Здравствуйте коллеги,
помогите разобраться с работой токового ограничения в импульсном блоке питания. Кусок схемы прилагается.
Это блок питания от лаптопа, изначально 19В 3.42А 65 Ватт.

Очень хочется сделать из него зарядное устройство для ЛИПО батареи на 12.6В.
С напряжением проблем нет, верхний резистор в делителе модифицирован, и блок уже выдает 12.6 вместо 19.

Теперь нужно ограничить максимальный ток на уровне 1-2А. Вот с этим как раз не все понятно.
Раньше в подобных блоках питания видел отдельный операционник с датчиком тока, там все понятно.
А тут декларируется максимальный ток 3.42А , а видимых цепей для этого ограничения я не нахожу.
Сердцем чую, что обведенная красным цепочка не просто так стоит и должна иметь отношение к токовому ограничителю. Но вот как она работает - не пойму. Так же не пойму, как ее на 1-2 А перестроить.
Для нормальной работы источника напряжения эта цепочка вроде как не нужна совсем. Если предположить, что сравнивается напряжение с отдельного выпрямителя и падение напряжения на участке цепи нагруженного выпрямителя, то те несчастные доли вольта, что там упадут при токе 3.42.А как смогут повлиять на закрытие светодиода, если он управляется током? Или я чего-то недопонимаю?

Сердце Вам лукавит: эта цепочка имеет отношение к стабилизации напряжения, но не тока. Точнее, это цепь питания "регулируемого стабилитрона" на TL431, выполняющего в данном случае функцию компаратора напряжений и управляющего посредством оптрона шириной рабочих импульсов преобразователя. Ограничение максимального же тока, скорее всего, происходит по первичной стороне, например, с использованием в качестве датчика тока резистора в истоке силового MOSFET-а.
А о "модификации" какого резистора Вы упоминали?

P.S. Иллюстрация:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Всё бы ничего, но стабилитрон так же легко питается током через светодиод от выходного напряжения(через резистор 1К). Зачем его подпирать тем же по величине напряжением от отдельного выпрямителя да еще через 10К резистор? Смысл?
И зачем тогда отдельный отвод от дорожки? (на схеме утолщением показано).

Для получения 12В я модифицировал резистор 69К (для 19 В он был 120К).

Вот и я подозреваю, что ограничение тока сделано по первичной стороне. Засада...

Смысл в том, что дополнительное питание от нагрузки почти не зависит.

А какой номинал ёмкости в обведённой области ?
Мне кажется эта схема как-то связана с запуском источника.
Или даже с коррекцией АЧХ.
Но никак не ограничение по току, это уж точно.

Никто не мешает вам сделать ограничение по току по вторичке.
Для этого нужен резисторный шунт (примерно 0.5 ома или чуть меньше) и простой p-n-p транзистр.
Вы этот шунт вставляете в цепь 12 вольт, а транзистор ставите коллектором вниз так, чтобы шунт у него находился между эмиттером и базой.
Коллектор подключен к регулирующему входу стабилитрона. Когда ток повышается выше ,например, 1 А,
начинает открываться транзистор. Он имитирует повышение напряжения на выходе 12V, что приводит к снижению выходного напряжения преобразователя ниже 12 вольт до напряжения, при котором транзистор начинает закрываться.
Лень рисовать, но думаю, и так все понятно.
Можно добавить в базу ограничивающий резистор 1ком.

Не, приведенная схема - специально запутанная любителем классическая схема стабилизации напряжения.
Для ограничения тока нужен датчик тока. Вникните в пост SKov

Понятно. Только падение на том резисторе нужно большое, он будет подогревать транзистор.




Ну что же Вы... Да, специально сидел, путал. Схема срисовывалась с живой платы, потому и путаная.
Вот перерисовал. Так нормально?

Назначение обведенных зеленым на схеме элементов все еще не вполне ясно. Ваше предположение о питании стабилитрона не очень впечатляет. Он ведь уже запитан через светодиод и резистор 1к.

Зачем тогда делать на плате от силовой дорожки специальный отвод (фото, поз. 2), если можно было спокойно присоединиться в поз. 1 ? Вот и возникает мысль, а не резистор ли там из дорожки сделан. Ну и натурально, зачем он там и как работает.



Только что провел эксперимент - резистор 10к удалил из схемы. Блок питания запускается и работает, выходное напряжение не изменилось.

Будут мнения?

И под нагрузкой? И нет колебаний напряжения?
Я же Вам приводил иллюстрацию компаратора на 431 - повод для размышлений. Выходное напряжение должно с чем-то сравниваться. Можно, конечно, для этого было бы использовать и обычный источник опорного на простом стабилитроне + ключ для управления оптроном. Почему-то разработчику такой вариант показался предпочтительным. Скорее всего из-за термостабильности.
А питание через диод оптрона... Представьте. Оптрон там для обратной связи, то есть светодиод его то загорается, то гаснет, грубо говоря. Стало быть питание 431-го будет прерываться. Что тогда?

Вот именно. Под нагрузкой и на холостом ходу. Отличается напряжение на пару десятых вольта - падение на проводах до нагрузки, ОС не охвачено. Так что та цепь не очеь-то и нужна для нормальной работы.

Специально посмотрел скопом: Никаких импульсов там нет. Все работает линейно. На светодиоде оптрона падение напряжения составляет 1.05В. (блок нагружен на 30%). На самом стабилитроне напряжение 10.4В .

А вот если измерить разницу напряжений между двумя выпрямителями, то она составляет 0.47В при нагруженном блоке (те же 30%) и минус 1.36В на холостом ходу. Вот и проясняется понемногу ситуация. Такой перепад вполне способен управлять токовой защитой, влияя на стабилитрон или "подпирая" светодиод.

Мой вывод: токовая защита таки сделана на вторичной стороне. И базируется она на разности напряжений между выходами двух выпрямителей - нагруженного и ненагруженного.

Неа, "подпирание" светодиода, т.е. уменьшение тока через оный приведёт к увеличению D. А цепь ограничения тока должна, наоборот, уменьшить D.

Шёрт побьери! Тоже это только что заметил...
Может это быть ПОС по току, слегка компенсирующая падение на проводах?

Вам уже несколько раз сказали - это питание TL431. Курите DataSheet на нее. Почему у Вас все работает без этой цепи - вопрос другой, но так делать неправильно.

таких "неправильных" схем - миллион... вот например схема из статьи Макашова:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Нужно падение на этом резисторе около 0.5-0.6 вольта. Так что при 1А это будет около полуватта.
Если это много, то нетрудно добавить в базовую цепь немножко "земли" через несложную цепь.
Так, чтобы транзистор начинал открываться уже при падении напряжения на шунте, например 0.2V.
В общем, есть простор для творчества.


Понимаете, есть конструкторы-педанты , которые любят соблюдать все правила даташита на TL431. И если там написано, что минимальный ток стабилизации должен быть не меньше 0.5 мА, то они (конструкторы) начинают лепить дополнительные цепи, чтобы управляемый стабилитрон
был всегда "в правильном режиме", не зависящем от тока через оптрон и от выходного напряжения на дополнительном выпрямителе.
В общем , для "реальных пацанов-любителей" это не обязательно


Тут R12 задает требуемый минимальный ток стабилизации, имхо.

Вы согласны, что это проще, чем отдельный выпрямитель с фильтром?

Давайте без грубостей. Уже выяснилось, что режим работы - линейный. В нормальном режиме на стабилитроне - около 10В. Никакого больше питания ему не нужно. Он от 2В (по приведенной картинке), или по крайней мере от 2.48В способен работать.

Ну что Вы гадаете, может не может? Вы так и не сказали, заглянули Вы в "левую", преобразовательную часть или нет? Увидели там резистор (может быть несколько параллельных) в истоке транзистора, о которых спрашивал Herz?
Скажите его номинал. А может быть там и транзистора то нет? А что-нибудь типа TOPSwitch? Вам же нужно разобраться как всё работает и сделать то, что Вы хотите, и хотите что б мы Вам помогли в этом. А Вы при этом лишаете нас информации.
Посмотрите пожалуйста.

Да, конечно. Могу добавть, что резистор в подобных схемах я видел, наверное,
сотни раз, а такую схему с доп.источником впервые.
Возможно, в ней и есть какой-нибудь скрытый положительный смысл.
Не знаю.

вот и я не знаю... но это не токовая защита

Ага, он самый. Чаще всего так и делают.



Проще. Но питать TL'ку надо - или резистором в обход оптрона, или доп. питанием. Иначе можно нажить лишних проблемм в петле ОС.

Да никаких там проблем не возникает. Оптрон шунтировать резистором 620 Ом и будет обеспечено питание TL'ки во всех режимах. Ток будет около 3мА в режиме регулирования (для популярного оптрона РС817А).
Основывайтесь, на "неправильной схеме Макашова", приведенной выше, и все будет в порядке. От 4 до 120 вольт проверено, правда для выше 30 вольт еще нашлепки требуются, TL'ка на пределе по напряжению.
Я бы только поправил ее в месте подключения делителя ОС. Его нужно подключать до выходного дросселя. Иначе, действительно добавятся немалые хлопоты по устойчивости петли из-за резонанса этого безобидного дросселька и выходной емкости. Заплатить придется падением напряжения на этом дроссельке, но обычно оно пренебрежимо мало.

Совсем не факт.
Если в качестве выходных конденсаторов используются электролиты, и запас по устойчивости позволяет ( как правило), то лучше ОС взять с выхода, после дросселька. Это поможет избежать возникновения субгармоник при возрастающих пульсациях выходного напряжения на морозе.
А вот с керамикой на выходе да, лучше подключать ОС до дросселька. Там запас по устойчивости не такой большой, да и ESR керамики на морозе не увеличивается, как на электролитах.

Подключать делитель можно после дросселя независимо от того, какие там конденсаторы. А вот оптрон нужно подключать до дросселя. И тогда цепь питания оптрона образует дополнительную быструю ООС, устраняющую влияние дросселя.
Проверено электроникой:
http://isaacozkaynak.com/USE%20OF%20OPTOCOUPLER_Copy.pdf
http://powerelectronics.com/mag/Kollman%20...mber%202003.pdf
Ну это всё для обратнохового, есс-но.

Я говорю -

Неправильно питать TL непосредственно через оптрон.

Статьи интересные, я правда не стал вникать в формулы
И жалко, что не увидел там сравнения АЧХ корректора при подключении оптрона до дросселя и после.

А зачем АЧХ? Нас же интересует в данном случае - как уменьшить влияние нагрузки на выходные характеристики преобразователя. Т.е. как сделать его выход ближе к источнику напряжения. Т.е. как уменьшить его выходной импеданс. Ну так Fig. 9 в статье Колмэна как раз и показывает уменьшение выходного импеданса на 12 дБ при включении оптрона до дросселя. Ну т.е. при таком включении, которого придерживается всё прогрессивное человечество.


Достаточно вникнуть в одну формулу - итоговую (34) (в первой статье). В области частот, где W(s)/sC1R1>>1 передаточная функция выходного фильтра W(s) ни на что не влияет.

Что значит "неправильно"?
Если оптрон включить просто последовательно - да, работать не будет. Постареет оптрон, нагреется, и ток питания TL засветит его постоянно. Эта ошибка была в источниках минвелл несколько лет назад. Оптрон в режиме микротоков.
А если оптрон зашунтировать резистором порядка 600Ом, то ток необходимый для нормального функционирования самой TL , его гарантировано не откроет, отпирание начнется только при активном регулировании, когда TL сильно откроется.
Никакой необходимости питать TL от отдельного источника что-то не вижу. И включать ее питание обязательно до дросселя тоже. Ей по питанию совершенно безразлично. Она обычно так закорректирована, что просыпается, самое быстрое, через 5-10тактов работы источника.

А вот взять ОС после дросселя - нравится - берите. Только погоняйте его в разных режимах нагрузки и посмотрите что получится. Не запищит ли он герц на 500-1500?. Тогда посвятите рабочую неделю цепям корреции TL и в пятницу вечером возьмите таки ОС до дросселя.
Это уж вопрос для тех, кто не ищет легких путей в жизни. Сам создает себе проблемы и потом с ними упорно борется.

ПМСМ, это страшилки для начинающих радиолюбителей. Вы прекрасно знаете, что посчитать цепи частотной коррекции можно за полдня. Это с учётом диапазонов по входу и выходу и рабочих температур. И если нагрузка сложнее, чем простой резистор.

Да конечно же понимаю. Когда сидишь в пробирке на твердом окладе в должности старшего проектировщика цепей коррекции - запросто. Запрашиваешь заводы данные по ЭПС и их раэбросу, берешь справку у технологов как будет гулять дроссель, раскладываешь диаграммы и считаешь. Пишешь майору отчет и оформляешь неделю по ЕСКД.
А когда в этой партии конденсаторы такие, а в другой сякие, а в третье - что бог на душу послал от дядюшки Ляо и есть куча дел, кроме выковыривания блох, то возникает вопрос: зачем это делать, если 100% можно не делать? Поставил 0.1мкФ в ТL431 и никаких проблем. Отклик плохой? А нам лучше и не нужно.
Думаете не возились с этими многоцепочечными коррекциями? Предостаточно. А потом пришли как-то платы с медью 18 микрон вместо 35 и стояли на ушах, не понимая: отчего же хорошо отлаженный источник вдруг повально не работает. Платы возвращать изготовителю поздно, уже все распаяно. Вот и дублировали длинными зимними вечерами 300 комплектов всякими соплями поверх печати. С песнями

Извините за лирику. Вопрос-то не жизненно важный. Можно так, можно иначе.

Просто привык оперировать АЧХ разомкнутой системы, из неё уже понятно какой будет переходный процесс
при изменении нагрузки.
Колмэн вообще-то о другом пишет, что питание оптрона от выходного напряжения выгодней его же питания от независимого источника с точки зрения улучшения переходного процесса при ступенчатом изменении нагрузки, ну или уменьшения импеданса, как угодно.


Ничего не могу сказать. Пока не вижу смысла разносить питание оптрона и делитель по разные стороны малого дросселя.

О том же самом - подключаем оптрон к выходу и выходный импеданс увеличивается на те же 12 дБ. Лёгким движением руки мы ни за что, ни про что наказываем потребителя.


Демонстрирую ... Надеюсь, убедил.

P.S. Специально для Микровата - всё это заняло 10 мин, включая изготовление картинок. Но это потому, что я уже знал решение. А когда я его не знаю, на это может уйти полдня. И оно стОит того. Как говорил Мао-Цзэ-Дун, - 10 лет упорного труда, 1000 лет благоденствия.

Нет, мы говорим о том где лучше брать питание оптрона, до малого дросселя или после.
А Коллман о том, что лучше питать от стабилизируемого напряжения чем от независимого источника.

Ну ничего себе, на 4кГц мы выиграли 11dB в импедансе, а на 100 Гц проиграли 20dB !!!
А с устойчивостью что стало? Я по характеристике импеданса не вижу. Надо как-то в комплексе рассматривать источник, а не только выходной импеданс.
Просто я с этим питанием оптрона столько кексов наелся, что твёрдо убеждён, что его лучше питать от отдельного источника, а ещё лучше вообще без ТЛ431 и без оптрона, а на операционнике ОС сделать

Вы в статью не вникли, а пытаетесь спорить. Нехорошо. Колмэн, прежде всего, объясняет механизм действия внутренней петли ООС при подключении оптрона до дросселя. Т.е. как эта дополнительная ООС уменьшает выходной импеданс преобразователя. При любых других вариантах этой дополнительной ООС нет, или она сильно урезана. Это - главное. А к каким "независимым" источникам подключать оптрон - это второстепенное.


Проиграли, не спорю. И что? Кому это мешает? Ну даже если мешает - на 100 Гц добавить усиления в петлю не проблема. А вот если к выходу подключить вторичный преобразователь, то из-за лишних 11 дБ всё это можно "засвистеть" вблизи тех самых 4 кГц. Подозреваю, что нечто подобное Микроват и наблюдал.

Делаем по-честному - добавляем phase-shift и смотрим, что получилось. Запас устойчивости по фазе есть в обоих случаях, но с оптроном, подключенном до дросселя, он есс-но больше.

Вот именно что меньше запас стал. А поставить на выходе керамику, так и вовсе засвистит. Я про это и говорил несколькими постами ранее, что смотреть надо в каждом конкретном случае откуда ОС брать.

Кстати, в чём моделька сделана ? Чувствую что в LTspice, может новая версия вышла?

ПМСМ, на этой оптимистичной ноте можно закончить диспут и дать возможность топикстартеру вернуться к сабжу.

LTspice не сама новая (уж года два как не обновлял).

Специально для wim
Картинки хорошие, Сергеич , правда, задал вопрос по ним. Как-то мне тоже он интересен, но углубляться в диспут неохота.
Возбуждались мои первые источники не при работе на вторичные преобразователи, а при чисто резистивном балласте. На нагрузках менее 50%. ОС перенес до дросселя и забыл о проблеме.
Ваш аналитический подход... не осуждаю, одобряю даже, но на вооружение не возьму. Может , из-за лености, может от есть чем еще заняться. Не аварийной важности проблема.

А серьезное возражение у меня только по председателю Мао. Там говорится о 10 000 лет счастья, а не 1000 благоденствия. Это я слышал по нескольку раз в день в свое время. Не нужно отсебятину в классиках

Если уж быть совсем точным (до 1 дБ), то председатель Мао говорил о трёх годах упорного труда. Так что низачот нам обоим.

Отвечать на вопросы Сергеича трудно по причине разного восприятия объективной реальности. Я смотрю на графики и вижу, что подключение оптрона до дросселя увеличивает запас устойчивости по фазе на 20 дБ, а он смотрит на те же графики и утверждает всё с точностью "до наоборот".

Пмсм, эта цепочка нужна для того, чтобы не разряжать батарейку током питания TL ки. Ведь не зря же делитель на её входе выбран таким высокоомным и нет питающего резистора параллельного светодиоду оптрона.
А регулировка тока осуществляется в другой части схемы, которую вы благополучно проигнорировали.

А ведь точно!