Orbis pictus 21. století

1. Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

2. Orbis pictus 21. století Rozkladové a napájecí obvody - 2 Obor: ElektrikářRočník:3.Vypracoval:prof. Ing. Stanislav Hanus, CSc. OB21-OP-EL-ELZ-HAN-U-3-009 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

3. 2 Napájecí obvody 2.1 Základní požadavky • Hlavním úkolem napájecí části TVP je zajistit všem obvodům dostatečně stabilizované stejnosměrné napájecí napětí potřebné velikosti. • Kromě této hlavní funkce zajišťují napájecí obvody moderních TVP i řadu dalších důležitých funkcí: • ochranu proti zkratu, přepětí nebo přetížení, • trvalé napájení přijímače dálkového ovládání, • vypnutí hlavního zdroje napájení do pohotovostního stavu, • odmagnetování vakuové obrazovky CRT při zapnutí TVP, • galvanické oddělení obvodů TVP od rozvodné sítě, • potlačení rušivého vyzařování rozkladových obvodů do rozvodné sítě, • pomalý nárůst napájecího napětí při zapnutí TVP než začne pracovat řádkový koncový stupeň, • zajištění spolehlivé funkce TVP i při kolísání napětí rozvodné sítě (obvykle od 150 do 250 V). • Některé přenosné TVP obsahují doplňkový modul s měničem DC-DC. V něm se stejnosměrné napětí např. z autobaterie mění na střídavé a po transformaci na požadovanou hodnotu se opět usměrňuje.

4. 2.2 Spínané síťové zdroje 2.2.1 Základní blokové schéma • Moderní TVP pracují se spínanou neboli impulsovou síťovou částí, která může pracovat samostatně nebo v součinnosti s řádkovým koncovým stupněm. • Ze síťového napětí se jednoduchým způsobem vytvoří stejnosměrné napětí, které není stabilizované a může být na něj superponováno střídavé napětí určité velikosti. • Ze stejnosměrného napětí na kondenzátoru C se v následujícím DC-DC měniči vytvoří všechna požadovaná stejnosměrná napětí pro obvody TVP. • DC-DC (Direct Current – Direct Current) měnič je měnič stejnosměrného proudu na stejnosměrný proud (dále jen měnič).

5. 2.2.2 Princip činnosti měniče • Jednoduché schéma měniče a průběhy proudů jsou nakresleny na obrázcích. • Uzavřením spínače S v primárním obvodu impulsového transformátoru je induktor (cívka) L1 připojen ke zdroji stejnosměrného napětí U1. Proud i1(t) se lineárně zvětšuje až do okamžiku rozpojení spínače, kdy dosáhne hodnoty I1 = U1.t1/L1. V magnetickém poli induktoru L1 se akumulovala energie W = 0,5.L1.(I1)2. Po dobu sepnutí spínače je dioda D uzavřena. • Pokud pracuje měnič samostatně (nesynchronizovaný měnič), jeho pracovní kmitočet bývá od 10 do 50 kHz. V případě, že pracuje v součinnosti s řádkovým rozkladem (synchronizovaný měnič), je jeho pracovní kmitočet roven fR = 15 625 Hz nebo dvojnásobku fR. • Měnič současně zajišťuje galvanické oddělení rozvodné sítě od obvodů TVP.

6. Po rozpojení spínače S se na sekundárním vinutí transformátoru vytvoří napětí, které otevře diodu D a proudem i2(t) je akumulovaná energie přenesena do zátěže R při současném dobíjení kapacitoru C. Při poklesu proudu i2(t) na nulu je veškerá akumulovaná energie přenesena do výstupního obvodu a začíná nový pracovní cyklus sepnutím spínače S. • Je-li převod transformátoru n = 1, tedy L1 = L2, potom v okamžiku rozepnutí spínače platí I1 = I2 = U2.t2/L2. Srovnáním rovnic pro oba proudy dostáváme důležitý vztah pro měnič: U2 : U1 = t1 : t2 a odtud U2 = U1. (t1/t2). • Změnou poměru doby otevření a rozepnutí t1/t2 spínače S je možné měnit velikost výstupního napětí U2. • Spínač S bývá realizován tranzistorem se zpětnou vazbou, který tvoří oscilátor. Zavedením zpětné vazby ze zvláštního vinutí impulsového transformátoru nebo ze sekundárního obvodu do oscilátoru, je možné změnou poměru t1/t2 stabilizovat výstupní napětí U2 při změnách síťového napětí i při změnách zátěže. • Je-li měnič synchronizovaný impulsy z řádkového koncového stupně (tzv. synchronizovaný měnič), musí být impulsy přiváděny k oscilátoru přes oddělovací transformátor nebo optočlen. Poněvadž síťový zdroj pracuje synchronně s televizním rozkladem, nemůže docházet u těchto TVP k rušení obrazu.

7. 2.2.3 Základní vlastnosti spínaných zdrojů • K nevýhodám spínaných zdrojů patří vyzařování signálu s pracovním kmitočtem, jednak rozptylovým polem impulsového transformátoru a především galvanickou cestou do rozvodné sítě. Proto musí být v síťovém přívodu TVP kvalitní filtr, který tomuto vyzařování zamezí. • Poněvadž pracovní kmitočet měniče je relativně vysoký, je možné dosáhnout dostatečně vyhlazená výstupní stejnosměrná napětí pomocí kondenzátorů s relativně malou kapacitou. • Rovněž impulsový transformátor, obvykle s feritovým jádrem, má daleko menší rozměry a hmotnost ve srovnání s obdobným transformátorem pracujícím na síťovém kmitočtu 50 Hz. • Rozběh spínaného zdroje se provádí rozkmitáním oscilátoru měniče spouštěcím impulsem vytvořeným ze síťového napětí diodou a rezistorem. • Spínač S může být realizován spínacím tranzistorem, který je řízen budícím oscilátorem. V takovém případě je napájecí napětí pro oscilátor vytvořeno jednoduchým usměrňovačem ze síťového napětí. Po rozběhnutí spínaného zdroje se napájení oscilátoru přepne na zdroj TVP. • Vypnutí spínaného zdroje, např. uvedení TVP do tzv. pohotovostního stavu, se provede jednoduše přerušením kmitů oscilátoru měniče.

8. 2.3 Zapojení spínaných síťových zdrojů • Jedno z možných zapojení spínaného síťového zdroj v TVP je nakresleno na obrázku.

9. Hlavní zdroj je připojen k síťovému napětí přes pojistku Po1, kontakty relé a filtr, který zabraňuje vyzařování signálu s pracovním kmitočtem měniče, případně kmitočtem řádkovým. Příklad zapojení jednoduchého filtru je na obrázku. • Televizní přijímač je připojen k rozvodné síti 220 V, 50 Hz přes dvoupólový spínač. • Pohotovostní zdroj je od rozvodné sítě oddělen malým transformátorem Tr1 připojeným přes pojistku Po2. Zdroj vytváří potřebné stejnosměrné napětí pro přijímač dálkového ovládání a pro relé, přes jehož kontakty se síťové napětí přivádí do hlavního zdroje. Rozpojením kontaktů relé se TVP uvádí do pohotovostního stavu (Standby). • Relé je řízeno z procesoru. Paralelně k vinutí relé je připojena dioda D0, která zabraňuje zvýšení napětí na vstupu procesoru v okamžiku odpojení relé od zdroje.

10. U TVP s vakuovou obrazovkou bývá za filtrem zapojen demagnetizační obvod s cívkou. Jeho úkolem je ihned po zapnutí TVP demagnetizovat (odmagnetovat) kovové části vakuové obrazovky. Cívky L01 a L02 jsou umístěny na kuželovité části obrazovky a mají přibližně 1000 Az. • Cívky jsou připojeny k síťovému napětí přes jednoduchý obvod s rezistorem R03 a pozistory R01 a R02. • Pozistor je teplotně závislý polovodičový rezistor s kladným teplotním součinitelem odporu. Pokud jím neprotéká proud, má malý odpor. Průchodem proudu se pozistor zahřívá a jeho odpor se zvyšuje. • Při každém zapnutí TV přijímače protéká demagnetizačními cívkami poměrně velký proud, který vytváří magnetické pole, kterým se odmagnetují kovové části vakuové obrazovky. Zbytkový magnetismus by mohl nepatrně vychylovat pohyb elektronového paprsku v obrazovce a docházelo by k chybnému podání barev obrazu (např. zmagnetování kovových částí obrazovky vlivem vnějších reproduktorových soustav apod.). • Poměrně velký počáteční proud tekoucí cívkami se však během několika desetin sekundy zmenší téměř na nulu v důsledku zvýšení odporu pozistorů.

11. Síťové napětí je dvojcestně usměrněno můstkovým usměrňovačem a přivedeno do měniče (DC-DC). Spínač měniče je tvořený tranzistorem T, který je řízen budícím oscilátorem. Oscilátor je ihned po zapnutí TVP napájen přímo napětím na C2, avšak po náběhu zdroje je již napájen ze zvláštního vinutí Tr2 přes diodu D9. • Spuštění oscilátoru zajišťuje spouštěcí obvod, v jednoduchém provedení tvořený pouze sériovou kombinací diody a rezistoru. • V případě synchronizovaného měniče, se synchronizační impulsy odebírají z koncového stupně řádkového rozkladu přes optočlen (na obrázku vyznačeno čárkovaně). • Potřebná stejnosměrná napětí U01 až Un pro obvody TVP se vytvářejí pomocí jednoduchých usměrňovačů.

12. Použitá a doporučená literatura [1] VÍT, Vladimír. Televizní technika – přenosové barevné soustavy (A). Praha, Technická literatura BEN, 1997. ISBN 80-86056-04-X. [2] VÍT, Vladimír. Televizní technika – Rozkladové a číslicové obvody televizorů, slaďování (C). Praha, Nakladatelství AZ servis, 1994. ISBN 80-901554-6-4. [3] VÍT, Vladimír. Televizní technika – anténní rozvody a signálové obvody televizorů (B). Praha, AZ Servis, 1993. ISBN 80-901554-0-5. [4] HANUS, Stanislav. Základy televizní techniky I. Skriptum FEKT VUT v Brně. Brno, MJ Servis, 2009. ISBN 978-80-214-3971-9. [5] HANUS, Stanislav. Základy televizní techniky II. Skriptum FEKT VUT v Brně. Brno, MJ Servis, 2009. ISBN 978-80-214-4022-7.

13. Děkuji Vám za pozornost Stanislav Hanus Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky