Усъвършенствано захранване на система за видеонаблюдение. 6 мнения

[sashot]

При изграждането на охранителни системи, обичайна практика е използването на общо, централизирано захранване за контролния панел и периферията – датчиците, клавиатури и т.н., като такова осигурява контролния панел на охранителната система. При системите за видеонаблюдение се използва общо или разделено на няколко кръга с по няколко камери в тях, захранване на видеокамерите. Такова решение има безспорни предимства, като проста и ясна топология на кабелната инфраструктура, компактност и ниска цена на изградената система и т.н., но и един съществен недостатък – при късо съединение във веригата на захранване на някое от периферните устройства – датчици или камери, в резултат на повреда, небрежни или злоумишлени действия, сработва защитата на захранващия блок (ако за наша радост такава в него има) и без захранване се оказва цялата система или поне кръгът, в който е включено дефектиралото устройство. Надеждността и сигурността на работата на една система за охрана и/или видеонаблюдение е основен приоритет, поради което компромисът с нея, който се налага от централизираното или разделено на кръгове, но не индивидуално захранване на всяко устройство в нея е по-скоро неприемлив. От друга страна оборудването на всяка камера или датчик в системата с индивидуален захранващ адаптер е разточително решение, не само от гледна точка на цената на цялата система, но и към заеманото от нея място, а и естетика, особено когато броят на устройствата от периферията на системата е двуцифрено число
Целта на настоящата разработка беше създаване на нескъпо, непретенциозно, сигурно, компактно и лесно за изграждане устройство, което да позволи разделянето на захранващите вериги на отделните компоненти в система за видеонаблюдение/охрана при общ захранващ блок, и независима токова защита за всяка една от тях, сработването на която да не засяга централното захранване и работата на другите компоненти в системата.
Разбира се, най-простото решение в случая е използването на стопяеми предпазители за всяка верига, но подобно решение не е приемливо по няколко причини:
- инертност на действието, времето на изгаряне на стопяемия предпазител, като правило в пъти надвишава времето на сработване на електронната защита (или изгарянето на силовия електронен елемент, ако защита няма) в захранващия блок или както се казва в електронния жаргон “те предпазват най-много от пожар”,
- невъзможност за самовъзстановяване – изгорелият предпазител трябва да бъде сменен на ръка,
- отчасти проблемна защита на вериги с малка консумация – 10, 20 mA, колкото например консумира един датчик.
Използването на бързодействащи, невъзстановяващи се, електронни предпазители, в повечето случаи, би предотвратило сработването на токовата защита или изгарянето на силов елемент в общия захранващ блок, ако такава защита няма, но пък замяната им е по-скъпа и най-важното по-сложна и трудоемка, отколкото на обикновен стопяем предпазител, а цената на самовъзстановяващите се такива е висока.

Конкретната задача, която трябваше да се реши беше захранване на система за видеонаблюдение с до 16 камери и DVR. Захранващо напрежение 12 V, консумиран ток от всяка една камера в режим ден / нощ - 90 / 260 mA и до max 3 - 4 А от записващото устройство. На следващ етап, захранване на охранителна система с около 20 датчика. За основа на разработката беше взета схемата от фиг. 1, използван първоизточник (първи намерен от Гугъл) http://www.eeweb.com/blog/circuit_proje ... wer-supply ,

Прикачен файл:

Fig.1.JPG (19.34 KиБ) Видяна 2549 пъти

Фиг.1.

като в схемата бяха направени минимални промени:
- замяна на двойката транзистори Т1 и Т2 с един транзистор тип “Дарлингтон”, TIP – 110 за веригите на захранване на камерите и TIP-142 в корпус TO-218 за веригата за захранване на DVR, вместо препоръчваните в оригинала двойки BC107, 2N1613 и 2N3055, 2N1613 съответно,
- замяна на препоръчвания BC148 / 2N1613 с българският (изберете българското) 2T3169 за Т3. Голямата стойност на коефициента на усилване по ток на “Дарлингтон” - транзистора в силовата верига позволява използването на маломощен TUN за управлението му, дори и когато става дума за голям (до няколко А) товарен ток.
- добавяне на верига за индикация на режим “сработване на токова защита”, състояща се от резистор 1 К / 0,25 W и светодиод, включена успоредно на веригата К – Е на Т1 и R3. Така променената схема е показана на фиг.2.

Прикачен файл:

Fig.2.JPG (29.43 KиБ) Видяна 2549 пъти

Фиг.2.


Схемата от фиг. 2 работи по следният начин: В режим на нормално потребление, падът на напрежението върху R3 е недостатъчен за осигуряване на ток за отпушване на транзистора Т2. Силовият транзистор е отпушен и върху товара има напрежение равно на захранващото без минималния пад върху R2 и прехода К-E на Т1. Увеличаването на тока през R3 до гранични стойности води до отпушване на Т2, който с веригата си К-E шунтира Б-E на силовия транзистор, който започва да ограничава тока си през К-E, а с това и потребявания ток. При влизане в режим на защита, изходното напрежение върху товара пада, което довежда до увеличаване на тока през веригата R2 LED1 и светване на светодиода.
Получената схема е пределно проста (само 6 елемента), лесна за повтаряне дори от начинаещ и не се нуждае от никакви настройки. При използване на резистори 1КОм / 0, 25 W и 1 Ом / 0,5 W за R1 и R3 съответно, токоограничаването започва при ток 500 – 600 mA, а при 1 КОм / 0,25 W и 0,1 Ом / 5 W – около 5 А. За получаване на изходно напрежение от около 12 V, на входа на устройството трябва да се подават 13,5 -14 V. Индикаторният светодиод може да бъде включен и във веригата на колектора на T2, както е показано на фиг.2а, с което ще отпадне необходимостта от R2, а броят на компонентите в устройството ще спадне до 5. Трябва да се има предвид, че това малко ще увеличи нивото на тока, над което започва токоограничаването.

Прикачен файл:

Fig.2a.JPG (23.37 KиБ) Видяна 2549 пъти

Фиг. 2а.

Защитното устройство е самовъзстановяващо се, т.е. след отпадане на причината за повишената консумация, напр. късо съединение в товара (камерата или захранващият я кабел) то автоматично възстановява нормалното захранване.
Независимо от ефективността си като цяло, схемата притежава един немаловажен недостатък. Той се дължи на факта, че в авариен режим тя работи не в схема на прекъсване или рязко намаляване на изходния ток, а в ограничаването му до зададената пределната стойност. В режим на нормална работа, падът на напрежение върху силовия транзистор е малък и разсейваната мощност върху него такава, с каквато той може да се справи и без допълнителен топлоотвод, но в режим на токоограничаване този пад е близък да захранващото напрежение, като мощността, която транзисторът трябва да разсее е до 7 W, при 500 – 600 mA и до 50 – 60 W при 5 А. Очевидно в този случай е необходим радиатор, осигуряващ необходимия топлообмен, наличието на който ще оскъпи устройството и ще увеличи значително габаритите и масата му.
Очевидно, освен ако... схемата не се разшири с елемент на допълнителна защита. Тази защита може да бъде топлинна с термодатчик, следящ температурата на корпуса на силовия транзистор, но такава система неизбежно би била инертна, което може да бъде опасно за защитавания елемент. По-ефективно е ако такъв елемент, бъде оптронна двойка, светодиодът на която да бъде свързан вместо (или последователно със) светодиода за индикация на “режим на защита”, а К-E на фототранзистора към базата на силовия транзистор и общия (минусовия) проводник, както е показано на фиг.3. В този случай, при влизане на схемата в режим на токоограничаване, запушването на силовия транзистор, което води до пад на напрежение върху товара, а от там до увеличаване на тока през веригата за индикация и светване на индикаторния светодиод ще доведе и до светвана на светодиода на оптрона. Светлинният поток върху фототранзистора ще го отпуши и той ще шунтира базата силовия транзистор, с което намалява до пределно ниски нива тока и, а от там и колекторния му ток. Мощността, която трябва да бъде разсейвана ще е минимална и необходимостта от допълнителен топлоотвод – отпада. Защита в този случай е моментална, а усложняването на схемата - минимално. Използваният оптрон е българският 6Н2017, като той може да бъде заменен с произволен, имащ сходни характеристики, най-важната от която е отпушване на транзистора при 10 mA ток през светодиода.

Прикачен файл:

Fig.3.JPG (33.35 KиБ) Видяна 2549 пъти

Фиг.3.

Естествено и в този случай присъства едно “но”. Работата е там, че в конкретния случай, подобно решение би превърнало защитата в “тригерна”, т.е. след отпадане на причината за аварийния режим, схемата няма да се самовъзстанови до нормално състояние, тъй като запушеният силов транзистор ще “пренасочва” тока към товара през веригата на R2 и светодиода на оптрона. За възстановяване на нормалната работа ще е необходимо изключване на товара, а това означава ръчна намеса.
Разбира се и този проблем има елегантно решение. То е в свързването на емитера на фототранзистора не директно към общия проводник, а към изхода на генератор на правоъгълни импулси с отворен колектор. По този начин силовият транзистор в аварийна ситуация ще работи в импулсен режим, като топлината, която ще трябва да разсейва, ще намалее пропорционално на коефициента на запълване на правоъгълните импулси. Ако този коефициент е около 10%, то мощносттa ще спадне 10 пъти и в случая ще е в напълно приемливи граници от под 1 W за 500 mA верига и 5-6 W за 5 Амперовата. С монтажа на един малък радиатор на TIP – 142 можем да се смирим някак си или пък да оставим токовата защита на DVR устройството в режим тригерна защита. Все пак евентуална повреда в него, предизвикала аварийния режим така или иначе ще изиска човешка намеса в 99,(9)% от случаите, а неработоспособността на централния елемент в системата, какъвто е записвачката, априори означава бездействие на цялата система.
Индициращият аварийния режим светодиод може да бъде включен към веригата C–E на транзистора на оптрона. По този начин индикацията на авариен режим ще е мигаща, което, според науката “инженерна психология”, е по-ефективно от постоянното светене от гледна точка на възприятието. Схемата е показана на фиг.4

Прикачен файл:

Fig.4.JPG (33.44 KиБ) Видяна 2549 пъти

Фиг.4

[sashot]

Генератор на правоъгълни импулси.

Генераторът е изграден на база таймер 555 с честота на следване на импулсите 1 Hz и коефициент на запълване 90%. Към изхода на таймера е включен NPN транзистор в схема с отворен колектор, която, е инвертираща. По този начин в случай на авария силовите транзистори ще бъдат напълно запушвани един път в секунда и ще бъдат в това състояние 0,9 сек. Транзисторът трябва да може да комутира общият ток от всички фототранзистори на оптроните, което би се случило при авария на всички канали. Такъв може да е например средномощният NPN, отново български, транзистор 2Т6551 (на разработената платка, поради липса на място за него е предвидено използване на 2N5551). Схемата на на генератора на правоъгълни импулси е показана на – на фиг. 5.

Прикачен файл:

Fig.5.JPG (31.42 KиБ) Видяна 2545 пъти

Фиг.5


Индикацията за режимите на работа може да се реализира и малко по-интересно, но за това по-нататък.

[sashot]

Индикация.

На пръв поглед, индикацията в едно електрическо или електронно устройство е елементарен проблем и преди години се решаваше с една малка сигнална лампа. Свети – работи, не свети – не работи. Смяната на индикаторна лампа с двойка резистор – светодиод не променя информативността на индикацията. Не че в този случай такава липсва, но е очевидно недостатъчна. От друга страна претрупването на устройството с множество индикатори, които да регистрират различни режими на работа също не е особено желателно, не само от естетическа гледна точка. Шаренията от множество светещи, несветещи и премигващи индикатори разсейва и пречи да се оцени състоянието на устройството с “един бърз и небрежен поглед през рамо” и прави устройството да прилича на евтин сингапурски “щайгофон” с вградена цветомузика от началото на деветдесетте години на миналия век.
Разработката на индикацията на едно устройство започва с отговора на въпроса какви негови състояния трябва да отобразява тя. Приложено към конкретната ситуация на пръв поглед отговорът е еднозначен: индикация на два режима – нормална работа и задействана токова защита. С подобна задача успешно се справя светодиодът в описаните по-горе варианти. Разбира се, последният вариант, от фиг. 4, в който светодиодът, индицира авариен режим мигайки е най-съвършен от гледна точка на информативността, защото мигането привлича по-силно вниманието, отколкото постоянното светене. Въпросът за оптималният подбор, от гледна точка на възприятието, на честотата на премигване е въпрос на индивидуална преценка. Може би тук е мястото да се отвори една скоба и се каже (за незнаещите), че честотата на импулсите, на генератора от фиг. 5 се определя по формула f = 1,44/ ((2*R1+R2)*C), т.е. може да се регулира с промяна на капацитета на кондензатора C2 или съпротивлението на резисторите, като зависимостта е обратно-пропорционална. Важно е да се запази съотношението между стойностите на резисторите, защото то определя коефициента на запълване, а от там и топлинния режим на силовия транзистор в авариен режим.
Един по-втренчен поглед в проблема доведе до решението да се индицира още един режим – отпадане на товара, който, също както и късото съединение означава неработоспособност на камерата, която може да е причинена от повреда в нея, прекъсване на жилата в кабел, окисляване на съединителен куплунг и т.н. Индикатор за отпадане на товара е, естествено, липсата на ток във веригата му, а регистрирането и чрез сравняване на разлика на напрежения върху резистор, в случая сравняване на напреженията на входа и изхода на устройството за защита. Поради малката стойност на тока в работен режим, само 90 mA, разликата в напреженията е недостатъчна за отпушване на преход Б-Е на транзистор, т.е. схемното решение на база принципа от фиг.1 е неприложимо. Възможно е, разбира се, решение с първоначално изместване на работната точка, след което да се регистрира промяната на колекторния ток, но такъв подход ще доведе до сериозно уссложняване на схемата, а и ще е твърде неточен. По-точни резултати се получават при използване на диференциален усилвател, но прилагането му също ще натовари схемата с много допълнителни елементи. Най-подходящо изглежда използването на интегрален компаратор, на входовете на който (а те също представляват диференциален усилвател) са включени към резисторни делители. Ако неинвертиращият вход на компаратора бъде включен към делителя на входа, а инвертиращият – към делителя на изхода и съотношенията на съпротивленията в делителите са подбрани така, че при нормален или по-висок от нормалния товар, напрежението на инвертиращия вход на компаратора е по-ниско от това на неинвертиращия, а при липса на товар на изхода – по-високо, то отпадането на товара, ще предизвика поява на логическа “0” на изхода на компаратора, която пък да доведе до светване на индикаторен светодиод, регистриращ събитието. Възможно е и решение, когато задействаният светодиод индицира нормална работа, а отпадането на товар, предизвиква угасване. За тази цел просто трябва да се разменят местата на входовете на компаратора. Лично за мен то е по-логично, но е въпрос на вкус.
Интегралната схема LM339 съдържа в 14 краковия си корпус 4 компаратора, т.е. за индикация на 16 канала са необходими само 4 такива ИС. Още един компаратор ще е необходим за контрол на канала за захранване на DVR, ако трябва да се контролира и тя. За него може да се използва LM393, която е в корпус с 8 крачета и съдържа 2 компаратора. Оползотворяването на “излишния” компаратор, ще разгледаме по-нататък. И двете ИС имат максимално напрежение на захранване до 36 V и товароносимост на изхода до 20 mA, което означава, че могат да бъдат захранени от основния захранващ източник и да управляват един светодиод, без допълнителен транзистор на изхода. Изходите са по схема с отворен колектор.
При избор на порядъка на стойностите на съпротивленията в делителите, се ръководим от правилото: по-големи стойности – по-малка консумация и по-голяма чувствителност към смущения, по-малки – по-голяма консумация и по-малка чувствителност към смущения. Разумният компромис изглежда някъде около 10 К на резистор, която означава обща консумация от делителите малко над 1 mA. Ако за гранична стойност на тока, под който се регистрира отпадане на товара се приеме 30 mA, то делителят на инвертиращият вход трябва да е от резистори 13 и 15 КОма.
Схемата на устройството за индикация в този му вид е показана на фиг.6.

Прикачен файл:

Fig.6.JPG (28.05 KиБ) Видяна 2480 пъти

Фиг. 6.

[dyaneff]

Цяла лекция.

[sashot]

Последна хитринка или няма предел по пътя към съвършенството.

И така, устройството изглежда завършено, изпробвано, на емулатор, и в плът и кръв на макет, графичните оригинали на платките - разработени, но мисълта, че няма предел за съвършенството продължава да тревожи съня с мисли за по-нататъшно усъвършенстване. Впечатление прави прекалено големия брой индикатори на режима на работа - по два за всеки един от каналите, т.е. 2х16 за камерите, 2 за DVR и един за включено устройство като цяло и още поне един за устройството, което ще управлява онзи излишен втори компаратор на 393-ката...36... множко. Дали не може да се намали шаренийката? Може, разбира се и то двойно. Ако се обедини индикацията на нормална работа, сработване на токова защита и отпадане на товар в един индикатор за всеки канал. Оказва се, че това е много лесно и е на цената на добавяне на само още един маломощен NPN транзистор, любимият български 2Т3169, например. Включен с базата си към колектора на фототранзистора в оптрона, колектора към плюс на захранване, през еднокилоомов гасящ резистор, а с емитер към анода на индикаторния светодиод, на който катода е свързан с изхода на инвертора. Инверторът в този случай трябва е свързан с инвертиращ вход към делителя на входа на устройството, а с неинвертиращ - към изхода, като логическата "0" на изхода му да съответства на наличие на нормален товар.
Какво получаваме в този случай. В режим на липса на товар, изходът на компаратора е в логическа единица, т.е. крайният му транзистор е запушен и светодиодът не свети. При нормален режим - логическа нула, крайният транзистор отпушен. Новодобавеният транзистор също е отпушен, и светодиодът свети постоянно. При претоварване по ток - мига... т.е премигва, защото базата на новодобавения, периодически се шунтира от транзистора на оптрона към маса.
Схемата на устройството в завършен (поне на този етап) вид е показана на фиг.7

Прикачен файл:

Fig.7.JPG (68.96 KиБ) Видяна 2405 пъти

Фиг.7.

Излишната половинка на 393.

Остана за оползотворяване още един компаратор - половинката на LM393, от канала за индикация на DVR. Този компаратор може да се използва за управление на зареждане на резервиращия захранването акумулатор. Единият от входовете се свързва към източник на опорно напрежение, ценеров диод например, другият през делител - към клемите на акумулатора, изходът на компаратора - към мощен дарлингтон транзистор, във веригата на заряд на акумулатора. При спадане на напрежението върху клемите на акумулатора, под еталонното значение, компаратпрът сработва, отпушва транзистора и акумулаторът започва да се зарежда, до достигане на еталонно напрежение, съответстващо на пълен заряд. Единствено допълнение, към вече разглежданата схема на свързване на компаратора - верига за осигуряване на необходимия хистерезис.

Захранващ блок.

Предварително правя уговорка, че от тук натаък, всички разсъждения се отнасят за импулсен захранващ блок. Класическите захранвания с трансформатор, работещ на мрежова честота и компенсационен стабилизатор са или вече изживяли времето си или подходящи за маломощни захранвания,поради ниския си КПД, особено в режими далеч под номиналния товар големи размери и.т.н.
Развитието на схемотехниката и елементната база отдавна лиши импулсните захранване от етикета ненадеждни, а високата цена на медта, необходима за един голям мрежов трансформатор, направи импулсните захранвания и по-евтини, когато става дума за мощности от 100 и повече Вата.
Общата консумация на системата, включвайки евентуален заряден ток на акумулатора достига до 10 А, което изисква сериозен захранващ блок. На пазара, включително от търговците, предлагащи апаратура за видеонаблюдение, се предлагат множество 12 В захранвания, за които производителят декларира изходен ток от 10 А. Само дето в болшинството от случаите, предвид китайския произход на тези машинки, изходните ампери също са китайски, които, както е известно на запознатите, се отличават от еталонните 2-3 та чак до 5-6, а понякога и повече пъти и то надолу. За експеримент бяха закупени няколко подобни блока, като проведените тестове показаха, че стабилно напрежение от 12 В с толеранс 10% се поддържа до товарен ток от 3-4-5 А. Нататък следва спад на напрежението на изхода, което е логично от гледна точка на съотношението Ампер - китайски Ампер. Сериозен захранващ блок, осигуряващ стабилно изходно напрежение 13-14 В при 10А е съизмерим по цена с китайски DVR от средна класа или комплект от 8 - 16 аналогови камери с нощен режим, а във формулировката на задачата в началото беше казано, че една от целите и е създаването на евтино устройство. Затова при търсене на решение за захранващ блок, погледът беше обърнат към един тип устройства, които, независимо, че са предназначени за жестока постоянна експлоатация, във вражедбна среда на прах, хлебарки, търсещи топлинка и уют, прегряване, вследствие на блокирали лагери на охлаждащите вентилатори и пр. враждебни фактори, работят, често на предела на заявените си от производителя мощности с години, без да създават особени проблеми. Предвид масовостта на производството си и огромния пазарен натиск от страна на предлагането, клиентската им цена е с минимална принадена стойност, т.е. близка до себестойността. Пазарът на устройства 2-ра ръка също осигурява напълно изправни устройства на цена - половината от тази за ново или по-ниска. Дефектирало компютърно захранване, лесно за относително евтин ремонт може да се вземе практически безплатно от всеки сервиз. Дългогодишното произвидство е позволило на инженерите, които ги конструират да ги усъвършенстват до предел, вкл. в отношение на безотказност на защитите като за самият захр. блок, така и на захранваните устройства...
Правилно, става дума за компютърните захранвания. Болшинството от тях в момента с лекота отдават в консуматора мощност от 120 W, като в този случай, дори не им е необходимо, в повечето случаи, принудително охлаждане. 12 волтовата им шина осигурява гарантирано ток над 10А с минимален спад на напрежението под максимален товар, стига да няма общо претоварване по мощност.
Единствена пречка за директното използване на едно 250 - 300 Ватово АТХ компютърно захранване за устройството е, че то стандартно осигурява 12 В на изхода си, а на нас са ни необходими около 13,8 - 14.
За това как може да бъде преработено едно компютърно захранване в тази насока - по-нататък.

[sashot]

Преработка на компютърно захранване на основа ИС 2003 за изходно напрежение 14 В.

Техническо задание: преработка на стандартен АТХ захранващ блок, на основа ИС 2002/2003, с максимално запазване на фабрично вградените в него защити, в захранване, осигуряващо стабилизирано изходно напрежение 14 Волта и изходен ток до 10 - 15 Ампера.
Започвам с чистосърдечното признание (но без покаяние), че написаното по-долу, в съществената му част, не е 100% измислено от мен, а в огромната си част е преразказ – съчинение със собствени думи на база филтриране и систематизиране на написаното по проблема в различни интернет форуми, най-вече руско-езични. Все пак топлата вода трябва да се използва, а не да се изобретява отново.
Въпросите за преработка на компютърно захранване, с цел осигуряване на различни от стандартните напрежения, са дискутирани многократно, включително и тук, но в повечето случаи е ставало дума за блокове, изградени на основата на ИС TL491. Често, обаче, особено в по-новите захранвания, се използва друга интегрална схема, означавана като В2002 или 2003. Тези модели имат славата на сложни и трудни за преработка, а за разлика от популярната 491, за която информацията изобилства, около ИС 2002/3 има загадъчен ореол на тайнственост. При полагане на повече усилия, разбира се, информация може да бъде намерена, най-вече такава от преборили се с проблема ентусиасти.
Основна причина за това, този вид захранвания да не са популярни сред „рицарите на тинола и поялника“, освен оскъдната информация за 2002/2003 са повечето защити, и контроли, които трябва да бъдат преодолени или, което е по-добре, адаптирани, при преработката, в сравнение с едно захранване с 494. При вникване в проблема, обаче, се оказва, че както обикновено, дяволът не е чак толкова черен, колкото го рисуват, особено когато става дума за преработка с цел получаване на едно фиксирано напрежение в диапазона от 12 до 18-20 волта и изходен ток до 10 - 15А. Т.е. задачата, която е поставена – захранване с напрежение 14 Волта и изходен ток – 10 - 15 Ампера е напълно изпълнима, без това да изисква прекалено големи усилия и ресурси. Впрочем, реализирането на захранващ блок с променливо изходно напрежение, в диапазон 0 до 18 Волта, на базата на такова компютърно захранване, също не е чак толкова сложен за решаване проблем, а повечето защити, които този захранващ блок осигурява са допълнително предимство.
Принципната схема на АТХ захранване на база ИС 2002/2003 е показана на фиг.8.

Прикачен файл:

Фиг. 8.
В конкретни реализации на отделните производители и модификации, е възможно да има различни варианти, с някои различия в принципната схема, но те са несъществени.
Дори и гледайки внимателно схемата и със съвсем малко усилия в необятните простори на интернет, можем да получим начална информация за тайнствения 2003 (2002 е практически пълен аналог). Ако не друго, то поне предназначението на отделните изводи. И така:
- 1 – захранване 5 Волта,
- 2 – вход включване, „0“ – вкл., „1“ – изкл. В положение изкл. са налични само „дежурните“ напрежения в блока в блока, навън се подава 5 V_sb,
- 3 – вход контрол 3,3 Волта,
- 4 – вход контрол 5 Волта,
- 5 – вход защита от претоварване по мощност,
- 6 – вход контрол 12 Волта,
- 7,8 – изход 1 и изход2 на ШИМ, за управление на мощните транзистори в двете рамена на преобразователя,
- 9 – изход „захранване в норма“ (PG), схема с отворен колектор, “0” - едно или няколко от изходните напрежения не са в нормата, „1“ - всички са ОК,
- 10, 11 – катод и управляващ изход на вграденият ценеров диод,
- 12 – маса,
- 13 – изход на усилвателя на грешката и инвертиращ вход на компаратора на ШИМ,
- 14 – инвертиращ вход на „усилвателя на грешката“. През този изход се контролира изходното напрежение, чрез промяна на коефициента на запълване на импулсите на ШИМ генератора, като зависимостта е обратна, т.е. повишаването на напрежението на този вход, води до намаляване на коефициента на запълване, а намаляването му – до увеличаването на този коефициент,
- 15 – неинвертиращ вход на усилвателя на грешката. Включен е към вътрешен източник на опорно на напрежение 2,5 Волта. Включването на кондензатор към този вход осигурява „мек старт“ на захранването.
- 16 – включен към резистор 75 KОма. Вероятно е този резистор да регулира някой от параметрите на ШИМ.

Тук е мястото да се направи едно лирично отклонение, в което да кажем, че най-вероятно тайнствените 2002/2003 са предшественици на ИС SG6105 на тайванския производител System General (http://www.sg.com.tw), който се използва в още по-новите захранвания, като в 6105 са добавени втори ценеров диод и допълнителни два входа за защита.

От схемата се вижда, че 2003 се захранва с 5 В. от „дежурното напрежение“. На контролиращите му входове ,чрез делители и суматори, се подава напрежение от различните изходи на захранващия блок, така че тези напрежения да присъстват и се поддържат стабилни.
Според някои източници, проверката по входове 3, 4 и 6 се извършва само в момент, непосредствено (0,7 сек.) след включването на устройството, като в случай, че някои от напреженията липсват или са извън допустимите толеранси, генерацията се прекъсва. Промяната на напрежението на вход 14, променя коефициента на запъване на ШИМ импулсите, като по този начин поддържа напрежението в норма. Промяната на напрежението на вход 5 означава претоварване по мощност или недопустимо повишение на изходното напрежение и предизвиква сработване на защитата (спиране на генерацията), като нормалната работа се възстановява след рестартиране на захранващия блок.

За да бъде повишено изходното напрежение от 12 на 14 волта, очевидно трябва да се коригира веригата на вход 14, така че резистивният делител да осигурява 2,5 Волта, на входа. Само че подобна промяна неизбежно ще доведе до промяна на напреженията и върху другите контролиращи входове на ИС, като това ще доведе до сработването на защитата. Освен това, при задача да се осигури само едно изходно напрежение от 14 Волта, няма основателна причина веригите, осигуряващи +3,3, +5, -5 и -12 Волта, както и делителите и суматорите на напрежения, свързани с тях, да бъдат запазени, а премахването им също ще промени напреженията по контролиращите входове, защото чрез суматорите тези изходни напрежения влияят върху тях.
За осигуряване на контролни напрежения върху входове 3, 4 и 6 съответно от 3,3, 5 и 12 Волта, при изходно напрежение от 14 Волта може да бъде използван делител от последователно свързани резистори с номинали 1,8, 6,2, 1,5 и 3 КОма, като свободният край на 1, 8 К се свърже към верига +14 Волта, а свободният край на 3 КОма – към маса. По този начин, върху точката между 1,8 К и 6,2 К ще се получи напрежение от 12 Волта, 6,2 и 1,5 К – 5 Волта, а 1,5 и 3 К – 3,3 Волта със сравнително голяма точност. Токът през веригата ще е малко над 1 mA което означава, че мощностите, отделяни върху резисторите във веригата ще са минимални и е възможно използване на резистори с малка мощност, които да се монтират на освободените, след демонтажа на резисторите от делителите и суматорите места, с минимална преработка на платката.
В някои разработки по темата е предложено получаването чрез интегрален стабилизатор 78L12 на стабилизирано напрежение от 12 Волта от вътрешното дежурно напрежение от 17 Волта, получавано на кондензатора С15 и подаването му към вход 6 на ИС, а от там, чрез съответен делител към входове 3 и 4. Подобно решение изглежда, обаче, по-удачно в случай на преработка на АТХ захранване в блок с регулируемо изходно напрежение и то като принудителна мярка, защото освен че е по-сложно, лишава захранването от една от защитите му.
Освен това е необходимо получаването на напрежение от 2,5 Волта върху регулиращия вход 14 на ИС. Това се постига с делител от два резистора с номинали от 11 КОма и 2,4 КОма, свързан към веригата на изходното напрежение. По този начин това изходно напрежение се стабилизира, в целия диапазон на нивата на тока през товара. Токът през веригата на делителя и тук е малко над 1 mА, което позволява използването на маломощни резистори и използване на освободени места.
Схема на включване на гореспоменатите делители е показана на фиг. 9

Прикачен файл:

Fig.9.JPG (30.24 KиБ) Видяна 2285 пъти

Фиг.9.



(следва)