Esquema de regulação de tensão não convencional no secundário de uma fonte de alimentação ATX, como funciona?

15

O esquema de regulamentação para a saída de +3,3 V neste esquema de fonte de alimentação ATX chamou minha atenção como estranho. Acabei de ver o esquema online, na verdade não tenho a unidade física.

Close na parte de interesse, com o circuito irrelevante removido:

Meu entendimento é o seguinte:

  • As derivações 9 e 11 do transformador principal T1 emitem ~ 5 V CA (fora de fase entre si) em relação à derivação central aterrada SC. Esta saída CA é retificada diretamente para as saídas de +5 V e -5V. As mesmas derivações estão em série com os indutores L5 e L6, cuja reatância na frequência de operação foi escolhida para que caiam aproximadamente 1,5 V, e a CA restante é retificada em 3,3 V DC pelo par de diodo schottky do catodo comum D23.

  • L1, C26, L8 e C28 formam um filtro passa-baixo para reduzir a ondulação de tensão e o ruído para um nível aceitável. O R33 dissipa 1 W o tempo todo, presumivelmente porque a regulação em correntes de carga baixa não seria satisfatória.

  • Um fio sensor de voltagem que vai até o conector de alimentação principal da placa-mãe é soldado ao pad + S. Seu objetivo é detectar a tensão de saída real na placa-mãe, a fim de cancelar quaisquer perdas de tensão resistivas causadas por altas correntes na fiação.

  • O regulador de derivação TL431 tenta manter um potencial de 2,5 V nos pinos R e A puxando a corrente de C. Os resistores R26 e R27 formam um divisor de tensão que faz com que o pino R atinja 2,5 V quando a tensão de saída atinge 3,34 V, depois no qual o TL431 começa a extrair corrente da base do Q8, um PNP BJT, ligando-o. C22 e R28 estão lá para evitar sobretensão na inicialização. R25 permite regulação suficiente quando o fio sensor é desconectado.

  • A carga dos capacitores de saída de 3,3 V pode fluir através de Q8, R30 e D31 ou D30 para o indutor (L5 ou L6) atualmente passando pela parte negativa de seu meio ciclo:
    Logo após a transição positiva para negativa, a corrente do indutor diminui para zero. Dependendo de quanto Q8 conduz, a corrente começará a fluir para trás no transformador através do indutor, carregando seu campo magnético ao contrário. Quando a tensão volta a ser positiva, esse campo magnético estabelecido deve primeiro ser superado antes que qualquer corrente possa começar a fluir de volta para a saída de 3,3 V. Esse atraso reduz a energia transmitida por ciclo, diminuindo a tensão.

Estou ciente do reator de núcleo saturável e suspeito que algo semelhante esteja em jogo aqui, mas atualmente não consigo entender isso. Não há enrolamento de controle separado e, de acordo com o esquema L5 e L6, são totalmente separados, sem compartilhar o mesmo núcleo.

Como a alimentação de corrente reversa através de L5 e L6 é mais eficiente do que simplesmente desviar o excesso de corrente para o solo; Não entendo como a energia gasta na construção dessa corrente indutora reversa é recuperada. Qual a finalidade do R30 no circuito? Quais são os benefícios e as desvantagens desse esquema? Por que isso não é usado com mais frequência?

jms
fonte

Respostas:

4

L5 e L6 são parcialmente saturados em operação normal, pela corrente contínua CC que passa por eles através das duas pernas de D23.

O envio de corrente através deles na outra direção via D30 e D31 reduz esse componente CC líquido através de ambas as bobinas, o que aumenta sua indutância e, portanto, sua impedância, reduzindo a tensão de saída.

É realmente um tipo de amplificador magnético .

G36 encontrou este documento que explica a aplicação em detalhes: "Controle de amplificador magnético para regulação secundária simples e de baixo custo"

Dave Tweed
fonte
Sempre aprecio uma resposta, mas disse na minha pergunta que essa já era minha hipótese mais forte. Como você não elaborou mais, essa resposta realmente não explica nada de novo para mim. É certo que a questão que realmente não está clara para mim ("não entendo como a energia gasta na construção dessa corrente indutora reversa é então recuperada") não foi claramente enfatizada, então agora esclareço minha pergunta acima.
JMS
Quando não há DC através de L5 L6, existem muitos microssegundos de volt roubados do pwm, proporcionando um ciclo de trabalho baixo eficaz. Colocar alguns DC faz com que a indutância efetiva seja pequena, roubando pouco na forma de microssegundos de volt. ciclo de serviço altamente eficaz.
Autistic
2
@jms tente ler isto ti.com/lit/ml/slup129/slup129.pdf (figura 20)
G36