SERWIS ELEKTRONIKI
SERWIS ELEKTRONIKI
SERWIS ELEKTRONIKI
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
wsze gdy jeden klucz jest wy³¹czony, drugi musi byæ w³¹czony.<br />
Czy na pewno, i czy zawsze? Zawsze „w normalnych warunkach<br />
pracy”. Obecnoœæ bramek B4-B5 stwarza mo¿liwoœæ<br />
wy³¹czenia obu kluczy. Stan taki wyst¹pi, gdy pojawi siê niski<br />
stan na wyjœciu bramki B1 sterowanej z uk³adów nadzoruj¹cych<br />
i zabezpieczeñ ; dlatego opisanych w punkcie 4.2.4.<br />
4.2.2. Stopieñ przetwornicy BUCK<br />
Celem tej przetwornicy jest kontrola mocy (energii) z jak¹<br />
pracuje uk³ad push-pull. Sposób „wspó³pracy” obu przetwornic<br />
pokazano na rysunku 4.3, a zalety zasilania pr¹dowego current-fed<br />
sygnalizowano w punkcie 4.2.1. Zobaczmy jak wygl¹da<br />
praca uk³adu buck od strony drivera. Poni¿szy opis odwo³uje<br />
siê zatem nadal do rysunku 4.2. Tutaj kontrola mocy<br />
odbywa siê w oparciu o zasadê modulacji szerokoœci impulsów<br />
PWM. T¹ funkcjê (modulacjê PWM) pe³ni komparator<br />
C2 wraz z opisanymi ni¿ej podzespo³ami.<br />
Stan klucza przetwornicy, którym jest tu tranzystor polowy<br />
P-FET kontrolowany jest bezpoœrednio stanem przerzutnika P1.<br />
Zatrzymajmy siê jednak na chwilê, dlaczego wybrano taki klucz.<br />
Z ca³¹ pewnoœci¹ konstruktorzy przewiduj¹cy aplikacjê US kierowali<br />
siê wzglêdami prostego sterowania takiego klucza, stanem<br />
niskim, podczas gdy Ÿród³o mo¿na podwiesiæ na napiêciu<br />
zasilania. Jak trzeba by rozbudowaæ uk³ad chc¹c zastosowaæ (lepszy)<br />
klucz w postaci tranzystora polowego z kana³em typu N?<br />
Wracaj¹c do drivera, przerzutnik P1 zerowany jest impulsem<br />
zegarowym CLK. Wyzerowanie P1 oznacza stan niski na<br />
wyjœciu C OUT, a to oznacza w³¹czenie klucza Q BUCK. Moment<br />
wy³¹czenia (klucza) nadzorowany jest obwodem ujemnego<br />
sprzê¿enia zwrotnego obejmuj¹cego obie przetwornice. W podstawowej<br />
aplikacji kontrolowany jest bezpoœrednio pr¹d lampy<br />
fluorescencyjnej. Sygna³ z obwodu kontroluj¹cego ten pr¹d doprowadzony<br />
jest do wejœcia odwracaj¹cego wzmacniacza b³êdu<br />
EA-1. W stopniu tego wzmacniacza kszta³towana jest charakterystyka<br />
ca³ej pêtli feedback-u. W tym te¿ celu wyprowadzone<br />
jest wyjœcie wzmacniacza b³êdu. Tu nale¿y „podwiesiæ”<br />
elementy RC, a w najprostszym przypadku bêdzie to kondensator<br />
w³¹czony miêdzy wyjœcie i wejœcie odwracaj¹ce EA-1. Wiêcej<br />
informacji w charakterze elementów kszta³tuj¹cych charakterystykê<br />
pêtli w punkcie 4.3.3. Tymczasem, przyjrzyjmy siê<br />
pracy obwodu modulacji PWM. Potencja³ wyjœcia wzmacniacza<br />
b³êdu komparowany jest z przebiegiem pi³ozêbnym, dostêpnym<br />
wprost na kondensatorze C T (z offset-em 0.2V).<br />
Gdy uk³ad pracuje ze zbyt du¿¹ moc¹, potencja³ wyjœcia<br />
wzmacniacza b³êdu ulega obni¿eniu (wzmacniacz pracuje w konfiguracji<br />
odwracaj¹cej). Komparator C2 „wyœle” wczeœniej stan<br />
wysoki ustawiaj¹c przerzutnik P1. To oznacza wczeœniejsze wy-<br />
³¹czenie klucza Q BUCK i obni¿enie energii dostarczanej do obwodu<br />
rezonansowego push-pull. A wiêc, sprzê¿enie zwrotne jest<br />
ujemne. W „gestii” wartoœci elementów jest, aby by³o ono tak¿e<br />
stabilne, a równoczeœnie wystarczaj¹co „szybkie”. Sterowanie<br />
klucza przetwornicy buck odbywa siê z identycznego wzmacniacza<br />
totem-pole jak sterownie kluczy obwodu push-pull. Bramka<br />
B6 pe³ni analogiczn¹ funkcjê, jak B4 i B5 w stopniu drivera<br />
sekcji push-pull. Bramki B2 i B3 tak¿e zastosowano w charakterze<br />
elementów porz¹dkuj¹cych wystêpuj¹ce w uk³adzie impulsy<br />
i zabezpieczaj¹ce przez hazardami. B3 nie pozwala ustawiæ przerzutnika<br />
P1 gdy aktywny jest sygna³ clock-a. B2 przepuszcza<br />
sygna³ clock-a zeruj¹cego P1 tylko wtedy, gdy pozwoli na to<br />
komparator C1. Jego funkcja nale¿y jednak do „housekeeping”,<br />
dlatego opisana jest w punkcie 4.2.4.<br />
Zasilacze lamp CCFL w uk³adach podœwietlania ekranów LCD<br />
Zauwa¿my, i¿ pokazany tu uk³ad zapewnia (z samej swojej<br />
natury) modulacjê PWM w zakresie 0-100% (tj., od pe³nego<br />
wy³¹czenia, do pe³nego w³¹czenia klucza). To istotne ze wzglêdu<br />
na marginesy zwi¹zane z zakresem napiêcia wejœciowego.<br />
Paru uwag jest jeszcze warta konfiguracja zasilania pr¹dowego<br />
(current fed). W tym zakresie, a tak¿e w zakresie „iloœciowego”<br />
potraktowania parametrów uk³adu i wartoœci elementów<br />
odsy³amy do punktu 4.3.<br />
4.2.3. Przetwornica flyback<br />
Driver tej przetwornicy zawarty jest tylko w uk³adzie UC3871<br />
(brak go w UC3872). Dlatego odwo³ujemy siê do rysunku 4.2.<br />
Podstawowa konfiguracja przewiduje generacjê ujemnego napiêcia<br />
przez ten stopieñ przetwarzania. Taka aplikacja (stopnia mocy)<br />
pokazana jest na rysunku 4.3. Aplikacja dla napiêcia dodatniego<br />
nieco siê komplikuje, zostanie podana ni¿ej. Przyjrzyjmy siê najpierw<br />
pracy stopnia mocy uk³adu w konfiguracji podstawowej.<br />
W³¹czony klucz Q FLYBACK pompuje pr¹d do cewki L FLYB. Pr¹d ten<br />
p³ynie wprost do masy? Niema obawy, energia zostaje w cewce.<br />
Zostanie ona przekazana do wyjœcia gdy klucz wy³¹czymy. Podstawowa<br />
konfiguracja przewiduje pracê tego stopnia z ci¹g³¹ przewodnoœci¹<br />
pr¹du w indukcyjnoœci (nieco wiêcej informacji na<br />
ten temat w punkcie 4.3.4). Wy³¹czenie klucza Q FLYBACK spowoduje<br />
wygenerowanie w indukcyjnoœci napiêcia ujemnego (iloczyn<br />
napiêcia i czasu uœredniony za okres powtarzalnoœci przebiegów<br />
musi byæ zerowy). „Ujemny” ³adunek zostaje przekazany<br />
do kondensatora C FLYB, którego napiêcie jest wprost monitorowane<br />
przez obwód sprzê¿enia zwrotnego. Funkcj¹ drivera jest<br />
taka modulacja PWM impulsów steruj¹cych kluczem, aby napiêcie<br />
wyjœciowe przybra³o wartoœæ ¿¹dan¹ (przez pêtlê sprzê¿enia<br />
zwrotnego).<br />
Funkcj¹ drivera jest tak¿e, aby praca tego stopnia by³a (podobnie<br />
jak stopnia buck) synchroniczna z obwodem rezonansowym<br />
push-pull. Przechodzimy wiêc do szczegó³ów budowy<br />
drivera sekcji flyback UC3871. SynchronicznoϾ pracy jest zapewniona<br />
przez fakt, i¿ taktowany jest on tym samym CLKiem<br />
co uk³ady pozosta³e. Podobnie jak P1 kontrolowa³ stan<br />
klucza w sekcji przetwarzania napiêcia BUCK, tutaj czyni to<br />
przerzutnik P4. Kluczem przetwornicy flyback jest tak¿e P-<br />
FET. I tu, aktualne jest uzasadnienie takiej konfiguracji jak<br />
podano w punkcie 4.2.2. Funkcja bramki B11 jest analogiczna<br />
jak B2, zaœ B10 jak B4, B5, B6. Stopieñ wzmacniacza pr¹dowego,<br />
to tak¿e totem-pole o identycznej konfiguracji jak dla<br />
pozosta³ych trzech kluczy zasilacza. Obwód sprzê¿enia zwrotnego<br />
kontroluje zarówno napiêcie wyjœciowe jak i pr¹d klucza<br />
przetwornicy. Wygl¹da to jak uk³ad current mode, lecz podobieñstwo<br />
jest z³udne. To przetwornica ze sprzê¿eniem zwrotnym<br />
napiêciowym voltage mode. Wzmacniacz b³êdu pracuje<br />
w konfiguracji nieodwracaj¹cej. EA-2 (Error Amplifier 2) ma<br />
wyprowadzone oba wejœcia i wyjœcie.<br />
Pozwala to na szeroki wachlarz aplikacji, gdy konfiguracja<br />
podstawowa nie jest adekwatna. Cel wyprowadzenia wyjœcia, to<br />
pod³¹czenie elementów kompensacji czêstotliwoœciowej. Wejœcie<br />
odwracaj¹ce (w konfiguracji podstawowej) odniesione jest wzglêdem<br />
masy. Tu mo¿na tak post¹piæ z uwagi na proste zbilansowanie<br />
ujemnego napiêcia wyjœciowego z dodatnim napiêciem odniesienia<br />
V REF. Modulacje PWM uzyskuje siê w stopniu komparatora<br />
C10. Podobnie jak C2 (w sekcji buck) porównuje on<br />
„pi³ê” wygenerowan¹ w sekcji oscylatora z wyjœciem wzmacniacza<br />
b³êdu. Wyjœcie komparatora PWM kasuje przerzutnik<br />
P4, co z uwagi na aktywnoœæ sygna³u zanegowanego (na<br />
<strong>SERWIS</strong> <strong>ELEKTRONIKI</strong> 4/2007 5
Change language