Принцип работы блока питания с ШИМ и TL431

Перебирая один из импульсных блоков питания, решил зарисовать себе схему, а заодно рассказать о принципе его работы. Это нужно для правильного и осознанного ремонта или модификации устройства.

Сетевое напряжение подается на диодный мост, через «EMI FILTER», включающий в себя: термистор (NTC – ограничение пускового тока), предохранитель (F1), и фильтр высокочастотных помех. В него (в фильтр) входят такие элементы, как: помехоподавляющий конденсатор (C2), высокоомные резисторы (R1 и R2), дроссель. В моем случае, дроссель был заменен перемычками, для удешевления конечной продукции. Фильтр, как вы уже поняли, служит ограничителем высокочастотных помех исходящих из самого устройства, а так же попадающих в него из розетки.

Выпрямленное, после диодного моста и электролитического конденсатора (C1), напряжение (величиной около 310–340 вольт) попадает на ШИМ контроллер, через высокоомные резисторы (R3,R4), и первый контакт первичной обмотки высокочастотного трансформатора (T1.1). Два резистора подключаются последовательно для предотвращения пробоя, так как для SMD компонентов его величина соответствует 200 вольтам. Их суммарное сопротивление понижает ток настолько, чтобы его хватило для запуска микросхемы, которая произведет первую генерацию импульсов (рабочая частота ≈100КГц).

Выход ШИМ соединен с затвором мощного полевого транзистора. Его сток подключен ко второму контакту первичной обмотки высокочастотного трансформатора (T1.1), а исток, через низкоомный мощный резистор (R23), к общему проводу. При подаче сигнала, транзистор открывается и закрывается с частотой, генерируемой микросхемой, подавая в первичную обмотку трансформатора напряжение. Мощный резистор на истоке нужен для того, чтобы ограничить силу тока, проходящую через транзистор. Отсюда же, происходит обратная связь с микросхемой (контакт SENSE), через специальный резистор (R12). Если к транзистору будет приложен большой ток, ШИМ уйдет в защиту, прекратив генерировать импульсы.

Между первым и вторым контактом первичной обмотки трансформатора (T1.1) находится простая схема RCD–снаббера, которая сглаживает всплески высокого напряжения в момент запирания транзистора.

С вторичной обмотки трансформатора (T1.1) снимается пониженное переменное напряжение высокой частоты (соответствующее первичной обмотке,  ≈100КГц), и подается через RC–цепочку (R13,C9)+ сдвоенный диод шоттки (D4) на фильтр, состоящий из двух электролитических конденсаторов (C15, C16), дросселя (L2) и резистора (R21) для сглаживания высокочастотной составляющей, с последующим выходом на нагрузку. Отсюда же, через TL431 (U3) и его обвязку (R14, R15, R16, R17, R19, R20, C10) происходит управление светодиодом оптопары (U2). Его фотодиод (U2), меняя свои свойства, будучи подключенным к ШИМ (через C6, R9), заставляет изменять скважность генерируемых микросхемой импульсов. Таким образом, при подключенной высокой нагрузке, напряжение на выходе блока питания остается неизменным.

Для нормальной работы ШИМ контроллера требуется постоянное стабильное питание. Оно снимается с последней, крайней, обмотки трансформатора (T1.2). Через выпрямительный диод (D4), токоограничивающий резистор (R7) и электролитические конденсаторы (C7, C14), сглаженное напряжение подается к микросхеме (вход VDD). Эта же обмотка служит защитой от короткого замыкания. Если выходные контакты блока питания замкнутся (либо возрастет нагрузка до критических величин), индуктивность трансформатора упадет, отчего снизится напряжение на обмотке питающей ШИМ. Микросхема отключится.

Это все, что нужно знать обычному мастеру по ремонту радиоаппаратуры. Незамысловатая схема и элементарный принцип работы позволяют быстро определить и устранить неисправность.