Несколько теоретических вопросов по ДГС и защиты в ИБП

07-01-2014 09:49

Привет!

Книжка Головкова и Любицкого "Блоки питания для системных модулей..." давно стала моей настольной, но по мере копания в реальных устройствах, особенно с появлением стандарта ATX, появились некоторые сомнения.

(извините, много букв)

1) ДГС

Почти во всех статьях, посвященных ПСшным блокам и в этой книге, задачей ДГС является только групповая стабилизация напряжений. Более того, почти в 80-90 % публикаций на темы двухтактных самодельных ИБП, никакого аналога ДГС (хотя бы с единственной обмоткой) и нет: напряжение со вторичной обмотки идёт сразу на выпрямитель и с него - на выходные конденсаторы. Но тут возникает вопрос: а чем в этом случае будет определятся ток через силовые транзисторы ?

Транзистор открылся, ток потёк через первичную обмотку, но она связана со вторичной, ток в которой тоже сразу начинает протекать, дальше диод и конденсатор: выходит, в прямоходовом и двухтактных блоках ток ограничивается только паразитными сопротивлениями ?

Так может быть ДГС играет роль так же и накопительного элемента ? Если бы вы взялись переделывать ПСшный блок питания на единственное выходное напряжение, оставили бы ДГС или нет ? Во многих реальных случаях авторы выкидывают его. Это правильно ?

Я когда-то экспериментировал с двухтактником (для питания ноута от бортсети автомобиля), у меня получалось что с дросселем сразу после выпрямителя КПД немного возрастал.
У Семёнова в "Силовой электронике", в очень похожей схеме, дросселя нет.

2) Схема автозапуска у AT-шных блоков.

В книжке "Блоки питания для системных модулей..." чётко говорится: если 494-й контроллер не питается от отдельного трансформатора, для первоначального раскачивания системы используется что-то вроде автогенератора на силовых каскадах.

Для этого в трансформаторе управления мотается небольшая отдельная обмотка, через которую проходит ток на силовой трансформатор, а в базовые цепи силовых транзисторов добавляются резисторы, подающие небольшой ток от плюса, чуть приоткрывающий транзисторы. В результате, в отсутствие управляющего воздействия со стороны контроллера, силовой каскад становится обычным автогенератором. При этом в базовые цепи добавляются диоды (анод на базу, катод - в сторону управляющей обмотки), которые не позволяют управляющей обмотке шунтировать базовый ток начального смещения.

Но вот что странно: если посмотреть схемы современных ATX-ных блоков, где питание контроллера идёт от дежурки, то вроде как этот виток автозапуска в управляющем трансформаторе и не нужен. Однако эта обмотка до сих пор присутствует во всех моделях блоков, которые мне довелось увидеть. Более того, мне удалось уже дважды без проблем удалять у ATX-ных блоков дежурные источники (один раз в дешевом маломощном, второй раз - в честном 300-ваттнике), переводя их в автогенераторный режим запуска, добавляя только резисторы базового смещения (470к на коллектор) и слегка выправляя цепь питания 494-го контроллера.

Кстати, диоды из базовых цепей тоже никуда не исчезли.

Таким образом, эта обмотка - чистый рудимент, про который все коллективно забыли или ...

3) Защита по току силовых каскадов.

Иногда попадаются блоки, у которых защита силовых транзисторов строится на отдельном трансформатре тока: желтое колечко, через которое проходит питание первички силового трансформатора (просто просунутый провод), а для съёма информации - отдельная обмотка, дальше выпрямитель и сигнал, уходящий внутрь схемы защиты. Тут всё просто.

Но в книжке Головкова/Любицкого описывается также второй вариант защиты: по ширине управляющих импульсов. При этом напряжение снимается со средней точки управляющего трансформатора, выпрямитель, CR-интегратор и сигнал вновь ныряет в схему защиты. Тут вроде всё красиво и понятно, но есть одно НО: я неоднократно пробовал эту цепь в разных режимах и убедился, что напряжение, уходящее в схему защиты зависит не только от ширины управляющих импульсов.

Просто запитайте 494й контроллер от отдельного источника, он будет молотить максимальную ширину, т.к. на силовых ключах и выходе блока напряжений не будет, но напряжение с интегратора будет гораздо меньше, чем нужно для срабатывания защиты. Однако стоит подать питание на силовые ключи и даже небольшая нагрузка на блок приведёт заметному росту напряжения на интеграторе.

Не получается ли так, что эта самая обмотка в управляющем трансформаторе, которая считалась строго пусковой, выполняет так же роль обратной связи по току ? Т.е. управляющий трансформатор работает как бы в две стороны: открывает транзисторы и замеряет проходящий через них ток ?

4) Но может быть, у неё есть и ещё одна задача: лавинное ускорение переключения силовых транзисторов ?

Я сейчас переделываю очередной трехсотваттник для использования в качестве лабораторного источника. Хочу получить с него однополярные 50 вольт/6 ампер с регулировкой от нуля по току и напряжению. Всё шло хорошо до тестов под нагрузкой (разумеется, вторичка силового транса, диоды, кондёры - всё пересчитано и перемотано для таких параметров).

Однако на тестах, когда снимаю хотя бы 12 вольт/1 ампер, блок их выдаёт, но при этом шипит/свистит (нечто среднее между этими звуками). Осцилограф показывает хаотичные небольшие выбросы на частоте около 1 кгц. Пытался подбирать и корректирующие цепочки и конденсаторы на выходе и всякое прочее, в конце концов разорвал обратную связь вообще, просто зажимая контроллер по 3-му пину, хаос всё равно остаётся. Его ещё нет на 8 и 11 лапках, но он уже есть на выходе силовых диодов. Естественно, я перерыл всю обвязку силовых транзисторов в горячей части, но там никакого криминала не нашлось. Однако шум почти исчезает если поднять напряжение питания каскадов в первичной обмотке управляющего трансформатора. Вот так незамысловато. Например, схема там расчитана примерно на 13 вольт (в исходной схеме они снимались с дежурки и с 12 вольтовой силовой линии, после выпрямителей), стоит его догнать до 20 - шум стихает почти до пределов слышимости.
Также шум пропадает, если снизить питание силовых каскадов, например, подавать на блок не 220 вольт, а 140-160 (ещё странно, что в диапазоне 0..140 вольт напряжение на 3-м выводе контроллера растет, а ширина импульсов уменьшается, но выше 150 вольт - ширина импульсов остаётся постоянной, так же как и напряжение на 3-м пине. Хотя оно и не достигает максимума. Смена режима работы ДГС ?).

Не может ли так случится, что в случае очень коротких управляющих импульсов, какие-то попытки автоколебаний в силовой части, суммируясь с управляющими импульсами и привносят в последние некий случайный элемент ?

07-01-2014 13:54

Voldemar0, здесь решают только вопросы ремонта, а теория обсуждается в другом разделе. Едем в технофлейм.

07-01-2014 14:05

1. Говорят, в двухтактниках как и в прямоходах без дросселя выгорят ключи.
2,3. Да, эта обмотка используется для измерения и ограничения тока через ключи.

07-01-2014 14:52

uam писал:

1. Говорят, в двухтактниках как и в прямоходах без дросселя выгорят ключи.

посмотрите на двухтактные БП в LCD TV - там никаких дросселей нету... вторичка - диод - емкость

Добавлено 07-01-2014 13:55

а у прямоходового дроссель имеет совсем другое назначение

Добавлено 07-01-2014 14:11

Voldemar0 писал:

Так может быть ДГС играет роль так же и накопительного элемента ? Если бы вы взялись переделывать ПСшный блок питания на единственное выходное напряжение, оставили бы ДГС или нет ? Во многих реальных случаях авторы выкидывают его. Это правильно ?

я, когда переделывал АТХ в лабораторный, ДГС оставил смотав лишние 3.3, 5, -5, -12. Без дросселя не включал, знаю только что без дросселя напруга на выходе повышается в два раза или около того...
Сам не единожды задумывался зачем в компьютерных всегда (за исключением самых новых) стоит ДГС, с одной стороны понятно - для группово стабилизации напруг дабы небыло перекоса ведт стабилизация напруги происходит только одному напряжению, и чтобы остальные не гуляли и ставят дроссель, а с другой стороны (может я неправ) необходимость дросселя в случае переделки на одно напряжение обусловленна тем или связана с тем что вых каскад на биполярныз транзисторах динамика открытия/закрытия не как у мосфетов, поэтому дабы не перегружать силовики на фронтах и используется дроссель для смягчения... как то так

08-01-2014 12:18

2

Voldemar0 писал:

этот виток автозапуска в управляющем трансформаторе

Это пропорционально-токовое управление токами баз в зависимости от тока через нагрузки. То есть положительная обратная связь. Управление на закрывание. Если отключить обе полпервички насыщающегося трансформатора(базового для силовых ключей), сила уходит вразнос.

Остальное - ниасилил. Сделай, что-нибудь, графоман.