Лабораторный блок питания Радио№5,2011г

[ae1]

...Вывод, "ускоритель" на конденсаторе бесполезен, что подтверждается осциллограммой.

Уточнение, при частоте 23кГц, 43мкс — это период повторения, а не длительность импульса.
Ваш вывод неверен, ускоритель на конденсаторе прекрасно работает, безо всяких кавычек. В предложенной мной схеме я не старался сделать малую постоянную времени RC, наоборот, я выбрал ёмкость, при которой постоянная времени будет заведомо больше периода ШИМ. Моей целью было зашунтировать R22 по переменному току, и конденсатор 0,1мкФ прекрасно с этим справился. Ваш "вывод" подтверждается осциллограммой, но где она?
В подтверждение своих слов приведу схему симуляции и две осциллограммы работы: оригинальной схемы и с моей доработкой.

Зелёный цвет - сигнал управления, красный - нагрузка, синий - напряжение на затворе. Все сигналы для удобства показаны в положительной полярности.
Диоды D1,D2 имитируют выходы KA7500 с открытым коллектором. Питание 32В, нагрузка 2А, импульс управления 20мкс, D1-D3 — 1N4148

Ёмкость-то надо уменьшить раз в сто, и всё будет правильно.

Я проверял работу этой схемы с конденсаторами от 0.001мкФ до 1мкФ. При ёмкости 0.001мкФ фронт и спад заметно затягиваются, при 0.01 мкФ и выше — форма практически не меняется, ёмкость 0.1 мкФ получилась с запасом, излишки тока управления гасит стабилитрон 10V (1N4740).

[Nafis]

Я привел максимально возможный коэффициент заполнения импульса. Что касается осциллограмм приведенных Вами уберите резистор 1 кОм и конденсатор и осциллограммы не изменятся. Именно так надо интерпретировать слова о бесполезности ускоряющей цепочки.

[ae1]

Если перенести стабилитрон в цепь затвора, что бы его ёмкость тоже разряжалась через транзистор Q1, выключение M2 получается ещё быстрее:

[Nafis]

При закрытых транзисторах KA7500 конденсатор разряжается только через резистор R6 (по Вашей схеме). Приведенная схема работоспособна для одиночных импульсов подаваемых на затвор полевого транзистора, но абсолютно бесполезна при работе рассматриваемого блока питания. Для быстрого открытия и закрытия полевого транзистора применяются двухтактные каскады на биполярных транзисторах или специально разработанные драйверы (например микросхемы серии IR2xxx).

[ae1]

уберите резистор 1 кОм и конденсатор и осциллограммы не изменятся.

В точку! Резистор R22(R6)1кОм мало влияет на открывающий ток в предложенной доработке. При большой ёмкости С1, например 100мкФ, напряжение на С1 и ток через R22(R6) становится практически постоянным в установившемся режиме работы. Если закоротить резистор 1кОм, режим работы по переменному току почти не изменится, но сильно увеличится рассеиваемая мощность: ток управления 0.2А, мощность на R22a — 4Вт, на стабилитроне — 2Вт, ток затвора в момент открывания — 0.32А. Для снижения этих потерь и служит цепь смещения по постоянному току R22(R6)+C1.

Именно так надо интерпретировать слова о бесполезности ускоряющей цепочки.

Заметьте, Вы сами назвали R22+C1 ускоряющей цепочкой, а затем говорите о её бесполезности. Поясняя принцип работы схемы в своём первом сообщении, я указал:

VT4 и R19 обеспечивают быстрое закрывание VT3, а 100nF и R22a — быстрое открывание.

Быстрое открывание обеспечивает не параллельная R22+C1, а последовательная R22a+C1 цепочка. И для её правильной работы ёмкость С1 должна быть не "до... или ниже", а "от... или выше", чтобы ток через С1 не успевал упасть до нуля за время длительности импульса управления.

конденсатор разряжается только через резистор R6 (по Вашей схеме). Приведенная схема работоспособна для одиночных импульсов подаваемых на затвор полевого транзистора, но абсолютно бесполезна при работе рассматриваемого блока питания.

Позвольте, как это "абсолютно бесполезна"? Моя схема абсолютно рабочая, я же привёл осциллограммы работы в установившемся режиме! То, что на графиках видно один импульс, не означает, что он первый и единственный. Приглядитесь к шкале времени: "1.000m, 1.010m, 1.020m" это спустя 1мс после начала работы схемы, т.е. это 51-й по счёту импульс. (период генератора 40мкс, 20+20 импульс+пауза.)

Для быстрого открытия и закрытия полевого транзистора применяются двухтактные каскады на биполярных транзисторах или специально разработанные драйверы (например микросхемы серии IR2xxx).

Спасибо за информацию, но я в курсе и про двухтактные каскады и про специальные драйверы.
Своей доработкой я хотел помочь автору вопроса с минимальными изменениями устранить возникшую у него проблему с перегревом силового транзистора и предложил полностью работоспособную схему.
Транзистор VT4(Q1)+R19(R4) — это и есть верхнее плечо двухтактного каскада, нижнее плечо — транзистор в KA7500, цепь смещения по постоянному току (DC offset) R22(R6)+C1 сдвигает, грубо говоря, сигнал нижнего плеча на +20V вверх, в итоге на затвор подаётся сигнал амплитудой 10-12V через R22a(R5) 100 Ом.

[ae1]

* 26-й импульс, не 51-й.

[Nafis]

"Ускоряющие" или иначе блокирующие конденсаторы включались параллельно базовому резистору в схемах преобразователей со сплавными транзисторами П214-П216 лет 40 назад, необходимость в них отпала с появлением "быстрых" транзисторов. Теперь по Вашей схеме, полевик выключается быстро добавочным транзистором, включение происходит также быстро только при первом импульсе, при последующих импульсах на конденсаторе остается напряжение препятствующее быстрому разряду емкости затвора плюс напряжение на диоде. В типовой схеме импульсного источника питания на KA7500 использован биполярный p-n-p транзистор и схема работает без всяких заморочек. В типовой схеме используется также понятная и надежная защита от перегрузок по току. На осциллограмме виден 1 импульс, паузы нет, а ведь именно во время паузы разряжается конденсатор через параллельный резистор.

[igor48]

А меня что-то смущает отсутствие так называемого "антизвонного" резистора в цепи затвора полевого транзистора у доработанной схемы. Обычно он всегда очень рекомендуется.

[ae1]

А меня что-то смущает отсутствие так называемого "антизвонного" резистора в цепи затвора полевого транзистора у доработанной схемы.

Он есть, это 100 Ом R22a(R5), но работает только при открывании полевого транзистора. Можно добавить резистор 22-33 Ом в непосредственно цепь затвора, чтобы ограничить ток закрывания.

"Ускоряющие" или иначе блокирующие конденсаторы включались параллельно базовому резистору в схемах преобразователей со сплавными транзисторами П214-П216 лет 40 назад, необходимость в них отпала с появлением "быстрых" транзисторов.

Отличная новость! Давайте вернёмся к обсуждению, почему моя схема "абсолютно бесполезна при работе рассматриваемого блока питания"

по Вашей схеме ... включение происходит также быстро только при первом импульсе, при последующих импульсах на конденсаторе остается напряжение препятствующее быстрому разряду емкости затвора плюс напряжение на диоде.

Опечатка? конденсатор не имеет отношения к разряду ёмкости затвора, разряд обеспечивает верхний транзистор Q1. Если речь о быстром заряде ёмкости затвора при включении, то это происходит и в первый и во все последующие импульсы, несмотря на остаточное напряжение на конденсаторе.

В типовой схеме импульсного источника питания на KA7500 использован биполярный p-n-p транзистор и схема работает без всяких заморочек. В типовой схеме используется также понятная и надежная защита от перегрузок по току.

При чём здесь какая-то типовая схема? При чём здесь понятная и надёжная защита от перегрузок? Мы ведь обсуждаем конкретную схему из Радио 2011-05-24 и, надеюсь, предложенную мной конкретную доработку.

На осциллограмме виден 1 импульс, паузы нет, а ведь именно во время паузы разряжается конденсатор через параллельный резистор.

Паузы есть. Выше я уже пояснил, что фрагмент осциллограммы взят не в момент подачи питания, а после 25 циклов ШИМ. У конденсатора было 25 пауз, чтоб зарядиться/разрядиться. Добавлю ещё два графика, первый — от момента включения, С1=0.1мкФ; второй — С1=100мкФ, через секунду (25000 циклов ШИМ) после включения, т.к. схема долго выходит на установившийся режим.


Синий — напряжение на С1, зелёный — на R5 (пояснения есть на самих графиках). Средний ток управления через R5 (100 Ом) ~35мА в обоих случаях, независимо от ёмкости — 0.1мкФ или 100мкФ. На втором графике видно, что напряжение на конденсаторе неизменно =17V, и схема работает. Вопрос закрыт?

[Nafis]

Попробую еще раз объяснить свое видение процесса управления полевым транзистором. Включаем схему, конденсатор разряжен поэтому затворная емкость быстро заряжается через резистор 100 Ом. При последующих импульсах такого не происходит так как конденсатор заряжается, а за время паузы не успевает разрядится, что видно и на приведенной осциллограмме. Типовые схемы включения микросхем приводятся разработчиками и попытки их улучшения практически всегда не дают желаемых результатов. Небольшой экскурс в прошлое это напоминание, что все давно открыто, испробовано и т.д.