Bez tytu³u-4 - Serwis Elektroniki

Praca transformatora w uk³adach zasilaczy impulsowych3.1.2. Uk³ad zasilacza forward bez izolacji i z dodatkowymiuzwojeniami poboru energiiUk³ad taki jest czêsto spotykanym rozwi¹zaniem w odbiornikachtelewizyjnych. Po³¹czenie uzwojeñ i diod przekazuj¹cychenergiê przedstawiono na rys.3.3.SI LV OCU IDLV 1 AUXNale¿y zwróciæ uwagê na kierunek nawiniêcia uzwojeñ dodatkowychw stosunku do kierunku w³¹czenia diod (kropki przyuzwojeniach). Choæ uzwojenia wtórne nawiniête na tym samymrdzeniu czyni¹ z cewki transformator, nie pracuje on jako transformatorzasilacza forward - taki bêdzie przedstawiony w punkcienastêpnym. Zatem w uk³adzie z rys.3.3 warunki pracy indukcyjnoœcis¹ zbli¿one do przedstawionych w p.3.1.1. Przyniewielkiej mocy pobieranej przez uzwojenia dodatkowe s¹ onepraktycznie takie same. W pracy zasilaczy OTVC warunek tenjest spe³niony. Napiêcie rzêdu 100÷150V zasilaj¹ce stopieñ koñcowyodchylania poziomego jest g³ównym odbiorc¹ mocy.Uzwojenie dodatkowe daje zwykle napiêcie o wartoœci kilkuwoltów i zasila mikroprocesor. Pozosta³e uk³ady niskonapiêciowezasilane s¹ zwykle z uzwojenia wtórnego transformatorawysokiego napiêcia, a wiêc energiê pobieraj¹ z napiêcia V O zasilacza.Poniewa¿ jest to moc i tak stosunkowo niedu¿a, nie mato wiêkszego wp³ywu na warunki pracy indukcyjnoœci-transformatora.Warunek niewielkiego wp³ywu obci¹¿alnoœci uzwojeñdodatkowych (celowo nazywa siê je dodatkowymi a niewtórnymi) spe³niony jest w stanie pracy odbiornika. W staniestandby sytuacja jest diametralnie ró¿na.W uk³adach OTVC z zasilaczami typu forward energia zzasilacza pobierana jest przez uzwojenia dodatkowe do zasilaniakoñcówki mocy fonii z uwagi na niekorzystny wp³yw obci¹¿eniauk³adu odchylania pr¹dem, którego wartoœæ ulegagwa³townym zmianom. Napiêcia zasilaj¹ce uk³ady ma³osygna-³owe odbiornika lub mikroprocesor, a pobierane z uzwojeñdodatkowych s¹ zawsze dodatkowo stabilizowane jeszcze stabilizatoramiliniowymi. Ma to znaczenie nie tylko dla lepszejstabilizacji, ale i dla bezpieczeñstwa zasilanych w ten sposóbuk³adów w razie awarii zasilacza.Warunek okreœlaj¹cy w jakiej fazie pracy zasilacza mo¿ebyæ pobierana energia przez uzwojenia dodatkowe (w faziewy³¹czenia klucza) podyktowany jest tym, ¿e tylko wtedy napiêciauzyskane z tych uzwojeñ bêd¹ stabilizowane, choæ ichstabilizacja nie jest najlepsza. W fazie w³¹czenia klucza wartoœænapiêcia na indukcyjnoœci g³ównej równa jest ró¿nicy napiêciawejœciowego i wyjœciowego i w ogólnym przypadkumo¿e siê zmieniaæ w szerokich granicach. Napiêcia na uzwojeniachdodatkowych s¹ proporcjonalne do tej wartoœci, a wiêcnie sta³e. W fazie wy³¹czenia klucza napiêcie na indukcyjnoœcijest zawsze równe napiêciu wyjœciowemu (patrz rys.3.1.b irys.3.2), a poniewa¿ jest ono stabilizowane przez pêtlê sprzê-¿enia zwrotnego zasilacza, tym samym stabilizowane s¹ napiêciaz uzwojeñ dodatkowych.0V 2 AUXRys.3.3. Uk³ad zasilacza forward bez izolacji z dodatkowymiuzwojeniami poboru energii.Z powy¿szej analizy wynika wniosek, ¿e energia pobieranaprzez uzwojenia dodatkowe jest pobierana w trybie flyback,choæ zasilacz jest typu forward. Zatem energia dla obci¹¿eñAUX musi byæ zgromadzona w rdzeniu. Moc pobierana przezuk³ad jest równa w przybli¿eniu P IN = δV I I O . Energia oddanado wyjœcia g³ównego jest równa: δV O I O . Zatem po prostychprzekszta³ceniach otrzymujemy, ¿e energia zgromadzona w Ljest równa P L = P IN × (1 – δ). Obci¹¿enie uk³adu uzwojeniamidodatkowymi narzuca ostrzejsze warunki na indukcyjnoœæ Ldla zachowania przewodnoœci ci¹g³ej pr¹du w uk³adzie. Indukcyjnoœæmusi byæ wiêksza ni¿ wynika to ze wzoru przedstawionegow p.3.1.1.Odkszta³ceniu ulega równie¿ przebieg pr¹du w indukcyjnoœciw stosunku do przedstawionego na rys.3.1.b. Przebieg tennaszkicowano na rys.3.4. Dopóki zachowana jest przewodnoœæci¹g³a, przebieg napiêcia na indukcyjnoœci nie ulega zmianie.U LI L t 1 t 2 nieci¹g³oœæ, aby ci¹g³a by³aPrzebieg pr¹du wykazuje= δ · T = (1 - δ)Tfunkcja strumienia magnetycznegow rdzeniu indukcyjnoœciL (strumieñ wytworzonyprzez uzwojenia dodatkowema bowiem kierunekprzeciwny)Rys.3.4. Przebieg napiêcia i pr¹du w indukcyjnoœcizasilacza forward bez izolacji z dodatkowymiuzwojeniami poboru energii.3.1.3. Uk³ad typu forward z pojedynczym napiêciem wyjœciowymi z transformatorem izoluj¹cymSchemat tego uk³adu przedstawiono na rys.3.5.a, a przebieginapiêcia i pr¹du na rys.3.5.b.Kierunek nawiniêcia uzwojeñ I i II jest taki, ¿e dioda D1przewodzi w czasie, gdy klucz S jest zamkniêty. Zatem transformatornie gromadzi energii, lecz przekazuje j¹ w czasie, gdyjest ona pobierana z napiêcia wejœciowego. Elementem gromadz¹cymenergiê jest cewka L po stronie wtórnej uk³adu. Wmomencie wy³¹czenia tranzystora-klucza w rdzeniu transformatorapozostaje zgromadzona energia - pozostaje strumieñmagnetyczny, który musi byæ usuniêty w czasie, gdy klucz Sjest wy³¹czony. W przeciwnym razie strumieñ ten bêdzie narasta³z cyklu na cykl pracy przetwornicy i szybko dojdzie dojego nasycenia. Jest to tzw. zjawisko staircasing (stairs - z ang.+SD1T rU I IrIIUL-1D2C U OD3IIImRys.3.5.a. Uk³ad zasilacza forward z transformatorem.ILLttSERWIS ELEKTRONIKI 11/2002 7