Глава 6. Промежуточный каскад.
Задача этого каскада — усиление импульсов перед их подачей на мощные транзисторы. Иногда промежуточный каскад отсутствует как самостоятельный узел, входя в состав микросхемы задающего генератора. Схема такого каскада, примененного в ИБП PS-200B, показана на рис. 2. Согласующий трансформатор Т1 здесь соответствует одноименному на рис. 1 .
В ИБП APPIS использован промежуточный каскад по схеме, приведенной на рис. 3, отличающийся от рассмотренного выше наличием двух согласующих трансформаторов Т1 и Т2 — отдельно для каждого мощного транзистора.
Рис.1.
Полярность включения обмоток трансформаторов такова, что транзистор промежуточного каскада и связанный с ним мощный транзистор находятся в открытом состоянии одновременно.
Если не принять специальных мер, через несколько тактов работы инвертора накопление энергии в магнитопроводах трансформаторов приведет к насыщению последних и значительному уменьшению индуктивности обмоток.
Рассмотрим, как решается эта проблема, на примере одной из "половин" промежуточного каскада с трансформатором Т1.
При открытом транзисторе микросхемы обмотка Iа подключена к источнику питания и общему проводу. Через нее течет линейно нарастающий ток.
В обмотке II наводится положительное напряжение, поступающее в базовую цепь мощного транзистора и открывающее его. Когда транзистор в микросхеме будет закрыт, ток в обмотке la прервется.
Но магнитный поток в магнитопроводе трансформатора не может измениться мгновенно, поэтому в обмотке Iб возникнет линейно спадающий ток, текущий через открывшийся диод VD1 от общего провода к плюсу источника питания.
Рис.2.
Таким образом энергия, накопленная в магнитном поле в течение импульса, в паузе возвращается в источник. Напряжение на обмотке II во время паузы — отрицательное, и мощный транзистор закрыт. Аналогичным образом, но в противофазе, работает вторая "половина" каскада с трансформатором Т2.
Наличие в магнитопроводах пульсирующих магнитных потоков с постоянной составляющей приводит к необходимости увеличивать массу и объем трансформаторов Т1 и Т2. В целом промежуточный каскад с двумя трансформаторами не очень удачен, хотя он и получил довольно широкое распространение.
Если мощности транзисторов микросхемы TL494CN недостаточно для непосредственного управления выходным каскадом инвертора, применяют схему, подобную приведенной на рис. 4, где изображен промежуточный каскад ИБП KYP-150W.
Рис.3.
Половины обмотки I трансформатора Т1 служат коллекторными нагрузками транзисторов VT1 и VT2, поочередно открываемых импульсами, поступающими от микросхемы DA1.
Резистор R5 ограничивает коллекторный ток транзисторов приблизительно до 20 мА.
С помощью диодов VD1, VD2 и конденсатора С1 на эмиттерах транзисторов VT1 и VT2 поддерживают необходимое для их надежного закрывания напряжение +1,6В.
Диоды VD4 и VD5 демпфируют колебания, возникающие в моменты переключения транзисторов в контуре, образованном индуктивностью обмотки I трансформатора Т1 и ее собственной емкостью.
Рис.4.
Диод VD3 закрывается, если выброс напряжения на среднем выводе обмотки I превышает напряжение питания каскада.
Еще один вариант схемы промежуточного каскада (ИБП ESP-1003R) показан на рис. 5 .
В данном случае выходные транзисторы микросхемы DA1 включены по схеме с общим коллектором.
Конденсаторы С1 и С2 — форсирующие.
Рис.5.
Обмотка I трансформатора Т1 не имеет среднего вывода.
В зависимости от того, какой из транзисторов VT1, VT2 в данный момент открыт, цепь обмотки замыкается на источник питания через резистор R7 или R8, подключенный к коллектору закрытого транзистора.
|