SERWIS ELEKTRONIKI
SERWIS ELEKTRONIKI
SERWIS ELEKTRONIKI
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
jest poprawa spadku napiêcia o czynnik 1/2?. Tak faktycznie<br />
jest, aczkolwiek (po g³êbszym wnikniêciu w problem) nie jest to<br />
bynajmniej oczywiste. Praca równoleg³a tranzystorów to odrêbny<br />
problem „sam w sobie”. Tranzystory bipolarne nie lubi¹<br />
takiej pracy. W nielicznych obwodach gdzie spotykamy „zrównoleglone”<br />
tranzystory, stosowane s¹ te¿ b. przemyœlane obwody<br />
steruj¹ce. W przypadku tranzystorów polowych sytuacja<br />
ta jest znacznie lepsza. Ró¿nica (i zachowanie siê tranzystorów)<br />
wynika ze wspó³czynnika temperaturowego charakterystyki<br />
tranzystora. W przypadku tranzystorów bipolarnych<br />
wspó³czynnik ten jest ujemny. Oznacza to, i¿ i tak jeden z tranzystorów<br />
przejmie „gro” pr¹du. Nie jest bowiem mo¿liwe ich<br />
równomierne nagrzewanie. Zawsze jeden bêdzie (pod tym<br />
wzglêdem) pierwszy i on przejmie „ciê¿ar pr¹du” z uwagi na<br />
zmniejszenie napiêcia nasycenia kolektor-emiter. W przypadku<br />
tranzystorów polowych wspó³czynnik termiczny charakterystyki<br />
R DS-ON jest dodatni. Oznacza to lokalne ujemne sprzê-<br />
¿enie zwrotne, którego skutkiem jest „sprawiedliwy” podzia³<br />
pr¹du miêdzy oba (pracuj¹ce równolegle) tranzystory. Dodajmy<br />
jeszcze b. krótko, i¿ ten sam problem nie jest bez znaczenia<br />
w przypadku „pojedynczego” tranzystora. W tranzystorach<br />
mocy „powierzchnia” któr¹ p³ynie pr¹d jest stosunkowo „rozleg³a”.<br />
Ujemny wspó³czynnik temperaturowy tranzystora bipolarnego<br />
prowadzi do zjawiska tworzenia siê tzw. „hot spot”.<br />
To punkty „gorêtsze” od s¹siadów. Podobnie jak w przypadku<br />
dwu dyskretnych tranzystorów, wystêpuje tendencja skutkiem<br />
której obszar gorêtszy przejmuje coraz wiêcej pr¹du, staje<br />
siê tym samym jeszcze „cieplejszy” co prowadzi do uszkodzenia<br />
tranzystora. Autor ma nadziejê, i¿ Czytelnicy wybacz¹<br />
odejœcie od g³ównego nurtu tematyki artyku³u, i koñczy powy¿szy<br />
w¹tek stwierdzeniem „w tranzystorach polowych zjawisko<br />
hot-spot nie wystêpuje”. Jednak, jeszcze jeden w¹tek<br />
„poboczny” nale¿y poruszyæ.<br />
W uk³adach prostownika synchronicznego jest tak¿e istotny<br />
szczegó³ natury elementarnej, fizykalnej. Czy uzwojenie<br />
wtórne trafa (przetwornicy flyback) jest Ÿród³em napiêciowym<br />
czy pr¹dowym ? Powszechna opinia zapewne sk³oni siê do Ÿród³a<br />
napiêciowego. Jednak to nieprawda. Uzwojenie wtórne jest<br />
Ÿród³em pr¹du. Zasada pracy transformatora uk³adu flyback<br />
polega na tym, ¿e uzwojenia wtórne musz¹ przej¹æ strumieñ<br />
magnetyczny (w rdzeniu) gdy zostanie roz³¹czony obwód pierwotny<br />
(wy³¹czony tranzystor kluczuj¹cy). Napiêcie zaœ, po stronie<br />
wtórnej zostanie wygenerowane takie, jakie „trzeba” (jakie<br />
pozwala) na przejêcie pr¹du. Dok³adniej, na utrzymanie warunku<br />
ci¹g³oœci strumienia. Wiêcej informacji rozwa¿aj¹cych<br />
ró¿ne konfiguracje przetwornic publikowaliœmy w artykule<br />
„Praca transformatora w uk³adach zasilaczy impulsowych” w<br />
SE nr 9, 10, 11, 12/2002.<br />
Tyle informacji o charakterze ogólnym, dalsza czêœæ bie¿¹cego<br />
punktu to opis odpowiedniego fragmentu schematu ideowego.<br />
Jako „czujnik” rozpoznaj¹cy fazê napiêcia po stronie wtórnej<br />
przetwornicy zastosowano szeregow¹ indukcyjnoœæ L952<br />
(sense choke). Mimo, i¿ nazywana cewk¹ (nie transformatorem,<br />
to by³aby nazwa „zbyt powa¿na”) ma uzwojenie wtórne<br />
(zapewne 1-2 zwoje) które steruje wprost baz¹ tranzystora<br />
Q945. Ten tranzystor wraz z Q946 tworzy strukturê dobrze<br />
znanego wzmacniacza nazywanego totem-pole. Jednak tu, pracuje<br />
jedynie w dwu stanach. W³¹czenie Q945 zapewnia wy³¹czenie<br />
Q946 dziêki diodzie D950 i stan wysoki w wêŸle emiterów<br />
wspomnianych tranzystorów. Brak wysterowania bazy<br />
Budowa i dzia³anie zasilacza OTV/MON LCD Norcent LT2722<br />
Q945 zapewnia w ww. wêŸle stan niski. Mimo, i¿ jest on generowany<br />
rezystorem R958 szybkie przejœcie (ze stanu wysokiego<br />
do niskiego) zapewnione jest tak¿e obecnoœci¹ Q946 który<br />
pracuj¹c jako wtórnik stanowi „transformator impedancji” i separuje<br />
pojemnoœci mog¹ce „opóŸniæ” zbocze opadaj¹ce napiêcia<br />
steruj¹cego bramkami tranzystorów wykonawczych. Mimo<br />
i¿, zdolnoœci pr¹dowe stopnia totem-pole s¹ ca³kiem „przyzwoite”,<br />
stopieñ ten jest buforowany kolejnym przeciwsobnym<br />
wtórnikiem wykonanym na tranzystorach Q947-Q948. Jego<br />
wyjœcie steruje ju¿ bramkami Q942-Q943 przez tradycyjny<br />
obwód z³o¿ony z diody i rezystora (D946-R954, D947-R955).<br />
Zastosowane tu rozwi¹zanie skutkuje szybkim prze³adowaniem<br />
pojemnoœci bramki tranzystora polowego. Zauwa¿my, i¿<br />
dla uproszczenia obwodu sterowania, elementy wykonawcze<br />
prostownika synchronicznego (Q942-Q943) w³¹czone s¹ od<br />
strony masy; tradycyjnie, dioda prostownicza by³aby po drugiej<br />
stronie uzwojenia wtórnego trafa T951. Jako ¿e, elementy<br />
te ³¹czone s¹ szeregowo, niema to wiêkszego znaczenia dla pracy<br />
uk³adu, poza faktem wiêkszego wp³ywu pojemnoœci paso-<br />
¿ytniczych trafa. Nie „przegapmy” tak¿e specyfiki pracy tranzystorów<br />
Q942-Q943. To tranzystory N-MOSFET, a pr¹d p³ynie<br />
w kierunku od Ÿród³a do drenu. Tranzystory pracuj¹ wiêc<br />
inwersyjnie, co jest dopuszczalne z uwagi na niemal symetryczn¹<br />
charakterystykê (to kolejny niuans odró¿niaj¹cy tranzystory<br />
bipolarne, a upraszczaj¹cy wiele aplikacji tranzystorów<br />
polowych). Wybór zaœ tranzystorów z kana³em typu N jest<br />
zapewne podyktowany lepszymi parametrami w zakresie R DS-<br />
ON. W³¹czenie tranzystora (tranzystorów Q942-Q943) w kierunku<br />
inwersyjnym ma jeszcze jedno nie bagatelne znaczenie.<br />
Gdy (gdyby) uk³ad steruj¹cy „nie zd¹¿y³” w³¹czyæ tranzystorów<br />
wykonawczych tu¿ po momencie rozwarcia obwodu pierwotnego<br />
transformatora przetwornicy, na uzwojeniu wtórnym<br />
(wyprowadzenie 10-11-12) zostanie wygenerowane wysokie<br />
napiêcie ujemne (indukcyjnoœæ nie toleruje nieci¹g³oœci pr¹du;<br />
œciœlej, strumienia magnetycznego). To „wysokie napiêcie” grozi<br />
uszkodzeniem tranzystorów (Q942, Q943). Ale nie tylko. Odpowiednio<br />
przetransformowane napiêcie pojawi siê tak¿e na<br />
innych uzwojeniach. A wiêc, i na uzwojeniu pierwotnym. Pojawi<br />
siê wysoki impuls napiêcia dodatniego na drenie klucza przetwornicy<br />
Q941. Prawdopodobnie, ten tranzystor jako pierwszy<br />
„padnie”. To ryzyko wbudowane w sam¹ ideê prostownika synchronicznego.<br />
Jaki œrodek zaradczy? Bardzo prosty. Równolegle<br />
do obwodu dren-Ÿród³o Q942-Q943 nale¿y w³¹czyæ diodê.<br />
Gdy ona przejmie pr¹d, nie zaobserwujemy korzyœci prostowania<br />
synchronicznego, lecz niczemu to nie grozi. Czy wracamy<br />
do „punktu wyjœcia”? Oczywiœcie, ¿e nie. Opisany stan bêdzie<br />
trwa³ bardzo krótko, i niema energetycznych konsekwencji.<br />
Dlaczego zatem nie widzimy takiej diody na omawianym<br />
schemacie ? Dioda inwersyjna wbudowana jest w strukturê tranzystora<br />
polowego IRFB3415. Pozosta³ jeszcze do rozwa¿enie<br />
poziom napiêæ steruj¹cych bramkami wykonawczych MOSFETów.<br />
Odpowiada on napiêciu zasilania obwodu steruj¹cego z³o-<br />
¿onego z Q945-Q946-Q947-Q948. A to, napiêcie wyjœciowe<br />
omawianej przetwornicy (24V) obni¿one o napiêcie diody Zenera<br />
ZD942. To daje na C957 napiêcie ok. 11V. Poziom sterowania<br />
bramki MOSFET-ów mocy na poziomie 10V to wartoœæ<br />
typowa zapewniaj¹ca pe³ne w³¹czenie kana³u.<br />
6. Zasilacz „TOP-owy” 20 i 12V<br />
<strong>SERWIS</strong> <strong>ELEKTRONIKI</strong> 12/2007 9
Change language