8.2.Схемы управления однотактными преобразователями напряжения с гальванической развязкой

Н а рис. 17 приведена упрощенная структурная схема универсальной интегральной микросхемы (ИМС) управления однотактными преобразователями типа 1033ЕУ10 (аналог UC3842A).

Ее особенностью является возможность подать на микросхему кроме сигнала от датчика напряжения на нагрузке также сигнал от датчика тока дросселя, реализовав алгоритм регулирования по току и обеспечив защиту по току. В состав микросхемы входят: задающий генератор ЗГ с внешними частотнозадающими элементами R_Т и С_Т, усилитель сигнала ошибки (УСО); широтно-импульсный модулятор (ШИМ); источник опорного напряжения +5 В (ИОН); выходной усилитель мощности (драйвер) и элементы защиты по току силового транзистора, снижению входного и опорного напряжений.

Рисунок 18. Зависимости параметров времязадающей цепи от частоты преобразователя (а) и зависимость относительного времени паузы от рабочей частоты (б)

Работа этой ИМС происходит следующим образом. Задающий генератор (ЗГ), в состав которого входят частотнозадающие элементы R_Т и С_Т генерирует импульсы, которые управляют работой ШИМ. Конденсатор С_Т заряжается от источника опорного напряжения ИОН до напряжения приблизительно 2,8 В, после чего разряжается до напряжения 1,2 В током внутреннего источника. Форма напряжения на конденсаторе Uст пилообразная. Во время разряда конденсатора С_Т генератор формирует блокирующий импульс Ud, который определяет время паузы (t_п=T-t_u). Регулировать время паузы можно изменением емкости С_Т. При увеличении С_Т можно увеличить время паузы t_п до половины периода колебаний генератора. При этом коэффициент заполнения будет равен Кз=0,5.

На вход ШИМ поступает пилообразное напряжение Ucт и выходное напряжение усилителя сигнала ошибки Uусо. При сравнении этих двух напряжений в блоке ШИМ срабатывает RS-триггер, формирующий выходной сигнал Uшим, который через драйвер подается на вход регулирующего элемента (силового ключа) и управляет процессом его переключением. В результате выходное напряжение ИМС, снимаемое с вывода 6, будет модулированным по длительности (ширине). Рекомендуемые значения емкости С_Т =100пФ...10нФ; сопротивления

R_Т =1...100к0м. Зависимость относительного времени паузы от частоты генератора и емкости С_Т приведена на рис. 18 а,б.

Рисунок 19. Однотактный ППН

с прямым включением диода на ИМС 1033ЕУ10

Как следует из этого графика, длительность паузы может изменяться до 50% периода Т при С_Т >1нФ. При уменьшении емкости С_Т до 100пФ относительная длительность паузы снижается примерно в пять раз и не превышает 10%.

Схема однотактного преобразователя напряжения с прямым включением диода на ИМС 1033ЕУ10 приведена на рис.19. В этой схеме обратная связь по току не подключена. Питание микросхемы осуществляется от отдельной обмотки силового трансформатора через вспомогательный блок и подается на вывод 7. Входной сигнал ИМС получает от датчика напряжения (вывод 2). Пилообразное напряжение Uпил можно регулировать внешними элементами R_Т и С_Т. С выхода 6 ИМС управляющее напряжение, модулированное по ширине, подается на базу силового ключа VТ1.