|
Материал данной статьи предназначен не только для владельцев уже раритетных телевизоров, желающих восстановить их работоспособность, но и для тех, кто хочет разобраться со схемотехникой, устройством и принципом работы импульсных блоков питания. Если усвоить материал данной статьи, то без труда можно будет разобраться с любой схемой и принципом работы импульсных блоков питания для бытовой техники, будь то телевизор, ноутбук или офисная техника. И так приступим…
В телевизорах советского производства, третьего поколения ЗУСЦТ применялись импульсные блоки питания — МП (модуль питания). Импульсные блоки питания в зависимости от модели телевизора, где они использовались, разделялись на три модификации — МП-1, МП-2 и МП-3-3. Модули питания собраны по одинаковой электрической схеме и различаются только типом импульсного трансформатора и номиналом напряжения конденсатора С27 на выходе фильтра выпрямителя (см. Функциональная схема и принцип работы импульсного блока питания телевизора ЗУСЦТРис. 1. Функциональная схема импульсного блока питания телевизора ЗУСЦТ: 1 — сетевой выпрямитель; 2 — формирователь импульсов запуска; 3 — транзистор импульсного генератора, 4 — каскад управления; 5 — устройство стабилизации; 6 — устройство защиты; 7 — импульсный трансформатор блока питания телевизоров 3усцт; 8 — выпрямитель; 9 — нагрузка Пусть в начальный момент времени в устройстве 2 будет сформирован импульс, который откроет транзистор импульсного генератора 3. При этом через обмотку импульсного трансформатора с выводами 19, 1 начнет протекать линейно нарастающий пилообразный ток. Одновременно в магнитном поле сердечника трансформатора будет накапливаться энергия, значение которой определяется временем открытого состояния транзистора импульсного генератора. Вторичная обмотка (выводы 6, 12) импульсного трансформатора намотана и подключена таким образом, что в период накопления магнитной энергии к аноду диода VD приложен отрицательный потенциал и он закрыт. Из приведенного примера можно сделать вывод, что, регулируя длительность открытого состояния транзистора в импульсном генераторе, можно управлять количеством энергии, которое поступает в нагрузку. Такая регулировка осуществляется с помощью каскада управления 4 по сигналу обратной связи — напряжению на выводах обмотки 7, 13 импульсного трансформатора. Сигнал обратной связи на выводах этой обмотки пропорционален напряжению на нагрузке 9. Если напряжение на нагрузке по каким-либо причинам уменьшится, то уменьшится и напряжение, которое поступает в устройство стабилизации 5. В свою очередь, устройство стабилизации через каскад управления начнет закрывать транзистор импульсного генератора позже. Это увеличит время, в течение которого через обмотку 1, 19 будет течь ток, и соответственно возрастет количество энергии, передаваемой в нагрузку. Момент очередного открывания транзистора 3 определяется устройством стабилизации, где анализируется сигнал, поступающий с обмотки 13, 7, что позволяет автоматически поддерживать среднее значение выходного постоянного напряжения. Применение импульсного трансформатора дает возможность получить различные по амплитуде напряжения в обмотках и устраняет гальваническую связь между цепями вторичных выпрямленных напряжений и питающей электрической сетью. Каскад управления 4 определяет размах импульсов, создаваемых генератором, и при необходимости отключает его. Принципиальная схема импульсного блока питания телевизора ЗУСЦТРассмотрим принципиальную схему модуля питания МП-3-3 и принцип ее работы. Рис. 2 Принципиальная схема импульсного блока питания телевизора ЗУСЦТ, модуль МП-3-3 Открыть схему блока питания телевизора ЗУСЦТ с высоким разрешением >>>. В ее состав входит низковольтный выпрямитель (диоды VD4 — VD7), формирователь импульсов запуска (VT3), импульсный генератор (VT4), устройство стабилизации (VT1), устройство защиты (VT2), импульсный трансформатор Т1 блока питания 3усцт и выпрямители на диодах VD12 — VD15 со стабилизатором напряжения (VT5 — VT7). Импульсный генератор собран по схеме блокинг-генератора с коллекторно-базовыми связями на транзисторе VT4. При включении телевизора постоянное напряжение с выхода фильтра низковольтного выпрямителя (конденсаторов С16, С19 и С20) через обмотку 19, 1 трансформатора Т1 поступает на коллектор транзистора VT4. Одновременно сетевое напряжение с диода VD7 через конденсаторы С11, С10 и резистор R11 заряжает конденсатор С7, а также поступает на базу транзистора VT2, где оно используется в устройстве защиты модуля питания от пониженного напряжения сети. Когда напряжение на конденсаторе С7, приложенное между эмиттером и базой 1 однопереходного транзистора VT3, достигнет значения 3 В, транзистор VT3 откроется. Происходит разрядка конденсатора С7 по цепи: переход эмиттер-база 1 транзистора VT3, эмиттерный переход транзистора VT4, параллельно соединенные, резисторы R14 и R16, конденсатор С7. Ток разрядки конденсатора С7 открывает транзистор VT4 на время 10 — 15 мкс, достаточное, чтобы ток в его коллекторной цепи возрос до 3. При положительном напряжении на выводах 5, 7 трансформатора Т1 происходит зарядка конденсаторов С14 и С6 соответственно в цепях анода и управляющего электрода тиристора VS1 и С2 в эмиттерно-базовой цепи транзистора VT1. Конденсатор С6 заряжается по цепи: вывод 5 трансформатора Т1, диод VD11, резистор R19, конденсатор С6, диод VD9, вывод 3 трансформатора. Конденсатор С14 заряжается по цепи: вывод 5 трансформатора Т1, диод VD8, конденсатор С14, вывод 3 трансформатора. Конденсатор С2 заряжается по цепи: вывод 7 трансформатора Т1, резистор R13, диод VD2, конденсатор С2, вывод 13 трансформатора. Аналогично осуществляются последующие включения и выключения транзистора VT4 блокинг-генератора. Причем нескольких таких вынужденных колебаний оказывается достаточным, чтобы зарядить конденсаторы во вторичных цепях. С окончанием зарядки этих конденсаторов между обмотками блокинг-генератора, подсоединенными к коллектору (выводы 1, 19) и к базе (выводы 3, 5) транзистора VT4, начинает действовать положительная обратная связь. При этом блокинг-генератор переходит в режим автоколебаний, при котором транзистор VT4 будет автоматически открываться и закрываться с определенной частотой. В период открытого состояния транзистора VT4 его коллекторный ток протекает от плюса электролитического конденсатора С16 через обмотку трансформатора Т1 с выводами 19, 1, коллекторный и эмиттерный переходы транзистора VT4, параллельно включенные резисторы R14, R16 к минусу конденсатора С16. Из-за наличия в цепи индуктивности нарастание коллекторного тока происходит по пилообразному закону. Для исключения возможности выхода из строя транзистора VT4 от перегрузки сопротивление резисторов R14 и R16 подобрано таким образом, что, когда ток коллектора достигает значения 3,5 А, на них создается падение напряжения, достаточное для открывания тиристора VS1. При открывании тиристора конденсатор С14 разряжается через эмиттерный переход транзистора VT4, соединенные параллельно резисторы R14 и R16, открытый тиристор VS1. Ток разрядки конденсатора С14 вычитается из тока базы транзистора VT4, что приводит к его преждевременному закрыванию. Дальнейшие процессы в работе блокинг-генератора определяются состоянием тиристора VS1, более раннее или более позднее открывание которого позволяет регулировать время нарастания пилообразного тока и тем самым количество энергии, запасаемой в сердечнике трансформатора. Модуль питания может работать в режиме стабилизации и короткого замыкания. Режим стабилизации определяется работой УПТ (усилителя постоянного тока) собранного на транзисторе VT1 и тиристоре VS1. При напряжении сети 220 Вольт, когда выходные напряжения вторичных источников питания достигнут номинальных значений, напряжение на обмотке трансформатора Т1 (выводы 7, 13) возрастает до значения, при котором постоянное напряжение на базе транзистора VT1, куда оно поступает через делитель Rl — R3, становится более отрицательным, чем на эмиттере, куда оно передается полностью. Транзистор VT1 открывается по цепи: вывод 7 трансформатора, R13, VD2, VD1, эмиттерный и коллекторный переходы транзистора VT1, R6, управляющий электрод тиристора VS1, R14, R16, вывод 13 трансформатора. Этот ток, суммируясь с начальным током управляющего электрода тиристора VS1, открывает его в тот момент, когда выходное напряжение модуля достигает номинальных значений, прекращая нарастание коллекторного тока. Изменяя напряжение на базе транзистора VT1 подстроечным резистором R2, можно регулировать напряжение на резисторе R10 и, следовательно, изменять момент открывания тиристора VS1 и продолжительность открытого состояния транзистора VT4, тем самым устанавливать выходные напряжения блока питания. При уменьшении нагрузки (либо увеличении напряжения сети) возрастает напряжение на выводах 7, 13 трансформатора Т1. При этом увеличивается отрицательное напряжение на базе по отношению к эмиттеру транзистора VT1, вызывая возрастание коллекторного тока и падение напряжения на резисторе R10. Это приводит к более раннему открыванию тиристора VS1 и закрыванию транзистора VT4. Тем самым уменьшается мощность, отдаваемая в нагрузку. При понижении напряжения сети соответственно меньше становится напряжение на обмотке трансформатора Т1 и потенциал базы транзистора VT1 по отношению к эмиттеру. Теперь из-за уменьшения напряжения, создаваемого коллекторным током транзистора VT1 на резисторе R10, тиристор VS1 открывается в более позднее время и количество энергии, передаваемой во вторичные цепи, возрастает. Важную роль в защите транзистора VT4 играет каскад на транзисторе VT2. При уменьшении напряжения сети ниже 150 В напряжение на обмотке трансформатора Т1 с выводами 7, 13 оказывается недостаточным для открывания транзистора VT1. Режим короткого замыкания возникает при наличии короткого замыкания в нагрузке вторичных источников питания. Запуск блока питания в этом случае производится запускающими импульсами от устройства запуска собранного на транзисторе VT3, а выключение — с помощью тиристора VS1 по максимальному току коллектора транзистора VT4. После окончания запускающего импульса устройство не возбуждается, поскольку вся энергия расходуется в короткозамкнутой цепи. После снятия короткого замыкания модуль входит в режим стабилизации. Выпрямители импульсных напряжений, подсоединенные ко вторичной обмотке трансформатора Т1, собраны по однополупериодной схеме. Выпрямитель на диоде VD12 создает напряжение 130 В для питания схемы строчной развертки. Сглаживание пульсаций этого напряжения производится электролитическим конденсатором С27. Резистор R22 устраняет возможность значительного повышения напряжения на выходе выпрямителя при отключении нагрузки. На диоде VD13 собран выпрямитель напряжения 28 В, предназначенный для питания кадровой развертки телевизора. Выпрямитель напряжения 15 В для питания усилителя звуковой частоты собран на диоде VD15 и конденсаторе СЗО. Напряжение 12 В, используемое в модуле цветности (МЦ), модуле радиоканала (МРК) и модуле кадровой развертки (МК), создается выпрямителем на диоде VD14 и конденсаторе С29. На выходе этого выпрямителя включен компенсационный стабилизатор напряжения собранного на транзисторах. В его состав входит регулирующий транзистор VT5, усилитель тока VT6 и управляющий транзистор VT7. Напряжение с выхода стабилизатора через делитель R26, R27 поступает на базу транзистора VT7. Переменный резистор R27 предназначен для установки выходного напряжения. В эмиттерной цепи транзистора VT7 напряжение на выходе стабилизатора сравнивается с опорным напряжением на стабилитроне VD16. Напряжение с коллектора VT7 через усилитель на транзисторе VT6 поступает на базу транзистора VT5, включенного последовательно в цепь выпрямленного тока. Конденсаторы С22 — С26, шунтируют выпрямительные диоды для уменьшения помех, излучаемых импульсными выпрямителями в электрическую сеть. Сетевой фильтр блока питания ЗУСЦТПлата фильтра питания ПФП подсоединена к электрической сети через соединитель Х17 (А12), выключатель S1 в блоке управления телевизором и сетевые предохранители FU1 и FU2. В качестве сетевых предохранителей используются плавкие предохранители типа ВПТ-19, характеристики которых позволяют обеспечить значительно более надежную защиту телевизионных приемников при возникновении неисправностей, чем предохранители типа ПМ. Назначение заградительного фильтра — воспрепятствовать проникновению в электрическую сеть импульсных помех, создаваемых источником питания для бытовой радиоаппаратуры. На плате фильтра питания находятся элементы заградительного фильтра (C1, С2, СЗ, дроссель L1) (см. принципиальную схему). Резистор R3 предназначен для ограничения тока выпрямительных диодов при включении телевизора. Позистор R1 и резистор R2 — элементы устройства размагничивания маски кинескопа. При ремонте бытовой аппаратуры следует неукоснительно соблюдать правила техники безопасности.
|
Отключение генератора осуществляется при уменьшении напряжения сети ниже 150 В и понижении потребляемой мощности до 20 Вт, когда каскад стабилизации перестает функционировать. При неработающем каскаде стабилизации, импульсный генератор оказывается неуправляемым, что может привести к возникновению в нем больших импульсов тока и к выходу из строя транзистора импульсного генератора.
При этом устройство стабилизации и защиты не работает, транзистор VT4 становится неуправляемым и создается возможность выхода его из строя из-за превышения предельно допустимых значений напряжения, температуры, тока транзистора. Чтобы предотвратить выход из строя транзистора VT4, необходимо блокировать работу блокинг-генератора. Предназначенный для этой цели транзистор VT2 включен таким образом, что на его базу подается постоянное напряжение с делителя R18, R4, а на эмиттер пульсирующее напряжение частотой 50 Гц, амплитуда которого стабилизируется стабилитроном VD3. При уменьшении напряжения сети уменьшается напряжение на базе транзистора VT2. Так как напряжение на эмиттере стабилизировано, уменьшение напряжения на базе приводит к открыванию транзистора. Через открытый транзистор VT2 импульсы трапецеидальной формы с диода VD7 поступают на управляющий электрод тиристора, открывая его на время, определяемое длительностью трапецеидального импульса. Это приводит к прекращению работы блокинг-генератора.
Фильтрация напряжения обеспечивается конденсатором С28 и дросселем L2.
Это приводит к изменению его внутреннего сопротивления, которое в зависимости от того, увеличилось или уменьшилось выходное напряжение, либо возрастает, либо понижается. Конденсатор С31 предохраняет стабилизатор от возбуждения. Через резистор R23 поступает напряжение на базу транзистора VT7, необходимое для его открывания при включении и восстановления после короткого замыкания. Дроссель L3 и конденсатор С32 — дополнительный фильтр на выходе стабилизатора.
Блок питания и блок управления
Источником постоянного и переменного токов на пассажирских локомотивах являются блоки питания с полупроводниковыми преобразователями и малогабаритными аккумуляторными батареями, а с 1978 г. — статические преобразователи на тиристорах. Для электрического управления ЭПТ и контроля состояния цепей управления применяется блок управления, который комплектуется на локомотиве с блоком питания или преобразователем и получает напряжение через контроллер крана машиниста № 395.
Таблица 1. Технические данные источников питания электропневматического тормоза
|
Наименование параметра |
Блок питания БП-ЭПТ-П № 579-00-35 (рис. 214) |
Статический преобразователь ПТ-ЭПТ-П № 553-00-35 (рис. 215) |
|
Напряжение, В: питания на входе |
50-52 |
50 — 52 на электровозах, 66 — 75 или 110 — 120 на тепловозах |
|
постоянного тока на выходе |
50 — 55 |
Не менее 50 |
|
переменного тока на выходе |
50 |
» » 52 |
|
Ток нагрузки на выходе, А: постоянный |
До 7 |
8 |
|
переменный |
0. |
0,6 |
|
Частота переменного тока, Гц |
625±15 |
625± 15 |
|
Габаритные размеры, мм |
512X282X548 |
385X175X320 |
|
Масса, кг, не более |
53 |
16 |
5
Примечания.
1. Преобразователи ПТ-ЭПТ-П выпускают трех видов: ПТ-ЭПТ-50 — для установки на электровозах, ПТ-ЭПТ-75 и ПТ-ЭПТ-110У — для установки на тепловозах.
2. Электрическая схема фильтра Ф-ПТ приведена на рис. 216.
Рис. 214. Принципиальная электрическая схема блока питания БП-ЭПТ-П № 579-00-35
Таблица 2. Характеристика элементов источников питания
|
Обозначение схеме |
Наименование |
БП-ЭПТ-П № 579-00-35 (см. рис. 214) |
ПТ-ЭПТ-П № 553-00-35 (см. рис. 215) |
|
Тр1 |
Транс
|
Обмотка; 1 — 2 360 витков, 2 — 3 800 витков, 4 — 5 36 витков; провод ПЭЛ диаметром 0,31 мм; 6 — 7, 7 — 8 — провод ПЭЛШКО диаметром 0,31 мм, 36X2 витков |
Тип 644-27-41 — 01, обмотка 1 — 2 380 витков, 2 — 3 960 витков, 4 — 5 40 витков, 6 — 7, 7 — 8 20 витков, 9 — 10 25 витков, 10 — 11 75 витков, 11 — 12 50 витков; провод ПЭВ-2 диаметром 0,29 мм |
Рис.
215. Принципиальная электрическая схема статического преобразователя ПТ-ЭПТ-П
Рис. 216. Электрическая схема фильтра Ф-ПТ:
1 — конденсаторы; 2 — дроссель
Таблица 3. Характеристика реле, конденсаторов, выпрямителей и резисторов блока управления БУ-ЭПТ № 579-00-20
|
Обозначение на схеме (рис. 217) |
Наименование
|
Тип реле |
Характеристика |
|
к |
Сильноточное реле |
РКС-3 |
Сопротивление катушки 800 Ом ± ±10% с контактами на размыкание тока 20 А индуктивной нагрузки; рабочее напряжение 50 В |
|
ТР |
Тормозное реле |
КДР1 — М |
Сопротивление катушки 280 Ом ± ±10% с контактами на протекание постоянного тока 10 А без размыкания цепи; рабочее напряжение 50 В |
|
ПР |
Реле перекрыши |
КДР1 — М |
Сопротивление катушки 280 Ом ± ±10% с контактами на протекание постоянного тока 10 А без размыкания цепи; рабочее напряжение 50 В |
|
КР |
Контрольное реле |
КДР1 — М |
Сопротивление катушки 650 Ом ± ±10%; напряжение 50 В |
|
R1, R2 |
Ограничительные |
пэ |
15 Вт; 30 Ом ±5% |
|
R3 |
Защитный резистор |
пэ |
50 Вт; 50 Ом ± 5% |
|
Сш |
Шунтирующий
|
МБГП |
Емкость 0,25 мкФ, напряжение 400 В |
|
Сз |
Конденсатор замедления |
кэг |
Емкость 200 мкФ, напряжение 50 В |
|
вк |
Выпрямитель контрольного реле |
Диоды
|
По одному диоду в каждом плече моста |
примечания.
1. В таблице приведены данные для преобразователей ПТ-ЭПТ-50, устанавливаемых на электровозах. В схемах преобразователей для тепловозов устанавливают дополнительные резисторы для снижения питающего напряжения с 75 или 110 до 52 В, а также изменяются отдельные характеристики элементов.
2. Преобразователи на тиристорах для устранения помех радиоприему на локомотивах, возникающих при их работе, оборудуют фильтрами Ф-ПТ (см. рис. 216). Фильтр выполнен в виде приставки к преобразователю и представляет собой блок, в котором размещен дроссель индуктивностью 900 мкГд и шесть конденсаторов с суммарной емкостью 1200 мкФ.
Рис. 217. Электрическая схема блока управления БУ-ЭПТ № 579-00-20
Таблица 4. Характеристика реле, применяемых в ЭПТ
Примечание. ПР — перекрыта; ТР — тормозное; КР — контрольное; К· — сильноточное.
Что такое двойной источник питания? -Схема цепи и ее работа
Многие дискретные и интегральные схемы требуют биполярного питания (двойной источник питания или ± В).
Этого легко добиться с помощью двух трехвыводных регуляторов, как показано на рис. 43.39. Противофазный переменный ток обеспечивается вторичной обмоткой трансформатора и заземленным центральным отводом. Единственный двухполупериодный мост преобразует их в напряжения постоянного тока +ve и -ve (по отношению к заземленному центральному ответвлению). Фильтрация (относительно земли) обеспечивается конденсаторами С 1 и С 2 .
LM340 обеспечивает регулировку положительного напряжения, а LM320 регулирует отрицательное напряжение. Здесь очень важно отметить, что LM320 имеет другую конфигурацию контактов, чем LM340. Корпус LM320 не шлифован. Поэтому следует соблюдать осторожность при установке отрицательного регулятора.
Диоды обеспечивают защиту, но гарантируют, что они не перевернуты. Диоды D 1 и D 2 гарантируют, что переходные процессы на выходах регулятора не приводят к тому, что выходы имеют потенциал, превышающий их входы, и не вызывают повреждения регуляторов.
Также два регулятора могут не включаться одновременно. Если это произойдет, выходной сигнал более медленного регулятора может приблизиться к потенциалу более быстрого регулятора. Диоды Д 3 и D 4 предотвращают эту обратную полярность при запуске.
Для многих приложений требуется несколько источников питания с разным напряжением. Одним из решений является создание нескольких независимых регуляторов. Однако очень часто важно, чтобы все эти напряжения питания отслеживались. То есть, если одно из напряжений питания повышается на 2%, лучше всего, если все напряжения питания увеличиваются на одинаковую величину. Этого можно добиться, добавив операционный усилитель к регулируемому трехвыводному стабилизатору напряжения.
Схема, показанная на рис. 43.40, обеспечивает ограничение тока и тепловое отключение как для отрицательного, так и для положительного выходного напряжения. Положительное стабилизированное напряжение создается с помощью микросхемы регулируемого положительного стабилизатора LM317, как показано на рис.
43.40.
Регулируемое положительное напряжение всегда на 1,2 В больше положительного, чем напряжение на R 3 (на регулировочном штифте). Это регулируемое выходное напряжение используется в качестве входа инвертирующего усилителя. Операционный усилитель A является входным каскадом этого усилителя, а стабилизатор отрицательного напряжения LM 337 — выходным каскадом мощности. Следовательно, отрицательное стабилизированное выходное напряжение V – – это усиленная и инвертированная версия положительного стабилизированного напряжения V + .
Ограничение тока и тепловое отключение независимо обеспечиваются LM 317 (для выхода +ve) и LM 337 (для выхода -ve). Операционный усилитель гарантирует, что отрицательное выходное напряжение отслеживает положительное выходное напряжение, переводя регулировочный штифт LM 337 на +1,2 В выше требуемого отрицательного выходного напряжения. Поскольку LM 337 находится внутри контура отрицательной обратной связи операционного усилителя, это смещение +1,2 В возникает между операционным усилителем и регулятором, а не на выходе регулятора.
Цепь питания | Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation
Эта страница частично использует JavaScript. Эта страница может работать неправильно, если эти функции не поддерживаются вашим браузером или настройка отключена.
Пожалуйста, ищите необходимую информацию на следующих страницах:
Пример блок-схемы цепи питания Описание цепи
Описание схемы
Для датчиков термостата и высокочастотных цепей требуются различные напряжения питания для повышения функциональности и снижения энергопотребления. На последующих этапах PMIC интегрированных ИС источников питания такие модули, как чувствительные датчики и наборы микросхем, иногда требуют более высоких характеристик по питанию, и особое значение имеет выбор LDO-регуляторов для стабилизации питания и преобразования напряжения.
