3.7.2. Импульсный стабилизатор напряжения с шим

Микросхема импульсного управления КР142ЕП1 обеспечивает работу ИСН в основном в релейном двухпозиционном режиме, но в ИС предусмотрена также возможность для создания стабилизатора напряжения с широтно-импульсной модуляцией.

Например, если по тем или иным причинам требуется, чтобы работа порогового устройства была синхронизирована с частотой какого-либо внешнего устройства, то его синхронизирующий сигнал подают на выв. 14 и 15 ИС. Часто в качестве подобного устройства используют генератор прямоугольных импульсов - задающий генератор. Переменное напряжение прямоугольной формы такого генератора с помощью дифференцирующей RC цепочки преобразуется в пилообразное напряжение U_пил. В качестве резистора в этом случае используется R10 микросхемы, а внешний конденсатор применяется небольшой емкости.

В качестве узла ввода этого сигнала используются диоды VD3...VD6, включенные между дифференциальным усилителем и триггером Шмитта. Таким образом, на резисторе R10 осуществляется сравнение двух напряжений – первое пропорционально изменению напряжения на нагрузке (как и в ИСН с РЭ) и снимается оно с коллектора VT11 дифференциального усилителя постоянного тока U_упт, а второе – напряжение пилообразной формы U_пил. В результате сравнения этих напряжений выделяется сигнал рассогласования, который подается на инвертирующий каскад VT7.

Напряжение пилообразной формы должно иметь размах, достаточный для перевода VT7 в состояние насыщения. Последний в открытом состоянии работает в режиме, близком к насыщению. Задержка моментов времени, в которые VT7 выходит из насыщения, по отношению к переднему фронту пилообразного напряжения зависит от того, насколько открыты транзисторы VT7, VT8. Если транзисторы почти заперты, а среднее напряжение между их базой и эмиттером, задаваемое потенциалом коллектора VT8, мало, то оно сравняется с линейно уменьшающимся напряжением на выходе выпрямителя только в конце такта.

При возрастании потенциала на коллекторе VT11(т.е. при увеличении напряжения на нагрузке) растет и напряжение U_упт. Такому напряжению соответствует большая пауза между импульсами напряжения (меньшая длительность импульсов напряжения), снимаемыми с общей эмиттерной нагрузки транзисторов VT7, VT8 - R9 (U_БVT6) микросхемы.

Транзисторы VT6, VT5, VT4 являются усилителями импульсов, снимаемых с резистора R9. Усиленные импульсы с коллектора VT4 через внешний делитель напряжения (R6, R3) подаются на базу VT3, являющегося одним из транзисторов ключа, входящего в состав ИС. Этот ключ (VT2, VT3) управляет в данной схеме ИСН внешним силовым ключом, выполненным также в виде составного транзистора (VT2, VT3). Таким образом, при увеличении, например, напряжения питания на входе ИСН напряжение U_н = (t_и /T)U_п на нагрузке останется неизменным так как уменьшилось время открытого состояния регулирующего транзистора силовой части.

Пилообразное напряжение часто получают от отдельного устройства – генератора пилообразного напряжения (гпн).

Частота напряжения пилообразной формы определяется RC цепочкой и обычно f_гпн = const, но, в случае необходимости, изменяя параметры RC можно устанавливать (регулировать) необходимую частоту.

Известно, что частота переключения коммутирующего устройства – транзисторы VT2, VT3 в ИСН с ШИМ постоянна (она задается ГПН). Под влиянием дестабилизирующих факторов изменяется напряжение на внешнем резисторе R9 и, соответственно, на выходе дифференциального усилителя U_упт, что приводит к изменению длительности открытого состояния транзисторов VT2, VT3 регулятора, а напряжение на выходе импульсного стабилизатора остается неизменным.

3.7.3 ШИМ-контроллеры серии TL494

В настоящее время на рынке широко представлены микросхемы (отечественные и импортные), которые реализуют различный набор функций ШИМ-управления для конкретных задач. Хорошо себя зарекомендовали ШИМ-контроллеры серии TL494 (отечественный аналог КР1114ЕУ4). Их подробное описание приведено в [13]. Данные микросхемы обеспечивают расширенные возможности при разработке ИВЭП и реализуют полный набор функций ШИМ-управления. Микросхема осуществляет формирование опор-ного напряжения, усиление сигнала ошибки, формирование пилообразного напряжения, ШИМ-модуляцию, формирование двухтактного выхода, защиту от сквозных токов и перегрузок, внешнюю синхронизацию, широкий диапазон регулировки, обеспечивает мягкий запуск и возможность внешнего включения.