 |
|
|||
 |
|||||||||||||||||||||||||||||
Меню |
|||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
NUTEK (The National Board for Industrial and Technical Development in Sweden) - шведский совет по промышленному и техническому развитию требует точно определенной трехступенчатой процедуры энергосбережения. В соответствии с требованиями NUTEK потребление энергии неработающим монитором не должно превышать 8 Вт, в режиме STANDBY 30 Вт, выключено (POWER OFF) - 15 Вт. MPR-II - простейшая из норм шведского Совета по измерительной технике и испытаниям, ограничивает максимальный уровень электрических и магнитных полей. TUV - организация в Германии TUV, по договору с изготовителем проводит экспертизу технической, электрической и пожарной безопасности, а также испытания на соответствие нормам MPR-II и некоторым ISO-стандартам. TCO (Tjanstemannes Central Organization) - шведский профсоюз служащих. Его целью является ежегодная разработка и внедрение обновленных стандартов безопасности на рабочих местах, связанных с электронной обработкой данных. Хотя ТСО и не является международным стандартом, тем не менее его придерживаются почти все производители электронного оборудования. Стандарт распространяется на четыре области: эргономику, потребление энергии, излучение, экологию. В эргономике устанавливают требования к яркости и контрастности изображения, ограничению мерцания, минимизации отражения света. Так, в соответствии с ТСО-99, частота повторения кадров должна быть не менее 85 Гц (ТСО-95: 75 Гц), распределение яркости 1,5: 1 (ТСО-95: 1,7: 1), свечение экрана по всему изображению 100 кд/кв. м. Требования энергопотребления: 15 Вт в режиме ожидания (STANDBAY), (ТСО-95: 30 Вт); 3 Вт в режиме выключения (OFF), (ТСО-95: 5 Вт), максимальное время возвращения устройства из режима STANDBAY в рабочий режим ограничено 3 с. Электромагнитное излучение: при измерении на расстоянии 30 см в полосе частот 5 Гц...2 кГц напряженность переменного электрического поля должна быть не более 10 В/м, индукция переменного магнитного поля не более 200 нТл; в полосе частот 2...400 кГц напряженность не более 1 В/м, индукция - не более 25 нТл. Экология. В процессе изготовления запрещено использование летучих углеводородов и других веществ, наносящих вред озоновому слою, а также растворителей, содержащих хлор, следует избегать использования тяжелых металлов. Корпуса мониторов не должны содержать вещества, имеющие в своем составе хлор или бром, при горении которых могут выделяться оксины или фураны, пластмассовые детали массой более 5 г должны иметь ассортиментный код и т.д. CENELEC - европейская организация по стандартизации в электротехнике (European Committee for Electrotechnical Standardization). Организация отвечает за стандарты по безопасности и электромагнитному излучению электрического оборудования в ЕЭС. IEC555 - стандарт Международной электротехнической комиссии (МЭК), устанавливает максимальную величину гармонических искажений, которые компьютерное оборудование может вносить в потребительскую сеть переменного тока. Источники питания мониторов, удовлетворяющие IEC555, обладают коэффициентом мощности, близким к единице. EN61000-3-2 - стандарт, предназначенный для разработчиков источников питания с коррекцией коэффициента мощности, устанавливает пределы интенсивности гармонических составляющих потребляемого тока со второй по сороковую гармоники, распространяется на устройства с потребляемой мощностью, превышающей 75 Вт. 2. Особенности построения источников питания мониторовКак отмечалось, в мониторах применяются импульсные источники питания, выходные напряжения которых получаются путем выпрямления сетевого напряжения, преобразования его в напряжение повышенной частоты, трансформации, выпрямления и последующей фильтрации.Существуют две основные схемы исполнения этих источников: блокинг-генератор и внешний маломощный генератор, управляющий однотактным преобразователем с обратным включением выпрямительного диода (обратно относительно напряжения выходной цепи), который в литературе чаще называют обратноходовым (FLYBACK).С целью поддержания выходных напряжений постоянной величине, в схемах источников питания производится модуляция управляющих импульсоврегулирующим элементом. Если при регулировании изменяется как частота, так и длительность импульсов (коэффициент заполнения к=т/Т, здесь т - длительность импульса, а Т - период повторения импульсов), то реализован принцип частотно-импульсной модуляции ЧИМ (VFM - Variable. Frequency Modulation).При изменении только лишь длительности импульсов управления говорят, что осуществляется так называемая широтно-импульсная модуляция ШИМ (PWM - Pulse Width Modulation).В схеме с блокинг-генератором чаше всего реализовано частотно-импульсное регулирование, в схеме же обратноходового преобразователя с внешним возбуждением выполняется широтно-импульсное регулирование.Упрощенная схема автоколебательного блокинг-генератора в обратноходовом преобразователе приведена на рис.1. а.Основу блокинг-генератора составляют транзистор Q и трансформатор Т1. Цепь положительной обратной связи образована вторичной обмоткой трансформатора, конденсатором С и резистором R, ограничивающим ток базы. Резистор Ra создает контур разряда конденсатора на этапе закрытого состояния транзистора.Диод D исключает прохождение в нагрузку RH импульса напряжения отрицательной полярности, возникающего при запирании транзистора. Ветвь, состоящая из диода D1, резистора R1 и конденсатора С1, выполняет функцию защиты транзистора от перенапряжения в коллекторной цепи.Работа схемы автоколебательного блокинг-генератора поясняется временными диаграммами рис.1. б... .I. e.При включении питания конденсатор С разряжен (Uc=0), через транзистор протекает небольшой ток базы, приводящий к заряду конденсатора С.Наличие положительной обратной связи, обеспечивающейся соответствующим включением базовой обмотки трансформатора Т1, приводит к лавинообразному процессу увеличения базового и коллекторного токов транзистора Q.Процесс продолжается так до тех пор, пока транзистор не перейдет в процесс насыщения (момент t2, рис.1. б). В режиме насыщения происходит уменьшение базового тока i6 и рост тока намагничивания i" (рис.1. д), вызванного намагничиванием сердечника трансформатора.Рис.1. Автоколебательный блокинг-генератор а) принципиальная схема б)... е) временные диаграммыВ некоторый момент времени (t3, рис.1. д) базовый ток уменьшается настолько, что транзистор выходит из режима насыщения иколлекторный ток ik уменьшается.Действие обратной связи приводит к запиранию транзистора. В этот период происходит разряд конденсатора и рассеивание энергии, накопленной в магнитном поле трансформатора.В закрытом состоянии транзистора коллекторная обмотка импульсного трансформатора отключена от источника питания, а его нагрузочная обмотка отключена от сопротивления R" диодом D.Относительно напряжения на коллекторной обмотке диод D1 включен в прямом направлении.При этом считается, что ток намагничивания переводится из цепи коллектора в демпфирующую цепь D1, Rl, C1, где и происходит рассеивание энергии, накопленной трансформатором.В момент, когда при разряде конденсатора напряжение ибэ станет равным нулю, транзистор открывается и начинается формирование следующего импульса.Благодаря малой мощности управления, высокой скорости переключения, при которой резко снижаются динамические потери в ключевых схемах, большей чем у биполярных транзисторов надежности, в источниках питания мониторов с высоким коэффициентом полезного действия нашли широкое применение полевые транзисторы.Упрощенная схема типового обратноходового преобразователя на n-канальном МДП транзисторе приведена на рис.2. а.Элементами схемы преобразователя являются: источник питания Ес, импульсный трансформатор Т1; ключевой транзистор Q; демпфирующие цепочки: последовательная Dl, Rl, C1 и параллельная D2, С2, R2 ключу; резистивный датчик тока R4; ограничительный резистор в цепи затвора R3.Диод D3 (выпрямительный), фильтры (емкостной на конденсаторе С4 и индуктивно-емкостной LI, C5), снижающие уровень помех, излучаемый импульсным выпрямителем D3, образуют вторичную цепь преобразователя.При открытом транзисторе Q, в течение длительности сигнала управления т, в первичной обмотке трансформатора происходит накопление энергии, выпрямительный диод D при этом заперт.Ток первичной обмотки нарастает по линейному закону (рис.2. б), определяемому значением ее индуктивности.После запирания транзистора, накопленная трансформатором Т1 энергия поступает в нагрузку и заряжает конденсатор фильтра С4.При выключении на стоке транзистора возникает значительный бросок напряжения (рис.2. в), определяемый суммой значений самоиндукции индуктивности нагрузки и напряжения источника питания, который, если не принять специальных мер, может привести транзистор к пробою.Обычно, величину броска стараются ограничивать значением Ukm=2En.Защита перехода сток-исток транзистора Q от превышения максимального напряжения допустимого значения осуществляется диодно-конденсаторной цепью Dl, C1 и рассеивающим резистором R1.Такая цепь может быть подключена как последовательно, так и параллельно транзистору.Очень часто в схемах встречается, когда оба варианта включения цепи используются одновременно, как это показано на рис. 2. а.Рис.2. Обратноходовой преобразователь на МДП-транзисторе: а) принципиальная схема; б) временная диаграмма тока; в) временная диаграмма напряжения стокаСтруктурная схема типового импульсного источника питания монитора представлена на рис. 3л.В ней кроме выпрямителя напряжения сети ВНС и низкочастотного фильтра Ф, содержатся элементы, характерные для импульсного устройства питания на основе ШИМ: задающий генератор ЗГ, формирователь пилообразного напряжения ФПН, широтно-импульсный модулятор ШИМ, усилитель сигнала рассогласования УСР, компаратор К, источник опорного напряжения ИОН, импульсный преобразователь ИП, импульсный трансформатор ИТ, выпрямитель импульсного напряжения ВИН.На вход импульсного преобразователя поступают управляющие сигналы прямоугольной формы с частотой задающего генератора, длительность которых зависит от величины нагрузки и изменения входного напряжения сети. Момент появления (передний фронт) управляющего сигнала определяется началом импульса задающего генератора.Рис. 3. Типовой импульсный источник питания: а) структурная схема; б) временные диаграммы, поясняющие принципы управления по напряжению ошибки; в) временные диаграммы, поясняющие принцип токового управления.
| |
||||||||||||||||||||||||||||
| © 2010 Все права защищены. | |||||||||||||||||||||||||||||
