Представляем вниманию наших читателей обзор блока питания многофункционального устройства Canon LaserBase MF-5630, относящегося к аппаратам последнего поколения. Как это уже становится традицией, начинается знакомство со схемотехникой устройства с обзора его блока питания. И, в принципе, это логично, ведь и работа любого электронного устройства начинается с запуска и нормального функционирования именно блока питания.
Блок питания аппарата Canon LaserBase MF-5630 представляет собой однотактный импульсный преобразователь, формирующий пять питающих напряжений:
- напряжение +3.5V1;
- напряжение +3.5V2;
- напряжение +5V1;
- напряжение +5V2;
- напряжение +14V;
- напряжение +24V.
Кроме того, на плате блока питания, как и положено лазерным устройствам, находится схема управления печкой, которая, в свою очередь, управляется сигналами FSRD и RLYD, приходящими от микропроцессора на разъем CN1 блока питания.
Сигнал FSRD управляет симистором TRA1 через элемент гальванической развязки – оптрон PC2, а сигнал RLYD предназначен для управления реле RL1.
Соединение платы блока питания с платой контроллера осуществляется с помощью двух интерфейсных разъемов:CN101 и CN102.
Блок питания управляется микропроцессором посредством сигнала ON/OFF. Этим сигналом разрешается или, наоборот, запрещается формирование двух напряжений: +3.5V2 и +5V2. Отключение этих каналов напряжения осуществляется при переходе аппарата в дежурный режим работы.
Блок питания LaserBase MF-5630 нельзя отнести к каким-то очень сложным и неординарным схемам, хотя в нем и применяется несколько решений, заслуживающих отдельного упоминания.
Общая блок-схема источника питания, дающая представление о его основных узлах и их взаимодействии, приводится на рис.1. На блок-схеме отражены не только основные узлы источника питания, но и главные электронные элементы, составляющие данный узел.
Рис.1 Блок-схема источника питания МФУ Canon LaserBase MF-5630
Если соотнести эту блок схему с принципиальной схемой, представленной на рис.2 и рис.3, то назначение всех электронных компонентов источника питания, в принципе, станет понятным. Однако сделать некоторые замечания, все-таки, необходимо.
Рис.2 Первичная часть источника питания МФУ Canon LaserBase MF-5630
Первичная часть импульсного преобразователя изображена на рис.2. Преобразователь выполнен по автогенераторной схеме, т.е. моменты переключения силового транзистора Q1 определяются импульсами ЭДС, наводимыми в дополнительной обмотке (конт.1-конт.2) трансформатора Т1, и номиналами времязадающей цепи, состоящей из конденсатора C10 и резистора R6. Длительность управляющих импульсов на затворе Q1 может быть ограничена транзистором Q2, который, в свою очередь, управляется сигналом обратной связи, получаемым от оптопары PC1.
Очень интересной особенностью первичной части источника питания является использование активного снаббера (снаббер – это демпфирующая цепочка). Снаббер обеспечивает ограничение импульсов напряжения, возникающих в первичной обмотке трансформатора Т1 (конт.7-конт.5) в момент закрывания силового транзистора Q1. Эти импульсы способны вывести из строя Q1, поэтому их необходимо ограничивать. Главным элементом снаббера является мощный транзистор Q20, который открывается в момент запирания Q1. Открываясь, Q20 подключает параллельно первичной обмотке конденсатор C20, который шунтирует эту обмотку, осуществляя, тем самым, ограничение импульса ЭДС.
Рис.3 Вторичная часть источника питания МФУ Canon LaserBase MF-5630
Все вторичные напряжения получаются путем однополупериодного выпрямления импульсов, наводимых во вторичных обмотках трансформатора Т1. Для получения напряжений номиналом +5V используются управляемые стабилизаторы типа PQ05RD11 (IC201 и IC202). Стабилизатор PQ05RD11 имеет следующие основные характеристики:
- малое падение напряжения: не более 0.5В;
- выходной ток до1 А;
- входное напряжение до 20В;
- рассеиваемая мощность: 14Вт;
- величина выходного напряжения: от 4.85В до 5.15В.
Стабилизатор является управляемым, т.е. его включение /выключение может осуществляться подачей соответствующего сигнала на конт.4. Установка на этом контакте сигнала высокого уровня приводит к запуску стабилизатора, а установка сигнала ON/OFF в низкий уровень блокирует его работу и выходное напряжение +5V отсутствует.
Стабилизатор IC201 предназначен для формирования напряжения +5V1 и запускается он только после того, как появится и выйдет на заданный уровень напряжение канала +14V. Это обеспечивается стабилитроном D202 и резистивным делителем R204/R201. Кроме того, стабилитрон обеспечивает еще и защиту от короткого замыкания и перегрузки в канале +14V. Когда напряжение канала +14V значительное снижается, то стабилитрон D202 закрывается, что приводит к выключению стабилизатора IC201 и пропаданию напряжения +5V1. Естественно, что соответствующие цепи аппарата при этом выключаются, защищая его от работы при коротком замыкании.
Стабилизатор IC202 предназначен для формирования напряжения +5V2 и запускается он только после того, как на выходе блока питания появляется напряжение +3.5V2.Отсутствие напряжения +3.5V2 приведет и к отсутствию напряжения +5V2.
Управляемыми являются также и каналы формирования напряжений +3.5V2 и +24V. В этих каналах установлены ключи, разрешающие или запрещающие подачу этих напряжений на выход блока питания, т.е. в нагрузку.
Ключ Q333, открывание которого приводит к появлению на выходе блока питания напряжения +3.5V2, управляется сигналом ON/OFF, формируемым центральным микроконтроллером аппарата. Установка этого сигнала в высокий уровень приводит к появлению на выходе блока питания сразу двух напряжений +3.5V2 и +5V2.
Ключ Q303 коммутирует напряжение канала +24V и включается только после того, как появится напряжение +5V2.
Таким образом, в рассматриваемом блоке питания используется поочередное подключение нагрузок разных каналов. Последовательность появления выходных напряжений следующая:
+3.5V1/+14V – +5V1 – Активизация ON/OFF – +3.5V2 – +5V2 – +24V.
Цепь обратной связи в данном блоке питания является типовой. Она использует в качестве элемента гальванической развязки оптопару PC1. Ток светодиода этой оптопары регулируется микросхемой управляемого стабилизатора типа TL431 (только в данной схеме используется его аналог TA76432 – IC101). К управляющему входу IC101 прикладывается напряжение канала +3.5V1 через делитель R115, R117, VR101, т.е. напряжение +3.5V1 является основным напряжением блока питания, по которому и действует обратная связь.
Кроме того, током светодиода оптопары PC1 может управлять триггер на транзисторах Q112/Q113. Если сказать точнее, то этот триггер при своем срабатывании создает максимальный тока через светодиод оптопары, что приводит к установке сигнала обратной связи в максимальное значение и, как следствие, к выключению источника питания. Транзисторы Q112/Q113 являются триггером защиты от превышения выходных напряжений блока питания. Защита от превышения напряжений реализована, как обычно, на стабилитронах:
- стабилитрон D106 – защита от превышения в канале +14V;
- стабилитрон D109 – защита от превышения в канале +5V1;
- стабилитрон D105 – защита от превышения в канале +5V2;
- стабилитрон D107 – защита от превышения в канале +24V.
Открывание любого из этих стабилитронов приводит к срабатыванию триггера и дальнейшему выключению блока питания.
