Пример исполнения импульсного блока питания на микросхеме PWR-9MP3

Пример исполнения импульсного БП с контроллером на основе интегральной микросхемы PWR-9MP3 (фирмы Power Integration) со встроенным мощным КМОП-транзистором приведен на рис. 1.

ИС реализована в корпусе DIP с 16 выводами. В данной ИС содержатся все узлы, необходимые для работы ШИМ-регулятора и все схемы самозащиты, устанавливаемые в современных контроллерах импульсных БП. Выпрямленное сетевое напряжение через обмотку I импульсного трансформатора подается на мощный КМОП-тран-зистор, а также на линейный предрегулятор, понижающий входное напряжение до уровня 6В (Vs), требуемого для работы схемы управления при включении ИБП в сеть. После вхождения ИБП в рабочий режим данный предрегулятор выключается, а питание для малосигнальных цепей ИС начинает поступать от выпрямителя, образованного диодом D5 и конденсатором С5, подключенными к обмотке обратной связи трансформатора (обмотка II).

Развязывающий конденсатор СЗ служит для фильтрации импульсных помех,наводимых на управляющие цепи. Диоды D3, D4 обеспечивают подавление (демпфирование) выбросов напряжения, возникающих при запирании ключа.

Схема ШИМ-контроллера построена по обычному принципу. Вырабатываемая генераторной частью последовательность импульсов, проходя через вентиль И-НЕ и схему управления, включает ключ на КМОП-транзисторе. При этом пилообразное напряжение с выхода генератора пилы поступает на один из входов ШИМ-компаратора, другой вход которого соединен с выходом усилителя сигнала ошибки (выходной сигнал которого пропорционаленразностй между напряжением, вырабатываемым цепью обратной связи, и напряжением 1.25 В источника опорного напряжения). Когда уровень пилообразного напряжения достигает уровня выходного сигнала усилителя ошибки, компаратор срабатывает и выдает сигнал отключения КМОП-транзистора (КМОПТ), который приходит через вентиль ИЛИ, ШИМ-триггер, вентиль И-НЕ в предоконечный каскад управления.

Рассмотрим работу схем самозащиты. КМОПТ-ключ имеет отвод, благодаря которому лишь малая часть общего тока стока протекает через встроенный в кристала токоизмерительный резистор Rsense. Напряжение, падающее на этом резисторе, поступает на компаратор схемы ограничения тока, и если ток стока превысит примерно 300 мА, то произойдет быстрое запирание КМОП-транзистора.

Во второй секции ИС имеются схемы блокировки, срабатывающие при чрезмерном повышении или понижении сетевого напряжения (схемы OV и UV соответственно) и гарантирующие включение ИБП только при условии, что уровни входного напряжения и напряжения от встроенного источника +6 В находятся в заданных пределах. Схема блокировки при чрезмерном повышении входного напряжения (схема OV) особенно полезна при работе от сети, на напряжение которой могут накладываться мощные выбросы. На время действия таких переходных процессов ИБП отключается и вновь включается, когда входное напряжение окажется в заданных пределах. Пороговые уровни OV/UV задаются посредством делителя на резисторах R1 и R2. Вход OV/UV можно использовать для управления ИС. Так, ИС может либо отключаться, либо удерживаться в выключенном состоянии подачей на выход OV/UV сигнала с низким уровнем. Подключив к данному выводу конденсатор, можно обеспечить задержку включения ИБП.

Схема плавного включения содержит генератор и встроенный конденсатор, подключенные к промежуточному каскаду усилителя сигнала ошибки. До полной зарядки конденсатора напряжение усилителя сигнала ошибки будет удерживаться на низком уровне, увеличивая тем самым скважность управляющих импульсов и ограничивая амплитуду тока ключа в процессе включения. После полной зарядки конденсатора усилитель входит в линейный режим, обеспечивая стабилизацию выходаого напряжения. Во всех случаях отключения и блокировки данный конденсатор разряжается, благодаря чему ИБП будет всегда включаться из определенного состояния.

Схема защиты от перегрева запирает ключ при нагреве кристалла до 125f-175° С. Наличие гистерезиса схемы гарантирует, что ключ включается снова только после того, как температура снизится, по меньшей мере, на 45°С.

В следующем материале, рассмотрим еще одно оригинальное схемное решение импульсного блока питания основе ИМС контроллера STR50115В, нашедшее широкое применение в телевизорах фирмы SONY.

Информационный сайт по ремонту бытовой радиоэлектронной аппаратуры Времонт.su