Андрей Кашкаров - Устройства импульсного электропитания для альтернативных энергоисточников

Однако реальный трансформатор имеет индуктивность рассеяния, в которой также запасается некоторая энергия при отпирании силового ключа. Поэтому, если не принять специальных мер, после каждого запирания силового ключа на нем будут возникать очень короткие выбросы напряжения, способные вызвать пробой силового ключа.

Для образования пути «разряда» энергии, накапливаемой в индуктивности рассеяния Т801, служит цепь R808, С811, VD809, которая уменьшает выброс напряжения на стоке VT801 при его запирании.

Конденсатор С820 дополнительно задерживает фронт нарастания напряжения на стоке VT801 до его полного запирания, что уменьшает мгновенную мощность, выделяющуюся в структуре транзистора VT801. Эти элементы обеспечивают надежную защиту силового ключа в различных режимах работы источника — от режима, близкого к «холостому» ходу, до максимальной выходной мощности. Отказы силового ключа (чаще всего это пробой сток-исток) могут иметь место только при катастрофическом повышении напряжения на сетевом входе (до 300…350 В) либо при пробое диодов вторичных выпрямителей во время работы схемы питания.

В этом случае может возникнуть опасность повреждения и других элементов схемы, особенно микросхемы D802 и связанных с ней цепей. Это может произойти, если током разряда С810 через пробитый силовой транзистор (он может достигать 200…250 А) будет пережжен внутренний вывод истока транзистора VT801.

После этого короткого замыкания по выходу сетевого выпрямителя уже нет, и напряжение около 300 В через цепь сток-затвор пробитого VT801 может вызвать тяжелые повреждения элементов в цепи его затвора (R818, D802), а также печатной платы в местах расположения этих элементов. Для исключения такой ситуации в цепь питания ключа, после конденсатора С810, введена плавкая вставка FU802 на ток 1А, которая срабатывает до сгорания вывода истока VT801.

Нестабильность напряжений на выходах вторичных выпрямителей, без применения дополнительных мер, составляет около 2 %.

Напряжение питания схемы управления в рабочем режиме снимается с выхода выпрямителя +7,11 В на диоде VD821. Параметрический стабилизатор образован резистором R438 и стабилитроном VD410 напряжением +5,1 В. От этого стабилизатора питается фотоприемник D402 (ток потребления около 3 мА). К нему же подключен делитель напряжения R847, R848. С его средней точки напряжение около +3,8 В подается на эмиттерный повторитель VT806, с эмиттера которого снимается напряжение питания около +3,2 В на микроконтроллер управления преобразователя. Для снижения мощности, рассеиваемой в транзисторе VT806, последовательно с коллектором включен резистор R834.

Теперь рассмотрим работу схемы питания в «дежурном режиме. Его включение происходит по команде микроконтроллера D101 с его вывода 1. Включению «дежурного» режима соответствует низкий уровень на этом выводе. При этом запирается транзисторный ключ VT805. Тиристор VS802 включается импульсами с вывода 15 трансформатора каждый период работы источника, когда на этом выводе трансформатора формируется положительный фронт напряжения. В этот период обмотка 15–13 Т801 подключается к конденсатору С841 через открытый диод VD820 и открытый тиристор VS802. Во время «обратного хода» ИИП (когда силовой ключ VT801 закрыт), как было описано выше, энергия, запасенная в трансформаторе Т801, расходуется во вторичных цепях, а вторичные обмотки работают как генераторы тока.

Током обмотки 15–13 через VD820 и VS802 начинает заряжаться конденсатор С841, а диод VD817 закрыт, т. к. на его аноде напряжение примерно равно напряжению на С841, а на катоде пока присутствует напряжение около 115 В с конденсатора С831.

По мере заряда конденсатора С841 напряжение на нем растет, и когда оно достигает величины около +10 В, открывается стабилитрон VD830, и начинает протекать ток через резистор R840, излучающий диод оптопары D801 и стабилитрон VD830.

Выходной транзистор оптопары открывается, и через вывод 5 И С D802 уменьшается длительность запускающих импульсов на затвор VT801. При этом напряжение с обмотки 15–13 Т801 выпрямляется диодом VD820 и через открытый тиристор VS802 поддерживается на уровне около +10 В (на конденсаторе С841).

Амплитуда импульсов, выпрямляемых с обмотки 15–13, составляет около 12 В вместо +115 в «рабочем» режиме, и, соответственно, амплитуда импульсов на других обмотках Т801 уменьшается пропорционально, т. е. примерно в 10 раз. В таком режиме выходные напряжения выпрямителей VD819 и VD828 снижаются практически до нуля, а схема стабилизации отслеживает напряжение на конденсаторе С841.