Preklopno laboratorijsko napajanje bazirano na tl494. PC UPS za radioamaterske svrhe na TL494 sa stabilizacijom napona i struje

Radio-amateri često koriste prekidače za napajanje u domaćim dizajnima. Sa relativno malim dimenzijama, mogu pružiti veliku izlaznu snagu. Uz korištenje impulsnog kruga, postalo je moguće dobiti izlaznu snagu od nekoliko stotina do nekoliko hiljada vati. Štoviše, dimenzije samog impulsnog transformatora nisu veće od kutije šibica.

Prekidački izvori napajanja - princip rada i karakteristike

Glavna karakteristika impulsnih izvora napajanja je njihova povećana radna frekvencija, koja je stotine puta veća od mrežne frekvencije od 50 Hz. Na visokim frekvencijama sa minimalnim brojem zavoja u namotajima može se dobiti visoki napon. Na primjer, da biste dobili 12 volti izlaznog napona pri struji od 1 ampera (u slučaju mrežnog transformatora), trebate namotati 5 zavoja žice s poprečnim presjekom od približno 0,6-0,7 mm.

Ako govorimo o impulsnom transformatoru, čiji glavni krug radi na frekvenciji od 65 kHz, tada je za dobivanje 12 volti sa strujom od 1A dovoljno namotati samo 3 zavoja žicom od 0,25–0,3 mm. Zbog toga mnogi proizvođači elektronike koriste prekidačko napajanje.

Međutim, unatoč činjenici da su takve jedinice mnogo jeftinije, kompaktnije, imaju veliku snagu i malu težinu, imaju elektronsko punjenje i stoga su manje pouzdane u usporedbi s mrežnim transformatorom. Vrlo je jednostavno dokazati njihovu nepouzdanost - uzmite bilo koje prekidačko napajanje bez zaštite i kratko spojite izlazne terminale. U najboljem slučaju, jedinica će pokvariti, u najgorem će eksplodirati i nijedan osigurač neće spasiti jedinicu.

Praksa pokazuje da osigurač u rasklopnom napajanju pregori zadnji, prije svega ispadnu prekidači za napajanje i glavni oscilator, a zatim svi dijelovi kola jedan po jedan.

Prekidački izvori napajanja imaju brojne zaštite i na ulazu i na izlazu, ali ne štede uvijek. Kako bi se ograničio strujni udar pri pokretanju kruga, gotovo svi SMPS snage veće od 50 W koriste termistor koji se nalazi na ulazu krugova.

Pogledajmo sada TOP 3 najbolja sklopa za strujno napajanje koje možete sastaviti vlastitim rukama.

Jednostavno „uradi sam“ prekidačko napajanje

Pogledajmo kako napraviti najjednostavniji minijaturni prekidač za napajanje. Svaki početnik radio-amater može kreirati uređaj prema predstavljenoj shemi. Ne samo da je kompaktan, već radi i na širokom rasponu napona napajanja.

Domaće prekidačko napajanje ima relativno malu snagu, unutar 2 vata, ali je doslovno neuništivo i ne boji se čak ni dugotrajnih kratkih spojeva.

Šema strujnog kruga jednostavnog prekidačkog napajanja

Transformator jednostavnog prekidačkog napajanja

Prvo namotamo primarni namotaj, koji se sastoji od 200 zavoja, poprečni presjek žice je od 0,08 do 0,1 mm. Zatim stavljamo izolaciju i istom žicom namotamo osnovni namotaj, koji sadrži od 5 do 10 zavoja.

Izlazni namot namotavamo na vrh, broj zavoja ovisi o tome koji je napon potreban. U prosjeku se ispostavi da je oko 1 volt po okretu.

Video o testiranju ovog napajanja:

Stabilizirano prekidačko napajanje na SG3525 uradi sam

Pogledajmo korak po korak kako napraviti stabilizirano napajanje pomoću SG3525 čipa. Hajdemo odmah razgovarati o prednostima ove sheme. Prva i najvažnija stvar je stabilizacija izlaznog napona. Tu je i meki start, zaštita od kratkog spoja i samosnimanje.

Nemojte misliti da će to učiniti šemu složenijom. Naprotiv, sve postaje jednostavnije, sigurnije i jeftinije. Na primjer, ako instalirate drajver na izlazu mikrokola, tada mu je potreban pojas.

Izračunavamo otpor otpornika:

R = U na kvadrat/P
R = 24 na kvadrat/1
R = 576/1 = 560 Ohm.

Proračun stabilizacije napona:

U izlaz = 2 + U stab1 + U stab2
U izlaz = 2 + 11 + 11 = 24V
Moguća greška +- 0,5 V.

Možete se pitati, zašto ne povećati naknadu i učiniti sve normalnim? Odgovor je sljedeći: to je učinjeno kako bi bilo jeftinije naručiti ploču u proizvodnji, budući da su ploče veće od 100 kvadratnih metara. mm su mnogo skuplji.

Pa, sada je vrijeme da sastavite kolo. Ovdje je sve standardno. Lemimo bez ikakvih problema. Namotamo transformator i ugradimo ga.

Provjerite izlazni napon. Ako je prisutan, onda ga već možete povezati na mrežu.

Sada provjerimo ono najvažnije - stabilizaciju. Da biste to učinili, uzmite lampu od 24V snage 100W i spojite je na opterećenje.

Video o ovom prekidačkom napajanju:

Većina modernih prekidačkih izvora napajanja napravljena je na čipovima poput TL494, koji je impulsni PWM kontroler. Dio za napajanje je napravljen od moćnih elemenata, kao što su tranzistori. Krug povezivanja TL494 je jednostavan, potreban je minimum dodatnih radio komponenti, detaljno je opisano u podatkovnoj tablici.

Opcije modifikacije: TL494CN, TL494CD, TL494IN, TL494C, TL494CI.

Napisao sam i recenzije drugih popularnih IC-a.

• 1. Karakteristike i funkcionalnost
• 2. Analogi
• 3. Tipični dijagrami povezivanja za napajanje na TL494
• 4. Dijagrami napajanja
• 5. Pretvaranje ATX napajanja u laboratorijsko
• 6.Datasheet
• 7. Grafikoni električnih karakteristika
• 8. Funkcionalnost mikrokola

Karakteristike i funkcionalnost

TL494 čip je dizajniran kao PWM kontroler za prebacivanje izvora napajanja, sa fiksnom radnom frekvencijom. Za postavljanje radne frekvencije potrebna su dva dodatna vanjska elementa: otpornik i kondenzator. Mikrokrug ima izvor referentnog napona od 5V, čija je greška 5%.

Opseg primjene naveden od strane proizvođača:

1. napajanja kapaciteta više od 90W AC-DC sa PFC;
2. mikrovalne pećnice;
3. pojačani pretvarači sa 12V na 220V;
4. Napajanja za poslužitelje;
5. Invertori za solarne panele;
6. električni bicikli i motocikli;
7. buck converters;
8. detektori dima;
9. desktop računare.

Analogi

Najpoznatiji analozi TL494 čipa su domaći KA7500B, KR1114EU4 iz Fairchilda, Sharp IR3M02, UA494, Fujitsu MB3759. Dijagram povezivanja je sličan, pinout može biti drugačiji.

Novi TL594 je analog TL494 sa povećanom preciznošću komparatora. TL598 je analog TL594 sa repetitorom na izlazu.

Tipični dijagrami povezivanja za napajanje na TL494

Osnovna kola za uključivanje TL494 su prikupljena iz tablica podataka različitih proizvođača. Oni mogu poslužiti kao osnova za razvoj sličnih uređaja sa sličnom funkcionalnošću.

Krugovi napajanja

Neću razmatrati složena kola TL494 prekidačkih izvora napajanja. Za njih je potrebno mnogo dijelova i vremena, pa ih sami praviti nije racionalno. Lakše je kupiti gotov sličan modul od Kineza za 300-500 rubalja.

Prilikom sastavljanja pretvarača pojačanog napona, posebnu pažnju obratite na hlađenje tranzistora izlazne snage. Za 200W izlazna struja će biti oko 1A, relativno malo. Ispitivanje stabilnosti rada treba izvršiti uz maksimalno dozvoljeno opterećenje. Najbolje je formirati potrebno opterećenje od žarulja sa žarnom niti od 220 volti snage 20w, 40w, 60w, 100w. Nemojte pregrijati tranzistore za više od 100 stepeni. Pridržavajte se sigurnosnih mjera opreza kada radite s visokim naponom. Probajte sedam puta, uključite jednom.

Boost pretvarač na TL494 ne zahtijeva praktički nikakvo podešavanje i vrlo je ponovljiv. Prije montaže provjerite vrijednosti otpornika i kondenzatora. Što je manja devijacija, to će pretvarač stabilnije raditi od 12 do 220 volti.

Bolje je kontrolirati temperaturu tranzistora pomoću termoelementa. Ako je radijator premali, lakše je ugraditi ventilator kako se ne bi ugradio novi radijator.

Morao sam vlastitim rukama napraviti napajanje za TL494 za pojačalo za subwoofer u automobilu. U to vrijeme nisu se prodavali automobilski invertori od 12V na 220V, a Kinezi nisu imali Aliexpress. Kao pojačalo, ULF je koristio mikrokolo od 80W TDA serije.

U proteklih 5 godina povećao se interes za tehnologiju na električni pogon. To su omogućili Kinezi, koji su započeli masovnu proizvodnju električnih bicikala, modernih kotača-motora visoke efikasnosti. Smatram da su hoverboardi na dva i na jedan kotač najbolja implementacija. Kineska kompanija Ninebot je 2015. godine kupila američki Segway i počela proizvoditi 50 vrsta električnih skutera tipa Segway.

Za upravljanje snažnim niskonaponskim motorom potreban je dobar kontroler.

Pretvaranje ATX napajanja u laboratorijsko

Svaki radio-amater ima moćno ATX napajanje iz kompjutera koji proizvodi 5V i 12V. Snaga mu se kreće od 200W do 500W. Poznavajući parametre kontrolnog kontrolera, možete promijeniti parametre ATX izvora. Na primjer, povećajte napon sa 12 na 30V. Postoje 2 popularne metode, jedna od italijanskih radio-amatera.

Razmotrimo italijansku metodu, koja je što jednostavnija i ne zahtijeva premotavanje transformatora. ATX izlaz je potpuno uklonjen i modificiran prema dijagramu strujnog kola. Ogroman broj radio-amatera ponovio je ovu shemu zbog njene jednostavnosti. Izlazni napon od 1V do 30V, struja do 10A.

Datasheet

Čip je toliko popularan da ga proizvodi nekoliko proizvođača slučajno. Našao sam 5 različitih tablica podataka, od Motorola, Texas Instruments i drugih manje poznatih. Najkompletniji datasheet TL494 je iz Motorola, koji ću objaviti.

Sve tablice podataka, svaki možete preuzeti:

• Motorola;
• Texas Instruments - najbolji datasheet;
• Contek

Predmetno mikrokolo spada na listu najčešćih i najčešće korištenih integriranih elektroničkih kola. Njegov prethodnik je bila UC38xx serija PWM kontrolera iz Unitrodea. 1999. godine ovu kompaniju je kupio Texas Instruments i od tada je počeo razvoj linije ovih kontrolera, što je dovelo do stvaranja početkom 2000-ih. Mikro kola serije TL494. Osim već spomenutih UPS-a, mogu se naći u DC regulatorima napona, kontroliranim pogonima, mekim starterima - jednom riječju, gdje god se koristi PWM regulacija.

Među kompanijama koje su klonirale ovaj čip su i svjetski poznati brendovi kao što su Motorola, Inc, International Rectifier, Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor. Svi oni pružaju detaljan opis svojih proizvoda, takozvani TL494CN datasheet.

Dokumentacija

Analiza opisa vrste mikrokola u pitanju od različitih proizvođača pokazuje praktičan identitet njegovih karakteristika. Količina informacija koje pružaju različite kompanije gotovo je ista. Štaviše, TL494CN datasheet brendova kao što su Motorola, Inc i ON Semiconductor repliciraju jedni druge u svojoj strukturi, slikama, tabelama i grafikonima. Prezentacija materijala od strane Texas Instruments-a je nešto drugačija od njih, ali pažljivim proučavanjem postaje jasno da se radi o identičnom proizvodu.

Svrha TL494CN čipa

Tradicionalno ćemo započeti opis namjene i popisa internih uređaja. To je PWM kontroler fiksne frekvencije namijenjen prvenstveno za UPS aplikacije, koji sadrži sljedeće uređaje:

• pilasti generator napona (RPG);
• Pojačala grešaka;
• izvor referentnog napona +5 V;
• krug za podešavanje “mrtvog vremena”;
• izlazna struja do 500 mA;
• shema za odabir jednotaktnog ili dvotaktnog načina rada.

Granični parametri

Kao i svaki drugi mikro krug, opis TL494CN mora nužno sadržavati listu maksimalno dozvoljenih karakteristika performansi. Hajde da ih damo na osnovu podataka kompanije Motorola, Inc:

1. Napon napajanja: 42 V.
2. Napon kolektora izlaznog tranzistora: 42 V.
3. Izlazna struja kolektora tranzistora: 500 mA.
4. Opseg ulaznog napona pojačala: - 0,3 V do +42 V.
5. Rasipanje snage (na t< 45 °C): 1000 мВт.
6. Raspon temperature skladištenja: od -55 do +125 °C.
7. Raspon radne temperature okoline: od 0 do +70 °C.

Treba napomenuti da je parametar 7 za TL494IN čip nešto širi: od -25 do +85 °C.

TL494CN dizajn čipa

Opis zaključaka njegovog kućišta na ruskom jeziku prikazan je na donjoj slici.

Mikrokrug je smješten u plastično (ovo je označeno slovom N na kraju njegove oznake) 16-pinsko kućište sa iglama tipa PDP.

Njegov izgled je prikazan na fotografiji ispod.

TL494CN: funkcionalni dijagram

Dakle, zadatak ovog mikrokola je modulacija širine impulsa (PWM, ili Pulse Width Modulated (PWM)) naponskih impulsa generiranih unutar reguliranih i nereguliranih UPS-ova. U izvorima napajanja prvog tipa, raspon trajanja impulsa, u pravilu, dostiže maksimalnu moguću vrijednost (~ 48% za svaki izlaz u push-pull krugovima, koji se široko koriste za napajanje audio pojačala automobila).

TL494CN čip ima ukupno 6 izlaznih pinova, od kojih su 4 (1, 2, 15, 16) ulazi za interne pojačivače grešaka koji se koriste za zaštitu UPS-a od strujnih i potencijalnih preopterećenja. Pin #4 je signalni ulaz od 0 do 3V za podešavanje radnog ciklusa pravougaonog izlaza, a #3 je komparatorski izlaz i može se koristiti na nekoliko načina. Još 4 (brojevi 8, 9, 10, 11) su slobodni kolektori i emiteri tranzistora sa maksimalnom dozvoljenom strujom opterećenja od 250 mA (u dugoročnom režimu ne više od 200 mA). Mogu se povezati u parovima (9 sa 10 i 8 sa 11) za kontrolu moćnih polja sa maksimalnom dozvoljenom strujom od 500 mA (ne više od 400 mA u kontinuiranom režimu).

Koja je unutrašnja struktura TL494CN? Njegov dijagram je prikazan na donjoj slici.

Mikrokolo ima ugrađen izvor referentnog napona (RES) +5 V (br. 14). Obično se koristi kao referentni napon (sa preciznošću od ± 1%), napaja se na ulaze kola koja ne troše više od 10 mA, na primjer, na pin 13 za odabir jedno- ili dvociklusnih načina rada uređaja. mikro krug: ako je na njemu prisutno +5 V, odabire se drugi način rada, ako je na njemu minus napon napajanja - prvi.

Za podešavanje frekvencije generatora rampe napona (RVG), koriste se kondenzator i otpornik, spojeni na pinove 5 i 6, respektivno. I, naravno, mikrokolo ima pinove za povezivanje plus i minus napajanja (brojevi 12 i 7, respektivno) u rasponu od 7 do 42 V.

Dijagram pokazuje da postoji niz drugih internih uređaja u TL494CN. Opis njihove funkcionalne svrhe na ruskom jeziku bit će dat u nastavku kako se materijal predstavlja.

Funkcije ulaznih pinova

Kao i svaki drugi elektronski uređaj. dotično mikrokolo ima svoje ulaze i izlaze. Počećemo od prvih. Lista ovih pinova TL494CN je već data gore. Opis njihove funkcionalne svrhe na ruskom jeziku bit će dat u nastavku s detaljnim objašnjenjima.

Zaključak 1

Ovo je pozitivan (neinvertujući) ulaz pojačavača greške 1. Ako je njegov napon niži od napona na pinu 2, izlaz pojačavača greške 1 će biti nizak. Ako je veći nego na pinu 2, signal pojačavača greške 1 će postati visok. Izlaz pojačala u suštini prati pozitivni ulaz koristeći pin 2 kao referencu. U nastavku će biti detaljnije opisane funkcije pojačivača greške.

Zaključak 2

Ovo je negativni (invertujući) ulaz pojačala greške 1. Ako je ovaj pin viši od pina 1, izlaz pojačavača greške 1 će biti nizak. Ako je napon na ovom pinu niži od napona na pinu 1, izlaz pojačala će biti visok.

Zaključak 15

Radi potpuno isto kao #2 Često se drugo pojačalo greške ne koristi u TL494CN. Krug za njegovo povezivanje u ovom slučaju sadrži pin 15 jednostavno spojen na 14 (referentni napon +5 V).

Zaključak 16

Radi na isti način kao i broj 1. Obično je priključen na zajednički broj 7 kada se ne koristi drugo pojačalo greške. Kada je pin 15 spojen na +5V i pin 16 spojen na zajednički, izlaz drugog pojačala je nizak i stoga nema utjecaja na rad čipa.

Zaključak 3

Ovaj pin i svako interno TL494CN pojačalo su spojeni zajedno preko dioda. Ako se signal na izlazu bilo kojeg od njih promijeni sa niskog na visoki nivo, onda na br. 3 on također postaje visok. Kada signal na ovom pinu pređe 3,3 V, izlazni impulsi se isključuju (nulti radni ciklus). Kada je napon na njemu blizu 0 V, trajanje impulsa je maksimalno. Između 0 i 3,3 V, širina impulsa je od 50% do 0% (za svaki od izlaza PWM kontrolera - na pinovima 9 i 10 u većini uređaja).

Ako je potrebno, pin 3 se može koristiti kao ulazni signal ili se može koristiti za obezbjeđivanje prigušenja brzine promjene širine impulsa. Ako je napon na njemu visok (> ~3.5V), ne postoji način da se pokrene UPS na PWM kontroleru (neće biti impulsa iz njega).

Zaključak 4

Kontroliše opseg radnog ciklusa izlaznih impulsa (engleski Dead-Time Control). Ako je napon na njemu blizu 0 V, mikrokolo će moći da izbaci i minimalnu moguću i maksimalnu širinu impulsa (koja je određena drugim ulaznim signalima). Ako se napon od oko 1,5 V primeni na ovaj pin, širina izlaznog impulsa će biti ograničena na 50% njegove maksimalne širine (ili ~25% radnog ciklusa za režim push-pull PWM kontrolera). Ako je napon visok (>~3.5V), ne postoji način da se pokrene UPS na TL494CN. Njegov spojni krug često sadrži br. 4, spojen direktno na masu.

• Važno je zapamtiti! Signal na pinovima 3 i 4 bi trebao biti ispod ~3,3 V. Ali šta se događa ako je blizu, na primjer, +5 V? Kako će se tada ponašati TL494CN? Kolo pretvarača napona na njemu neće generirati impulse, tj. neće biti izlaznog napona iz UPS-a.

Zaključak 5

Služi za povezivanje vremenskog kondenzatora Ct, sa svojim drugim kontaktom spojenim na masu. Vrijednosti kapacitivnosti su obično između 0,01 µF i 0,1 µF. Promjene vrijednosti ove komponente dovode do promjene frekvencije GPG-a i izlaznih impulsa PWM kontrolera. Obično se koriste visokokvalitetni kondenzatori sa vrlo niskim temperaturnim koeficijentom (sa vrlo malom promjenom kapaciteta s temperaturom).

Zaključak 6

Za povezivanje otpornika za podešavanje pogona Rt, sa svojim drugim kontaktom spojenim na masu. Vrijednosti Rt i Ct određuju frekvenciju FPG-a.

• f = 1,1: (Rt x Ct).

Zaključak 7

Povezuje se na zajedničku žicu kruga uređaja na PWM kontroleru.

Zaključak 12

Označen je slovima VCC. Povezuje se na “plus” TL494CN napajanja. Njegov spojni krug obično sadrži br. 12, spojen na prekidač napajanja. Mnogi UPS-ovi koriste ovaj pin za uključivanje i isključivanje napajanja (i samog UPS-a). Ako je na njemu +12 V i broj 7 je uzemljen, GPN i ION mikrokola će raditi.

Zaključak 13

Ovo je ulaz za način rada. Njegovo funkcioniranje je gore opisano.

Funkcije izlaznog pina

Oni su također gore navedeni za TL494CN. Opis njihove funkcionalne svrhe na ruskom jeziku bit će dat u nastavku s detaljnim objašnjenjima.

Zaključak 8

Ovaj čip ima 2 NPN tranzistora, koji su njegovi izlazni prekidači. Ovaj pin je kolektor tranzistora 1, obično spojen na izvor konstantnog napona (12 V). Međutim, u krugovima nekih uređaja koristi se kao izlaz, a na njemu se može vidjeti kvadratni val (kao na br. 11).

Zaključak 9

Ovo je emiter tranzistora 1. On pokreće UPS tranzistor snage (FET u većini slučajeva) u push-pull krugu, bilo direktno ili preko međutranzistora.

Zaključak 10

Ovo je emiter tranzistora 2. U jednocikličnom režimu, signal na njemu je isti kao na br. 9. U push-pull modu, signali na br. 9 i 10 su antifazni, tj. kada je nivo signala nivo signala. je visoka na jednom, zatim je niska na drugoj, i obrnuto. U većini uređaja, signali iz emitera izlaznih tranzistorskih prekidača dotičnog mikrokola kontrolišu moćne tranzistori sa efektom polja, koji se uključuju kada je napon na pinovima 9 i 10 visok (iznad ~3,5 V, ali ne u na bilo koji način se odnose na nivo od 3,3 V na br. 3 i 4).

Zaključak 11

Ovo je kolektor tranzistora 2, obično spojen na izvor konstantnog napona (+12 V).

• Bilješka: U uređajima baziranim na TL494CN, njegov spojni krug može sadržavati i kolektore i emitere tranzistora 1 i 2 kao izlaze PWM kontrolera, iako je druga opcija češća. Postoje, međutim, opcije kada su tačno pinovi 8 i 11 izlazi. Ako pronađete mali transformator u krugu između mikrokola i tranzistora s efektom polja, izlazni signal se najvjerojatnije uzima od njih (sa kolektora).

Zaključak 14

Ovo je ION izlaz, također gore opisan.

Princip rada

Kako radi TL494CN čip? Daćemo opis kako to funkcioniše na osnovu materijala kompanije Motorola, Inc. Izlaz modulacije širine impulsa se postiže poređenjem pozitivnog rampe signala iz kondenzatora Ct sa bilo kojim od dva kontrolna signala. Logička kola NOR upravljaju izlaznim tranzistorima Q1 i Q2, otvarajući ih samo kada signal na ulazu sata (C1) flip-flopa (pogledajte funkcionalni dijagram TL494CN) padne na nisko.

Dakle, ako je ulaz C1 okidača na jednoj logičkoj razini, tada su izlazni tranzistori zatvoreni u oba načina rada: jednociklični i push-pull. Ako postoji signal na ovom ulazu, tada se u push-pull modu tranzistor otvara jedan po jedan kada prekid taktnog impulsa stigne na okidač. U single-ended modu, flip-flop se ne koristi i oba izlazna prekidača se otvaraju sinhrono.

Ovo otvoreno stanje (u oba načina) moguće je samo u onom dijelu GPG perioda kada je napon pilasti veći od kontrolnih signala. Dakle, povećanje ili smanjenje vrijednosti kontrolnog signala uzrokuje odgovarajuće linearno povećanje ili smanjenje širine naponskih impulsa na izlazima mikrokruga.

Napon sa pina 4 (kontrola mrtvog vremena), ulazi pojačavača greške ili povratni signal ulaz sa pina 3 mogu se koristiti kao kontrolni signali.

Prvi koraci u radu sa mikrokolo

Prije izrade bilo kojeg korisnog uređaja, preporučuje se da naučite kako TL494CN radi. Kako provjeriti njegovu funkcionalnost?

Uzmite svoju matičnu ploču, instalirajte čip na nju i povežite žice prema dijagramu ispod.

Ako je sve ispravno spojeno, krug će raditi. Ostavite igle 3 i 4 neslobodne. Upotrijebite svoj osciloskop da provjerite rad GPG-a - trebali biste vidjeti pilasti napon na pinu 6. Izlazi će biti nula. Kako odrediti njihove performanse u TL494CN. Može se provjeriti na sljedeći način:

1. Povežite izlaz povratne sprege (br. 3) i izlaz kontrole mrtvog vremena (br. 4) na zajednički terminal (br. 7).
2. Sada biste trebali otkriti pravokutne impulse na izlazima mikrokola.

Kako pojačati izlazni signal?

Izlaz TL494CN je prilično niska struja, i naravno želite više snage. Dakle, moramo dodati neke tranzistore snage. Najlakši za korištenje (i vrlo lako nabaviti - sa stare matične ploče računala) su n-kanalni MOSFET-i za napajanje. Istovremeno, moramo invertirati izlaz TL494CN, jer ako na njega povežemo n-kanalni MOSFET, tada će u nedostatku impulsa na izlazu mikrokola biti otvoren za protok jednosmjerne struje . Možda jednostavno pregori... Tako da izvadimo univerzalni NPN tranzistor i povežemo ga prema dijagramu ispod.

MOSFET snage u ovom kolu kontrolira se u pasivnom modu. Nije baš dobro, ali za testiranje i male snage je u redu. R1 u kolu je opterećenje NPN tranzistora. Odaberite ga prema maksimalnoj dozvoljenoj struji kolektora. R2 predstavlja opterećenje našeg stepena snage. U sljedećim eksperimentima bit će zamijenjen transformatorom.

Ako sada osciloskopom pogledamo signal na pin 6 mikrokola, vidjet ćemo "testeru". Na broju 8 (K1) i dalje se vide pravougaoni impulsi, a na odvodu MOS tranzistora su impulsi istog oblika, ali veće jačine.

Kako povećati izlazni napon?

Hajde sada da dobijemo veći napon koristeći TL494CN. Shema uključivanja i ožičenja je ista - na matičnoj ploči. Naravno, nemoguće je postići dovoljno visok napon na njemu, pogotovo jer nema hladnjaka na energetskim MOS tranzistorima. Pa ipak, spojite mali transformator na izlazni stupanj, prema ovom dijagramu.

Primarni namotaj transformatora sadrži 10 zavoja. Sekundarni namotaj sadrži oko 100 zavoja. Dakle, omjer transformacije je 10. Ako primijenite 10V na primarni, trebali biste dobiti oko 100V izlaz. Jezgro je napravljeno od ferita. Možete koristiti jezgro srednje veličine iz transformatora napajanja računara.

Budite oprezni, izlaz transformatora je pod visokim naponom. Struja je veoma mala i neće vas ubiti. Ali možete dobiti dobar pogodak. Još jedna opasnost je da ako instalirate veliki kondenzator na izlazu, on će akumulirati veliko punjenje. Stoga, nakon isključivanja kruga, treba ga isprazniti.

Na izlazu kruga možete uključiti bilo koji indikator poput sijalice, kao na slici ispod.

Radi na jednosmjernom naponu i potrebno mu je oko 160V da upali. (Napajanje za cijeli uređaj je oko 15 V - red veličine niže.)

Kolo s transformatorskim izlazom se široko koristi u bilo kojem UPS-u, uključujući i napajanje za PC. Kod ovih uređaja, prvi transformator, povezan preko tranzistorskih prekidača na izlaze PWM kontrolera, služi za odvajanje niskonaponskog dijela kola, uključujući TL494CN, od njegovog visokonaponskog dijela koji sadrži mrežni naponski transformator.

Regulator napona

U pravilu, u malim elektroničkim uređajima domaće izrade, napajanje se osigurava standardnim PC UPS-om napravljenim na TL494CN. Šema povezivanja za napajanje računara je dobro poznata, a same jedinice su lako dostupne, jer se milioni starih računara svake godine odlažu ili prodaju za rezervne delove. Ali po pravilu, ovi UPS-ovi proizvode napone ne veće od 12 V. Ovo je prenisko za frekventni pretvarač. Naravno, možete pokušati koristiti PC UPS višeg napona za 25V, ali bi ga bilo teško pronaći, a previše snage bi se raspršilo na 5V u logičkim vratima.

Međutim, na TL494 (ili analognim) možete izgraditi bilo koje strujno kolo sa izlazom povećane snage i napona. Koristeći tipične dijelove iz PC UPS-a i MOSFET-ove napajanja sa matične ploče, možete napraviti PWM regulator napona koristeći TL494CN. Krug pretvarača je prikazan na donjoj slici.

Na njemu možete vidjeti dijagram mikrokola i izlaznog stupnja koristeći dva tranzistora: univerzalni npn- i moćni MOS.

Glavni dijelovi: T1, Q1, L1, D1. Bipolarni T1 se koristi za upravljanje energetskim MOSFET-om povezanim na pojednostavljen način, tzv. "pasivno". L1 je induktivna prigušnica od starog HP štampača (oko 50 okretaja, visine 1 cm, širine 0,5 cm sa namotajima, otvorena prigušnica). D1 je s drugog uređaja. TL494 je ožičen na alternativni način gore navedenom, iako se može koristiti bilo koji način.

C8 je mali kondenzator za sprečavanje uticaja buke koji ulazi u ulaz pojačivača greške, vrednost od 0,01uF će biti manje-više normalna. Veće vrijednosti će usporiti podešavanje potrebnog napona.

C6 je još manji kondenzator, koristi se za filtriranje visokofrekventnih smetnji. Kapacitet mu je do nekoliko stotina pikofarada.

[+] Dopunjeno skalama i fotografijama.

Šema i opis izmjena

Rice. 1

Prije nadogradnje morate provjeriti funkcionalnost UPS-a, inače od toga neće biti ništa dobro.

Uklonite prekidač 115/230V i utičnice za priključne kablove. Na mjesto gornje utičnice ugrađujemo PA1 mikroampermetar za 150 - 200 µA sa kasetofona, skidamo originalnu vagu, a umjesto nje ugrađujemo domaću vagu izrađenu programom FrontDesigner, prilažu datoteke vage.

Koristeći sekač za metal, izrezali smo staze na UPS štampanoj ploči do pinova br. 1, 2, 3, 4, 13, 14, 15, 16 mikrokola DA1 i lemili delove prema dijagramu (Sl. 1).

Zamjenjujemo sve elektrolitičke kondenzatore na +12V sabirnici sa 25V kondenzatorima. Standardni ventilator M1 povezujemo preko regulatora napona DA2.
Prilikom ugradnje potrebno je uzeti u obzir i da se otpornici R12 i R13 zagrijavaju tijekom rada jedinice, moraju biti smješteni bliže ventilatoru.

Ispravno sastavljen uređaj, bez grešaka, odmah se pokreće. Promjenom otpora otpornika R10 provjeravamo granice za podešavanje izlaznog napona, od približno 3 - 6 do 18 - 25 V (u zavisnosti od konkretnog slučaja). Odabiremo konstantni otpornik u seriji sa R10, ograničavajući gornju granicu podešavanja na nivo koji nam je potreban (recimo 14 V). Priključujemo opterećenje na terminale (sa otporom od 2 - 3 Ohma) i promjenom otpora otpornika R4 regulišemo struju u opterećenju.

Ako je na naljepnici UPS-a pisalo +12 V 8 A, onda ne biste trebali pokušavati ukloniti 15 Ampera iz nje.

Ukupno

Fajlovi

Ovaj stabilizator ima dobre karakteristike, ima glatko podešavanje struje i napona, dobru stabilizaciju, bez problema toleriše kratke spojeve, relativno je jednostavan i ne zahtijeva velike financijske troškove. Ima visoku efikasnost zbog impulsnog principa rada, izlazna struja može doseći i do 15 ampera, što će vam omogućiti da napravite snažan punjač i napajanje s podesivom strujom i naponom. Ako želite, možete povećati izlaznu struju na 20 ampera ili više.

Na internetu sličnih uređaja svaki ima svoje prednosti i nedostatke, ali im je princip rada isti. Predložena opcija je pokušaj stvaranja jednostavnog i prilično moćnog stabilizatora.

Korištenjem terenskih prekidača bilo je moguće značajno povećati nosivost izvora i smanjiti zagrijavanje na prekidačima za napajanje. Sa izlaznom strujom do 4 ampera, tranzistori i energetska dioda ne moraju biti instalirani na radijatorima.

Ocjene nekih komponenti na dijagramu mogu se razlikovati od ocjena na ploči, jer Razvio sam ploču za svoje potrebe.

Opseg podešavanja izlaznog napona je od 2 do 28 volti, u mom slučaju maksimalni napon je 22 volta, jer Koristio sam niskonaponske prekidače i podizanje napona iznad ove vrijednosti bilo je rizično, ali sa ulaznim naponom od oko 30 volti, lako možete dobiti do 28 volti na izlazu. Opseg podešavanja izlazne struje je od 60mA do 15A Ampera, u zavisnosti od otpora strujnog senzora i energetskih elemenata kola.

Uređaj se ne boji kratkih spojeva, ograničenje struje će jednostavno raditi.

Sastavljen je izvor baziran na PWM kontroleru TL494, izlaz mikrokola je dopunjen drajverom za upravljanje prekidačima napajanja.

Želio bih skrenuti vašu pažnju na banku kondenzatora instaliranih na izlazu. Treba koristiti kondenzatore sa malim unutrašnjim otporom od 40-50 volti, ukupnog kapaciteta od 3000 do 5000 μF.

Otpornik opterećenja na izlazu se koristi za brzo pražnjenje izlaznih kondenzatora bez njega, mjerni voltmetar na izlazu će raditi sa zakašnjenjem; Kada se izlazni napon smanji, kondenzatorima je potrebno vrijeme da se isprazne, a ovaj otpornik će ih brzo isprazniti. Otpor ovog otpornika mora se ponovo izračunati ako se na ulaz kruga dovede napon veći od 24 volta. Otpornik je od dva vata, dizajniran sa rezervom snage, može se zagrijati tokom rada, to je normalno.

Kako radi:

PWM kontroler generiše kontrolne impulse za prekidače napajanja. Ako postoji kontrolni impuls, tranzistor i snaga kroz otvoreni kanal tranzistora kroz induktor se dovodi do kondenzatora za pohranu. Ne zaboravite da je induktor induktivno opterećenje, koje ima tendenciju da akumulira energiju i izlaz zbog samoindukcije. Kada se tranzistor zatvori, naboj akumuliran u induktoru nastavit će hraniti opterećenje kroz Schottky diodu. U ovom slučaju, dioda će se otvoriti, jer Napon iz induktora ima obrnuti polaritet. Ovaj proces će se ponoviti desetine hiljada puta u sekundi, u zavisnosti od radne frekvencije PWM čipa. Zapravo, PWM kontroler uvijek prati napon na izlaznom kondenzatoru.

Stabilizacija izlaznog napona se dešava na sledeći način. Neinvertujući ulaz prvog pojačivača greške mikrokola (pin 1) prima izlazni napon stabilizatora, gdje se upoređuje sa referentnim naponom koji je prisutan na inverznom ulazu pojačivača greške. Kako se izlazni napon smanjuje, napon na pinu 1 će se također smanjiti, a ako je manji od referentnog napona, PWM kontroler će povećati trajanje impulsa, stoga će tranzistori biti u otvorenom stanju duže vrijeme i veća će struja se upumpa u induktor, ako je izlazni napon veći od referentnog, dogodit će se suprotno - mikrokolo će smanjiti trajanje kontrolnih impulsa. Navedeni razdjelnik može nasilno promijeniti napon na neinvertirajućem ulazu pojačavača greške, čime se povećava ili smanjuje izlazni napon stabilizatora u cjelini. Za najprecizniju regulaciju napona koristi se tuning otpornik s više okreta, iako se može koristiti i običan.

Minimalni izlazni napon je oko 2 volta, postavljen od strane navedenog djelitelja, možete se poigrati sa otporom otpornika kako biste dobili prihvatljive vrijednosti za vas, ne preporučuje se smanjenje minimalnog napona ispod 1 volta;

Instaliran je šant za praćenje struje koju troši opterećenje. Za organizaciju funkcije ograničavanja struje, koristi se drugo pojačalo greške kao dio Tl494 PWM kontrolera. Pad napona preko šanta se dovodi na neinvertujući ulaz drugog pojačivača greške, ponovo upoređujući sa referentnim, a zatim se dešava potpuno ista stvar kao u slučaju stabilizacije napona. Navedeni otpornik može regulirati izlaznu struju.

Strujni šant je napravljen od dva paralelno povezana otpornika niskog otpora otpora 0,05 Ohma.

Prigušnica za skladištenje je namotana na žuto-bijeli prsten iz grupnog stabilizacijskog filtera napajanja računara.

Budući da je krug planiran za prilično veliku ulaznu struju, preporučljivo je koristiti dva prstena presavijena zajedno. Namotaj induktora sadrži 20 zavoja žice prečnika 1,25 mm namotane u dva navoja u izolaciji laka, induktivnost je oko 80-90 mikrohenrija.