Дана схема імпульсного джерела живлення з полумостовим перетворювачем з регульованим вихідним напругою без стабілізації використовується для харчування паяльної станції. Побудова та налагодження цього джерела живлення не викликають труднощів, що є головним його достоїнством. Вузол керування виконаний на мікросхемі КР1156ЕУ2, яка являє собою високочастотний. ШІМ-контролер, оптимізований для побудови двотактних високочастотних імпульсних джерел живлення.
Схема пристрою наведена на рис. 5.23. Напруга мережі надходить на фільтр C1, L1, C2, випрямляється діодним мостом VD1 і через токоограничительный резистор R6 заряджає конденсатори. СП і С12, що утворюють одне плече моста. Інше плече утворено транзисторами VT1, VT2 В діагональ моста первинна обмотка включена трансформатора Т2. Польові транзистори VT1, VT2 по черзі відкриваються імпульсами з виходу мікросхеми DA1, причому VT2 управляється безпосередньо від мікросхеми, а VT1 - через трансформатор Т1, службовець для гальванічної розв'язки. У ланцюзі затворів включені резистори R8 і R9, які спільно з ємностями затворів утворюють. НЧ фільтри, що знижують перешкоди при перемиканні.
Мікросхема. ШІМ-контролера КР1156ЕУ2 має два вихідних каскаду (висновки 11, 14), розраховані на значний вихідний струм (як впадає, так і витікаючий): постійний - 0,5 А, імпульсний - до 2 А. Управляється мікросхема внутрішнім генератором, частота якого задається підключенням резистора до висновку 5 і конденсатора до висновку 6 (R5, С7 на рис. 5.23). Частота перетворювача у даному випадку обрана рівною 50 кГц.
Для широтно-імпульсної модуляції вихідних сигналів служить пристрій, що складається з тригерів і підсилювача сигналу помилки. З допомогою підсилювача сигналу помилки можна здійснити стабілізацію вихідної напруги за рахунок порівняння частини вихідної напруги з опорною, підключивши відповідним чином негативну зворотний зв'язок на вхід підсилювача. Однак у даній конструкції ця можливість не використовується, тому з'єднання зроблені таким чином. На неінвертуючий вхід мікросхеми (висновок 2) подано напругу +5,1 До джерела опорного напруги (вивід 16). На висновок 7 подано пікоподібне напруга з виведення 6. Інвертуючий вхід підсилювача (висновок 1) з'єднаний із загальним проводом через резистор R4.
При такому включенні підсилювач сигналу помилки встановлений на максимальну тривалість вихідних імпульсів. Для управління тривалістю імпульсів використана інша можливість контролера - вузол "м'якого запуску" з виводом 8. Якщо на цей висновок подати змінюється приблизно від 2,25 до 4,5 напруга, то тривалість вихідних імпульсів буде регулюватися в межах 0...100% від максимальної. Максимальна тривалість імпульсів складає, відповідно, 80% від тривалості напівперіоду.
Струм по висновку 8 дуже малий (близько 10 мкА); підключенням до цього конденсатора висновку (можна здійснити так званий "м'який запуск", коли робота перетворювача починається з мінімальної тривалості імпульсів, і поступово, за рахунок заряду конденсатора, збільшується до стаціонарного значення. В даному пристрої тривалість імпульсів, а значить, і вихідна напруга, регулюється змінним резистором R2. Резистор включений у ланцюг дільника R1.R3, підключену до опорного напруги +5,1 Ст.
Призначення виводу 9 мікросхеми - захист по струму. Якщо струм через транзистор VT2 перевищить 1 А, то напруга на виводі 9 буде більше 1 В і виходи мікросхеми перейдуть в стан "вимкнено" до закінчення поточного циклу. Напруга живлення мікросхеми надходить на висновок 15. Окремі висновки силового живлення (висновок 13) та загального проводу (висновок 12) дозволяють, при необхідності, розв'язати по харчуванню потужний вихідний каскад, який є джерелом завад, від іншої частини перетворювача.
Напруга живлення на мікросхему надходить з випрямляча на діодах VD12, VD13 і конденсаторі С10. При включенні пристрою в мережу ця напруга відсутня, тому необхідно вирішити проблему початкового пуску. Для цього використовується наступна особливість мікросхеми. Якщо напруга живлення мікросхем менше 9 В, контролер знаходиться у вимкненому стані, сигнали на виходах. А і. відсутні, мікросхема споживає струм близько 1 мА і не шунтує конденсатор С6, який заряджається через резистор R7.
При досягненні напруги приблизно 9,8 У мікросхема включається. Перетворювач запускається, на обмотці III трансформатора з'являється напруга, що випрямляється і забезпечує живлення мікросхеми під час роботи (близько 15 У даному пристрої). Висновок 15 мікросхеми має гістерезис близько 0,8 В, тому вимкнеться мікросхема тільки при зниженні напруги живлення нижче 9 В, в результаті короткочасне зниження напруги на виводі 15 при запуску мікросхеми не призводить до її виключення.
Як вже говорилося, форма сигналу на виходах А і В (висновки 11 і 14, відповідно) являє собою поперемінно з'являються імпульси з максимальною тривалістю 80% від напівперіоду, тому між закриванням одного транзистора і відкриванням іншого є достатньо великий інтервал. В результаті момент, коли обидва транзистора відкриті, виключений, і наскрізні струми відсутні.
Вихідна напруга з обмотки II випрямляється діодами VD14...VD17 і через дросель L2 надходить на конденсатор С13 і далі на вихід перетворювача. Призначення дроселя L2 - виділення з випрямленою послідовності прямокутних імпульсів постійної складової. У паузах між імпульсами випрямленої напруги всі діоди випрямляча виявляються відкритими, і через них енергія, накопичена в дроселі, надходить в навантаження.
У блоці застосовано деталі імпортного та вітчизняного виробництва: VD1 - діодний міст W06M з зворотним напругою 600 В і максимальним струмом 1,5 А; СП, С12 - за два паралельно з'єднаних конденсатора 47 мкФ 160 фірми Jamicon; VD14...VD17 - імпортні діоди SF22 з зворотним напругою 100 В і максимальним струмом 2 А; час відновлення 35 нс. Слід зазначити, що від швидкодії цих діодів сильно залежить ККД і рівень перешкод пристрою.
Трансформатор Т1 намотаний на кільці К10х6х4,5 з фериту М2000НМ1, число витків обмоток I - 50, II - 40, діаметр проводу 0,15 мм, трансформатор Т2 намотаний на кільці К31х18,5х7 з фериту М1000НМ1, обмотка I містить 160 витків дроту ПЕВ-1 діаметром 0,3 мм, II - 40 витків такого ж дроту діаметром 0,6 мм, III - 2x15 витків дроту діаметром 0,15 мм. Дросель L2 намотаний на кільці К20х10х5 з фериту М2000НМ1 з зазором в кільці 1,5 мм; число витків - дріт діаметром 0,5 мм. Зазор виконаний ножівкою по металу або болгаркою" алмазним кругом, зазор для міцності вклеєна прокладка з текстоліту.
Транзистори встановлені на невеликі радіатори. VD7, VD8 - по два послідовно з'єднаних стабілітрона на сумарне напруга стабілізації 18 В. Інші деталі - типові для імпульсних джерел.
При налагоджуванні пристрою до висновків 15 і 10 мікросхеми DA1 підключається зовнішній джерело живлення +12 В і перевіряється наявність сигналів на виходах А і В, їх форму і зміна тривалості імпульсів при регулюванні резистором R2. При необхідність підбираються резистори R1 і R3 на необхідний діапазон регулювання.
Далі замість 220 В підключається напруга близько 30...40 В, не відключаючи джерело +12 В, і перевіряється сигнал у точці з'єднання транзисторів, а також формування напруг на виході пристрою і на конденсаторі С10. Напруги повинні бути пропорційно меншими в порівнянні зі стаціонарним режимом.
Після цього забирається джерело +12 В і пристрій можна включити в мережу 220 В. В останню чергу уточнюється число витків обмоток I і III трансформатора Т2: III - для забезпечення живлення + 15 В, а також обмотки II - на необхідне максимальна напруга джерела.
Автор: Семьян А. П.