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.
Opis budowy i dzia³ania zasilaczy OTV firmy Sanyo<br />
Po scharakteryzowaniu uk³adu, co czyni niniejszy punkt,<br />
przechodzimy do opisu najbardziej newralgicznej czêœci przetwornicy,<br />
jej strony „gor¹cej”.<br />
2. Opis pracy gor¹cej strony zasilacza<br />
Ta czêœæ uk³adu, mimo i¿ zawiera stosunkowo niewielk¹<br />
liczbê elementów, jest koncepcyjnie skomplikowana. Na potrzeby<br />
analizy wykonano schemat pokazuj¹cy w uproszczeniu<br />
t¹ czêœæ zasilacza, co pokazuje rysunek 2.<br />
Istota pracy tego zasilacza tkwi w obwodzie dodatniego<br />
sprzê¿enia zwrotnego. Oczywiœcie pêtla ujemnego sprzê-<br />
¿enia zwrotnego kontroluje pracê ca³ego uk³adu i jest nadrzêdna.<br />
Nie mniej, prostota (uk³adowa) gor¹cej czêœci zasilacza<br />
wynika w g³ównej mierze z pracy obwodu dodatniego<br />
feedback-u, który „za jednym zamachem” pe³ni kilka<br />
funkcji. Podstawow¹ (funkcj¹) jest utrzymanie w nasyceniu<br />
tranzystora kluczuj¹cego w fazie gromadzenia energii,<br />
w „pierwszym” takcie pracy obwodu zasilacza flyback.<br />
To cecha aktualna dla wielu konstrukcji konkurencyjnych.<br />
Jednak tutaj, uk³ad pracuje bez ¿adnego kondensatora elektrolitycznego.<br />
W gor¹cej czêœci zasilacza niema ani jednego<br />
„elka”. Wydaje siê, i¿ przede wszystkim w tym fakcie<br />
nale¿y upatrywaæ sukces i „¿ywotnoœæ” omawianego uk³adu.<br />
Ale do „rzeczy”, do kolejnych funkcji dodatniego sprzê-<br />
¿enia zwrotnego. Jego g³ównym elementem jest uzwojenie<br />
1-2 transformatora. W³¹czenie klucza Q513 generuje dodatnie<br />
napiêcie na wyprowadzeniu 1 co utrzymuje tranzystor<br />
w nasyceniu. Napiêcie to jest stosunkowo du¿e, jak<br />
wynika z oscylogramu na rysunku 5b ok. 20V. Dlatego, w<br />
obwodzie bazy mo¿na by³o zastosowaæ stosunkowo du¿y<br />
rezystor (R524). Kalkuluj¹c jego wartoœæ nale¿y wzi¹æ pod<br />
uwagê ma³e wzmocnienie pr¹dowe bipolarnych tranzystorów<br />
wysokonapiêciowych, co oznacza wymagany, stosunkowo<br />
du¿y pr¹d bazy. Wartoœæ tego rezystora jest elementem<br />
krytycznym, decyduje o maksymalnej mocy jak¹ uk³ad<br />
zasilacza mo¿e przetwarzaæ. Ograniczenie tej mocy jest<br />
najbardziej skutecznym obwodem zabezpieczenia w razie<br />
dowolnych b³êdów w pracy obwodu ujemnego sprzê¿enia<br />
zwrotnego. Marna to jednak „pociecha”. Aby uk³ad móg³<br />
dostarczaæ wymaganej maksymalnej mocy przy dopuszczalnym<br />
tolerancj¹ najni¿szym napiêciu wejœciowym, ograniczenie<br />
wnoszone rezystorem R524 trzeba „tak ustawiæ”, i¿<br />
w typowych warunkach pracy uk³adu b³êdy w pêtli stabilizacji<br />
skutkuj¹ wystarczaj¹co du¿ym „przepiêciem” (zawy-<br />
¿eniem napiêæ zarówno wyjœciowych jak i „widzianych”<br />
po pierwotnej stronie przetwornicy) aby uk³ad uleg³ uszkodzeniu.<br />
Zwykle jest to uszkodzenie tranzystora kluczuj¹cego<br />
w obwodzie odchylania poziomego OTV lub samego<br />
klucza zasilacza.<br />
„Ryzykowne” pomiary przeprowadzone przez autora<br />
prowadz¹ do wniosku, i¿ przepiêcia owe stanowi¹ niemal<br />
100% wartoœci nominalnych. Mimo to, uk³ad podczas pomiarów<br />
„prze¿y³”, choæ „dla nauki” wkalkulowano stratê<br />
tranzystora (poddany pomiarom zasilacz pracowa³ solo z<br />
obci¹¿eniem sztucznym). Kolejn¹ funkcj¹ uzwojenia 1-2<br />
jest zasilanie wzmacniacza „pr¹dowego” którego wyjœcie<br />
³aduje kondensator limituj¹cy czas trwania „pierwszego”<br />
taktu przetwornicy. To kondensator C515. Aby pe³ni³ on<br />
wy¿ej wypowiedzian¹ funkcjê, najpierw trzeba go roz³a-<br />
6 <strong>SERWIS</strong> <strong>ELEKTRONIKI</strong> 7/2007<br />
dowaæ. To zadanie tak¿e pe³ni obwód którego Ÿród³em (energii)<br />
jest uzwojenie 1-2 trafa przetwornicy. Oczywistym „obwodem<br />
roz³adowuj¹cym” jest cz³on z³o¿ony z diody D516 i<br />
rezystora R517. Jest jednak jeszcze jeden obwód, „mniej widoczny”<br />
choæ wa¿niejszy. Zauwa¿my, i¿ dodatnie sprzê¿enie<br />
zwrotne pe³ni sw¹ funkcjê w obu taktach pracy zasilacza.<br />
W takcie gromadzenia energii utrzymuje tranzystor kluczuj¹cy<br />
w nasyceniu, w takcie „przekazywania” energii przyczynia<br />
siê do utrzymania tranzystora w stanie wy³¹czonym.<br />
Ujemne napiêcie z wyprowadzenia 1 (transformatora) zostanie<br />
przeniesione na bazê BU za poœrednictwem dwójnika<br />
R519-C514. Napiêcie na bazie przyjmie kilku voltow¹ wartoœæ<br />
ujemn¹, poni¿ej masy na której wprost „podparty” jest<br />
emiter. Jakie wtedy bêd¹ warunki pracy tranzystora Q512?<br />
Jego emiter tak¿e spoczywa na masie. Warunki te nie stwarzaj¹<br />
„normalnych” warunków pracy tranzystora npn. Zachowa<br />
siê on raczej jak dwa niezale¿ne z³¹cza diodowe. Otó¿,<br />
w³aœnie z³¹cze baza-kolektor roz³aduje kondensator C515 do<br />
potencja³u ok. -5V. Ten potencja³ stanie siê piedesta³em od<br />
którego rozpocznie siê „³adowanie” gdy uk³ad przejdzie do<br />
fazy gromadzenia energii. Wystêpuj¹ce w uk³adzie przebiegi<br />
uwidoczniono na rysunku 5.<br />
Uwidacznia on, i¿ nie jest „to wszystko” takie proste i<br />
czytelne jak przedstawia opis. Trudno jednoznacznie rozdzieliæ<br />
obie fazy (³adowania-roz³adowania), i gdyby nie<br />
skojarzenie (czasowe) z przebiegiem na kolektorze (klucza)<br />
trudno by³oby wyci¹gn¹æ jakiekolwiek wnioski z obserwowanych<br />
przebiegów. Pamiêtajmy zatem, i¿ wszystko<br />
dzia³a poprawnie dziêki nadrzêdnej funkcji ujemnego sprzê-<br />
¿enia zwrotnego. To ono sprawia, i¿ mimo daleko posuniêtej<br />
interakcji miêdzy przebiegami, czasami, fazami pracy<br />
uk³adu, punkt pacy ustali siê tak, jak tego ¿¹da wzmacniacz<br />
b³êdu. Przyjrzyjmy siê jeszcze bli¿ej pracy tranzystora<br />
Q512. Istnieje przedzia³ czasu w którym tranzystor ten jest<br />
spolaryzowany dla pracy inwersyjnej (tranzystor jest „aktywny”,<br />
lecz zamienione s¹ funkcje kolektora i emitera).<br />
Inwersyjna praca tego tranzystora ma znacz¹cy wp³yw na<br />
przebieg napiêcia na bazie kluczuj¹cego „BU”. Przebieg<br />
ten pokazano w punkcie 6 na rysunku 5a. Inwersyjna praca<br />
Q512 nie pozwala na szybkie roz³adowanie C517 (w kierunku<br />
napiêæ ujemnych) mimo, ¿e sta³a czasowa tego kondensatora<br />
z rezystorem R524 to zaledwie 1 mikrosekunda.<br />
Nawet uwzglêdniaj¹c L511, R519 i C514 (co nale¿y uczyniæ)<br />
to nadal „inercja” bardzo krótka. Na rysunku 5a widzimy<br />
przebieg o zboczu opadaj¹cym stosunkowo ³agodnym<br />
(wolnym).<br />
Kontynuujmy opis pracy uk³adu, który staje siê „nieproporcjonalny”<br />
do jego „wielkoœci”. Jest on mimo wszystko<br />
„z drugiej strony nieproporcjonalny” do myœli w³o¿onej<br />
przez konstruktorów. Podkreœlmy, i¿ sednem pracy obwodu<br />
jest kontrola czasu w którym w³¹czony jest klucz<br />
Q513. Ten czas decyduje bowiem (oczywiœcie ³¹cznie z<br />
czêstotliwoœci¹ pracy i wspó³czynnikiem wype³nienia) o<br />
iloœci pobranej, a tym samym i przekazanej do obci¹¿enia<br />
energii. Istot¹ pracy zasilacza firmy Sanyo jest kontrola<br />
pr¹du ³aduj¹cego C515. W uk³adzie „bazowym” (z rys.1)<br />
funkcjê t¹ przejmuje dwu tranzystorowy wzmacniacz, którego<br />
jednym tranzystorem jest fototranzystor w transoptorze.<br />
Sygna³em wejœciowym jest wiêc strumieñ œwiat³a emito-
Change language