Qida blokunun gərginlik çeviricisinin qurulma prinsiplərinin təhlili

2.Qida blokunun gərginlik çeviricisinin qurulma prinsiplərinin təhlili
2.1. Qida blokunun impuls güc gücləndiricisi
Şəkil 2.1-də prinsipial sxemi verilmiş qida mənbəyi xarici həyəcanlanmalı gərginlik çeviriciləri sinfinə aiddir. İmpuls güc gücləndiricisinin işləməsi üçün idarə siqnallarının generasiyası çeviricinin EİM qovşağı ilə yerinə yetirilir. İdarə siqnalları kiçik səviyyəyə və gücə malikdir. Bu siqnalların gərginliyə və cərəyana görə gücləndirilməsi Q5 və Q6 tranzistorlarında qurulmuş güc kaskadı ilə aparılır. İmpuls güc gücləndiricisi yarımkörpü sxemi üzrə hazırlanır. Güc kaskadının yük dövrəsini körpünün diaqonalına qoşulmuş T4 impuls transformatoru təşkil edir. Güc transformatorunun ondan axan cərəyan sabit təşkiledici ilə doymasından mühafizəsi üçün transformatorun C15 kondensatoru ilə ardıcıl qoşulması aparılır.
Verilmiş halda gücləndirici kaskadın sxemi yalnız sabit gərginlik mənbəyinin enerjisinin yüksək tezlikli çevrilməsini deyil, həm də əlavə funksiyaları yerinə yetirir. Güc transformatorunun I tərəf dolağı ilə ardıcıl olaraq digər T3 transformatorunun dolağı qoşulmuşdur. Bu transformator T4 transformatorunun I tərəf dolağı ilə C10 və C11 kondensatorlarının birləşmə nöqtəsinə qoşulur. Bu transformator qida blokunun əsas II tərəf kanallarının həyəcana görə artıq yüklənməyə nəzarət qovşağı tərkibinə daxildir. T3-ün W3 dolağı II tərəf kanalların cərəyanla yüklənmə vericisinin əsas elementi kimi istifadə olunur. Güc kaskadının elementləri əsasında EİM çeviricinin ilkin işəsalma qovşağı qurulur və ya daha dəqiq desək, bu kaskada ilkin qidalandırılmanın verilməsi qurulur. İdarəetmə sxeminin baza elementi olan TL494 mikrosxemində bloklama qurulmayıbsa, qida gərginliyinin İC1-in 12 çıxışındakı gərginliyi +7V səviyyəsinədək artdığı zaman avtomatik işə salınır. İşəsalınma kimi İC1-in 8-ci və 11-ci çıxışlarında impuls ardıcıllıqlarının formalanmasının başlanğıcı başa düşülür.
Şəkil 2.1.
İC1-in 12 çıxışına qida gərginliyi ardıcıl qoşulmuş D18 diodu və R31 rezistoru vasitəsilə verilir. Diodun anodu SBD2 diod yığımından ibarət düzləndiricisinin çıxışına birləşdirilir. Mikrosxemin qida gərginliyinin süzgəclənməsi C17 və C18 kondensatorları ilə aparılır. Bu qidalandırma dövrəsi yeganədir. Yalnız bu dövrə üzrə İC1 mikrosxeminə və aralıq gücləndiriciyə qida gərginliyi çeviricinin işə salınmasından bütün işləmə dövrü ərzində verilir. Güc transformatorunun II tərəf dolağında ilkin gərginlik impulsunun formalanması üçün güc tranzistorunun baza dövrələri xüsusi olaraq modifikasiya olunur. Yarımkörpü şəkilli gücləndiricinin klassik sxemində tranzistorların baza dövrələrinə əlaqələndirici transformatorun bir II tərəf dolağı qoşulur. Transformatorun bu dolaqları vasitəsilə tranzistorların açılması üçün siqnallar verilir. İmpuls qida blokunun prinsipial sxemində T2-nin II tərəf dolağı Q5 tranzistorunun dövrəsinə W3 və W4 yarımdolaqları ilə qoşulmuşdur. Q8 tranzistorunun baza dövrəsini təşkil edən elementlər WS dolağına qoşulmuşdur. W3 və W4 dolaqları WS dolağına əks fazada olaraq sinfaz sarınır. göstərilən prinsipial sxemdə klassik sxemdən digər bir fərqli cəhəti Q5 və Q6 tranzistorunun kollektor və baza dövrələri arasından uyğun olaraq R7 və R9 rezistorlarının qoyulmasıdır. Bu rezistorlar güc tranzistorunun bazalarına sürüşmə gərginliklərinin verilməsi xidmət edir və EİM çeviricinin ilkin işəsalma gərginliyinin formalanması üçün dövrədə zəruri elementlərdir. Qida blokuna elektroqidanın verilməsindən sonra ilkin zaman momentində gəeginlik yalnız güc kaskadının elementlərinə verilir, T4-ün bütün II tərəf dolaqlarında gərginlik yaranmır, C10 və C11 kondensatorları tutum bölücüsünü yaradır. Onların birləşmə nöqtəsindəki gərginlik güc kaskadının qida gərginliyinin yarısına bərabərdir. R27 və R29 rezistorları hesabına Q5 və Q6 tranzistorunun bazalarında ilkin sürüşmələr gərginlikləri artmağa başlayır. Hər iki tranzistor açılaraq əlaqələndirici T2 transformatorun W4 dolağındakı cərəyanların artımını yaradır. Cərəyanlar qarşı-qarşıya istiqamətlənmiş olur. Cərəyanlardan birinin yaranmasına səbəb Q5-in açılmasıdır. Bu cərəyan C15 kondensatorunun müsbət köynəyi-T4-ün I tərəf dolağı-Q5-in baza emitteri-T2 transformatorunun W4 dolağı-T4-ün I tərəf dolağı-T3-ün I tərəf dolağı СП kondensatorunun mənfi köynəyi dövrəsi üzrə qapanır. Q6 tranzistorunun açılmasını yaradan cərəyan СП-nin müsbət köynəyi-T3 və T4-ün I tərəf dolağı – C15 kondensatoru- T2-nin W4 dolağı-Q6-nın kollektor-emitter konturu üzrə axır. Cərəyanların axdığı hər bir konturda eyni adlı elementlər iştirak edir, lakin cərəyanlar bu konturlardan əks istiqamətlərdə axır. Güc tranzistorlarında parametrlərin texnoloji pərakəndəliyi olduğundan cərəyanlar bir-birini tam kompensasiya edə bilmir və onlardan biri digərindən daha üstün olur. Fərz edək ki, Q6 tranzistorundan axan cərəyan daha böyük qiymətlidir. Ona görə sxemə əsasən T2 tranzistorunun W4 dolağının aşağı çıxışındakı potensial yuxarı çıxışındakına nisbətən daha böyükdür və cərəyan aşağı çıxışdan yuxarı çıxışa doğru axır. T2-nin II tərəf dolaqları öz aralarıənda maqnit əlaqəyə malik olduğundan T2-nin W4 dolağından axan cərəyan W3 və W5 dolaqlarında EHQ induksiyalanır. W3 və W5 dolaqları sxemə elə qoşulur ki, güc tranzistorlarının baza dövrəsinin elementlərinə tətbiq olunan EHQ gərginliyi əks istiqamətli olur. W 3 dolağının D15 diodu qoşulan çıxışında gərginlik müsbət, D14 diodu qoşulan çıxışda isə mənfi olacaqdır. W4 və WS dolaqlarında EHQ gərginliyin işarəsi nəzərə alınmaqla R27 və R29 rezistorları hesabına yaranan Q5 və Q6 tranzistorlarının ilkin sürüşmə potensialları ilə toplanır. W3-ün mənfi gərginliyi Q5-in baza potensialı ilə toplanaraq müsbət gərginliyi azaladaraq bu tranzistorun bağlanmasını yaradır. WS dolağındakı müsbət gərginlik artmaqda davam etdiyindən Q8-in bazasında ilkin sürüşmə səviyyəsi yalnız artacaqdır. Bu proses çox tez(ani) baş verir və nəticədə Q8-in tam açılmasını yaradır. Q8- in açılması ilə Q5-in bağlanması baş verir. Q8 tam açıldıqda T4 transformatorunun I tərəf dolağından axan cərəyan kəskin artaraq onun içliyində artan maqnit seli yaradır. T4-ün II tərəf dolaqlarında induksiyalanan EHQ dolaqların qoşulmasına uyğun işarələr təyin edilir.
II tərəf dövrələrində bütün düzləndirici sxemlər iki yarınmeriodludur, ona görə onların hər birinin çıxışlarında gərginlik impulsları yaranır. Çıxış gərginliklərinin qütblüyü T4-ün II tərəf dolaqlarında düzləndirici diodların qoşulma sxemi ilə təyin olunur. İC1 mikrosxeminin 12 çıxışı D18 və R31 rezistoru vasitəsilə +12V-luq düzləndiricinin çıxışına birləşdirilmişdir. SBD2 diod yığımının katodlarının birləşmə nöqtəsində müsbət qütblü impuls yaranır, RC süzgəci ilə hamarlanaraq səlis artan gərginlik səviyyəsi şəklində 12 çıxışına daxil edilir. Gərginliyin səviyyəsi və impulsun ilkin gücü İC1 mikrosxeminin işə salınmasına və aralıq gücləndiricinin tranzistorlarının işləməsini təmin etməyə kifayət edir.
Aralıq gücləndiricinin tranzistorları İC1-in 11 çıxışından verilən idarə impulslarının təsiri altında çevrilir. Əlaqələndirici T2 transformatorunun dolaqlarının parametrləri elə seçilir ki, gücləndirici kaskadda gərginliyin minimal səviyyəsində W3 və W5 dolaqlarındakı gərginlik güc transformatorlarının növbə ilə açılmasına kifayət etsin. Q5 və Q8 tranzistorlarının periodik kommutasiyası başlandılqdan sonra T4-ün II tərəf dolaqlarındakı gərginliklər nominal qiymətlərə çatır və tam saxlanılır. İC1-in 12 çıxışındakı gərginliyin səviyyəsi də həmçinin stabilləşir. Sonradan sistem R13 rezistorunda hazırlanmış +5V-luq gərginlik kanalının qiymət çeviricisinin siqnalına görə II tərəf gərginliklərinin çıxış səviyyəsini avtosazlama rejiminə keçir. T2 tranzistorunun W4 dolağının aktiv rolu güc kaskadındakı rəqslərin stabilizasiya periodunda başa çatır. İşçi dövr ərzində burada T4 güc transformatorunun I tərəf dolağından axan cərəyanın istiqamətinə və qiymətinə uyğun cərəyan axır.
Kompyuterlərin qida bloklunun güc kaskadları yarımkörpü sxemli çeviricilər əsasında qurulur. Çeviricinin klassik yarımkörpü sxeminə eyni qrup elementlərin müxtəlif funksiyaların yerinı yetirilməsinin əlaqələndirilməsi ilə həm də müxtəlif əlavələr də daxil edilə bilər. Verilmiş halda əsas diqqət EİM idarə mikrosxeminin ilkin işəsalınmasının təmin edilməsini yerinə yetirir. Aşağıdakı şəkildə təsvir olunan güc kaskadının sxemi fraqmentində (Şəkil 2.2) tranzistorların baza dövrəsinə sürüşmənin verilməsi ayrıca diodla düzləndiricidən aparılır.
Şəkil 2.2.
Sxemdə elementlərin mövqeli işarələnməsi fərdidir, yalnız güc tranzistorunun bazasına sürüşmənin verilmə sxemi fraqmentində göstərilən komponentlər üçün doğrudur. Bu sxem impuls güc gücləndiriciləri tərkibində olan komponentlərin tipik yığımına malik deyildir. Göstərilən elementlər belə kaskadın xüsusiyyətlərinin nümayişi üçün nəzərdə tutulur. Güc kaskadının qidalandırılması ilkin şəbəkə gərginliyinin düzləndirilməsindən aparılır. Güc gücləndiricisi üçün şəbəkə düzləndiricisi D1-D4 diodlarında yığılır. Düzləndirilmiş gərginlik yalnız ardıcıl qoşulmuş Q1 və Q2 tranzistorlarına, C2 və C3 elektroliyik kondensatorlarına verilir. Tranzistorların bazasına sürüşmə rezistiv bölücülər vasitəsilə verilir. Q1 tranzistoruna gərginlik R3, R4 rezistorlarından, Q2-yə isə R5, R6 rezistorlarından yaradılan gərginlik bölücüsündən daxil edilir. R1,R7, və R2,R8 rezistorların baza dövrələrinə qoşularaq Q1 və Q2-nin uyğun olaraq baza-emitter keçidllərindən axan cərəyanı məhdudlayır. Sürüşmə yaradan bölücülərdə qidalandırmanı təmin etmək üçün sxemə ayrıca bir yarımperiodlu düzləndirici daxil edilir. Bu düzləndirici D5 diodu və C1 kondensatorundan ibarətdir. Bölücülərdə istifadə olunan rezistorlar böyük müqavimətlidir, kondensatorun doldurulma cərəyanı bir neçə milliamper təşkil edir, buna görə onun nominalı nisbətən kiçik qiymətli ola bilər. Məsələn, 2200pF tutuma malik keramik kondensator. T2 əlaqələndirici transformatoru üç II tərəf dolağına malikdir, onlardan ikisi Q1 və Q2 tranzistorlarının baza dövrələrinə qoşulur. Üçüncü dolaq EİM çeviricinin ilkin şəbəkəyə qoşulmanın başlanğıc mərhələsində qidalanma üçün impuls hasil edir. Bu dolaq Q1 tranzistorunun emitteri və T1 tranzistorunun I tərəf dolağı arasında qoşulur. II tərəf dolağının orta nöqtəsi II tərəf dövrəsinin ümumi naqilinə birləşdirilir. Bu yeganə dolağa ikiyarımperiodlu düzləndiricini yaradan D6 və D7 diodları qoşulur. Düzləndiricinin çıxışına +12V-luq kanalın süzgəci yüklənir(şəkildə təsvir olunmayıb), həm də EİM çeviricinin aralıq gücləndirici ilə qida dövrəsinin süzgəci yüklənir. Aralıq gecləndiricinin yük dövrəsini T2 tranzistorunun I tərəf dolağı təşkil edir, onun orta nöqtəsinə də EİM mikrosxeminin qida dövrəsinin gərginliyi verilir, Q1 və Q2-nin baza dövrələrində elementlərin bu cür yerləşdirilməsi və vəzifələri impuls qida blokunun sxemindəki eyni qovşağın strukturunu təkrar edir. Göstərilən sxem fraqmentinin digərlərindən əsas fərqi odur ki, güc tranzistorlarının bazasına qoşulan rezistiv gərginlik bölücülərinə sabit gərginliyin verilmə üsulu başqadır. EİM qovşağının ilkin qidalandırılması üçün gərginlik impulsunun alınma prinsipləri tamamilə eynidir. sxemdə göstərilən kondensatorların nominalları baza sxemlərində analoji mövqelərdə qoyulmuş elementlərlə eyni qiymətlidir. C2 və C3 kondensatorlarının maksimal işçi gərginlikləri 200V-dan çox olmur, rezistorların nominalları isə aşağıda olduğu kimidir.
R1 və R2=2,2Om; R3 və R5=150kom;
R4 və R6=2,7kOm; R7 və R8=39Om; R9 və R10=1,5kOm
EİM çevirici kaskadlarda ilkin işəburaxma variantları sxemlərində bu məqsədlər üçün əlaqələndirici transformatorun xüsusi konstruksiya istifadə edən sxemlərlə məhdudlaşdırılmır.
Bu məqsədlər üçün əlavə alçaq güclü transformatorlu tətbiq sxemləri də mövcuddur(Şəkil 2.3).
Şəkil 2.3.
Əlavə T1 transformatoru 50Hs tezlikli dəyişən cərəyanlı ilkin şəbəkədə işləməyə hesablanmış alçaq güclü transformatordur. Onun II tərəf dolaqlarına D5-D8 diodlarında yığılmış ikiyarımperiodlu düzləndirici qoşulmuşdur. Düzləndiricinin çıxışındakı gərginlik C4 kondensatoru ilə süzgəclənir və T3 transformatorunun orta nöqtəsinə verilir, həm də TL494 EİM çeviricisinin 12-ci qidalandırma çıxışına ötürülür. D5-D8 diodlarındakı düzləndiricinin mənfi qütbü ikinci tərəf dövrəsinin ümumi naqilinə birləşdirilir. Qoşulma zamanı şəbəkə gərginliyi düzləndirilir və güc kaskadına verilir. Güc kaskadının konstruksiyasında EİM mikrosxeminin ilkin işəsalınması üçün impulsun formalanmasını təmin edən heç bir elementlər nəzərdə tutulmur. Güc gücləndiricisinin baza dövrələrinin strukturu işləməsi yalnız xarici siqnallarla tənzimlənən kaskadlar üçün tipikdir. Başqa sözlə, kaskad ancaq xarici həyəcanlanma rejimində işləməkdədir. Gücləndiricinin idarə siqnalları əlaqələndirici T3 transformatoru vasitəsilə EİM çeviricidən verilir. EİM mikrosxemə və aralıq gücləndiricinin kaskadına ilkin qidalandırma D5-D8 üzərindəki düzləndiricidən verilir. Bu gərginlik həmçinin qida bloku şəbəkəyə qoşulduqdan sonra da EİM çevirici kaskadın elementlərində yaranır. Çevirici işə salındıqdan sonra T2 impuls transformatorunun II tərəf dolağında yaranan dəyişən impuls gərginliyi D9 və D10 diodları ilə düzləndirilir, C7 kondensatoru ilə süzgəclənir. T1 transformatorunun parametrləri elə seçilir ki, D9, D10 düzləndiricisinin çıxışındakı gərginlik D5-D8 düzləndiricisinin gərginliyindən böyük alınsın. Bu düzləndiricinin çıxışları öz aralarında D13 diodu vasitəsilə birləşdirilir. +12V-luq kanalın düzləndiricisinin gərginliyi EİM çeviricisinin və aralıq gücləndiricinin qidalandırma dövrəsinə verilir. Bu kanalın düzləndiricisinin çıxış gərginliyi D7, D8 diodlarının birləşmə nöqtəsindəki müsbət potensialdan böyük olduğundan D5-D8 diodları əks sürüşmə olaraq sxemin işləməsindən kənarlaşdırılır(çıxarılır). Bundan sonra qidalandırma EİM çeviricinin bütün elementlərinə T2 transformatorunun II tərəf dolaqlarından verilir. T1 transformatoru yalnız EİM qovşağına ilkin qida gərginliyinin verilməsi üçün istifadə olunur. İmpuls çevirici işçi rejimə keçdikdə ilkin işəsalma transformatorunun işləməsini bloklayaraq saxlayır. Bununla da çeviricinin FİƏ-nın artırılması üçün üstünlük əldə olunur.
Verilmiş sxem +12V-luq gərginliyin düzləndiricisinin aralıq gücləndirici dövrəsinə qoşulma hissəsində modifikasiya oluna bilər. Əgər D13 diodu sxemdən çıxarılarsa, onda EİM çeviricinin qovşağına gərginlik yalnız T1 transformatorundan veriləcəkdir, sxemin işləmə məntiqi praktiki olaraq dəyişməz qalacaqdır. Çeviricinin bütün işləmə dövrü ərzində D9 və D10 diodlarından düzləndirilmiş gərginlik yalnız +12V-luq çıxış gərginliyinin süzgəcləmə dövrələrinə verilir. Güc kaskadı EİM çeviricinin qovşağına verilən qidalandırmaya heç bir təsir göstərmir.
Əlaqələndirici transformatoru əlavə II tərəf dolağına malik güc kaskadları gücləndirici tranzistorların baza dövrələrinə müsbət sürüşmənin verilməsi üçün mütləq rezistorlara malik olmalıdır. Sürüşmə tranzistorun kollektoru və bazası arasında qoşulan bir rezistorla və ya rezistiv bölücü vasitəsilə verilə bilər. Bölücünün sxem üzrə aşağıdakı rezistoru tranzistorun baza çıxışına bilavasitə və ya 2,2Om nominallı rezistor vasitəsilə qoşula bilər. Belə konstruksiya yalnız EİM çeviriciyə ilkin qidalandırma impulsların generasiyasından sonra verilə bilər.
İmpuls qida blokunun prinsipial sxemində göstərilmiş güc tranzistorunun baza dövrələrindəki R27, R29 rezistorları Q5 və Q6-nın bazalarına müsbət sürüşmə verir. Bu rezistorlar EİM kaskadın ilkin qidalandırılması üçün impulsların generasiyasına gətirib çıxaran prosesi işə salmağa imkan verir. C13 və C14 kondensatorları Q5 və Q6 tranzistorlarının açılması və bağlanması zamanı cəldişləmənin təmin olunmasında istifadə olunur.
Baza dövrələrinin sxemotexniki hazırlanmasının hər bir variantı əlaqələndirici transformatorla güc tranzistorlarının baza çıxışları arasında qoşulmuş cərəyan verici rezistorların istifadəsini nəzərdə tutur. Bütün variantlarda elementlərin mövqe işarələnməsi eynidir. Rezistorlar hamısı üçün bərabər maksimal gücə hesablanır və 0,25Vt təşkil edir. R1,R2 rezistorlarının nominalları 2,2-dən 2,7 Om qiymətinədək ola bilər. Belə diapazon aydındır ki, müxtəlif istehsalçı şirkətlər tərəfindən təyin edilir. Konkret məmulatda hər bir baza dövrəsinin elementləri tamamilə eyni olmalıdır. Bu sxemlərdə güc tranzistorlarının kommutasiyası xarici verici generatorun siqnalları ilə aparılır. Xarici verici generatorun qidalandırılması ayrıca alçaq güclü mənbədən verilir. Bu halda əlaqələndirici transformatorda əlavə dolaq vasitəsilə ilkin işəburaxma impulslarının formalanması zəruri olmur. Əlaqələndirici transformatorun konstruksiyasında yalnız siqnalların dolaqları tətbiq edilir. Güc tranzistorlarının baza dövrəsinə ilkin mənbədə müsbət sürüşmə verən rezistorlar da bu halda qoyulmur. Əlaqələndirici transformatorun I tərəf dolaqlarının konfiqurasiyası aralıq gücləndiricinin çıxış kaskadının tranzistor dövrələrinin strukturu ilə təyin olunur. Şəkil 2.4, 2.5 və 2.6-da onların mümkün variantları göstərilmişdir.
Şəkil 2.4.
Şəkil 2.5.
Şəkil 2.6.
Şəkil 2.7-də tranzistorların göstərilən baza dövrələri yalnız rezistiv elementlərdən ibarətdir. Güc tranzistorlarının açılma sürəti yalnız həmin tranzistorların dinamiki xüsusiyyətləri ilə təyin olunur. Burada güc elementlərinin kommutasiyası proseslərinin sürətinin artırılması üçün xüsusi şərtlər nəzərdə tutulmur. Göstərilmiş sxemdə R1 və R2 rezistorlarına parallel olaraq kondensatorlar qoıulur. Kondensatorlar müsbət impulsun vəbhə müddətinin yaranma momentində momentində güc tranzistorlarının açılmasını sürətləndirən elementlər kimi isatifadə olunur.
|