Схема блокировки защищает импульсный регулятор напряжения

EDN

Многие разработчики блоков питания предпочитают отключать регулятор в случае перегрузки по току или другой нештатной ситуации. Однако далеко не все ШИМ контроллеры имеют внутреннюю поддержку функции отключения. Зато большинство из них имеют выход флага «Питание в норме» (PGOOD) и вход разрешения. Такую функцию отключения, требуя минимальных затрат и занимая немного места на плате, добавляет схема, изображенная на Рисунке 1. Конструкция основана на микросхеме LMS33460 – супервизоре питания в крошечном пятивыводном корпусе SC-70. Ее просто нужно объединить с несколькими небольшими пассивными компонентами, и схема готова.

Рисунок 1.	Эта схема добавляет возможность отключения к ШИМ контроллеру, не имеющему такой функции.

Когда уровень сигнала на входе РАЗРЕШЕНИЕ становится высоким, напряжение на верхней по схеме обкладке конденсатора C₁ быстро нарастает до 5 В. Поскольку выходное напряжение еще не достигло номинального значения, уровень сигнала на выводе PGOOD остается низким, заряжая конденсатор C₁ через резистор R₁. В момент включения напряжение на C₁ равно нулю, поэтому напряжение на выводе 5 микросхемы IC₁ равно 5 В и начинает спадать с постоянной времени, определяемой номиналами C₁, R₁ и R₂. Если выходное напряжение не достигает нормального рабочего уровня до того, как напряжение на выводе 5 упадет ниже порога 3 В, IC₁ выставляет на своем выходе сигнал низкого уровня и блокирует регулятор.

Рисунок 2.	Эти осциллограммы соответствуют нормальному запуску схемы на Рисунке 1.

Однако если выход переходит в режим стабилизации до истечения времени отключения, уровень PGOOD становится высоким, и C₁ начинает разряжаться, увеличивая напряжение на выводе 5 и сохраняя питание включенным. Резистор R₂ обеспечивает микросхему IC₁ питанием в пару вольт, чтобы поддерживать ее работу в случае отключения регулятора, а диод D₁ удерживает низкий уровень на входе ENABLE микросхемы ШИМ, когда команда включения системы устанавливает низкий уровень на входе (РАЗРЕШЕНИЕ). В качестве C₁ можно использовать небольшой танталовый или керамический конденсатор. Керамический конденсатор должен быть с хорошим диэлектриком, таким, например, как X5R. Кроме того, установление напряжения питания 5 В менее чем за 1 мс или около того может исключить формирование сигнала ENABLE, и вся схема будет просто работать от источника 5 В.

Рисунок 3.	Эти осциллограммы иллюстрируют ситуацию, когда при запуске двухканального регулятора один из его выходов закорочен.

На Рисунке 2 показаны формы сигналов в схеме, когда ее запуск происходит в штатном режиме, а осциллограммы на Рисунке 3 соответствуют случаю, когда второй выход двухканального регулятора закорочен. На обоих рисунках верхняя осциллограмма – это сигнал включения системы (ВХОД РАЗРЕШЕНИЯ), вторая осциллограмма – вывод 5 микросхемы IC₁, третья – сигнал включения ШИМ (ENABLE) на выводе 4 микросхемы IC₁, а нижняя – выходное напряжение регулятора. Как видно из Рисунка 3, в тот момент, когда напряжение на выводе 5 микросхемы IC₁ спадает до 3 В, уровень сигнала ENABLE на входе микросхемы ШИМ становится низким, и регулятор выключается.

1. Datasheet Texas Instruments LMS33460MG