6 Особенности управления иип

6.1 Краткий обзор схемы управления импульсными

источниками питания

Возможно, в этом кратком обзоре мы повторим то, что было сказано ранее в этой главе, однако это необходимо. Главная цель схемы управления – поддержание постоянного выходного напряжения для большого диапазона токов нагрузки. Для этой цели используется контур отрицательной обратной связи. Контроллеры всех источников питания – как линейных, так и импульсных – считывают выходное напряжение. Номинальное выходное напряжение понижается до уровня опорного напряжения где-то внутри микросхемы контроллера. Это напряжение обратной связи подается на инверсный вход операционного усилителя с большой степенью усиления, называемого усилителем напряжения ошибки. Опорное напряжение подается на неинверсный вход того же операционного усилителя. Выход усилителя соответствует очень усиленной разнице между опорным и выходным напряжениями. Это выходное напряжение называется напряжением рассогласования (или ошибки). В дальнейшем это напряжение используется для управления той частью энергии, которую источник питания собирается передать нагрузке. Напряжение рассогласования может быть положительным, указывая на то, что выходное напряжение слишком низкое, и источник питания должен поставить на выход больше энергии. С другой стороны, отрицательное значение рассогласования указывает на то, что выходное напряжение слишком велико, и пропускаемая энергии должна быть уменьшена.

Для того чтобы источник питания не превышал своих номиналов мощности, обычно считывают значение тока. Существует два метода измерения тока: средний выходной ток и мгновенный ток. Работа схем среднего тока очень напоминают работу описанного ранее контура обратной связи. Ток обычно измеряется как напряжение на резисторе, включенном последовательно с измеряемым током. Это напряжение либо усиливается, либо используется его очень малая величина. Затем это напряжение подается на инверсный вход операционного усилителя, а опорное напряжение соответствует желаемому максимальному значению выходного напряжения. Когда ток становится слишком большим, напряжение отклонения тока меняет свою полярность (с положительной на отрицательную), указывая, что выходной ток превысил желаемое максимальное значение. Этот сигнал может быть использован для блокировки сигнала рассогласования напряжений и уменьшения энергии, пропускаемой источником питания.

Считывание мгновенного тока используется для защиты мощных полупроводников. Считывающий резистор расположен на пути тока, протекающего через ключ, а напряжение на нем соответствует мгновенному току, протекающему через мощный элемент. Это напряжение затем подается на очень быстрый аналоговый компаратор (схема сравнения). Если предопределенное напряжение превышено, то силовой мощный элемент сразу же выключается (размыкание ключа). Это очень хорошая защита мощного элемента.

6.2 Источники опорного напряжения

Источники опорного напряжения (ИОН, международный термин Reference, Ref) являются необходимыми элементами для построения транзисторных преобразователей. От их стабильности при изменениях питающего напряжения, отбираемого от них тока или температуры зависят многие показатели преобразователя, включая важнейшие – точность поддержания выходного напряжения или тока. ИОН обычно проектируется на малую мощность и могут выполняться в зависимости от назначения как дискретные элементы или в виде отдельных узлов микросхемы, решающих более сложные функциональные задачи. В преобразователях повышенной мощности опорные напряжения могут быть получены от цифроаналоговых преобразователей (ЦАП), работающих совместно с микропроцессором.

В данной главе будут рассмотрены две разновидности ИОН, нашедших самое широкое практическое применение. В предыдущей главе были показаны примеры использования ИОН, встроенных в микросхемы управления.