Принцип действия аппаратуры ПВЗ-90М - Блок питания приемопередатчика Принцип действия аппаратуры ПВЗ-90М

Страница 11 из 13

Блок питания предназначен для электропитания блоков и узлов приемопередатчика необходимыми уровнями постоянного напряжения.

В блоке питания можно выделить следующие узлы:

- помехоподавляющий фильтр;

- преобразователь напряжения;

- стабилизатор напряжения 5, 0 В;

- стабилизатор напряжения 18, 0 В;

- схема контроля исправности вторичных источников;

- схема индикации вторичных и первичных источников.

Помехоподавляющий фильтр состоит из дросселей L1 и L2, конденсаторов С1, С2, С5, С6, С7, С8 и резистора R5. Указанный фильтр необходим для

блокирования импульсных помех от преобразователя в цепь аккумуляторной

батареи. Диод VD1 предназначен для защиты блока питания от неправильной подачи питающего напряжения, а резистор R5 предохраняет диод VD1

от броска тока в момент включения питания.

Блок может быть без переделок включен как от батареи 220 В, так и

110 В. Необходимо только при переводе приемопередатчика на питание 110

В запаять перемычки: 1-3, 2-4, 18-19, 23-24, 25-26, 27-28.

Преобразователь состоит из:

- схемы управления на микросхеме DA1 типа КР1087EУ1;

- транзисторного ключа VT1;

- трансформатора Т1;

- выпрямителей с обратным включением диодов.

При включении напряжения питания происходит заряд конденсатора С9

(по цепи: + 220 В, VH2, R14, R15). Начальный ток заряда примерно 220

В/2х22 кОм = 5мА. При этом потребление микросхемы DA1 составляет 0, 5 1, 6 мА. Напряжение на выводе «6» по мере заряда конденсатора возрастает и при достижении величины порога включения (примерно 11-13 В) микросхема возбуждается и начинает выдавать на вывод «5» импульсы положительной полярности амплитудой 10-13 В. Эти импульсы поступают на затвор VT1 и последний начинает «в такт» с ними открываться и закрываться, что вызовет протекание тока по первичной обмотке трансформатора

Т1. При этом потребление микросхемы DA1 несколько возрастает (до 7-12

мА), конденсатор С9 начинает разряжаться. Однако, если преобразователь

нормально запустился, то по цепи обратной связи с обмотки 13-14 трансформатора поступает на С9 выпрямленное диодом VD4 напряжение, которое

препятствует разряду конденсатора. Схема управления DA1 остается в

«запущенном» состоянии. Если же преобразователь по какой-то причине не

запустился (например, в случае перегрузки или к.з. на одном из выходов), то напряжение опертока на конденсаторе С9 «сядет» до уровня примерно 8 В. При таком напряжении DA1 должен «выключиться», т.е. перестать генерировать управляющие пакеты. Потребление микросхемы резко

уменьшается при этом (до величины начала включения питания). Конденсатор С9 снова получит возможность заряжаться до порога включения микросхемы. Говорят, что микросхема перешла в режим «задержанного перезапуска». Частота этих перезапусков зависит от постоянной времени

R14, R15, C9. От ёмкости конденсатора С9 зависит и нагрузочная способность при запуске.

Микросхема имеет режим «мягкого» запуска (старта), который зависит от величины ёмкости С4. В схеме предусмотрена возможность отключить блок питания при снижении входного питания ниже наперед заданного

уровня. Этот порог отключения регулируется резистором R8 и обычно рекомендуется Uср = 130-140 В (при Uн=220 В) и Uср = 65-70 В (при Uпит=110 В). Микросхема DA1 имеет так же встроенную защиту от перенапряжения на выводе «6» - если по какой-либо причине уровень сигнала на

этом выводе достигнет величины 14-16, 7 В, то выход микросхемы блокируется. Через резистор R11 напряжение с обмотки обратной связи подается

на вывод «8» DA1 (схема прохождения 0). Преобразователь имеет защиту

от перегрузки и защиту от коротких замыканий. В случае перегруза максимальная амплитуда пилообразного напряжения на выводе «2» DA1 достигает примерно 3 В и при дальнейшем увеличении нагрузки переходит на

пологий участок характеристики, где амплитуда пилы уменьшается, что

приводит, в общем-то, к снижению напряжения на этом выводе «6»; выходные уровни при этом также снижаются.

В нормальном режиме напряжение обратной связи на выводе «1» микросхемы DA1 должно быть порядка 0, 4 В, а на выводе «6» - порядка 9 В.

Транзисторный ключ выполняется на полевом транзисторе VT1. Управляющее напряжение на затвор транзистора поступает через резистор R17 с

вывода «5» микросхемы DA1.

В данном узле конденсатор С13 и резистор R21 служат для уменьшения скорости нарастания эдс самоиндукции при включении транзистора

VT1, а это позволяет существенно уменьшить импульсные помехи.

Демпфирующая цепочка VD5-С11 служит для защиты от перенапряжений

транзистора VT1, а резистор R19 обеспечивает разряд конденсатора С11.

Выпрямители вторичных напряжений выполнены на диодах по однополупериодной схеме выпрямления (VD9, VD8, VD7, VD6). Сглаживание выпрямленных напряжений осуществляется конденсаторами: С20, С25,

С18, С24, С16, С22, С17, С23. Для уменьшения импульсных помех применены

дроссели L3, L4, L5, L6, а также конденсаторы С14 и С15.

Стабилизатор напряжения «5 В» выполнен на микросхеме DA3 типа

КР142ЕН5А. Это стабилизатор с фиксированным выходным напряжением от

4, 9 до 5, 1 В. Величина максимального тока допускается до 3 А (естественно, при установке её на соответствующий радиатор). При наладке отмечались случаи повышенного нагрева данной микросхемы из-за высокочастотного возбуждения. Заблокировать это возбуждение удавалось установкой дополнительных керамических конденсаторов ёмкостью 0, 1 мкФ параллельно входу и выходу DA3. Схема защиты этого стабилизированного выхода от повышения напряжения выполнена на элементах:

VT2, VD14, VD15, VH6, VK2.4, R27, R28, R32, R33, VS1.

Стабилизатор напряжения «+18 В» выполнен на микросхеме DA2 типа

КР142ЕН8В и на стабилитроне VD12 (КС133А) эта микросхема тоже стабилизатор с фиксированным выходным напряжением от 14, 55 В до 15, 45 В. Стабилизатор VD12 имеет уровень стабилизации от 2, 97 до 3, 63 В. Таким

включением обеспечивается уровень стабилизации +18 В.

Схема индикации входного напряжения осуществляется светодиодом

VH2 «бат», напряжение на МУС - VH1 «МУС», выходные уровни:

VH4 - «100 В», VH3 - «24 В ИЗ», VH6 - «5 В», VH8 - «24 В».

Имеются специальные гнезда на лицевой панели, пользуясь которыми,

можно произвести измерения вторичных уровней как отдельным прецезионным прибором, так и прибором приемопередатчика (см. описание блока

ПРМ2).

Схема контроля исправности выходных напряжений выполнена на оптопарах VK1 и VK2 и транзисторе VT3. При наличии напряжения, например

уровня «100 В», протекает ток через R25, светодиод VH4, диод оптопары

VK1.2, открытый стабилитрон VD11. Значит, открыт транзистор этой оптопары VK1.4. А если у нас исправны все выходные уровни, то открыты и

транзисторы оптопар VK1.3, VK2.3, VK2.4. При этом падение напряжения

на последовательно включенных транзисторах оптопар VK1.3, VK1.4,

VK2.4, VK2.3 близко к нулю и этот уровень через открытый диод VD16 и

резистор R31 выставляется на базу транзистора VT3. Значит, закрыт

транзистор VT3, светодиод VH7 не горит и сигнал неисправности во внешнюю схему не выдается, т.к. открыт VT4 и через разъем а3, в3 уровень

«+24В» выдается в схему блока реле БР. Предположим теперь, что по какой-то причине пропал уровень 100 В. Закрывается транзистор оптопары

VК1.4, через открытый диод VD16 положительный уровень поставится на

базу VT3, открывается VT3. Вследствие этого загорается светодиод VH7

(«неисправность») и закрывается VT4 («лог 0» на базе ). Значит на

разъём а3(в3) через резистор R35 подаётся в блок реле уровень «лог 0»

и реле К2, К3, К4 отпадают, осуществляя при этом сигнализацию неисправности, действие на телесигнализацию и вывод защиты из работы. Следует

отметить, что аналогичный конечный результат получится и в случае неисправности уровня «+24 В» (но светодиод «неиспр» VH7 не загорится), и

при неисправности предохранителей приемопередатчика.

Цепочка из двух стабилитронов VD7, VD8 осуществляет защиту уровня

«+18В» в случае повреждения микросхемы - стабилизатора DA2. В этом

случае напряжение ограничивается и, кроме того, положительное падение

напряжения на резисторе R30 (=1, 5 - 1, 8В) открывает транзистор VT3,

загорится светодиод VH7 «неисправность», закрывается транзистор VT4,

что приведет как рассматривалось выше к возврату реле внешней сигнализации.

Уровни напряжений «100 В», «24 В из», «24 В», «9 В» не имеют специального отдельного стабилизатора и их уровень может корректироватся

только с помощью резистора R13. Ещё раз подчеркнём поведение блока питания в случае возникновения неисправностей различного типа (в форме

таблицы):

+--------------+----------------------------------+---------------+| Вид | Поведение блока питания | Примчания ||повреждения | | |+--------------+----------------------------------+---------------+| КЗ на уровне |Гаснет светодиод "5 В", загорается|Все остальные || "+5 В" |светодиод "неиспр" |уровни в работе|+--------------+----------------------------------+---------------+| КЗ на уровне |Гаснет светодиод "18 В", загорает-|Все остальные || "18 В" |ся светодиод "неиспр" |уровни в работе|+--------------+----------------------------------+---------------+| КЗ на уровне |Гаснут все светодиоды, в том числе|Блок питания || "24 В" |светодиод "неиспр"; внешняя сигн. |переходит в || |однако срабатывает |режим "пере- || | |запуска" |+--------------+----------------------------------+---------------+| КЗ на уровне |Гаснут все светодиоды уровней, |Блок питания || "24 В из" |внешняя сигнализация срабатывает, |переходит в || |Мигает светодиод "неиспр" |режим "пере- || | |запуска" |+--------------+----------------------------------+---------------+| КЗ на уровне |Гаснут все светодиоды уровней, |Блок питания || "100 В из" |внешняя сигнализация сработана, |переходит в || |мигает светодиод "неиспр" |режим "пере- || | |запуска" |+--------------+----------------------------------+---------------+| Неисправность|Гаснут все светодиоды уровней, | || предохрани- |а также не горят светодиоды "не- | || телей опер- |испр","МУС" и "бат". Внешняя | || тока |сигнализация срабатывает | |+--------------+----------------------------------+---------------+

Опыт эксплуатации постов показывает, что при уровне 220 В, резисторы R3 и R4 (МЛТ-2, 16кОм) сильно нагреваются и в свою очередь сильно нагревают печатный монтаж платы. Рассеиваемая мощность на каждом примерно 0, 8 Вт. Очевидно, повышенный нагрев происходит из-за неблагоприятного режима охлаждения. На практике обычно увеличивают номинал этих

резисторов до 30-36 кОм (рассеиваемая мощность = 0, 35 Вт); интенсивность свечения светодиода при этом практически не изменяется. По крайней мере следует хотя бы «выставить» эти резисторы на некотором расстоянии от печатной платы.

На нескольких приемопередатчиках в режимах подачи опертока повреждался светодиод VH2 «бат». При этом блокировалась цепь заряда конденсатора С9 и блок питания не запускался. В качестве одной из мер

предлагается включать параллельно светодиоду VH2 резистор Rд = 3, 0кОм.