Импульсные сетевые блоки питания
Стремление к уменьшению габаритных размеров видеомагнитофонов требует
уменьшения размеров его составных частей. Размеры и вес блоков питания
определяются в основном сетевыми трансформаторами, уменьшать которые
можно только до определенного предела.
Это является причиной того, что в системах питания современных видеомагнитофонах применяют импульсные сетевые блоки. Другие основания для их применения состоят в том, что выделение тепла в импульсных блоках питания ниже и легче сконструировать различные схемы защиты от перегрузок по току и напряжению. Кроме того, повышается КПД и понижается потребление тока. В современных ВМ применяются импульсные блоки, которые работают по принципу блокинг-генератора.
Работа блокинг-генератора
Сетевое переменное напряжение 50 Гц выпрямляется входным выпрямителем с емкостным фильтром. Далее постоянное напряжение с малым уровнем пульсаций преобразуется с помощью мощного переключающего транзистора в переменное высокочастотное напряжение прямоугольной формы, которое трансформируется до требуемых значений, выпрямляется и фильтруется. Гальваническая развязка
выходных цепей от входной питающей сети осуществляется трансформатором блокинг-генератора, размеры и масса которого значительно меньше, чем у сетевого трансформатора, поскольку частота преобразования выбирается во много раз более высокой, чем 50 Гц (обычно от 18 до 50 кГц).
Частота переключения мощного транзистора определяется задающим генератором. Из переменного напряжения, вырабатываемого задающим генератором, с помощью широтно-импульсного модулятора (ШИМ) формируются прямоугольные импульсы, которые после усиления в согласующем каскаде подаются на базу мощного переключающего транзистора. Выпрямленные и отфильтрованные напряжения с выходных обмоток трансформатора используются для питания цепей ВМ, кроме того, одно из них подается на модулятор для регулировки ширины импульсов с целью стабилизации выходных напряжений.
На рис. 19.5 представлена блок-схема подобного блока питания с осциллограммами напряжений в различных точках. Принцип его действия
Рис. 19.5. Блок-схема сетевой части импульсного блока питания
проиллюстрирован на упрощенных эквивалентных схемах на рис. 19.6. В проводящей фазе транзистора (левая схема) трансформатор накапливает магнитную энергию благодаря линейно нарастающему току в первичной обмотке. Диод D1 в это время закрыт. Затем наступает фаза отсечки транзистора (схема справа), и трансформатор отдает накопленную энергию с вторичной обмотки через диод D1 на зарядку конденсатора С1 и в нагрузку.
Поскольку на базу транзистора подается переменное напряжение прямоугольной формы, за фазой закрытия следует опять проводящая фаза, и процесс повторяется заново. Так как конденсатор С1 всякий раз во время предыдущей фазы заряжается, он отдает свою энергию на нагрузочное сопротивление. Одновременно он служит для сглаживания пульсаций выходного напряжения.
Управление мощностью осуществляется либо путем изменения ширины открывающих импульсов на базе переключающего транзистора, либо путем изменения частоты переключения. Частота варьируется в зависимости от нагрузки на блок между 18—40 кГц. Управление производится с помощью напряжения, пропорционального забираемой из блока энергии. Так частота повышается при низкой нагрузке и понижается при повышенной нагрузке.
Поиск неисправностей в импульсных блоках питания
Неисправности в импульсных блоках питания бывают "внутренние" и "внешние". Внутренние неисправности имеют происхождение в самом блоке, а внешние неисправности приводят к его перегрузке или к повышенным напряжениям. При этом различные схемы защиты от перегрузок и перенапряжений отключают импульсный блок питания при возникновении внешних неисправностей.
Первая задача при поиске неисправности состоит в том, чтобы установить, с какой неисправностью пришлось столкнуться: с той, которая
Рис. 19.6. Эквивалентные схемы работы импульсного блока
возникла в самом блоке питания, или же он неправильно работает, потому что неисправность питания появилась в каком-либо другом блоке видеомагнитофона.
Это является причиной того, что в системах питания современных видеомагнитофонах применяют импульсные сетевые блоки. Другие основания для их применения состоят в том, что выделение тепла в импульсных блоках питания ниже и легче сконструировать различные схемы защиты от перегрузок по току и напряжению. Кроме того, повышается КПД и понижается потребление тока. В современных ВМ применяются импульсные блоки, которые работают по принципу блокинг-генератора.
Работа блокинг-генератора
Сетевое переменное напряжение 50 Гц выпрямляется входным выпрямителем с емкостным фильтром. Далее постоянное напряжение с малым уровнем пульсаций преобразуется с помощью мощного переключающего транзистора в переменное высокочастотное напряжение прямоугольной формы, которое трансформируется до требуемых значений, выпрямляется и фильтруется. Гальваническая развязка
выходных цепей от входной питающей сети осуществляется трансформатором блокинг-генератора, размеры и масса которого значительно меньше, чем у сетевого трансформатора, поскольку частота преобразования выбирается во много раз более высокой, чем 50 Гц (обычно от 18 до 50 кГц).
Частота переключения мощного транзистора определяется задающим генератором. Из переменного напряжения, вырабатываемого задающим генератором, с помощью широтно-импульсного модулятора (ШИМ) формируются прямоугольные импульсы, которые после усиления в согласующем каскаде подаются на базу мощного переключающего транзистора. Выпрямленные и отфильтрованные напряжения с выходных обмоток трансформатора используются для питания цепей ВМ, кроме того, одно из них подается на модулятор для регулировки ширины импульсов с целью стабилизации выходных напряжений.
На рис. 19.5 представлена блок-схема подобного блока питания с осциллограммами напряжений в различных точках. Принцип его действия
Рис. 19.5. Блок-схема сетевой части импульсного блока питания
проиллюстрирован на упрощенных эквивалентных схемах на рис. 19.6. В проводящей фазе транзистора (левая схема) трансформатор накапливает магнитную энергию благодаря линейно нарастающему току в первичной обмотке. Диод D1 в это время закрыт. Затем наступает фаза отсечки транзистора (схема справа), и трансформатор отдает накопленную энергию с вторичной обмотки через диод D1 на зарядку конденсатора С1 и в нагрузку.
Поскольку на базу транзистора подается переменное напряжение прямоугольной формы, за фазой закрытия следует опять проводящая фаза, и процесс повторяется заново. Так как конденсатор С1 всякий раз во время предыдущей фазы заряжается, он отдает свою энергию на нагрузочное сопротивление. Одновременно он служит для сглаживания пульсаций выходного напряжения.
Управление мощностью осуществляется либо путем изменения ширины открывающих импульсов на базе переключающего транзистора, либо путем изменения частоты переключения. Частота варьируется в зависимости от нагрузки на блок между 18—40 кГц. Управление производится с помощью напряжения, пропорционального забираемой из блока энергии. Так частота повышается при низкой нагрузке и понижается при повышенной нагрузке.
Поиск неисправностей в импульсных блоках питания
Неисправности в импульсных блоках питания бывают "внутренние" и "внешние". Внутренние неисправности имеют происхождение в самом блоке, а внешние неисправности приводят к его перегрузке или к повышенным напряжениям. При этом различные схемы защиты от перегрузок и перенапряжений отключают импульсный блок питания при возникновении внешних неисправностей.
Первая задача при поиске неисправности состоит в том, чтобы установить, с какой неисправностью пришлось столкнуться: с той, которая
Рис. 19.6. Эквивалентные схемы работы импульсного блока
возникла в самом блоке питания, или же он неправильно работает, потому что неисправность питания появилась в каком-либо другом блоке видеомагнитофона.
