Техническое описание и инструкция по эксплуатации АЧРМ - Узел ИП Техническое описание и инструкция по эксплуатации АЧРМ

Страница 5 из 8

6.3. Узел ИП.

6.3.1. Узел ИП предназначен для преобразования постоянного напряжения 220 В, 110 В, переменного 220 В, 100 В, 110 В в стабилизированные постоянные напряжения, гальванически развязанные от первичного источника, для питания всех узлов аппаратуры АЧРМ.

Узел имеет защиту от токовых перегрузок, коротких замыканий и перенапряжений в нагрузке.

Обеспечена защита первичного источника от радиопомех, возникающих при работе узла ИП.

6.3.2.Номинальные выходные напряжения:

1) (12 +- 0,1) В / 0.3 А;

2) (5 +- 0,1) В / 0.1 А;

3) (минус 12 +- 0,5) В / 0.3 А;

6.3.3. В состав схемы ИП входят следующие функциональные узлы:

1) входной фильтр радиопомех (C2, C6, L1) и выпрямитель с фильтром (V12 - V15, R19, C8, C9), позволяющий подключать аппаратуру к источнику питания без соблюдения полярности;

2) стабилизатор питания схемы управления в момент пуска и при перегрузках (R23, R24, R27, V17, V19). В рабочем состоянии узла ИП схема управления питается от внутреннего источника (C11, C13, V20), транзистор V19 запирается;

3) задающий генератор, предназначенный для генерирования запускающих импульсов частотой (25 - 30) кГц (D2.3, D2.4, D2.5, C10, R21, R22, R25, V10, V11, V16);

4) триггер запуска (R10, R11, R13 - R15, V3, V5, V8, V9), разрешающий запуск преобразователя при определенном входном напряжении питания;

5) формирователь напряжения (C12, R26, R28, V18, U1.2), предназначенный для формирования линейно спадающего напряжения с управляемой скоростью спада;

6) модулятор с частотно-импульсной модуляцией D3.3 и буферный усилитель D2.6;

7) ключ (C14, C15, R30 - R33, T1, V21 - V24), предназначенный для управления током в первичной обмотке трансформатора T2. Выполнен по схеме с эмиттерной коммутацией и пропорционально-токовым управлением для расширения области безопасных режимов работы;

8) цепь формирования траектории рабочей точки ключа и уменьшения коммутационных потерь (C16, R35, V25);

9) трансформатор T2, формирующий импульсы напряжения во вторичных цепях. Выполнен на сердечнике Б30;

10) выпрямители и фильтры выходных напряжений 12 В и минус 12 В (V26, V27, C17, C18, C20, C21);

11) стабилизатор и фильтр выходного напряжения 5 В (D4, C22);

12) схема защиты ключа от перегрузки по току (D3.1, D3.2, R18, R34, R36 - R38, V28);

13) схема защиты узла от превышения напряжений (при неисправности схемы сравнения) и короткого замыкания в нагрузках (D2.1, D2.2, C3, C4, C7, R8, R9, R12, R17, R20, V4, V6, V7), схема индикации неисправности (H1, R29);

14) схема сравнения (D1, U1.1), предназначенная для формирования сигнала управления при отклонении выходного напряжения 12 В от номинального значения, источник опорного напряжения (R1, V1), формирующий эталонное напряжение для схемы сравнения;

15) входной трансформатор Т3, предназначенный для согласования входной цепи аппаратуры АЧРМ с входными цепями узла ИЧ.

6.3.4. Принцип работы узла ИП заключается в следующем: при изменении входного напряжения и токов нагрузок схема управления устанавливает такую длительность импульсов, при которой с известным коэффициентом трансформации импульсного трансформатора Т2 будет обеспечено поддержание номинальных величин выходных напряжений.

Временные диаграммы работы узла ИП показаны на рис. 4.

Питание схемы управления в установившемся режиме осуществляется выпрямленным напряжением от обмотки 1-2 трансформатора T2.

При включении питания и нарастании напряжения на конденсаторах C8,C9 до (75 - 85) В срабатывает триггер запуска (запирается транзистор V9), начинает работать задающий генератор с частотой (25 - 30) кГц, преобразователь запускается.

После запуска преобразователя на базу транзистора V9 поступает напряжение с обмотки 1-2 трансформатора Т2 и задающий генератор переходит в режим управления по входу 9 микросхемы D2.3 (транзистор V9 открывается на время перемагничивания сердечника трансформатора Т2 и запирает задающий генератор).

После перемагничивания сердечника транзистор V9 запирается, на выводах 9 и 10 микросхемы D2 устанавливается логическая единица, начинается следующий цикл работы преобразователя.

Импульсы с выхода буферного усилителя D2.6 обеспечивают отпирание и запирание транзистора V23 ключа. Питание базовой цепи транзистора V22 осуществляется схемой пропорционально-токового управления (C15, T1, R30, R33, V24).

Импульсные напряжения с выходных обмоток трансформатора T2 прикладываются к выпрямителям, постоянные пульсирующие напряжения фильтруются конденсаторами фильтров и поступают на нагрузки, светит индикатор "12 В" (Н2) узла ИП.

Напряжение 12 В используется и в качестве напряжения обратной связи и подается на вход 2 микросхемы D1, на вход 3 подается опорное напряжение. Если напряжение обратной связи меньше номинального, на выходе схемы сравнения (вывод 6 микросхемы D1) напряжение близко к напряжению питания 12 В. Диод и транзистор оптрона U1 закрыты, ширина импульсов управления ключем максимальна (рис. 4 “запуск”).

С ростом входного напряжения наступает момент (85 - 100) В, когда напряжение обратной связи оказывается равным номинальному. Начинается стабилизация выходных напряжений. На выходе микросхемы D1 напряжение уменьшается, открываются диод и транзистор оптрона U1, что обеспечивает разряд конденсатора C12. Происходит укорочение рабочего импульса и увеличение частоты следования импульсов, зависящее от степени превышения напряжения обратной связи по отношению к номинальному (рис. 4 “нормальный режим”). С помощью резистора R4 устанавливается напряжение 12 В на контактах X1:A2,Б2 узла ИП.

Защита узла ИП от перегрузки по току срабатывает при превышении допустимой величины тока ключа при перегрузках по вине потребителя, а также при неисправностях узла, приводящих к увеличению тока ключа. В таких случаях увеличивается падение напряжения на резисторе R34, кратковременно открывается транзистор V28, срабатывает триггер на элементах D3.1, D3.2 (рис. 4 "перегрузка"), ограничивается длительность управляющего импульса, запирается ключ (рис. 4 "перегрузка"). При длительности перегрузки более 0.5 с импульсы с выхода 6 микросхемы D3.1 через дифференцирующую цепочку C7,R12, диод V7 заряжают конденсатор C4 одновибратора на элементах D2.1, D2.2. Одновибратор срабатывает, на выходе 4 микросхемы D2.2 появляется логический ноль на (1 - 2) с, ключ запирается, преобразователь переходит в режим "включение-выключение", светит индикатор "НЕИСПР" (H1) узла ИП.

Защита от перенапряжения срабатывает при неисправностях в цепи обратной связи схемы сравнения на микросхеме D1. При этом повышается и напряжение питания схемы управления (7 В, цепь г схемы узла ИП), пробивается стабилитрон V6, отпирается транзистор V4, срабатывает одновибратор D2.1, D2.2, преобразователь переходит в режим "включение-выключение".

При питании от аккумуляторной батареи с напряжением 220 В или от переменного напряжения 220 В устанавливается перемычка 10-11; при питании от аккумуляторной батареи с напряжением 110 В или от переменного напряжения 100 В, 110 В перемычка 10-11 снимается и устанавливаются перемычки 9-10 и 7-8.