Esquema de regulación de voltaje no convencional en el secundario de una fuente de alimentación ATX, ¿cómo funciona?

El esquema de regulación para la salida de +3.3 V en este esquema de fuente de alimentación ATX me llamó la atención por extraño. Acabo de ver el esquema en línea, en realidad no tengo la unidad física.

Primer plano de la parte de interés, con los circuitos irrelevantes eliminados:

Mi entendimiento es el siguiente:

  • Las derivaciones 9 y 11 del transformador principal T1 emiten ~5 V CA (desfasadas entre sí) en relación con la derivación central conectada a tierra SC. Esta salida de CA se rectifica directamente para las salidas de +5 V y -5 V. Las mismas derivaciones están en serie con los inductores L5 y L6, cuya reactancia a la frecuencia de funcionamiento se ha elegido de modo que caigan aproximadamente 1,5 V, y la CA restante se rectifica a 3,3 V CC mediante el par de diodos Schottky de cátodo común D23.

  • L1, C26, L8 y C28 forman un filtro de paso bajo para reducir la ondulación del voltaje y el ruido a un nivel aceptable. R33 disipa 1 W en todo momento, presumiblemente porque la regulación a corrientes de carga bajas no sería satisfactoria de otro modo.

  • Un cable de detección de voltaje que llega hasta el conector de alimentación principal de la placa base está soldado a la almohadilla +S. Su propósito es detectar el voltaje de salida real en la placa base, para cancelar cualquier pérdida de voltaje resistivo causada por altas corrientes en el cableado.

  • El regulador de derivación TL431 intenta mantener un potencial de 2,5 V entre los pines R y A extrayendo corriente de C. Las resistencias R26 y R27 forman un divisor de voltaje que hace que el pin R alcance 2,5 V cuando el voltaje de salida alcanza 3,34 V, después que el TL431 comienza a extraer corriente de la base de Q8, un PNP BJT, encendiéndolo. C22 y R28 están ahí para evitar la sobretensión en el encendido. R25 permite una regulación suficiente cuando el cable de detección está desconectado.

  • La carga de los capacitores de salida de 3.3 V puede fluir a través de Q8, R30 y D31 o D30 al inductor (L5 o L6) que actualmente atraviesa la parte negativa de su medio ciclo:
    Inmediatamente después de la transición de positivo a negativo, la corriente del inductor desciende a cero. Dependiendo de cuánto conduzca Q8, la corriente comenzará a fluir hacia atrás en el transformador a través del inductor, cargando su campo magnético a la inversa. Cuando el voltaje vuelve a ser positivo, primero se debe superar este campo magnético establecido antes de que la corriente pueda comenzar a fluir de regreso a la salida de 3,3 V. Este retraso reduce la energía transmitida por ciclo, bajando el voltaje.

Soy consciente del reactor de núcleo saturable y sospecho que algo similar está en juego aquí, pero actualmente no puedo entender esto. No hay un devanado de control separado y, de acuerdo con el esquema, L5 y L6 están completamente separados y no comparten el mismo núcleo.

¿Cómo es más eficiente alimentar la corriente hacia atrás a través de L5 y L6 que simplemente desviar el exceso de corriente a tierra? No entiendo cómo se recupera la energía gastada en la construcción de esa corriente de inductor inverso. ¿Para qué sirve R30 en el circuito? ¿Qué ventajas e inconvenientes tiene este esquema? ¿Por qué no se usa esto más a menudo?

Respuestas (1)

L5 y L6 están parcialmente saturados en funcionamiento normal por la corriente continua directa que pasa a través de ellos a través de ambas patas de D23.

Enviar corriente a través de ellos en la otra dirección a través de D30 y D31 reduce este componente de CC neto a través de ambas bobinas, lo que aumenta su inductancia y, por lo tanto, su impedancia, reduciendo el voltaje de salida.

Es realmente una especie de amplificador magnético .

G36 encontró este documento que explica la aplicación en detalle: "Control de amplificador magnético para regulación secundaria simple y de bajo costo"

Siempre agradezco una respuesta, pero dije en mi pregunta que esta ya era mi hipótesis más fuerte. Como no dio más detalles, esta respuesta realmente no me explica nada nuevo. Es cierto que el problema que en realidad no está claro para mí ("No entiendo cómo se recupera la energía gastada para construir esa corriente de inductor inverso") no se enfatizó claramente, por lo que ahora aclaré mi pregunta anterior.
Es solo un maggie. Cuando no hay CC a través de L5 L6, se roban muchos microsegundos de voltios del pwm, lo que da un ciclo de trabajo efectivo bajo. alto ciclo de trabajo efectivo.
@jms intente leer esto ti.com/lit/ml/slup129/slup129.pdf (figura 20)