ЭФО предлагает со своего склада новую серию преобразователей интерфейсов USB UART компании FTDI FT232RNL-REEL
РадиоЛоцман - Все об электронике

Шунтовой регулятор ускоряет запуск источника питания

Texas Instruments UC3853N TL431A

Журнал РАДИОЛОЦМАН, март 2020

Michael O'Loughlin

EDN

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

В некоторых приложениях может потребоваться, чтобы напряжение импульсного источника питания системы поступало на схему быстрее, чем от обычного источника питания. Такая ускоряющая схема, или схема запуска, показана на Рисунке 1. Микросхема IC1 предварительного регулятора корректора коэффициента мощности получает свое обычное рабочее питание от дополнительной обмотки L1, намотанной на сердечник повышающего дросселя L2, и диода D1.

Рисунок 1. В обычной схеме запуска импульсного преобразователя начальное питание микросхемы
контроллера IC1 обеспечивают резистор и конденсатор капельного подзаряда RT и CH.

Резистор RT и конденсатор CH образуют схему капельного подзаряда, которая в нормальном режиме работы питает цепи запуска. В традиционных конструкциях RT имеет высокое сопротивление, ограничивающее ток до уровня, которого хватает только для того, чтобы обеспечивать ток покоя микросхемы и подзаряд конденсатора CH, который накапливает достаточно энергии для питания IC1 до тех пор, пока преобразователь напряжения не начнет работу. В нормальных условиях медленный отклик схемы не создает проблем.

Если требуется более быстрая реакция на включение питания, можно сократить время запуска, реконфигурировав шунтовой регулятор запуска (Рисунок 2). Схема запуска здесь образована конденсатором CT, микросхемой шунтового регулятора D1, диодом D3, транзистором Q1 и резисторами от RA до RD. В стационарном режиме конденсатор CT не хранит заряда, а последовательный регулятор, образованный Q1 и D1, определяет напряжение на входе питания VAUX микросхемы IC1.

В этой усовершенствованной схеме запуска конденсатор CH заряжается мощным начальным импульсом тока, который формируется транзистором Q1 и обеспечивает более быстрый запуск источника питания.
Рисунок 2. В этой усовершенствованной схеме запуска конденсатор CH заряжается мощным начальным
импульсом тока, который формируется транзистором Q1 и обеспечивает более быстрый
запуск источника питания.

При включении напряжение VAUX достигает своего пикового значения VAUX_PEAK, определяемого соотношением сопротивлений резисторов RA и RB. Конденсатор CT и резистор RC сохраняют энергию, устанавливая время выключения и напряжение схемы запуска. Резистор RD задает ток, питающий регулятор D1. Микросхема шунтового регулятора и резистор RE, ограничивая ток коллектора, удерживают транзистор Q1 в пределах области безопасной работы.

Конструирование схемы начнем с выбора резисторов RA и RB, которые определяют пиковое напряжение зарядки в соответствии со следующим выражением:

где

VREF – напряжение внутреннего опорного источника микросхемы TL431;
VD3 – напряжение на диоде D3;
VBE – напряжение база-эмиттер транзистора Q1.

Далее выбираем резистор RC, чтобы выходное напряжение шунтового регулятора VAUX сделать ниже номинального значения VAUX_NOM, вырабатываемого дополнительной обмоткой.

Выбираем емкость конденсатора CT, чтобы установить время запуска TBOOT, используя формулу:

Как и в схеме на Рисунке 1, диод D2 и вспомогательная обмотка L2 обеспечивают нормальное рабочее питание микросхемы IC1.

Материалы по теме

  1. Datasheet Texas Instruments UC3853N
  2. Datasheet Texas Instruments TL431A

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Shunt regulator speeds power supply's start-up

30 предложений от 18 поставщиков
PFC контроллер, 11В до 40В и 10мА, 11В отключение, 93% коэффициент заполнения, 75кГц, DIP-8
Akcel
Весь мир
UC3853N
Texas Instruments
от 62 ₽
UC3853N
Texas Instruments
112 ₽
T-electron
Россия и страны СНГ
UC3853N
Texas Instruments
183 ₽
Элитан
Россия
UC3853N
Texas Instruments
1 625 ₽
Электронные компоненты. Бесплатная доставка по России
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Фрагменты обсуждения:Полный вариант обсуждения »
  • Первая схема вроде ничё, респект. Вторая, считаю, с уменьшенной надёжностью, из-за своей сложности. Ведь добавлены компоненты, которые могут сгореть: D1, Q1. Через Re пойдёт слишком большой ток, выжгет IC1.
  • Не выжжет. Величина этого резистора выбирается исходя из тока потребления IC1, это примерно 10 мА. Даже если транзистор сгорел, то ток не превысит этого значения. Весь ускоритель работает очень короткий промежуток времени, с задачей как можно быстрее зарядить Сн. Как только Ст зарядится до 2,5 В, D1 откроется, а Q1 закроется и не влияет на работу. В принципе, такую задачку ускорения можно решить и по варианту схемы 1, но это потребует применения мощного резистора Rт, который будет постоянно греть всё вокруг. Предложенный вариант на схеме 2 снимает эту проблему.