает следующим образом.

Когда на выводе 6 микросхемы DAсу появляется высокий уровень напря-

жения, транзистор VTs открывается. Падение напряжения на нем определяется

29

как произведение сопротивления сток-исток в открытом состоянииRси откр и то-

ка первичной обмотки w1 трансформатора. Напряжение в точке соединения ре-

зисторов Rт1 и Rт2 равно сумме падений напряжения на резисторе Rси откр и диоде

VDт. С выхода делителя напряжения Rт2, Rт3 это напряжение поступает на вывод

3 микросхемы DAсу, функциональное назначение которого заключается в кон-

троле тока силового транзистора. Если принять, что падение напряжения на диоде VDт при протекании через него различных токов не изменяется, то можно полагать, что напряжение на выводе 3 микросхемы DAсу линейно зависит от то-

ка первичной обмоткиw1 трансформатора. Если напряжение на этом выводе микросхемы превысит заданное значение, то действие импульса tи напряжения

Uу прекращается ранее и этим реализуется защита силового транзистора от превышения тока стока. Если при последующем включении силового транзи-

стора ток стока опять превысит заданное значение, то процессы его выключе-

ния повторяются.

Задание требуемого порога срабатывания защиты от перегрузки выпол-

няется соответствующим выбором сопротивлений резисторовRт1, Rт2 и Rт3.

Конденсатор Ст – интегрирующее звено схемы, предназначен для исключения ложного срабатывания схемы защиты от внешних и внутренних импульсов по-

мехи.

Известно, что падение напряжения на диоде сp-n переходом зависит от температуры, что относится и к диодуVDт. С увеличением температуры паде-

ние напряжения на нем уменьшается. Это снижает порог срабатывания схемы защиты, так как в этом случае сопротивлениеRси откр МДП транзистора увели-

чивается, что вызывает увеличение напряжение на выводе3 микросхемы DAсу.

Таким образом, уменьшение надежности работы силового транзистора при по-

вышенной температуре компенсируется снижением порога срабатывания схе-

мы защиты.

В случае полного («глухого») короткого замыкания в нагрузке напряже-

ния на обмотках трансформатора TV резко уменьшаются, в том числе и на об-

30

мотке wсу. Это вызывает снижение напряжения на стабилитронеVDст и на вы-

воде 7 питания DAсу ниже уровня ее отключения. ИМС переходит в ждущий режим работы. Затем напряжение на стабилитроне начнет увеличиваться за счет заряда конденсатораСсу2 от источника питанияЕп через резисторRст1.

Происходит повторное первоначальное включение ИВЭП, и если замыкание в нагрузке не снято, то процессы повторяются. Таким образом, при наличии зна-

чительной перегрузки преобразователя происходит периодический пуск ИВЭП и питание DAсу для установившегося режима работы не обеспечивается напря-

жением обмотки wсу трансформатора TV (см. рис. 4). Такой способ защиты от перегрузки позволяет значительно снизить мощность, рассеиваемую силовым транзистором и выпрямительным диодом в аварийных режимах работы ИВЭП.

Защита силового транзистора VTs имеет комплексный характер. С одной стороны имеется защита от превышения мощности нагрузки, с другой стороны реализуется быстродействующая защита от полного короткого замыкания в на-

грузке. Защита от превышения мощности нагрузки функционально связана с температурой элементов ИВЭП.

Для питания внутренних и некоторых внешних элементов в состав мик-

росхемы DAсу входит стабильный источник опорного напряжения Uоп = 5 В, ко-

торый выведен на вывод8 микросхемы. Фильтрация его от высокочастотных помех осуществляется конденсатором Соп.

Установка требуемой частоты преобразования ОПНОfпр = 1 ¤ Т произво-

дится выбором параметров последовательной цепиRf, Cf, средняя точка кото-

рой подключена к выводу 4 микросхемы DAсу. Питание этой цепи осуществля-

ется от стабильного источника Uоп, что позволяет улучшить устойчивость сис-

темы автоматического регулирования(САР) и повысить стабильность напря-

жения Uн.

Между выводами 1 и 2 микросхемы DAсу включен резистор Rус, при по-

мощи которого можно изменять коэффициент усиления САР, изменяя тем са-

мым динамические и статические характеристики«бестрансформаторного»

31