Как работает нестандартная схема регулирования напряжения на вторичной стороне блока питания ATX?

15

Схема регулирования для выхода +3,3 В в этой схеме блока питания ATX показалась мне странной. Я только видел схему онлайн, у меня фактически нет физической единицы.

Крупный план интересующей части с удалением ненужных схем:

Мое понимание таково:

  • Отводы 9 и 11 основного трансформатора T1 выдают ~ 5 В переменного тока (не в фазе по отношению друг к другу) относительно заземленного центрального ответвителя SC. Этот выход переменного тока выпрямляется непосредственно для выходов +5 В и -5 В. Те же отводы соединены последовательно с индукторами L5 и L6, реактивное сопротивление которых на рабочей частоте было выбрано так, чтобы они падали приблизительно на 1,5 В, а оставшийся переменный ток выпрямляется до 3,3 В постоянного тока с помощью пары диодов Шоттки с общим катодом D23.

  • L1, C26, L8 и C28 образуют фильтр низких частот для снижения пульсации напряжения и шума до приемлемого уровня. R33 постоянно рассеивает 1 Вт, предположительно потому, что в противном случае регулирование при низких токах нагрузки не было бы удовлетворительным.

  • Провод для измерения напряжения, который проходит до основного разъема питания материнской платы, припаян к контакту + S. Его целью является определение фактического выходного напряжения на материнской плате, чтобы компенсировать любые резистивные потери напряжения, вызванные высокими токами в проводке.

  • Шунтирующий регулятор TL431 пытается удерживать потенциал 2,5 В на выводах R и A, потребляя ток от C. Резисторы R26 и R27 образуют делитель напряжения, в результате которого вывод R достигает 2,5 В, когда выходное напряжение достигает 3,34 В, после того, как который TL431 начинает вытягивать ток из базы Q8, PNP BJT, включая его. C22 и R28 предназначены для предотвращения перенапряжения при включении питания. R25 обеспечивает достаточную регулировку при отключении чувствительного провода.

  • Заряд от выходных конденсаторов 3,3 В может протекать через Q8, R30 и D31 или D30 к катушке индуктивности (L5 или L6), в настоящее время проходящей отрицательную часть своего полупериода: сразу
    после перехода с положительного на отрицательный ток индуктора снижается до нуль. В зависимости от того, сколько проводит Q8, ток начнет течь обратно в трансформатор через индуктор, заряжая его магнитное поле в обратном направлении. Когда напряжение затем возвращается к положительному, это установленное магнитное поле должно быть сначала преодолено, прежде чем ток начнет течь обратно к выходу 3,3 В. Эта задержка уменьшает энергию, передаваемую за цикл, понижая напряжение.

Я знаю о реакторе с насыщаемым сердечником и подозреваю, что здесь происходит нечто подобное, но в настоящее время я не могу обернуться вокруг этого. Здесь нет отдельной управляющей обмотки, и согласно схеме L5 и L6 полностью разделены, не разделяя одно и то же ядро.

Как подача тока в обратном направлении через лотки L5 и L6 более эффективна, чем простое шунтирование избыточного тока на землю; Я не понимаю, как энергия, потраченная на создание этого обратного тока индуктора, затем восстанавливается. Какую цель R30 служит в цепи? Какие преимущества и недостатки у этой схемы? Почему это не используется чаще?

JMS
источник

Ответы:

4

L5 и L6 частично насыщены при нормальной работе прямым током постоянного тока, который проходит через них через обе ветви D23.

Посылка тока через них в другом направлении через D30 и D31 уменьшает этот чистый компонент постоянного тока через обе катушки, что увеличивает их индуктивность и, следовательно, их полное сопротивление, уменьшая выходное напряжение.

Это действительно своего рода магнитный усилитель .

G36 нашел этот документ, который подробно объясняет применение: «Управление магнитным усилителем для простого недорогого вторичного регулирования»

Дэйв Твид
источник
Я всегда ценю ответ, но я сказал в своем вопросе, что это уже была моя самая сильная гипотеза. Поскольку вы не уточнили больше, этот ответ не объясняет мне ничего нового. По общему признанию, проблема, которая на самом деле неясна для меня («я не понимаю, как энергия, затраченная на создание обратного тока индуктивности, затем восстанавливается»), не была четко подчеркнута, поэтому я пояснил свой вопрос выше.
JMS
Это просто Мэгги. Когда нет постоянного тока через L5 L6, много микросекунд вольта отнимают у ШИМ, давая низкий эффективный рабочий цикл. Ввод некоторого постоянного тока приводит к тому, что эффективная индуктивность становится маленькой, грабя в микросекундах вольт, что означает высокий эффективный рабочий цикл.
Аутист
2
@jms попробуйте прочитать этот ti.com/lit/ml/slup129/slup129.pdf (рисунок 20)
G36