SERWIS ELEKTRONIKI

Przetwornice napiêcia „master-slave”
Przetwornice napiêcia pracuj¹ce w trybie master-slave -
teoria dzia³ania oraz metodologia napraw - cz. 1
Karol Œwierc
Zasilacze master-slave najczêœciej spotykamy w
OTVC firmy Nokia-Graetz, Thomson-Telefunken-
Nordmende-Saba, a tak¿e Sony. Sprawiaj¹ one sporo
k³opotów serwisowych z uwagi na trudnoœci uruchamiania
z obci¹¿eniem sztucznym. Przetwornica ta
wykonana jest z regu³y w oparciu o dwa uk³ady
scalone, jeden po „zimnej”, drugi po „gor¹cej” stronie
chassis. Master jest po stronie izolowanej, kontroluje
napiêcie wyjœciowe, i przesy³a impulsy w takt których
slave ma sterowaæ kluczem przetwornicy. Uk³ady te s¹
z regu³y synchronizowane, w OTV pracuj¹ na czêstotliwoœci
odchylania poziomego.
1. Struktura zasilacza master-slave
Ogóln¹ strukturê zasilacza pokazuje rysunek 1.1.
lub:
+
SLAVE T1 MASTER
Mimo, ¿e „Panem” jest master, bardziej skomplikowanym
uk³adem scalony jest „niewolnik”. Sytuacja komplikuje siê tak-
¿e w trybie standby. Wtedy nie tylko brak impulsów synchronizuj¹cych,
lecz tak¿e z regu³y master pozbawiony jest zasilania.
Zatem slave musi tak¿e przej¹æ obowi¹zki kontroli napiêcia, przej¹æ
funkcjê sprzê¿enia zwrotnego. Jednak, po kolei.
1.1.Praca w trybie „ON”
Rysunek 1.2 pokazuje przebiegi w trybie pe³nego obci¹¿enia
zasilacza, który bêdziemy dalej nazywali trybem master-slave.
Na uk³adzie master spoczywa obowi¹zek kontroli napiêcia
wyjœciowego, zsynchronizowania siê z zewnêtrznym sygna-
³em (którym w odbiorniku OTV jest zwykle impuls powrotu
linii), „obliczenie” odpowiedniego wspó³czynnika wype³nie-
4 SERWIS ELEKTRONIKI 8/2007
WY
Rys. 1.1. Struktura zasilacza master-slave
Impulsy
synchronizuj¹ce
Sygna³
PWM
Impulsy
steruj¹ce
obwód
"SLAVE"
Pr¹d
bazy T 1
Rys. 1.2. Przebieg w trybie pracy master-slave
nia z którym ma kluczowaæ przetwornica flyback, i przes³anie
tej informacji do uk³adu slave. Na tym uk³adzie z kolei spoczywa
„tylko” obowi¹zek odpowiedniego sterowania baz¹ (lub
bramk¹) tranzystora kluczuj¹cego. I faktycznie, przygl¹daj¹c
siê schematom szczegó³owym, a najpe³niej widaæ to w konstrukcjach
wykonanych na elementach dyskretnych, wiêkszoœæ
obwodów „dba” o bezpieczne warunki pracy klucza. Zasilacze
master-slave nie nale¿¹ do konstrukcji najm³odszych, w
odbiornikach nowych raczej ich nie spotykamy. Mo¿e w³aœnie
wzglêdami „historycznymi” uwarunkowany jest fakt, ¿e elementem
sprzêgaj¹cym obie czêœci zasilacza jest transformator-ek
impulsowy. Transformator cechuje zdecydowana wada
wzglêdem transoptorów. Nie jest on w stanie przenieœæ sk³adowej
sta³ej. Na rysunku 1.1 zaznaczono wyraŸnie zró¿niczkowany
impuls po stronie wtórnej sprzêgaj¹cego trafka. Nale-
¿y mieæ œwiadomoœæ, i¿ ró¿ne konstrukcje s¹ w odmienny sposób
odporne na stopieñ tego zró¿niczkowania. „Niepisan¹
regu³¹” jest, ¿e uk³ady scalone s¹ odporne na du¿y stopieñ zró¿niczkowania,
mog¹ pracowaæ na praktycznie „szpilkowych”
impulsach. Uk³ady wykonane na tranzystorach dyskretnych
wymagaj¹ z regu³y niemal wiernego przeniesienia sygna³u
PWM, a wi¹¿e siê to bezpoœrednio z wielkoœci¹ tego „niewielkiego”
transformatorka; (od „niepisanej” regu³y s¹ wyj¹tki, na
co zwrócimy uwagê w dalszej czêœci artyku³u).
1.2 Praca w trybie standby
W zakresie pracy „na czuwaniu” spotyka siê w zasilaczach
master-slave „dwie szko³y”. W pierwszej, zasilacz g³ówny w
tym trybie nie pracuje, wykonany jest odrêbny zasilacz ma³ej
mocy, zwykle liniowy z transformatorem sieciowym. Z oczywistych
wzglêdów, t¹ rodzin¹ uk³adów interesowaæ siê nie
bêdziemy. W konstrukcjach w których przetwornica pracuje w
tym trybie, pracuje ona zwykle w tzw. „burst mode”. I tu znowu
s¹ dwie szko³y. W pierwszej, zasilacz pozbawiony jest cechy
master-slave, obowi¹zki obu przejmuje slave. W drugiej,
master na standby równie¿ „¿yje”. Obie rodziny zostan¹ zaprezentowane
na konkretnych przyk³adach. Przyjrzyjmy siê
teraz bli¿ej trybowi „burst”. Rysunek 1.3 pokazuje przebieg
pr¹du w pierwotnym uzwojeniu transformatora.
a) b)
Okres "burst"
typ = 30ms
Obwiednia pr¹du
kolektora
Okres
kluczowania
Przebieg pr¹du kolektora
w ramach jednej
paczki "burst"
Rys. 1.3. Przebieg pr¹du kolektora T1 w trybie
pracy „burst”
Poniewa¿ uk³ad generuje „paczki” impulsów, na rys.1.3a pokazano
obwiedniê, na 1.3b szczegó³y w ramach jednego „bursta”.
Widaæ tu wyraŸnie „miêkki start”. W wiêkszoœci uk³adów
praktycznych, przetwornica pracuje w trybie burst w dwóch sytuacjach,
jedn¹ jest standby, drug¹ faza startu zasilacza.