Импульсный блок питания

Импульсный блок питания формирует стабилизированные вторичные постоянные напряжения, гальванически развязанные от питающей сети, необходимые для питания цепей телевизора.

Принцип работы БПИ основан на преобразовании выпрямленного напряжения сети в высоковольтное импульсное напряжение прямоугольной формы с регулируемой частотой. Трансформированные импульсные напряжения выпрямляются во вторичных цепях, фильтрируются и подаются для питания цепей телевизора. Электрическая схема БПИ состоит из выпрямителя сетевого напряжения, схемы запуска, схемы стабилизации и защиты блокинг-генератора с разделительным трансформатором, выпрямителей импульсного напряжения и фильтрирующих элементов.

При включении телевизора в сеть переменный ток поступает на контакты Х1 (А4) с платы блока управления.

Через контакты 1 и 3 разъёма 4-Х1 и цепь помехоподавления 4-(L1, С5, С6) переменный ток поступает на мостовую схему выпрямителя, собранную на диодах 4-(VD6 – VD9), выпрямляется и заряжает конденсатор 4-С15. Напряжение с конденсатора 4-С15 прикладывается через обмотку (выводы 19, 3) трансформатор 4-Т1 к коллектору транзистора 4-VT3, а через цепь 4-(R11, R6, C4, L2, R18) – к его базе. Эмиттер транзистора 4VT3 соединён с отрицательной обкладкой конденсатора через цепь 4-(R15, R16, VD3).

Когда напряжение эмиттер – база достигает 0,5В, начинает открываться транзистор 4-VT3. Коллекторный ток транзистора 4-VT3 начинает протекать по цепи: положительная обкладка конденсатора 4-С15, обмотка (выводы 19, 3) трансформатора 4-Т1, переход коллектор-эмиттер транзистора 4-VT3, цепь 4-(R15, R16, VD3), отрицательная обкладка конденсатора 4-С15.

Обмотка 7,11 трансформатора 4-Т1 включена так, что образуется положительная обратная связь и на выводе 7 трансформатора 4-Т1 появляется положительное напряжение, поддерживающее напряжение, поддерживающие транзистор 4-VT3 в открытом состоянии.

При протекании коллекторного тока через обмотку намагничивания (вывод 19, 3) трансформатора 4-Т1 в магнитном поле индуктивности запасается энергия.

Через 10 – 15 мкс падение напряжения из-за протекания коллекторного тока транзистора 4-VT3 на резисторе 4-R15 достигнет величины, достаточной для отпирания тиристора 4-VS1. Тиристор 4-VS1 открывается, и параллельно переходу база-эмиттер транзистора 4-VT3 подключается конденсатор 4-С4. В этом случае через тиристор 4-VS1 протекает ток, который вычитается из тока базы транзистора 4-VT3, и ток базы уменьшается. Транзистор начинает запираться, коллекторный ток уменьшается. На выводе 7 трансформатора 4-Т1 отрицательный потенциал, приложенный к базе транзистора 4-VT3. Транзистор 4-VT3 закрывается. В дальнейшем транзистор 4-VT3 поддерживается в закрытом состоянии за счёт запирающего напряжения на обмотке 7, 11трансформатора 4-Т1, время закрытого состояния транзистора 4-VT3 определяется параметрами трансформатора. Через время, определяемое постоянной времени трансформатора, на обмотке обратной связи (выводы 7,11) возникает напряжение, которое приводит к открыванию транзистора 4-VT3. Таким образом, блокинг-процесс автоматически повторяется с определённой частотой.

При закрывании транзистора 4-VT3 появляется положительный потенциал на выводах 20, 16, 14, 10 трансформатора 4-Т1, вызывая ток через нагрузку вторичных цепей трансформатора, и, кроме того, в результате появления положительного потенциала на выводах 15,11 трансформатора 4-Т1 происходит заряд конденсаторов 4-(С3, С4, С9).

Конденсатор 4-С3 заряжается по цепи: вывод 15 трансформатора 4-Т1, резистор 4-R12, диод 4-VD4, конденсатор 4-С3, вывод 17 трансформатора 4-Т1.

Конденсатор 4-С4 заряжается по цепи: вывод 11 трансформатора 4-Т1, переход коллектор-эмиттер транзистора 4-VT2, резистор 4-R10, конденсатор 4-С9, стабилитрон 4-VD5, вывод 7 трансформатора 4-Т1.

Так как в момент включения БПИ конденсаторы во вторичных цепях заряжены, блок работает в режиме, близком к короткому замыканию. Следовательно, вся энергия, вся энергия накопленная в магнитном поле трансформатора Т1, отдаётся во вторичные цепи. Последующее включение транзистора VT3 происходит аналогично первому, т.е запускающим импульсом от сети.

Нескольких таких включений достаточно, чтобы зарядить конденсаторы во вторичных цепях.

В дальнейшем БПИ работает в установившимся режиме.

В установившемся режиме момент открывания тиристора VS1 и закрывание транзистора VT3 определяется наличием на управляющем электроде тиристора VS1 суммы трёх напряжений: падение напряжения на резисторе R15, из-за протекания тока разряда конденсатора С9 по цепи (R4, R8) и падения напряжения на резисторе R4 из-за протекания коллекторного тока транзистора VT1.

Транзистор VT1 переходит в активный режим, когда напряжение во вторичных обмотках достигнет номинальных значений. При этом напряжение на выводах 15, 17 трансформатора Т1 достигает такой величины, при которой напряжение на базе транзистора VТ1, снимаемого с регулируемого делителя (R1, R2, R3), станет меньше, чем опорное на эмиттере, вырабатываемое цепью (VD1, R7). Коллекторный ток транзистора VT1 протекает по цепи: вывод 1-5 трансформатора Т1, резистор R12, диоды (VD4, VD1) переход эмиттер-коллектор транзистора VT1, резисторы (R5, R4), вывод 17 трансформатора Т1. Падение напряжения на резисторе R4 прикладывается к управляющему электроду тиристора VS1.

Таким образом, изменяя напряжение на базе транзистора VT1 резистором R2, изменяем ток через резистор R4 и тем самым и тем самым изменяем момент открывания тиристора VS1, а значит время открытого состояния транзистора VT3 и величину его коллекторного тока, что равносильно изменению выходных напряжений БПИ. Происходит это следующим образом.

При увеличение напряжения сети (уменьшении тока нагрузки) увеличиваются все напряжение на вторичных обмотках трансформатора Т1. В том числе увеличивается напряжение на обмотке обратной связи (вывод 15, 17), а, следовательно, увеличивается напряжение на конденсаторе С3, что вызывает уменьшение напряжения на базе по сравнению с напряжением на эмиттере транзистора VT1. Вследствие этого увеличивается эго коллекторный ток, что в свою очередь, приводит к увеличению падения напряжения на резисторе R4 и к более раннему срабатыванию тиристора VS1. Таким образом, открытого состояния транзистора VT3 уменьшается, коллекторный ток возрастает за это время до меньшей величины, уменьшается запасённая в индуктивности, а значит и отдаваемая во вторичные цепи энергия, что приводит к снижению выходных напряжений БПИ. Уменьшение напряжение сети (увеличение тока нагрузки) приводит к уменьшению напряжения на обмотки обратной связи (вывод 15, 17) трансформатора Т1. Ток коллектора транзистора VT3 уменьшается, что вызывает более позднее срабатывания тиристора VS1 и увеличивает количество энергии, отдаваемое во вторичные цепи. Таким образом, происходит групповая стабилизация выходных напряжений.

При наличии замыкания во вторичных цепях или при снятии нагрузок тиристор VS1 после запирания транзистора VT3 остаётся в открытом состоянии, и в дальнейшем запуск БПИ не происходит. После снятия замыкания для запуска БПИ необходимо включить и через 30-40 секунд включить снова.

Для регулировки тока базы транзистора VT3 используется регулирующий каскад на транзисторе VT2. Он работает следующим образом.

В период открытого состояния коллекторный ток транзистора VT3 протекает по цепи: положительная обкладка конденсатора С15, обмотка (выводы 19-3) трансформатора Т1, коллектор-эмиттер транзистора VT3, цепь (R15, R16, VD3), отрицательная обкладка конденсатора С15. Ток через резисторы (R15, R16) из-за наличия в этой цепи индуктивности обмотки трансформатора Т1 (выводы 19-3) нарастает по пилообразному закону.

В начальный момент нарастания коллекторного тока базовый ток протекает по цепи: вывод 7 трансформатора Т1, дроссель L2, переход база-эмиттер транзистора VT3, резистор R10, диод VD 10, резистор R9, вывод 11 трансформатора Т1. Когда из-за протекания нарастающего по пилообразному закону тока коллектора транзистора VT3 напряжение на резисторах (R15, R16) достигает 0,5В, открывается транзистор VТ2 и базовый ток протекает по цепи: R10, VT2.

В дальнейшем для предотвращения перегрузки цепи база-эмиттер транзистора VT2 пилообразным напряжением ток эмиттера транзистора VT3 замыкается через открытый диод VD3.

Так как транзистор VT2 управляется током, образующимся за счет пилообразного напряжения на резисторах (R15, R16), то и ток в базе транзистора VT3 пилообразную форму. Таким образом, базовый ток по форме точно повторяет коллекторный ток и величина базового тока автоматически учитывает коэффициент усиления транзистора VT3.

Выпрямители импульсных напряжений во вторичных цепях БПИ по однополупериодной схеме выпрямления.

Выпрямитель напряжения 180В выполнен на диоде VD12. Сглаживание пульсаций производится конденсатором С19. Резистор R20 ограничивает ток потребления.

Выпрямитель напряжения 96В выполнен на диоде VD13. Конденсатор С20 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения, а включенный параллельно ему резистор R21 ограничивает нарастание выходных напряжений при снятии нагрузки по цепи 96В.

Выпрямители и фильтры напряжений 16 и 15В выполнены соответственно на диодах (VD14, VD15) и конденсаторах (С22, С23).

Для устранения высокочастотных выбросов напряжения, возникающих в момент запирания и отпирания диодов (VD12, VD13, VD14, VD15), параллельно им включены соответственно конденсаторы (С17, С18, С21, С24).