Мною предлагается улучшенный вариант схемы блоков питания (БП) Аргос. По сравнению с исходной схемой [1] БП собранный по доработанной мною схеме (рис.1) обладает следующими преимуществами:
1. Возможность использования в качестве микросхемы PFC контроллера широкой гаммы интегральных микросхем (ИМС) аналогов, представленных на рынке различными производителями, в т.ч. отечественными. На схеме указаны все ИМС производства минского НПО «Интеграл»;
2. В установившемся режиме ток через светодиоды не прерывается, VT7 все время открыт.
Рис.1 Доработанная схема ИПС Аргос
Возможность реализации п.1 обеспечена разделением обратных связей (ОС), отдельно по току (через оптрон U1) и напряжению (через оптрон U2). ОС по напряжению заведена на вход 1 ИМС PFC (DD1). ОС по току оставлена без изменений, заводится на вход 2 ИМС PFC.
Выходное напряжение БП измеряется посредством подключенного к выходу резистивного делителя R63 – R65. Снимаемое с этого делителя напряжение компаратором DA1.2 сравнивается с опорным, поступающим с делителя R40, R41 на вход 3 DA1.2. В случае превышения выходным напряжением БП заданного уровня, срабатывает компаратор DA1.2, начинает протекать ток через светодиод оптрона U2, оптрон открывается, через транзистор оптрона (U2.2) начинает протекать ток — начинается воздействие положительным потенциалом на вход 1 ИМС PFC (DD1), приводящее к снижению мощности преобразования, что приводит к ограничению выходного напряжения БП на задаваемом делителем R63 – R65 уровне. Конденсаторы C30 – C32 обеспечивают плавность этого процесса — режим регулирования-стабилизации, отсутствие самовозбуждения.
Возможность непрерывности протекания тока через нагрузку (через линейку последовательно включенных светодиодов) в установившемся режиме стабилизации реализуется использованием двухпорогового компаратора тока — работает аналогично входу 1 ИМС PFC. При достижении нарастающим выходным током БП первого порога срабатывает компаратор DA2.1. На его выходе устанавливается логическая <1>, которая через диод VD24 воздействует на усилитель управления (он также называется усилитель ошибки) DA1.1, тем самым начинается процесс регулирования преобразования на предмет снижения выходной мощности БП. DA1.1 в сущности компаратор с интегрирующими RC-цепями R38, R49, C20, C21, обеспечивает плавное изменение своего выходного напряжения, линейную работу оптрона U1 — режим регулирования-стабилизации.
Но протекающий через светодиоды нагрузки ничем не ограничиваемый выходной ток БП ждать не будет (ВАХ диодов соответствующая), пока зарядятся RC-цепи R38, R49, C20, C21, и тем самым мощность преобразования плавно снизится до требуемого уровня. Изначально, пока не установился режим стабилизации, ток продолжает расти, и как только будет достигнут второй порог, срабатывает отключение выхода, транзистор VT7 закрывается на фиксированную паузу, задаваемую таймером DA3. Во время паузы воздействие на вход усилителя управления DA1.1 на снижение мощности преобразования сохраняется, через диод VD23. Через несколько протяженных воздействий таймером DA3 интегрирующие RC-цепи R38, R49, C20, C21 зарядятся до требуемого уровня, DA1.1 войдет в диапазон регулирования-стабилизации. И достаточно будет воздействия с компаратора DA2.1 первого порога, чтобы поддерживать требуемую мощность преобразования — до второго порога выходной ток БП достигать не будет, и таким образом VT7 будет все время открыт. Резистором R69 задается разница между 2-мя порогами. Например, для входа 1 ИМС PFC типовое значение первого порога напряжения, с которого начинается регулирование, 2,3 Вольта. Напряжение второго порога — конец регулирования и жесткое отключение — 2,7 В. Мною, автором доработки, схема рис.1 пока не спаивалась, разницу в порогах и временной интервал работы таймера во взаимосвязи с интегрирующими цепями R38, R49, C20, C21 еще предстоит экспериментально определить, соответствующие номиналы на схеме мною не указаны.
Обратная связь по напряжению реализована не столь бескомпромиссно жестко, как по току. Потому что подключенная к БП линейка последовательно включенных светодиодов сама задает какое на ней будет напряжение, является стабилитроном. В БП ОС по напряжению лишь ограничивает максимально возможное выходное напряжение, которое возникает только на холостом ходу. За доли секунды (возможно не более единиц милли секунд и при конденсаторе С27 не столь большой емкости), пока не зарядятся интегрирующие цепи R11, R61, C30, C31 несколько превышенное (150В максимум) выходное напряжение БП никак не отразится на конденсаторе С27. Практика показала, С27 это напряжение (до 150В, при работе БП без ОС по напряжению, например, когда в исходную схему [1] вместо UCC28810 впаяна ИМС аналог) запросто выдерживает 1 мин, лишь становится теплым.
Диоды VD19, VD20 нужны для подключения ко входу 1 ИМС PFC защиты от ошибочного подключения БП к 380В вместо 220В. Через VD20 возможный избыток напряжения на входе 1 ИМС PFC сбрасывается на <+> низковольтного питания — защита входа 1 от перенапряжения. Аналогично защитную функцию выполняют диоды VD21, VD22.
ИМС DA3 содержит 2 одинаковых таймера. Второй используется только в качестве инвертора с мощным выходом для быстрого переключения MOSFET транзистора VT7. Без инвертора не обойтись, т.к. данный таймер производит выдержку времени, когда выход в <1>. А нам нужно, чтобы на время выдержки на выходе был <0> — чтобы транзистор VT7 был закрыт.
В остальном читайте описание схемы [1].
Ссылки:
1. АРГОС – блоки питания светодиодов. — Яндекс.Дзен, статья на канале «Ремонтнику промэлектроники», 04.07.2021
Илья Янушкевич
FT9151@gmail.com
Минск, Белоруссия