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Aclaración sobre detalles de diseño de circuitos SMPS

El siguiente es el esquema de la SMPS etapa de un viejo (mediados de los 90) CRT TV que utilizo a menudo para mostrar a mis alumnos cómo un verdadero SMPS diseño que podría parecer.

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Más o menos he entendido ya que los detalles de su funcionamiento, pero un par de componentes colocados aquí y allá (resaltado en amarillo) desafían toda mi comprensión.

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Podría alguien por favor, arrojar algo de luz (si es posible sin más notas de diseño) sobre por qué el diseñador de poner los componentes donde están?

La siguiente es la interna diagrama de bloques del controlador de chip (obsoletos TEA2261):

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Aquí es lo que creo que hasta ahora:

  1. C12 (270 pF): puesto ahí para que la estabilización de los efectos de la conmutación del transistor T1 contra las oscilaciones de timbre/a altas frecuencias.

  2. D4: es en paralelo con la R13, que debería ser parte del amortiguador para el primario del transformador bobinado junto con C13. Podría ser un diodo de rueda libre para cuando el interruptor se apaga? En este caso, ¿por qué no es en paralelo con el devanado primario, pero en ese inusual (para mí) posición?

  3. D1: es un Zener a través de la electrolítico de la tapa de C9. Me imagino que está ahí como una protección contra sobre-voltaje a través de la tapa, pero la clasificación es divertido: abrazaderas a 3.3 V, mientras que la tapa puede soportar 35V. Es sólo un gran margen de seguridad o puede tener otras funciones?

  4. L1: realmente ninguna pista en absoluto, simplemente se omite R3 (que es parte de la AC-junto divisor de voltaje se utiliza para la unidad de la base del BJT interruptor). Permite DC pase, pero DC es entonces bloqueado por C9. Estoy perplejo. Podría ser la intención de interactuar con D1 de alguna manera?

  5. C17: ni idea. ¿Por qué un diseñador de poner una pequeña tapa (470pF) en paralelo con un diodo rectificador? Mi única suposición es que de alguna manera se evita el cruce de la capacitancia, pero ¿por qué?


EDITAR (n.2 solucionado!)

Gracias a un comentario de G36, n.2 fue resuelto!

R13,C13 y D4 juntos forman lo que se llama un RCD amortiguador de red, también conocido como polarizado de apagar el amortiguador de la red. Véase, por ejemplo, este documento (fig.5 en la página 4). Como en la mayoría de los documentos en los que he visto, la D+I se encuentra en la parte superior de la tapa, pero ellos están en serie, de modo que no cambie el conjunto de la red de comportamiento.

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¿Has oído hablar de la red "Snubber"? obrazki.elektroda.pl/2881388100_1472413327.jpg también C9 y D1 ayuda a apagar el BJT más rápido (la tensión negativa en la base).

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@G36 ¡Esto da en el clavo! Nunca he visto una red snubber con un diodo en esa posición. ¿Tienes alguna referencia que no sea una simple imagen? BTW, si formateas tu información como una pregunta estaré encantado de upvotearte.

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En cuanto a C17 su trabajo es prevenir los picos causados por las características de recuperación inversa del rectificador para disminuir las emisiones de RFI generadas por los diodos. O bien otra red "snubber" fairchildsemi.com/application-notes/AN/AN-6093.pdf (página 11 [paso 10])

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DmitrySandalov Puntos 129

Creo que a todos nos vienen bien las respuestas parciales:

Bastante seguro D1 tiene la función de asegurar que si T1 es rápido y limpio para apagar tan pronto como la tensión cae. Además, observe que el C9 es polar y no le gustaría estar sometido a tensiones mayores "en la dirección equivocada".

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Sí, es definitivamente para acelerar la desconexión. D1/C9 en paralelo puede ser pensado como una serie de baterías de 3.3V DC conectadas a la base. Esto cambia el voltaje de salida del controlador de la base de algo así como 0V-12V a -3V a 9V o así sin importar el ciclo de trabajo y por lo tanto la unidad de base promedio. El voltaje negativo de apagado acelera el agotamiento de la base.

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@carloc ¿Invertir la unión BE en más de 3V no es acercarse peligrosamente a la ruptura de BE? De la Ficha técnica del BU508AF Veo que el máximo voltaje BE inverso es de sólo 5V.

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@carloc ¡Deje eso! ¡Es de 9V! ¡Tengo una hoja de datos más antigua que dice 5V!

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DmitrySandalov Puntos 129

C13 / D4 podría ser una especie de paso alto no lineal para la detección de sobrecorriente: Si el voltaje en la parte superior de T1 sube muy rápidamente, la caída de voltaje a través de C13 debería ser baja, y la corriente a través de D4 debería ser alta, subiendo rápidamente el voltaje del emisor, reduciendo así \$U_{BE}\$ Por lo tanto, se reduce la corriente que fluye a través de T1, evitando que se queme.

Eso es un poco especulativo; habría que probar esa hipótesis.

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Uhm creo que esto no es más que un amortiguador de desconexión. En el momento de la desconexión ralentiza la velocidad de subida del vce como \$\text{d}v_\text{CE}/\text{dt}=I_\text{C,peak}/C_{13}\$ ya que C13 se está cargando a través de D4. Esto reduce la energía de desconexión o si lo prefiere puede decir que forma \$v_\text{CE}/i_\text{C}\$ cambiar de lugar para alejarse del límite de la SOA. Luego, al encender, C13 se descarga a través de CE y R13 para prepararse para el siguiente ciclo. La descarga tarda aproximadamente \$t_\text{dis}\approx 5\,R_{13}C_{13}=5 \times 220\,\Omega\times 1\,\text{nF}\approx 1\,\mu\text{s}\$

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@carloc ¡Sí, tienes razón! Después de que G36 pusiera un comentario con un enlace a una imagen sobre mi pregunta, he investigado un poco. C13+R13+D4 forman lo que se conoce como un snubber RCD, o también red de snubber de apagado polarizado.

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FakeMoustache Puntos 6645

C12 y C17 están ahí "para eliminar las señales rápidas", para cortocircuitar las señales de alta frecuencia que se producen cuando los elementos de conmutación, como los diodos, se encienden y apagan muy rápidamente. El cortocircuito de estas señales de alta frecuencia evita que tengan que recorrer un largo camino a través de otros componentes (¡funcionando como una antena!) y causando emisiones electromagnéticas demasiado altas.

L1 Creo que también se utiliza para "quitar el borde" de la señal que va a T1 para que se encienda de una manera un poco menos abrupta también para reducir las emisiones de EMI / causar menos problemas de RF.

Tenga en cuenta que un televisor también tiene un frontal de RF sensible (el sintonizador), por lo que el otro circuito debe mantener la cantidad de perturbaciones de alta frecuencia lo suficientemente baja como para no perturbar la recepción de la señal.

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Re L1 : Hm, si le doy la vuelta mentalmente al circuito de transistores, L1/C9 forman un circuito oscilante con \$\omega_0=\frac1{\sqrt{LC}}=(5\mu\text H \cdot 100\mu \text F)^{-\frac12}= (0.5\text{ms}^2)^{-\frac12}\$ ...

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Este es un circuito de conmutación, opera en un modo no lineal, lo que significa que no está destinado a oscilar. Se trata más de dar forma a la señal (entrando en T1) que de crear una oscilación.

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Sí: C12 resuena con la inductancia primaria de los inductores, mientras que C17 con sus secundarios. En ambos casos se suman a las capacitancias parásitas (transistor CE y D5) y reducen la impedancia característica del resonador \$Z_o=\sqrt{L_\sigma/C}\$ hasta que las resistencias parásitas en serie y otras pérdidas amortiguan eficazmente el sistema.

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