Модуль питания
(МП) применяется в машине исполнения 2 и имеет два выходных канала:
1.
Стабилизированный +5 В ± 0,25В / 0,5А.
2. Канал
термопечати +12 В.
Питание МП
осуществляется либо от сети переменного тока частотой (48 - 1000) Гц напряжением
(130 - 270) В, либо от встроенной аккумуляторной батареи (АБ) с номинальным
напряжением 12,6 В ёмкостью 1,2Ач. Наличие АБ позволяет машине работать в
автономном режиме, например, при выездной торговле. Полностью заряженная АБ
позволяет вывести не менее 1200 чеков средней длины. В условиях питания машины
от сети АБ служит буфером, исключающим потерю работоспособности машины как при
снижении напряжения сети за допустимый предел, так и при пропадании напряжения
сети. При работе от сети происходит подзарядка АБ в режиме, соответствующем
техническим требованиям к АБ серии А500.
В МП предусмотрена
защита от короткого замыкания и от превышения предельно-допустимого выходного
напряжения по любому каналу. При снижении выходного напряжения 5-вольтового
канала ниже 4,75В и 12-вольтового канала ниже 10В модулем формируется сигнал
Power Down (PD) в виде логического "О".
Конструктивно МП
выполнен в виде функционально законченного блока в пластмассовом корпусе.
Непосредственно на корпусе размещены предохранители и выключатель. Остальные
элементы МП размещены на печатной плате, закрепленной внутри корпуса шестью
винтами М4.
Кабель сетевого
питания выполнен трёхжильным. Одна из жил подключена к заземляющим контактам
сетевой вилки. Кабель заводится в корпус через резиновую втулку. Соединение
выходных цепей МП с БУ осуществляется плоским 6-проводным кабелем,
заканчивающимся розеткой типа HU6. Для соединения с АБ предусмотрены два
проводника с соответствующими наконечниками:
синий -"-"АБ;
красный -
"+"АБ.
Структурная схема
модуля МПСБ25ВА приведена на рис. A3, электрическая принципиальная схема - на
рисунке А4. Работает МП следующим образом.
Через сетевой
фильтр (СФ) напряжение питающей сети подается на выпрямитель (В). Сетевой
фильтр образован элементами С1, L1, С2, СЗ. Варистор RV1 предназначен для защиты
входных цепей регулируемого преобразователя напряжения (РПН) от кратковременных
выбросов напряжения сети. Выпрямленное напряжение сглаживается ёмкостным
фильтром С5.
Через пусковые
резисторы R8, R9 происходит заряд ёмкости затвора силового транзистора VT1.
Когда напряжение на затворе поднимется до порогового значения (2 - 4) В,
транзистор VT1 открывается. К первичной обмотке 8-11 трансформатора
прикладывается напряжение конденсатора С5. Начинается процесс накопления энергии
а индуктивности обмотки 8-11. Одновременно по цепи - обмотка 12-7, R15, С8, R12
происходит форсированный дозаряд входной ёмкости транзистора VT1.
На датчике тока
R4, R5 выделится сигнал, пропорциональный току в первичной обмотке
трансформатора. Когда уровень этого сигнала достигает значения (0,55 -0,65) В
(Ueo), открывается триггер VT1, VT2. Напряжение на затворе скачкообразно
снижается до (0,2 - 0,4)В, транзистор VT1 закрывается. Запасённая в
трансформаторе электромагнитная энергия сбрасывается через диод VD61 в выходные
емкости С62, С63. При переходе тока в обмотке 2-4 через "О" полярность на
обмотках меняет знак, что вновь приводит к включению транзистора VT1. Далее
процессы в силовой части РПН повторяются.
Установившееся
напряжение на выходных емкостях С62, С63 может иметь различные значения в
зависимости от режима работы преобразователя. Возможны следующие варианты:
АБ отсутствует,
машина работает непосредственно от сети. В этом случае цепи, контролирующие
заряд АБ (VT61, VT62, R62, R63, R61, R66, R67, R70), не работают. Выходное
напряжение определяется состоянием микросхемы IC3 и должно составлять
13,65В.
Через прецизионный
делитель, образованный резисторами R72, R73.R74, R76, выходное напряжение
подается на вход микросхемы IC3. Если выходное напряжение по каким-либо
причинам превысит значение 13,65В, на входе микросхемы IC3 будет превышено
значение 2,495В. Именно этот уровень имеет встроенный источник опорного
напряжения микросхемы IC3. При этом ток выходной цепи (вывод 3 IC3, R71, R68.
U1.1) микросхемы увеличивается, что в свою очередь приводит к росту тока
фототранзистора оптопары U1.2. Этот ток протекает через базовый резистор R10
триггера и создает на нем некоторое падение напряжения, которое, складываясь с
сигналом датчика тока R4, R5, приводит к преждевременному срабатыванию триггера
и выключению силового транзистора. Выходное напряжение вернется к заданному
уровню 13,65В.
Установлена
разряженная АБ, машина включена в сеть.
Примечание: В МП
предусмотрено формирование сигнала PD для осуществления системного сброса
машины при разряде АБ ниже 10В, поэтому под' понятием "разряженная"
подразумевается, что напряжение на клеммах АБ под нагрузкой не ниже 10В.
При включении в
сеть начинает работать контроллер заряда батареи (КЗ). Через резисторы датчика
тока R62, R63 протекает ток заряда АБ. Если этот ток превысит значение 0,2 А,
падение напряжение на датчике увеличится до 0,65В. Открываются транзисторы
VT61, VT62. Ток коллектора VT62, протекая через светодиод оптопары U1.1,
уменьшает время включенного состояния силового транзистора VT1 и, следовательно,
снижает выходное напряжение РПН аналогично п.1. Выходное напряжение снизится до
уровня, при котором ток заряда не превышает 0,2А.
По мере заряда АБ
выходное напряжение будет подниматься. При уровне 13,65В цепи контроля заряда
перестают функционировать. МП переходит в режим, аналогичный п.1.
Батарея
заряжена, машина не подключена к сети.
В этом случае
канал термопечати питается непосредственно от АБ через развязывающий диод VD61
(нижний по схеме).
Выход канала
термопечати является входным для импульсного регулятора, формирующего напряжение
+5В для питания схемы машины. Работа регулятора описана ниже.
Импульсный
понижающий регулятор релейного типа (ИГ) состоит из следующих основных
узлов:
узла защиты от
перегрузок по току (R22, R23, R25, VT21, R20, R21, VT22, С21).
Если выходное
напряжение ИР ниже 5В, ключ VT24, VT25, выполненный по схеме Дарлингтона,
открыт базовым током через резисторы R31, R32. ёмкость С22 заряжается. Ток
коллектора VT24 протекает через дроссель L3 в нагрузку и заряжает емкость
фильтра С23. Когда выходное напряжение ИР повышается до 5В, микросхема 1С1
открывается и включает транзистор VT23. Заряженный конденсатор С22 подключается
в запирающей полярности к переходу Б-Э VT24, способствуя форсированному
запиранию ключа. Ток нагрузки поддерживается за счет разряда С23 и сброса
запасённой за время включенного состояния ключа энергии L3. Когда выходное
напряжение снизится на (100-200) мВ, ключ снова открывается, и процессы в схеме
повторяются.
Ток ключа также
протекает через резистивный датчик тока R22, R23. Если ток нагрузки ИР
превышает (0.65 - 0.75) А, падение напряжения на R22, R23 превышает Ueo,
транзистор VT21 открывается, что приводит к мгновенному запиранию ключа,
благодаря чему дальнейшего роста тока в нагрузке не происходит.
Второе звено
фильтра L4, С24 служит для снижения уровня пульсаций до требуемого уровня
(50-100) мВ.
Узел формирования
сигнала PD (ФС) выполнен на микросхеме IC2 и транзисторах VT26, VT27. Если на
выходе ИР напряжение номинальное (4.75 - 5.25)В, то на входе микросхемы IC2
делителем R40, R41 обеспечивается напряжение выше порогового значения 2,495В.
Микросхема IC2 открыта. Через R39 протекает ток базы VT27, достаточный для его
насыщения. На коллекторе VT27, а следовательно, и на PD уровень напряжения равен
приблизительно 5В (логическая "1"). Для исключения "дребезга" при переходе из
одного состояния в другое введен гистерезис (50-70) мВ с помощью резистора R42,
включенного между входом микросхемы IC2 и коллектором VT27.
При снижении
выходного напряжения ИР ниже 4.75В микросхема IC2 и транзистор VT27 закрыты, на
выходе PD напряжение снижается до (0.1-0.2)В (логический "О"). Аналогичное
переключение сигнала PD с "1" на "О" произойдет при снижении напряжения канала
термопечати до 10В. Переключающим элементом в этом случае является транзистор
VT27. Гистерезис обеспечивается резистором R45.
МП не имеет
сетевого выключателя. В нерабочее состояние ККМ переводится размыканием двух
групп выключателей SA1. Одна группа отключает АБ, вторая отключает выход РПН от
нагрузки. При этом расшунтируется цепь R77, VD64, по которой протекает ток
оптопары U1. Силовой транзистор переходит в релейный режим работы с минимальным
временем включенного состояния, т.е. происходит несколько коротких включений,
затем - длинная пауза. При этом МП потребляет от сети незначительный ток - (3-4)
мА.
На элементах
VD62,VD65,VD63 построена защита от превышения напряжений (ЗПН). В случае, если в
РПН или ИР произойдет обрыв обратной связи и выходные напряжения начнут
бесконтрольно расти, произойдет пробой одного из стабилитронов VD63 или VD65.
Тиристор, открываясь, шунтирует канал термопечати. РПН при этом переходит в
релейный режим. Если была установлена АБ, то ток батареи через тиристор VD62
пережигает предохранитель FU2, разрывая цепь питания.