1 Elektroniczne Układy i Systemy ZasilaniaWykład 11 Układy impulsowe ze sprzężeniem zwrotnym Politechnika Śląska w Gliwicach Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki dr inż. Ryszard Siurek

2 Modulator szerokości impulsów (PWM) Dla przetwornicy jednotaktowejZasilacz impulsowy zbudowany w oparciu o przetwornicę jednotaktową jednotranzystorową D2 L Blok przetwor-nicy Uwe D1 C R0 U0 Uster Modulator szerokości impulsów (PWM) Wzmacniacz błędu - + e e’ - Izolacja Uodn + Uwy U0 = Uodn e’ PAMIĘTAMY! Dla przetwornicy jednotaktowej g < 0,5 Uster

3 Blok izolacji galwanicznej1. Transoptor jako element zapewniający izolację galwaniczną Uzas TSO e Uodn e’ Uster wzmacniacz błędu oddzielony od modulatora transoptor jest elementem nieliniowym, parametry zmieniają się z temperaturą i z czasem, należy je stosować zawsze wewnątrz pętli sprzężenia zwrotnego mają niewielka częstotliwość graniczną co powoduje spowolnienie odpowiedzi dynamicznej w pętli sprzężenia zwrotnego stosowane najczęściej ze względu na cenę i prostotę realizacji układowej

4 2. Sygnałowy transformator impulsowy jako element izolacyjnyUodn Uster IC1 ‘ IC2 U0 U0 stosowane rzadko ze względu na komplikacje układowe produkowane są specjalne komplety układów scalonych przeznaczone do współpracy w takich konfiguracjach

5 3. Transformator impulsowy do sterowania tranzystorów przełączających jako element izolacyjnyUwe U0 Wzmacniacz błędu Uster e - Uodn + układ stosowany bardzo często (90% zasilaczy komputerowych) wszystkie elementy sprzężenia zwrotnego mogą być zawarte w jednym układzie scalonym umieszczonym po stronie wtórnej (niskonapięciowej) wadą jest transformator sterujący, który musi spełniać wszystkie wymagania norm bezpieczeństwa

6 Stabilność układu zasilacza ze sprzężeniem zwrotnymTw Prawidłowy przebieg napięcia wyjściowego Oscylacje napięcia wyjściowego Ku [dB] f [deg] Ku – wzmocnienie w pętli sprzężenia zwrotnego f - całkowite przesunięcie fazowe w pętli sprzężenia zwrotnego +10 -270 margines fazy -360 -450 -10 margines wzmo-cnienia f [kHz] 1 10 100 Wykresy wzmocnienia i przesunięcia fazowego (tzw. wykresy Bode’go)

7 ~ Metoda pomiaru parametrów koniecznych dla stworzenia wykresu Bode’goPraktyczna metoda oceny zapasu stabilności zasilacza I0 100% Uwe U0 20% ZASILACZ U0 V3 Układ niedokompensowany – zbyt małe marginesy wzmocnienia i fazy BLOK SPRZĘŻENIA ZWROTNEGO ~ U0 GEN. V1 V2 Układ przekompensowany – zbyt duże marginesy wzmocnienia i fazy U0 V3 - bardzo małe rezystancja transformatora pomijalna Optymalnie skompensowana pętla sprzężenia zwrotnego

8 Wzmacniacz błędu - e + C1 U0 R1 C2 C3 R2 R3 Uodn (Vr)Typowy schemat wzmacniacza błędu z dzielnikiem wejściowym i układem kompensacji wzmocnienia i fazy

9 - e’ + Układ scalony TL431 jako powszechnie stosowany wzmacniacz błęduRx Uzas R1 TL431 e’ TL431 + Ux - Vr=2,5V R2 Układ scalony TL431 nazywany jest programowalną diodą Zenera

10 Przetwornica dwutaktowa samowzbudna – przykład najprostszego rozwiązania układowegoID U0 Uwe IT W całym zakresie obciążeń praca z przepływem krytycznym Częstotliwość zmienia się przy zmianach obciążenia duże obciążenie (I0) IT małe obciążenie (I0) ID