Импульсные Б/П - Глава 5. Импульсный блок питания МП-505-1 с микросхемой К1033ЕУ1 (TDA4601).

Основой модуля питания является микросхема D1 типа К1033ЕУ1, в которой формируются импульсы управления ключевым устройством, автоматически регулируется длительность запускающего импульса для обеспечения групповой стабилизации выходных напряжений модуля питания, а также имеется защита от аварийных режимов по цепям нагрузок (т. е. от короткого замыкания в источниках выходных напряжений).

Остановимся сначала на назначении выводов микросхемы D1.
Через вывод 9 подается напряжение питания для всех узлов микросхемы. На выводе 8 появляются импульсы управления выходным ключевым транзистором VT1. Через вывод 7, соединенный с усилителем выходного тока 11 и узлом заряда разделительного конденсатора 12, заряжается конденсатор С8, который формирует закрывающий ток транзистора VT1.

Структурная схема микросхемы К1033ЕУ1:
1— устройство запуска и стабилизатор напряжения; 2 — источник опорного напряжения; 3 — усилитель обратной связи; 4 и 5 — узлы опознавания перегрузки по току (короткому замыканию);
б — генератор тактовых импульсов; 7 — триггер старт-стоп; 8 — логическое устройство; 9 — формирователь пилообразного напряжения; 10 — триггер блокировки; 11 — усилитель выходного тока; 12 — узел заряда разделительного конденсатора; 13 — выключатель базового тока


Через вывод 5, связанный с триггером блокировки 10, обеспечивается защита модуля при значительном уменьшении сетевого напряжения. При этом блокируется вывод 8 микросхемы и модуль выключается.
Вывод 1 микросхемы связан с устройством 2, где вырабатывается опорное напряжение. Вторичные напряжения модуля поддерживаются пропорциональными опорному напряжению. Через вывод 2 напряжение обратной связи воздействует на генератор тактовых импульсов 6, который создает управляющий импульс на выводе 8. Вывод 3 — вход регулирующего напряжения, на который поступает сигнал обратной связи, пропорциональный вторичным напряжениям. Внутри микросхемы этот вывод подсоединен к усилителю обратной связи 3 и к узлам опознавания перегрузки по току и короткому замыканию 4 и 5.

Рассмотрим работу модуля по принципиальной схеме.
Напряжение сети выпрямляется диодами VD2 — VD5. Выпрямленное напряжение через резистор R13, обмотку с выводами 1, 15 трансформатора Т1 поступает на коллектор транзистора VT1. Резистор R13 разрывает цепь подачи выпрямленного напряжения сети на элементы устройства в аварийных ситуациях (пробит транзистор VT1, короткое замыкание в обмотке трансформатора Т1). Выпрямленное напряжение фильтруется конденсатором С13.

В момент включения телевизора микросхема D1 питается сетевым напряжением. Оно поступает на ее вывод 9 от выпрямителя VD1C9. При переходе модуля в режим нормальной работы (режим стабилизации) сетевой выпрямитель отключается. Вместо него работает импульсный выпрямитель VD6C9, подсоединенный к выводам 5 и 7 трансформатора Т1. Этот выпрямитель создает на выводе 9 микросхемы напряжение 10 ... 16 В. Уже при достижении на выводе 9 напряжения 7,5 В в микросхеме формируются положительные запускающие импульсы, которые с вывода 8 через цепь L1R5R6C8L2 поступают на базу транзистора VT1. Транзистор открывается, и ток, протекающий через обмотку трансформатора с выводами 1, 15, коллекторный и эмиттерный переходы транзистора VT1, приводит к накоплению энергии в трансформаторе Т1. Время открытого состояния транзистора определяется сигналом отрицательной обратной связи, который поступает от обмотки трансформатора с выводами 3, 7. Размах отрицательной части импульсов в этом сигнале пропорционален напряжению на выходах вторичных импульсных выпрямителей, питающих нагрузку модуля.
На конденсаторе С14 с помощью выпрямителя на диоде VD8 образуется напряжение минус 11 В (в режиме стабилизации), которое через делитель R1R3R9R10 поступает на управляющий вход микросхемы D1 (вывод 3). При воздействии этого напряжения микросхема через вывод 7 управляет моментом выключения ключевого каскада на транзисторе VT1 так, чтобы поддерживать на выводе 3 напряжение в установленных пределах. Эти пределы должны сохраниться при изменении напряжения питающей сети или нагрузки модуля.
Цепь C15R15 предназначена для фильтрации выбросов напряжения обратной связи (выводы 3, 7 трансформатора Т1), появляющихся из-за коммутационных процессов. Окончание отбора энергии в нагрузку определяется появлением импульсов, которые снимаются с конденсатора С15 и через интегрирующую цепь R14С10 и резистор R8 поступают на вывод 2 микросхемы D1. В этот момент микросхема подает сигнал (по выводу 8) на открывание транзистора VT1. Одновременно напряжение на выводе 4 микросхемы, которое составляло 2 В, начинает увеличиваться по линейному закону по мере заряда конденсатора С11 от сетевого выпрямителя через резисторы R12, R13. Ток через обмотку намагничивания трансформатора (выводы 1, 15) и открытый транзистор VT1 также
увеличивается по линейному закону. Сопротивление резистора R12 и емкость конденсатора С11 выбраны такими, что скорость возрастания напряжения становится пропорциональной скорости возрастания тока через обмотку намагничивания трансформатора.
Внутри микросхемы D1 управляющий сигнал, проходящий через вывод 5, усиливается и сравнивается с линейно нарастающим напряжением на выводе 4 микросхемы. При достижении этим напряжением уровня усиленного управляющего сигнала (2 ... 4 В) срабатывает логическое устройство 8 микросхемы, которое закрывает усилитель выходного тока (вывод 8). Транзистор VT1 при этом закрывается, и накопленная в магнитном поле обмоток трансформатора магнитная энергия передается в нагрузку.
Когда же в микросхеме по выводу 2 фиксируется момент достижения током вторичных обмоток трансформатора Т1 нулевого значения, логическое устройство запускает усилитель выходного тока. Этот усилитель создает базовый ток транзистора VT1 по цепи: вывод 8 микросхемы, дроссель L1, параллельно соединенные резисторы R5, R6, конденсатор С8, дроссель L2, переход база — эмиттер транзистора VT1, вывод 6 микросхемы.
Открывающий базовый ток транзистора VT1 действует до тех пор, пока не включится усилитель. Включается усилитель при достижении напряжения на выводе 4 микросхемы уровня усиленного в нем сигнала, приходящего на вывод 3. Закрывающий базовый ток транзистора VT1 протекает по цепи: вывод 6 микросхемы, переход эмиттер — база транзистора VT1, дроссель L2, конденсатор С8, вывод 7 микросхемы. Энергия, накопленная в трансформаторе Т 1 во время открытого состояния транзистора VT1, передается во вторичные обмотки, где происходят выпрямление и формирование вторичных напряжений.
Импульсы напряжения, вырабатываемого на выходных обмотках трансформатора, выпрямляются однополупериодными выпрямителями. Полученные постоянные напряжения сглаживаются емкостными фильтрами и поступают на выход модуля через соединитель Х2.
Всего имеется четыре выпрямителя выходных напряжений VD13C26, VD12C27, VD9C29, VD11C24 для значений 125,15, 26, 10 В соответственно. С конденсатора С24 на вход стабилизатора, собранного на микросхеме D2 типа КР142ЕН8Б, подается напряжение 15 В. С выхода микросхемы (вывод 2) снимается стабилизированное напряжение 12 В. Для уменьшения высокочастотных пульсаций этого напряжения установлен П-образный фильтр, состоящий из дросселя L7 и конденсаторов С25, С28. В цепях выпрямителей 12 и 15 В установлены разрывные резисторы R17 и R18 соответственно.
Особенностью модуля является то, что все диоды (за исключением VD1, VD7 и VD8) зашунтированы конденсаторами, которые устраняют ВЧ колебания, возникающие на диодах при переключении. Такие колебания могли быть источником помех, проникающих в питающую сеть. Конденсатор С21 также уменьшает прохождение помех в питающую сеть. Для уменьшения влияния сигналов звукового сопровождения на изображение через источники питания обмотка трансформатора T1 с выводами 8, 10 не соединяется с другими обмотками. Именно поэтому обратный провод источника напряжения 15 В не соединен с копоусом.
Ферритовые трубки L5 и L6 уменьшают пульсации выходных напряжений 125 и 15 В.

Послесловие

Мы разобрали несколько разных импульсных блоков питания с двумя целями: первая – дать вам возможность определиться в общих принципах построения таких блоков. Вторая – показать, какое разнообразие в схемах реализации отдельных узлов применяют производители.
Всех особенностей построения ИБП я охватить, конечно, не мог, да это и не надо. С каждым днем появляются новые разработки, которые реализуются в конкретных изделиях. Они со временем поступают в ремонт без схем и инструкций, их надо ремонтировать. Поэтому нет смысла наизусть учить какой-то определенный блок, надо понять общее, и на этой базе разбираться с устройством, впервые попавшим к вам. Надеюсь, что хоть как-то помог вам.

В заключение несколько советов по ремонту ИБП:

• Всегда проверяйте все детали блока, даже если они целые на вид.

• Проверяйте также нагрузку вторичных выпрямителей на короткое замыкание.

• Всегда меняйте подозрительные элементы на заведомо исправные.

• Прежде чем включать ИБП в сеть, повесьте вместо предохранителя лампочку 220 В на 100-200 Вт, в зависимости от мощности устройства, и не держите ИБП с лампочкой больше 3-5 с включенным.

• И упаси вас Бог заниматься экспериментами с ИБП, пока вы не разберетесь с этим блоком досконально.

Удачи в деле ремонта импульсных блоков питания!