تحويل مصدر الطاقة على أساس TL494. تحويل مصدر طاقة المختبر على TL494. ظهور الدائرة المصغرة

يتم تصنيع معظم إمدادات الطاقة التحويلية الحديثة على دوائر TL494 الدقيقة ، وهي وحدة تحكم PWM للتبديل. يتكون جزء الطاقة من عناصر قوية ، مثل الترانزستورات.دائرة التحويل TL494 بسيطة ، يلزم وجود حد أدنى من مكونات الراديو الإضافية ، ويتم وصفها بالتفصيل في ورقة البيانات.

خيارات التعديل: TL494CN ، TL494CD ، TL494IN ، TL494C ، TL494CI.

كما كتب مراجعات حول ICs الشهيرة الأخرى.

• 1. الخصائص والوظائف
• 2. النظير
• 3. دوائر التحويل النموذجية لوحدة إمداد الطاقة على TL494
• 4. مخططات امدادات الطاقة
• 5. تحويل ATX PSU إلى مختبر واحد
• 6. ورقة البيانات
• 7. الرسوم البيانية للخصائص الكهربائية
• 8. وظيفة الدائرة المصغرة

الميزات والوظائف

تم تصميم شريحة TL494 كوحدة تحكم PWM لتبديل إمدادات الطاقة ، مع تردد تشغيل ثابت. لضبط تردد التشغيل ، يلزم وجود عنصرين خارجيين إضافيين ، المقاوم والمكثف. تحتوي الدائرة المصغرة على مصدر جهد مرجعي 5 فولت ، والخطأ هو 5٪.

النطاق المحدد من قبل الشركة المصنعة:

1. مزودات الطاقة بقوة تزيد عن 90 وات AC-DC مع PFC ؛
2. أفران الميكروويف.
3. زيادة المحولات من 12 فولت إلى 220 فولت ؛
4. مصادر إمداد الطاقة للخوادم ؛
5. محولات الطاقة الشمسية
6. الدراجات والدراجات النارية الكهربائية ؛
7. محولات باك
8. كاشفات الدخان
9. أجهزة الكمبيوتر المكتبية.

نظائرها

أشهر نظائرها لشريحة TL494 هي KA7500B المحلية ، KR1114EU4 من Fairchild ، Sharp IR3M02 ، UA494 ، Fujitsu MB3759. دائرة التبديل متشابهة ، قد يكون pinout مختلفًا.

TL594 الجديد هو نظير لـ TL494 مع دقة مقارنة محسنة. التناظرية TL598 من TL594 مع مكرر الإخراج.

دوائر التحويل النموذجية لوحدة إمداد الطاقة على TL494

يتم تجميع دوائر التحويل الرئيسية في TL494 من أوراق البيانات من مختلف الشركات المصنعة. يمكن أن تكون بمثابة أساس لتطوير أجهزة مماثلة ذات وظائف مماثلة.

مخططات إمداد الطاقة

لن أفكر في الدوائر المعقدة لتحويل إمدادات الطاقة TL494. إنها تتطلب الكثير من التفاصيل والوقت ، لذا فإن جعلها بنفسك ليس عقلانيًا. من الأسهل شراء وحدة مماثلة جاهزة من الصينيين مقابل 300-500 روبل.

..

عند تجميع محولات الجهد التصاعدي ، انتبه بشكل خاص لتبريد ترانزستورات الطاقة عند الخرج. بالنسبة لـ 200 واط ، سيكون الإخراج تيارًا يبلغ حوالي 1A ، نسبيًا ليس كثيرًا. يجب إجراء اختبار الثبات بأقصى حمل مسموح به. من الأفضل تشكيل الحمل المطلوب من المصابيح المتوهجة 220 فولت بقوة 20 واط ، 40 واط ، 60 واط ، 100 واط. لا تفرط في تسخين الترانزستورات بأكثر من 100 درجة. التزم بقواعد السلامة عند العمل بالجهد العالي. قم بالقياس سبع مرات ، قم بتشغيله مرة واحدة.

لا يتطلب محول التعزيز على TL494 أي ضبط تقريبًا ، والتكرار مرتفع. تحقق من قيم المقاوم والمكثف قبل التجميع. كلما كان الانحراف أصغر ، كلما كان العاكس أكثر ثباتًا من 12 إلى 220 فولت.

من الأفضل التحكم في درجة حرارة الترانزستورات باستخدام مزدوج حراري. إذا كان المبرد صغيرًا ، فمن الأسهل تركيب مروحة حتى لا يتم تركيب مشعاع جديد.

اضطررت إلى توفير مصدر طاقة لـ TL494 بيدي لمكبر صوت مضخم الصوت في السيارة. في ذلك الوقت ، لم يتم بيع محولات السيارة من 12 فولت إلى 220 فولت ، ولم يكن لدى الصينيين Aliexpress. كمضخم ULF ، استخدمت شريحة سلسلة TDA بقوة 80 وات.

على مدى السنوات الخمس الماضية ، كان هناك زيادة في الاهتمام بالتكنولوجيا التي تعمل بالكهرباء. تم تسهيل ذلك من قبل الصينيين ، الذين بدأوا في الإنتاج الضخم للدراجات الكهربائية ، ومحرك العجلات الحديث بكفاءة عالية. أنا أعتبر الدراجات البخارية ذات العجلتين والعجلة الواحدة أفضل تطبيق.في عام 2015 ، اشترت شركة Ninebot الصينية Segway الأمريكية وبدأت في إنتاج 50 نوعًا من الدراجات البخارية الكهربائية من نوع Segway.

مطلوب وحدة تحكم تحكم جيدة لقيادة محرك قوي منخفض الجهد.

تعديل ATX PSU في مختبر واحد

كل هواة راديو لديهم مصدر طاقة ATX قوي من جهاز كمبيوتر يوفر 5V و 12V. قوتها من 200W إلى 500W. من خلال معرفة معلمات وحدة التحكم ، يمكنك تغيير معلمات مصدر ATX. على سبيل المثال ، قم بزيادة الجهد من 12 إلى 30 فولت. طريقتان رائعتان ، واحدة من هواة الراديو الإيطاليين.

ضع في اعتبارك الطريقة الإيطالية ، وهي بسيطة قدر الإمكان ولا تتطلب إعادة لف المحولات. تتم إزالة خرج ATX تمامًا وإنهائه وفقًا للمخطط. كرر عدد كبير من هواة الراديو هذا المخطط بسبب بساطته. جهد الخرج من 1 فولت إلى 30 فولت ، تيار يصل إلى 10 أمبير.

ورقة البيانات

تحظى الدائرة المصغرة بشعبية كبيرة بحيث يتم إنتاجها من قبل العديد من الشركات المصنعة ، وقد وجدت 5 أوراق بيانات مختلفة ، من Motorola و Texas Instruments وغيرها من الشركات الأقل شهرة. ورقة البيانات الأكثر اكتمالا TL494 هي من Motorola ، والتي سأقوم بنشرها.

جميع أوراق البيانات ، يمكنك تنزيل كل منها:

• موتورولا.
• Texas Instruments - أفضل ورقة بيانات ؛
• كونتيك

نيكولاي بتروشوف

TL494 ، أي نوع من "الوحش" هذا؟

من المحتمل أن TL494 (Texas Instruments) هي أكثر أجهزة التحكم في PWM شيوعًا ، والتي على أساسها تم إنشاء الجزء الأكبر من إمدادات طاقة الكمبيوتر وأجزاء الطاقة من الأجهزة المنزلية المختلفة.
والآن تحظى هذه الدائرة الصغيرة بشعبية كبيرة بين هواة الراديو المشاركين في بناء تبديل إمدادات الطاقة. التناظرية المحلية لهذه الدائرة الدقيقة هو M1114EU4 (KR1114EU4). بالإضافة إلى ذلك ، تنتج العديد من الشركات الأجنبية هذه الدائرة الدقيقة بأسماء مختلفة. على سبيل المثال IR3M02 (شارب) ، KA7500 (سامسونج) ، MB3759 (فوجيتسو). كلها نفس الرقاقة.
عمرها أصغر بكثير من 431 ليرة تركية. بدأت شركة Texas Instruments في إنتاجها في مكان ما في أواخر التسعينيات - أوائل القرن الحادي والعشرين.
دعنا نحاول أن نفهم معًا ما هو وما هو نوع "الوحش"؟ سننظر في شريحة TL494 (Texas Instruments).

لذا ، لنبدأ بالنظر إلى ما بداخلها.

مُجَمَّع.

أنه يحتوي على:
- مولد جهد سن المنشار (GPN) ؛
- مقارن تعديل الوقت الميت (DA1) ؛
- مقارن تعديل PWM (DA2) ؛
- مضخم الخطأ 1 (DA3) ، يستخدم بشكل أساسي للجهد ؛
- مضخم الخطأ 2 (DA4) ، يستخدم بشكل أساسي بواسطة إشارة الحد الحالية ؛
- مصدر جهد مرجعي ثابت (ION) لـ 5V مع خرج خارجي 14 ؛
- دائرة التحكم لمرحلة الإخراج.

بعد ذلك ، بالطبع ، سننظر في جميع مكوناته ونحاول معرفة الغرض من كل هذا وكيف يعمل جميعًا ، ولكن أولاً سيكون من الضروري إعطاء معلمات التشغيل (الخصائص).

خيارات	دقيقة.	الأعلى.	وحدة يتغيرون
جهد إمداد V CC	7	40	في
V I جهد إدخال مكبر للصوت	-0,3	VCC-2	في
V O جامع الجهد		40	في
تيار المجمع (كل ترانزستور)		200	مللي أمبير
ردود الفعل الحالية		0,3	مللي أمبير
تردد مذبذب OSC	1	300	كيلو هرتز
C T المولد مكثف	0,47	10000	نف
مقاومة مولد R T	1,8	500	كيلو أوم
T A درجة حرارة التشغيل TL494C TL494I	0	70	درجة مئوية
	-40	85	درجة مئوية

خصائصه المحددة هي كما يلي ؛

مصدر التيار................................................ ..... 41 فولت

جهد دخل مكبر الصوت ................................... (Vcc + 0.3) V

جهد خرج المجمع ... 41 فولت

تيار خرج الجامع ............................................... ..... 250 مللي أمبير

إجمالي تبديد الطاقة في الوضع المستمر .... 1 وات

موقع والغرض من دبابيس الدائرة المصغرة.

الخلاصة 1

هذا هو الإدخال غير العكسي (الإيجابي) لمكبر الخطأ 1.
إذا كان جهد الدخل أقل من الجهد عند الطرف 2 ، فلن يكون هناك جهد عند خرج مضخم الخطأ 1 (سيكون الإخراج منخفضًا) ولن يكون له أي تأثير على العرض (دورة العمل) من نبضات الإخراج.
إذا كان الجهد عند هذا الدبوس أعلى منه عند الطرف 2 ، فسيظهر الجهد عند خرج هذا مكبر الصوت 1 (سيكون خرج مكبر الصوت 1 بمستوى عالٍ) وسيؤدي عرض (دورة التشغيل) لنبضات الخرج إلى تقليل أكثر ، كلما زاد جهد الخرج لهذا مكبر الصوت (بحد أقصى 3.3 فولت).

الخلاصة 2

هذا هو المدخل المقلوب (السلبي) لمكبر الخطأ 1.
إذا كان جهد الدخل في هذا الدبوس أعلى من الدبوس 1 ، فلن يكون هناك خطأ في الجهد عند خرج مكبر الصوت (سيكون الناتج منخفضًا) ولن يكون له أي تأثير على عرض (دورة التشغيل) لنبضات الخرج.
إذا كان الجهد عند هذا الدبوس أقل مما هو عليه عند السن 1 ، فسيكون خرج مكبر الصوت مرتفعًا.

مضخم الخطأ عبارة عن جهاز أمبير تقليدي مع كسب ترتيب = 70..95 ديسيبل لجهد التيار المستمر (Ku = 1 عند تردد 350 كيلو هرتز). يمتد نطاق جهد الدخل لجهاز op-amp من -0.3V إلى جهد التغذية ، ناقص 2V. بمعنى ، يجب أن يكون الحد الأقصى لجهد الدخل أقل بمقدار 2 فولت على الأقل من جهد الإمداد.

الخلاصة 3

هذه هي مخرجات مضخمات الخطأ 1 و 2 المتصلة بهذا الإخراج عبر الثنائيات (دائرة OR). إذا تغير الجهد عند خرج أي مضخم من منخفض إلى مرتفع ، فعندئذٍ يرتفع أيضًا عند الطرف 3.
إذا تجاوز الجهد عند هذا الدبوس 3.3 فولت ، فإن النبضات عند خرج الدائرة المصغرة تختفي (دورة التشغيل الصفرية).
إذا كان الجهد عند هذا الدبوس قريبًا من 0 فولت ، فستكون مدة نبضات الخرج (دورة العمل) بحد أقصى.

يتم استخدام الدبوس 3 عادةً لتقديم تغذية مرتدة لمكبرات الصوت ، ولكن إذا لزم الأمر ، يمكن أيضًا استخدام الدبوس 3 كمدخل لتوفير تباين عرض النبض.
إذا كان الجهد الكهربي مرتفعًا (> ~ 3.5 فولت) ، فلن يكون هناك نبضات عند خرج MS. لن يبدأ مصدر الطاقة تحت أي ظرف من الظروف.

الاستنتاج 4

يتحكم في نطاق تغيير الوقت "الميت" (eng. Dead-Time Control) ، من حيث المبدأ ، هذه هي نفس دورة العمل.
إذا كان الجهد الكهربي عليه قريبًا من 0 فولت ، فسيكون لإخراج الدائرة المصغرة الحد الأدنى الممكن والحد الأقصى لعرض النبض ، والذي يمكن ضبطه على التوالي بواسطة إشارات الإدخال الأخرى (مضخمات الخطأ ، الدبوس 3).
إذا كان الجهد عند هذا الدبوس حوالي 1.5 فولت ، فسيكون عرض نبضات الخرج في حدود 50٪ من أقصى عرضها.
إذا تجاوز الجهد عند هذا الدبوس 3.3 فولت ، فلن تكون هناك نبضات عند خرج MS. لن يبدأ مصدر الطاقة تحت أي ظرف من الظروف.
لكن يجب ألا تنسى أنه مع زيادة الوقت "الميت" ، سينخفض ​​نطاق تعديل PWM.

من خلال تغيير الجهد عند الطرف 4 ، يمكنك تعيين عرض ثابت للوقت "الميت" (R-R divider) ، وتنفيذ وضع بدء التشغيل الناعم في PSU (سلسلة R-C) ، وتوفير إيقاف التشغيل عن بُعد لـ MS (مفتاح) ، وأنت يمكن أيضًا استخدام هذا الدبوس كمدخل تحكم خطي.

دعونا نفكر (بالنسبة لأولئك الذين لا يعرفون) ما هو الوقت "الميت" ولماذا.
عندما تعمل دائرة إمداد طاقة الدفع والسحب ، يتم تغذية النبضات بالتناوب من مخرجات الدائرة الدقيقة إلى قواعد (بوابات) الترانزستورات الناتجة. نظرًا لأن أي ترانزستور هو عنصر بالقصور الذاتي ، فلا يمكن إغلاقه (فتح) على الفور عند إزالة إشارة (مطبقة) من قاعدة (بوابة) الترانزستور الناتج. وإذا تم تطبيق النبضات على الترانزستورات الناتجة بدون وقت "ميت" (أي ، يتم إزالة نبضة من واحدة ويتم تطبيقها على الفور على الثانية) ، فقد تأتي لحظة لا يتوفر فيها وقت لإغلاق أحد الترانزستورات ، ويكون الثاني فتح بالفعل. ثم سيتدفق التيار بأكمله (يسمى من خلال التيار) عبر كل من الترانزستورات المفتوحة متجاوزًا الحمل (لف المحول) ، وبما أنه لن يكون مقيدًا بأي شيء ، فإن الترانزستورات الناتجة ستفشل على الفور.
لمنع حدوث ذلك ، من الضروري بعد نهاية نبضة واحدة وقبل بدء النبضة التالية - لقد مر بعض الوقت المعين ، وهو ما يكفي لإغلاق موثوق للترانزستور الناتج ، والذي تمت إزالة إشارة التحكم منه.
هذه المرة تسمى الوقت "الميت".

نعم ، حتى إذا نظرت إلى الشكل الذي يحتوي على تكوين الدائرة المصغرة ، فإننا نرى أن الدبوس 4 متصل بإدخال مقارن ضبط الوقت الميت (DA1) من خلال مصدر جهد يبلغ 0.1-0.12 فولت. لماذا يتم ذلك؟
يتم ذلك فقط بحيث لا يكون الحد الأقصى لعرض (دورة العمل) لنبضات الخرج مساويًا أبدًا لـ 100٪ ، لضمان التشغيل الآمن للترانزستورات الناتجة (الإخراج).
بمعنى ، إذا "وضعت" الدبوس 4 على سلك مشترك ، فعند إدخال المقارنة DA1 لن يكون هناك جهد صفري ، ولكن سيكون هناك جهد بهذه القيمة فقط (0.1-0.12 فولت) ونبضات من سيظهر مولد جهد سن المنشار (GPN) عند خرج الدائرة المصغرة فقط عندما يتجاوز اتساعها عند الطرف 5 هذا الجهد. أي أن الدائرة المصغرة لها حد ثابت لدورة العمل القصوى لنبضات الخرج ، والتي لن تتجاوز 95-96٪ للتشغيل أحادي الدورة لمرحلة الإخراج ، و 47.5-48٪ للتشغيل ثنائي الدورتين للإخراج المسرح.

الاستنتاج 5

هذا هو خرج GPN ، وهو مصمم لتوصيل مكثف ضبط الوقت Ct به ، ويتم توصيل الطرف الثاني منه بسلك مشترك. عادةً ما يتم اختيار سعتها من 0.01 μF إلى 0.1 μF ، اعتمادًا على تردد خرج نبضات FPG لوحدة التحكم PWM. كقاعدة عامة ، يتم استخدام المكثفات عالية الجودة هنا.
يمكن التحكم في تردد خرج GPN من هذا الدبوس. نطاق جهد الخرج للمولد (سعة نبضات الخرج) في مكان ما في منطقة 3 فولت.

الاستنتاج 6

إنه أيضًا ناتج GPN ، المصمم لربط مقاوم ضبط الوقت Rt به ، الطرف الثاني منه متصل بسلك مشترك.
تحدد قيم Rt و Ct تردد خرج GPN ، ويتم حسابهما بواسطة صيغة عملية أحادية الدورة ؛

بالنسبة لوضع التشغيل بالدفع والسحب ، تحتوي الصيغة على الشكل التالي ؛

بالنسبة لوحدات تحكم PWM من الشركات الأخرى ، يتم حساب التردد باستخدام نفس الصيغة ، باستثناء أن الرقم 1 سيحتاج إلى التغيير إلى 1.1.

الخلاصة 7

يتصل بالسلك المشترك لدائرة الجهاز على وحدة التحكم PWM.

الخلاصة 8

تحتوي الدائرة المصغرة على مرحلة إخراج مع اثنين من ترانزستورات الإخراج ، وهما مفتاحا الإخراج. تعتبر محطات التجميع والباعث الخاصة بهذه الترانزستورات مجانية ، وبالتالي ، بناءً على الحاجة ، يمكن تضمين هذه الترانزستورات في الدائرة للعمل مع كل من باعث مشترك وجامع مشترك.
اعتمادًا على الجهد في السن 13 ، يمكن أن تعمل مرحلة الإخراج هذه في كل من عملية الدفع والسحب والدورة الواحدة. في عملية أحادية الدورة ، يمكن توصيل هذه الترانزستورات بالتوازي لزيادة تيار الحمل ، وهو ما يتم عادةً.
لذلك ، الدبوس 8 هو دبوس المجمع للترانزستور 1.

الخلاصة 9

هذه هي محطة باعث الترانزستور 1.

الخلاصة 10

هذه هي محطة باعث الترانزستور 2.

الخلاصة 11

هذا هو جامع الترانزستور 2.

الخلاصة 12

تم توصيل "زائد" من مزود الطاقة TL494CN بهذا الدبوس.

الخلاصة 13

هذا هو الناتج لاختيار وضع التشغيل لمرحلة الإخراج. إذا كان هذا الدبوس متصلاً بالأرض ، فستعمل مرحلة الإخراج في الوضع أحادي النهاية. ستكون إشارات الخرج عند مخرجات مفاتيح الترانزستور هي نفسها.
إذا قمت بتطبيق جهد +5 فولت على هذا الدبوس (قم بتوصيل الدبابيس 13 و 14 ببعضها البعض) ، فستعمل مفاتيح الإخراج في وضع الدفع والسحب. ستكون إشارات الخرج عند أطراف مفاتيح الترانزستور خارج الطور وسيكون تردد نبضات الخرج نصف ذلك.

الخلاصة 14

هذا هو ناتج الإسطبل ومصدر االإباحية حالجهد (ION) ، بجهد خرج +5 فولت وتيار خرج يصل إلى 10 مللي أمبير ، والذي يمكن استخدامه كمرجع للمقارنة في مضخمات الأخطاء ، ولأغراض أخرى.

الخلاصة 15

إنه يعمل تمامًا مثل الدبوس 2. إذا لم يتم استخدام مضخم خطأ ثانٍ ، فسيتم توصيل الدبوس 15 ببساطة بالدبوس 14 (+ مرجع 5V).

الاستنتاج 16

يعمل بنفس طريقة الدبوس 1. إذا لم يتم استخدام مضخم الخطأ الثاني ، فعادة ما يتم توصيله بالسلك المشترك (السن 7).
مع توصيل الدبوس 15 بـ + 5V والدبوس 16 متصل بالأرض ، لا يوجد جهد خرج من مكبر الصوت الثاني ، لذلك ليس له أي تأثير على تشغيل الشريحة.

مبدأ تشغيل الدائرة المصغرة.

فكيف تعمل وحدة التحكم TL494 PWM.
أعلاه ، درسنا بالتفصيل الغرض من دبابيس هذه الدائرة الدقيقة والوظيفة التي تؤديها.
إذا تم تحليل كل هذا بعناية ، فمن الواضح من كل هذا كيف تعمل هذه الشريحة. لكني سأصف مرة أخرى بإيجاز شديد مبدأ عملها.

عندما يتم تشغيل الدائرة المصغرة عادةً ويتم توفير الطاقة لها (ناقصًا إلى السن 7 ، بالإضافة إلى الدبوس 12) ، يبدأ GPN في توليد نبضات سن المنشار بسعة حوالي 3 فولت ، ويعتمد ترددها على C و R متصلة بالدبابيس 5 و 6 من الدائرة المصغرة.
إذا كانت قيمة إشارات التحكم (عند الدبابيس 3 و 4) أقل من 3 فولت ، تظهر نبضات مستطيلة على مفاتيح إخراج الدائرة المصغرة ، ويعتمد عرضها (دورة التشغيل) على قيمة إشارات التحكم عند المسامير 3 و 4.
أي أن الدائرة المصغرة تقارن جهد سن المنشار الموجب من المكثف Ct (C1) بأي من إشاري التحكم.
الدوائر المنطقية للتحكم في ترانزستورات الخرج VT1 و VT2 تفتحها فقط عندما يكون جهد نبضات سن المنشار أعلى من إشارات التحكم. وكلما زاد هذا الاختلاف ، اتسعت نبضات الإخراج (دورة عمل أكثر).
يعتمد جهد التحكم في الطرف 3 بدوره على الإشارات عند مدخلات مضخمات التشغيل (مضخمات الخطأ) ، والتي بدورها يمكنها التحكم في جهد الخرج وتيار الخرج لوحدة PSU.

وبالتالي ، تؤدي الزيادة أو النقصان في قيمة أي إشارة تحكم ، على التوالي ، إلى انخفاض أو زيادة خطية في عرض نبضات الجهد عند مخرجات الدائرة المصغرة.
كإشارات تحكم ، كما هو مذكور أعلاه ، يمكن استخدام الجهد من الدبوس 4 (التحكم في الوقت الميت) ، ومدخلات مضخمات الخطأ ، أو إدخال إشارة التغذية المرتدة مباشرة من الدبوس 3.

النظرية ، كما يقولون ، هي نظرية ، ولكن سيكون من الأفضل بكثير أن نرى كل هذا و "نشعر به" في الممارسة ، لذلك دعونا نجمع المخطط التالي على اللوح ونرى بشكل مباشر كيف يعمل كل هذا.

أسهل وأسرع طريقة هي تجميعها معًا على لوح التجارب. نعم ، لقد قمت بتثبيت شريحة KA7500. أضع ناتج الدائرة المصغرة "13" على سلك مشترك ، أي أن مفاتيح الإخراج لدينا ستعمل في وضع أحادي الدورة (ستكون الإشارات على الترانزستورات هي نفسها) ، وسيتوافق معدل تكرار نبضات الخرج إلى تردد جهد سن المنشار في GPN.

لقد قمت بتوصيل الذبذبات بنقاط الاختبار التالية:
- الشعاع الأول الذي يربط "4" ، للتحكم في جهد التيار المستمر على هذا الدبوس. يقع في وسط الشاشة على خط الصفر. الحساسية - 1 فولت لكل قسم ؛
- الشعاع الثاني للخرج "5" للتحكم بجهد سن المنشار لشبكة GPN. وهو موجود أيضًا على خط الصفر (يتم الجمع بين الشعاعين) في وسط مرسمة الذبذبات وبنفس الحساسية ؛
- الشعاع الثالث لمخرج الدائرة المصغرة إلى مخرج "9" ، للتحكم في النبضات عند خرج الدائرة المصغرة. تبلغ حساسية الحزمة 5 فولت لكل قسم (0.5 فولت ، بالإضافة إلى مقسم بمقدار 10). يقع في الجزء السفلي من شاشة الذبذبات.

لقد نسيت أن أقول إن مفاتيح إخراج الدائرة المصغرة متصلة بجامع مشترك. بمعنى آخر ، وفقًا لمخطط المتابع الباعث. لماذا مكرر؟ لأن الإشارة عند باعث الترانزستور تكرر بالضبط إشارة القاعدة ، حتى نتمكن من رؤية كل شيء بوضوح.
إذا قمت بإزالة الإشارة من مجمع الترانزستور ، فسيتم قلبها (مقلوبة) بالنسبة للإشارة الأساسية.
نحن نوفر الطاقة للدائرة الدقيقة ونرى ما لدينا على المخرجات.

في المحطة الرابعة لدينا صفر (شريط التمرير في أدنى موضع له) ، الشعاع الأول على خط الصفر في وسط الشاشة. مضخمات الخطأ لا تعمل أيضًا.
في المحطة الخامسة ، نرى جهد سن المنشار لـ GPN (الحزمة الثانية) ، بسعة تزيد قليلاً عن 3 فولت.
عند إخراج الدائرة المصغرة (دبوس 9) ، نرى نبضات مستطيلة بسعة حوالي 15 فولت وعرض أقصى (96٪). النقاط الموجودة أسفل الشاشة هي مجرد عتبة دورة عمل ثابتة. لجعلها مرئية بشكل أفضل ، قم بتشغيل الامتداد على الذبذبات.

حسنًا ، الآن يمكنك رؤيته بشكل أفضل. هذا هو بالضبط الوقت الذي تنخفض فيه سعة النبضة إلى الصفر ويغلق الترانزستور الناتج لهذا الوقت القصير. مستوى الصفر لهذا الشعاع في الجزء السفلي من الشاشة.
حسنًا ، دعنا نضيف الجهد إلى الرقم 4 ونرى ما نحصل عليه.

عند الطرف "4" بمقاوم الانتهازي ، قمت بتعيين جهد ثابت قدره 1 فولت ، وارتفعت الحزمة الأولى بمقدار قسم واحد (خط مستقيم على شاشة راسم الذبذبات). ماذا نرى؟ زاد الوقت الميت (انخفضت دورة العمل) ، وهو عبارة عن خط منقط في أسفل الشاشة. بمعنى ، يتم إغلاق الترانزستور الناتج لفترة من الوقت لنحو نصف مدة النبضة نفسها.
دعنا نضيف فولتًا إضافيًا بمقاوم ضبط لتثبيت "4" من الدائرة المصغرة.

نرى أن الشعاع الأول قد ارتفع قسمًا واحدًا ، وأصبحت مدة نبضات الخرج أقصر (1/3 من مدة النبضة بأكملها) ، وزاد الوقت الميت (وقت إغلاق الترانزستور الناتج) إلى الثلثين. أي أنه من الواضح أن منطق الدائرة المصغرة يقارن مستوى إشارة GPN بمستوى إشارة التحكم ، ويمرر إلى الإخراج فقط إشارة GPN تلك ، والتي يكون مستواها أعلى من إشارة التحكم.

لجعلها أكثر وضوحًا ، ستكون مدة (عرض) نبضات خرج الدائرة المصغرة هي نفسها مدة (عرض) نبضات خرج جهد سن المنشار التي تكون أعلى من مستوى إشارة التحكم (فوق خط مستقيم على شاشة الذبذبات).

تفضل ، أضف فولتًا آخر إلى دبوس "4" من الدائرة المصغرة. ماذا نرى؟ عند إخراج الدائرة المصغرة ، تكون النبضات القصيرة جدًا تقريبًا في نفس عرض تلك النبضات البارزة فوق الخط المستقيم لأعلى جهد سن المنشار. قم بتشغيل الامتداد على الذبذبات بحيث يمكن رؤية النبض بشكل أفضل.

هنا ، نرى نبضة قصيرة ، يتم خلالها فتح الترانزستور الناتج ، وبقية الوقت (الخط السفلي على الشاشة) سيتم إغلاقه.
حسنًا ، دعنا نحاول رفع الجهد عند الطرف "4" أكثر. قمنا بضبط الجهد عند الخرج بمقاومة قاطعة أعلى من مستوى جهد سن المنشار في GPN.

حسنًا ، هذا كل شيء ، ستتوقف PSU عن العمل من أجلنا ، لأن الإخراج "هادئ" تمامًا. لا توجد نبضات خرج ، لأنه في دبوس التحكم "4" لدينا مستوى جهد ثابت يزيد عن 3.3 فولت.
سيحدث نفس الشيء تمامًا إذا قمت بتطبيق إشارة تحكم على دبوس "3" ، أو على نوع من مضخم الخطأ. إذا كنت مهتمًا ، يمكنك التحقق من ذلك بنفسك. علاوة على ذلك ، إذا كانت إشارات التحكم موجودة فورًا على جميع مخرجات التحكم ، وتحكم في الدائرة المصغرة (سائدة) ، فستكون هناك إشارة من خرج التحكم ، ويكون اتساعها أكبر.

حسنًا ، دعنا نحاول فصل الإخراج "13" من السلك الشائع وتوصيله بإخراج "14" ، أي تبديل وضع تشغيل مفاتيح الإخراج من دورة واحدة إلى دورة مزدوجة. دعونا نرى ما يمكننا القيام به.

باستخدام ماكينة حلاقة ، نعيد الجهد عند الطرف "4" إلى الصفر. نشغل السلطة. ماذا نرى؟
عند إخراج الدائرة الدقيقة ، توجد أيضًا نبضات مستطيلة ذات مدة قصوى ، لكن معدل تكرارها أصبح نصف تواتر نبضات سن المنشار.
ستكون نفس النبضات على ترانزستور المفتاح الثاني للدائرة الدقيقة (دبوس 10) ، مع الاختلاف الوحيد هو أنه سيتم إزاحتها في الوقت المناسب بالنسبة لها بمقدار 180 درجة.
هناك أيضًا حد أقصى لدورة العمل (2٪). الآن لم يكن مرئيًا ، فأنت بحاجة إلى توصيل الشعاع الرابع من الذبذبات والجمع بين إشاري الخرج معًا. المسبار الرابع ليس في متناول اليد ، لذلك لم أفعله. من يريد ذلك ، تحقق منه بنفسك للتأكد من ذلك.

في هذا الوضع ، تعمل الدائرة الدقيقة بنفس الطريقة تمامًا كما هو الحال في وضع الدورة الواحدة ، مع الاختلاف الوحيد الذي يتمثل في أن الحد الأقصى لمدة نبضات الخرج هنا لن يتجاوز 48٪ من إجمالي مدة النبضة.
لذلك لن نفكر في هذا الوضع لفترة طويلة ، ولكن سنرى فقط نوع النبضات التي سنحصل عليها عند الجهد عند الطرف "4" من 2 فولت.

نرفع الجهد بمقاوم ضبط. انخفض عرض نبضات الخرج إلى 1/6 من إجمالي مدة النبضة ، أي أيضًا ضعف ما هو عليه في وضع الدورة الواحدة لتشغيل مفاتيح الإخراج (1/3 مرات هناك).
عند إخراج الترانزستور الثاني (دبوس 10) سيكون هناك نفس النبضات ، فقط في الوقت المناسب بزاوية 180 درجة.
حسنًا ، من حيث المبدأ ، قمنا بتحليل تشغيل وحدة التحكم PWM.

المزيد عن النتيجة "4". كما ذكرنا سابقًا ، يمكن استخدام هذا الدبوس لبدء تشغيل مزود الطاقة "برفق". كيف تنظمها؟
بسيط جدا. للقيام بذلك ، قم بالاتصال بسلسلة RC الناتجة "4". فيما يلي مثال على جزء الرسم التخطيطي:

كيف تعمل "البداية الناعمة" هنا؟ لنلق نظرة على الرسم التخطيطي. مكثف C1 متصل بـ ION (+5 فولت) من خلال المقاوم R5.
عندما يتم تطبيق الطاقة على الدائرة المصغرة (دبوس 12) ، يظهر +5 فولت عند دبوس 14. يبدأ شحن مكثف C1. يتدفق تيار الشحن للمكثف عبر المقاوم R5 ، في لحظة التشغيل ، يكون الحد الأقصى (يتم تفريغ المكثف) ويحدث انخفاض في الجهد بمقدار 5 فولت على المقاوم ، والذي يتم تطبيقه على الإخراج "4". هذا الجهد ، كما اكتشفنا بالفعل من خلال التجربة ، يحظر مرور النبضات إلى خرج الدائرة المصغرة.
مع شحن المكثف ، ينخفض ​​تيار الشحن وينخفض ​​الجهد عبر المقاوم وفقًا لذلك. ينخفض ​​أيضًا الجهد عند الطرف "4" وتبدأ النبضات في الظهور عند خرج الدائرة المصغرة ، والتي تزداد مدتها تدريجيًا (مع شحن المكثف). عندما يكون المكثف مشحونًا بالكامل ، يتوقف تيار الشحن ، ويصبح الجهد عند الطرف "4" قريبًا من الصفر ، ولا يؤثر الدبوس "4" على مدة نبضات الخرج. يدخل مصدر الطاقة في وضع التشغيل الخاص به.
بطبيعة الحال ، خمنت أن وقت بدء PSU (خرجه إلى وضع التشغيل) سيعتمد على قيمة المقاوم والمكثف ، ومن خلال اختيارهما سيكون من الممكن تنظيم هذه المرة.

حسنًا ، هذه باختصار النظرية والممارسة بأكملها ، ولا يوجد شيء معقد بشكل خاص هنا ، وإذا فهمت وفهمت تشغيل PWM ، فلن يكون من الصعب عليك فهم وفهم عمل PWMs الآخرين.

أتمنى لكم جميعا حظا سعيدا.

تنتمي الدائرة المصغرة المعنية إلى قائمة الدوائر الإلكترونية المتكاملة الأكثر شيوعًا والأكثر استخدامًا. كان سابقتها سلسلة Unitrode UC38xx لوحدات التحكم PWM. في عام 1999 ، تم شراء هذه الشركة من قبل شركة Texas Instruments ، ومنذ ذلك الحين بدأ تطوير خط من وحدات التحكم هذه ، مما أدى إلى إنشائها في أوائل القرن الحادي والعشرين. رقائق سلسلة TL494. بالإضافة إلى UPS المذكورة أعلاه ، يمكن العثور عليها في منظمات الجهد المستمر ، في محركات التحكم ، في البداية الناعمة ، باختصار ، أينما يتم استخدام التحكم في PWM.

من بين الشركات التي استنسخت هذه الدائرة الدقيقة ، هناك علامات تجارية مشهورة عالميًا مثل Motorola و Inc و International Rectifier و Fairchild Semiconductor و ON Semiconductor. يقدم كل منهم وصفًا تفصيليًا لمنتجاتهم ، ما يسمى بورقة بيانات TL494CN.

توثيق

يُظهر تحليل أوصاف النوع المدروس من الدوائر المصغرة من مختلف الصانعين الهوية العملية لخصائصها. إن كمية المعلومات التي تقدمها الشركات المختلفة هي نفسها تقريبًا. علاوة على ذلك ، تكرر ورقة بيانات TL494CN من علامات تجارية مثل Motorola و Inc و ON Semiconductor بعضها البعض في هيكلها وأرقامها وجداولها ورسومها البيانية. يختلف عرض المواد من قبل شركة Texas Instruments إلى حد ما عنهم ، ومع ذلك ، بعد دراسة متأنية ، يصبح من الواضح أن منتجًا مطابقًا هو المقصود.

الغرض من شريحة TL494CN

تقليديًا ، سنبدأ في وصفه بالغرض وقائمة الأجهزة الداخلية. إنها وحدة تحكم PWM ذات تردد ثابت مصممة بشكل أساسي لتطبيقات UPS وتحتوي على الأجهزة التالية:

• مولد جهد سن المنشار (GPN) ؛
• مضخمات الخطأ
• مصدر الجهد المرجعي (المرجع) +5 فولت ؛
• مخطط تعديل الوقت الميت ؛
• الإخراج للتيار يصل إلى 500 مللي أمبير ؛
• مخطط لاختيار وضع التشغيل بضربة واحدة أو اثنتين.

معلمات الحد

مثل أي دائرة كهربائية دقيقة أخرى ، يجب أن يحتوي وصف TL494CN على قائمة بأقصى خصائص الأداء المسموح بها. دعنا نمنحهم بناءً على بيانات من Motorola، Inc:

1. جهد الإمداد: 42 فولت.
2. جهد جامع الترانزستور الناتج: 42 فولت.
3. تيار جامع الترانزستور الناتج: 500 مللي أمبير.
4. نطاق جهد إدخال مكبر الصوت: -0.3 فولت إلى +42 فولت.
5. تبدد القوة (عند t< 45 °C): 1000 мВт.
6. نطاق درجة حرارة التخزين: -55 إلى +125 درجة مئوية.
7. نطاق درجة حرارة التشغيل المحيطة: من 0 إلى +70 درجة مئوية.

وتجدر الإشارة إلى أن المعلمة 7 لشريحة TL494IN أوسع إلى حد ما: من -25 إلى +85 درجة مئوية.

تصميم رقاقة TL494CN

يظهر الوصف باللغة الروسية لاستنتاجات جسدها في الشكل أدناه.

يتم وضع الدائرة المصغرة في بلاستيك (يشار إليه بالحرف N في نهاية التعيين) حزمة ذات 16 سنًا مع دبابيس من نوع pdp.

يظهر مظهره في الصورة أدناه.

TL494CN: مخطط وظيفي

لذا ، فإن مهمة هذه الدائرة الدقيقة هي تعديل عرض النبضة (PWM ، أو تعديل عرض النبض الإنجليزي (PWM)) لنبضات الجهد المتولدة داخل كل من UPS المنظمة وغير المنظمة. في إمدادات الطاقة من النوع الأول ، يصل نطاق مدة النبض ، كقاعدة عامة ، إلى أقصى قيمة ممكنة (~ 48٪ لكل مخرج في دوائر الدفع والسحب المستخدمة على نطاق واسع لتشغيل مضخمات صوت السيارة).

تحتوي شريحة TL494CN على إجمالي 6 دبابيس إخراج ، 4 منها (1 ، 2 ، 15 ، 16) هي مدخلات لمضخمات الأخطاء الداخلية المستخدمة لحماية UPS من الأحمال الزائدة الحالية والمحتملة. Pin # 4 هو مدخل إشارة من 0 إلى 3 فولت لضبط دورة عمل الموجة المربعة للإخراج ، و # 3 هو ناتج مقارنة ويمكن استخدامه بعدة طرق. 4 أخرى (أرقام 8 ، 9 ، 10 ، 11) عبارة عن مجمعات وبواعث مجانية للترانزستورات بحد أقصى للحمل المسموح به يبلغ 250 مللي أمبير (في الوضع المستمر ، لا يزيد عن 200 مللي أمبير). يمكن توصيلها في أزواج (9 مع 10 و 8 مع 11) للتحكم في الأجهزة الميدانية القوية بحد أقصى مسموح به للتيار يبلغ 500 مللي أمبير (لا يزيد عن 400 مللي أمبير في الوضع المستمر).

ما هو الهيكل الداخلي لـ TL494CN؟ يظهر مخططها في الشكل أدناه.

تحتوي الدائرة المصغرة على مصدر جهد مرجعي مدمج (ION) +5 V (رقم 14). عادة ما يتم استخدامه كجهد مرجعي (بدقة ± 1٪) مطبق على مدخلات الدوائر التي لا تستهلك أكثر من 10 مللي أمبير ، على سبيل المثال ، للدبوس 13 من اختيار تشغيل دورة واحدة أو دورتين من الدائرة المصغرة: في حالة وجود +5 V ، يتم تحديد الوضع الثاني ، إذا كان هناك جهد إمداد ناقص - الأول.

لضبط تردد مولد جهد سن المنشار (GPN) ، يتم استخدام مكثف ومقاوم متصلان بالدبابيس 5 و 6 على التوالي. وبالطبع ، تحتوي الدائرة المصغرة على محطات توصيل موجب وناقص لمصدر الطاقة (الرقمان 12 و 7 ، على التوالي) في النطاق من 7 إلى 42 فولت.

يمكن أن نرى من الرسم التخطيطي أن هناك عددًا من الأجهزة الداخلية في TL494CN. سيتم تقديم وصف باللغة الروسية لغرضهم الوظيفي أدناه أثناء عرض المواد.

وظائف محطة الإدخال

تمامًا مثل أي جهاز إلكتروني آخر. الدائرة الدقيقة المعنية لها مدخلات ومخرجات خاصة بها. سنبدأ بالأول. تم بالفعل تقديم قائمة بهذه المسامير TL494CN أعلاه. سيتم إعطاء وصف باللغة الروسية لغرضهم الوظيفي أدناه مع شرح مفصل.

الخلاصة 1

هذا هو المدخل الموجب (غير المقلوب) لمكبر الخطأ 1. إذا كان الجهد الموجود عليه أقل من الجهد الموجود على الطرف 2 ، فسيكون خرج مكبر الخطأ 1 منخفضًا. إذا كانت أعلى من الطرف 2 ، فإن إشارة مضخم الخطأ 1 سترتفع. يكرر إخراج مكبر الصوت بشكل أساسي المدخلات الإيجابية باستخدام الدبوس 2 كمرجع. سيتم وصف وظائف مضخمات الخطأ بمزيد من التفصيل أدناه.

الخلاصة 2

هذا هو الإدخال السلبي (المقلوب) لمكبر الخطأ 1. إذا كان هذا الدبوس أعلى من الطرف 1 ، فسيكون خرج مكبر الخطأ 1 منخفضًا. إذا كان الجهد عند هذا الدبوس أقل من الجهد عند الطرف 1 ، فسيكون خرج مكبر الصوت مرتفعًا.

الخلاصة 15

إنه يعمل تمامًا مثل رقم 2. غالبًا لا يتم استخدام مضخم الخطأ الثاني في TL494CN. في هذه الحالة ، تحتوي دائرة التبديل الخاصة بها على دبوس 15 متصل ببساطة بالـ 14 (الجهد المرجعي +5 فولت).

الاستنتاج 16

وهو يعمل بنفس الطريقة رقم 1. وعادة ما يتم توصيله بالمشترك رقم 7 عندما لا يتم استخدام مضخم الخطأ الثاني. مع توصيل الدبوس 15 بـ + 5V و # 16 متصلاً بالمشترك ، يكون خرج مكبر الصوت الثاني منخفضًا وبالتالي ليس له أي تأثير على تشغيل الشريحة.

الخلاصة 3

هذا الدبوس وكل مضخم TL494CN داخلي مقترن بصمام ثنائي. إذا تغيرت الإشارة عند خرج أي منها من منخفضة إلى عالية ، فإنها ترتفع أيضًا عند الرقم 3. عندما تتجاوز الإشارة الموجودة على هذا الدبوس 3.3 فولت ، تنطفئ نبضات الخرج (صفر دورة عمل). عندما يقترب الجهد الكهربائي من 0 فولت ، تكون مدة النبض القصوى. بين 0 و 3.3 فولت ، يتراوح عرض النبضة بين 50٪ و 0٪ (لكل من مخرجات وحدة التحكم PWM - على المسامير 9 و 10 في معظم الأجهزة).

إذا لزم الأمر ، يمكن استخدام الدبوس 3 كإشارة دخل ، أو يمكن استخدامه لتوفير التخميد لمعدل تغيير عرض النبض. إذا كان الجهد الكهربائي مرتفعًا (> ~ 3.5 فولت) ، فلا توجد طريقة لبدء تشغيل UPS على وحدة التحكم PWM (لن يكون هناك نبضات منه).

الاستنتاج 4

يتحكم في دورة عمل نبضات الخرج (التحكم في الوقت الميت المهندس). إذا كان الجهد الكهربي عليه قريبًا من 0 فولت ، فستكون الدائرة المصغرة قادرة على إخراج كل من الحد الأدنى الممكن والحد الأقصى لعرض النبض (وفقًا لما تحدده إشارات الإدخال الأخرى). إذا تم تطبيق جهد يبلغ حوالي 1.5 فولت على هذا الدبوس ، فسيتم تحديد عرض نبضة الخرج بـ 50٪ من أقصى عرضه (أو حوالي 25٪ من دورة العمل لوحدة تحكم PWM بالدفع والسحب). إذا كان الجهد الكهربي مرتفعًا (> ~ 3.5 فولت) ، فلا توجد طريقة لبدء تشغيل UPS على TL494CN. غالبًا ما تحتوي دائرة التحويل الخاصة بها على الرقم 4 ، وهي متصلة مباشرة بالأرض.

• من المهم أن تتذكر! يجب أن تكون الإشارة على السنون 3 و 4 أقل من ~ 3.3 فولت. ماذا يحدث إذا كانت قريبة ، على سبيل المثال ، + 5V؟ كيف سيتصرف TL494CN بعد ذلك؟ لن تولد دائرة محول الجهد الموجودة عليها نبضات ، أي لن يكون هناك جهد خرج من UPS.

الاستنتاج 5

يعمل على توصيل مكثف التوقيت Ct ، والاتصال الثاني متصل بالأرض. تكون قيم السعة عادةً 0.01 μF إلى 0.1 μF. تؤدي التغييرات في قيمة هذا المكون إلى تغيير في تردد GPN ونبضات الإخراج لوحدة التحكم PWM. كقاعدة عامة ، يتم هنا استخدام مكثفات عالية الجودة ذات معامل درجة حرارة منخفض جدًا (مع تغير طفيف جدًا في السعة مع تغير درجة الحرارة).

الاستنتاج 6

لتوصيل المقاوم ضبط الوقت Rt ، والاتصال الثاني متصل بالأرض. تحدد قيم Rt و Ct تكرار FPG.

• f = 1.1: (Rt x Ct).

الخلاصة 7

يتصل بالسلك المشترك لدائرة الجهاز على وحدة التحكم PWM.

الخلاصة 12

يتم تمييزه بالأحرف VCC. تم توصيل "زائد" من مزود الطاقة TL494CN به. تحتوي دارة التبديل الخاصة بها عادة على الرقم 12 المتصل بمفتاح إمداد الطاقة. تستخدم العديد من UPS هذا الدبوس لتشغيل وإيقاف تشغيل الطاقة (و UPS نفسه). إذا كان لديه +12 فولت ورقم 7 مؤرض ، فستعمل رقائق GPN و ION.

الخلاصة 13

هذا هو إدخال وضع التشغيل. تم وصف عملها أعلاه.

وظائف محطة الإخراج

تم إدراجها أيضًا أعلاه لـ TL494CN. سيتم إعطاء وصف باللغة الروسية لغرضهم الوظيفي أدناه مع شرح مفصل.

الخلاصة 8

يوجد 2 ترانزستورات npn على هذه الشريحة وهي مفاتيح الإخراج الخاصة بها. هذا الدبوس هو جامع الترانزستور 1 ، وعادة ما يكون متصلًا بمصدر جهد تيار مستمر (12 فولت). ومع ذلك ، يتم استخدامه في دوائر بعض الأجهزة كمخرج ، ويمكنك أن ترى التعرج عليه (وكذلك في رقم 11).

الخلاصة 9

هذا هو باعث الترانزستور 1. وهو يقود ترانزستور الطاقة الخاص بـ UPS (التأثير الميداني في معظم الحالات) في دائرة دفع وسحب ، إما مباشرة أو من خلال ترانزستور وسيط.

الخلاصة 10

هذا هو باعث الترانزستور 2. في التشغيل أحادي الدورة ، تكون الإشارة الموجودة عليه هي نفسها الموجودة في رقم 9. في وضع الدفع والسحب ، تكون الإشارات الموجودة في الرقمين 9 و 10 خارج الطور ، أي عندما مستوى الإشارة مرتفع عند أحدهما ومنخفض من الآخر والعكس صحيح. في معظم الأجهزة ، تؤدي الإشارات الصادرة من بواعث مفاتيح الترانزستور الناتج للدائرة الدقيقة المعنية إلى تشغيل ترانزستورات قوية ذات تأثير ميداني ، والتي يتم دفعها إلى حالة التشغيل عندما يكون الجهد عند المسامير 9 و 10 مرتفعًا (أعلى ~ 3.5 فولت ، ولكن لا يشير إلى المستوى 3.3 فولت في الرقمين 3 و 4).

الخلاصة 11

هذا هو مجمع الترانزستور 2 ، وعادة ما يكون متصلًا بمصدر جهد تيار مستمر (+12 فولت).

• ملحوظة: في الأجهزة الموجودة على TL494CN ، قد تحتوي دائرة التبديل على جامعات وبواعث الترانزستورات 1 و 2 كمخرجات لوحدة التحكم PWM ، على الرغم من أن الخيار الثاني أكثر شيوعًا. ومع ذلك ، هناك خيارات عندما تكون الدبابيس 8 و 11 عبارة عن مخرجات. إذا وجدت محولًا صغيرًا في الدائرة بين IC و FETs ، فمن المرجح أن يتم أخذ إشارة الخرج منها (من المجمعات).

الخلاصة 14

هذا هو خرج ION ، كما هو موضح أعلاه.

مبدأ التشغيل

كيف تعمل شريحة TL494CN؟ سنقدم وصفًا لترتيب عملها بناءً على مواد من شركة Motorola، Inc. يتم تحقيق ناتج تعديل عرض النبضة من خلال مقارنة إشارة سن المنشار الموجبة من المكثف Ct بإحدى إشاري التحكم. ترانزستورات الإخراج Q1 و Q2 هي NOR لفتحها فقط عندما ينخفض ​​إدخال ساعة الزناد (C1) (انظر الرسم التخطيطي لوظيفة TL494CN).

وبالتالي ، إذا كان مستوى الوحدة المنطقية عند الإدخال C1 للمشغل ، فسيتم إغلاق ترانزستورات الإخراج في كلا وضعي التشغيل: دورة واحدة ودفع سحب. إذا كانت هناك إشارة عند هذا الإدخال ، فعندئذٍ في وضع الدفع والسحب ، يتم فتح الترانزستور واحدًا تلو الآخر عند وصول نبض الساعة إلى المشغل. في وضع الدورة الواحدة ، لا يتم استخدام المشغل ، ويتم فتح كلا مفتاحي الإخراج بشكل متزامن.

هذه الحالة المفتوحة (في كلا الوضعين) ممكنة فقط في ذلك الجزء من فترة FPV عندما يكون جهد سن المنشار أكبر من إشارات التحكم. وبالتالي ، تؤدي الزيادة أو النقصان في حجم إشارة التحكم ، على التوالي ، إلى زيادة أو نقصان خطي في عرض نبضات الجهد عند مخرجات الدائرة المصغرة.

كإشارات تحكم ، يمكن استخدام الجهد من الدبوس 4 (التحكم في الوقت الميت) ، ومدخلات مضخمات الخطأ ، أو إدخال إشارة التغذية المرتدة من الدبوس 3.

الخطوات الأولى للعمل مع الدائرة الكهربائية الدقيقة

قبل صنع أي جهاز مفيد ، يوصى بدراسة كيفية عمل TL494CN. كيف تتحقق من أدائها؟

خذ اللوح الخاص بك ، وقم بتركيب الشريحة عليه ، وقم بتوصيل الأسلاك وفقًا للرسم التخطيطي أدناه.

إذا تم توصيل كل شيء بشكل صحيح ، فستعمل الدائرة. اترك الدبابيس 3 و 4 غير مجانية. استخدم راسم الذبذبات الخاص بك للتحقق من تشغيل FPV - يجب أن ترى جهد سن المنشار عند الطرف 6. ستكون المخرجات صفرًا. كيفية تحديد أدائهم في TL494CN. يمكن التحقق منها على النحو التالي:

1. قم بتوصيل إخراج الملاحظات (# 3) وإخراج التحكم في الوقت الميت (# 4) بالمشترك (# 7).
2. يجب أن تكون الآن قادرًا على اكتشاف نبضات مستطيلة عند مخرجات الشريحة.

كيفية تضخيم إشارة الخرج؟

ناتج TL494CN هو تيار منخفض جدًا ، وأنت بالتأكيد تريد المزيد من الطاقة. وبالتالي ، يجب أن نضيف بعض الترانزستورات القوية. أسهل استخدامًا (ومن السهل جدًا الحصول عليه - من اللوحة الأم القديمة للكمبيوتر) هي وحدات MOSFET ذات الطاقة ذات القنوات n. في الوقت نفسه ، يجب علينا عكس إخراج TL494CN ، لأنه إذا قمنا بتوصيل MOSFET ذي القناة n به ، فعند عدم وجود نبضة عند خرج الدائرة المصغرة ، ستكون مفتوحة لتدفق التيار المستمر. عندما يمكن أن تحترق ببساطة ... لذلك نخرج ترانزستور npn عالميًا ونوصله وفقًا للرسم التخطيطي أدناه.

يتم التحكم في الطاقة MOSFET في هذه الدائرة بشكل سلبي. هذا ليس جيدًا جدًا ، ولكنه مناسب تمامًا لأغراض الاختبار والطاقة المنخفضة. R1 في الدائرة هو حمل الترانزستور npn. حدده وفقًا لأقصى تيار مسموح به لمجمعه. يمثل R2 حمل مرحلة الطاقة لدينا. في التجارب التالية ، سيتم استبداله بمحول.

إذا نظرنا الآن إلى الإشارة في الطرف 6 من الدائرة المصغرة باستخدام راسم الذبذبات ، فسنرى "منشارًا". في رقم 8 (K1) ، لا يزال بإمكانك رؤية نبضات مستطيلة ، وعند تصريف MOSFET ، تكون النبضات متشابهة في الشكل ، لكنها أكبر.

وكيف تزيد الجهد عند الخرج؟

الآن دعنا نحصل على بعض الجهد مع TL494CN. مخطط التبديل والأسلاك هو نفسه - على اللوح. بالطبع ، لا يمكنك الحصول على جهد عالي بما فيه الكفاية ، خاصةً أنه لا يوجد بالوعة الحرارة على وحدات MOSFET الطاقة. ومع ذلك ، قم بتوصيل محول صغير بمرحلة الإخراج وفقًا لهذا الرسم التخطيطي.

يحتوي اللف الأساسي للمحول على 10 لفات. يحتوي اللف الثانوي على حوالي 100 دورة. وبالتالي ، فإن نسبة التحويل هي 10. إذا قمت بتطبيق 10V على الأساسي ، يجب أن تحصل على حوالي 100V عند الإخراج. قلب مصنوع من الفريت. يمكنك استخدام بعض النواة متوسطة الحجم من محول مزود طاقة الكمبيوتر.

كن حذرا ، خرج المحول هو الجهد العالي. التيار منخفض جدًا ولن يقتلك. ولكن يمكنك الحصول على ضربة جيدة. الخطر الآخر هو أنك إذا وضعت مكثفًا كبيرًا عند الخرج ، فسوف يخزن الكثير من الشحن. لذلك ، بعد إيقاف تشغيل الدائرة ، يجب تفريغها.

عند إخراج الدائرة ، يمكنك تشغيل أي مؤشر مثل المصباح الكهربائي ، كما في الصورة أدناه.

يعمل بجهد DC ويحتاج إلى حوالي 160 فولت ليضيء. (يبلغ مصدر الطاقة للجهاز بالكامل حوالي 15 فولت - بترتيب أقل من حيث الحجم.)

تُستخدم دائرة خرج المحول على نطاق واسع في أي UPS ، بما في ذلك مزودات طاقة الكمبيوتر. في هذه الأجهزة ، يعمل المحول الأول ، المتصل عبر مفاتيح الترانزستور بمخرجات وحدة التحكم PWM ، في الجزء منخفض الجهد من الدائرة ، بما في ذلك TL494CN ، من الجزء عالي الجهد ، والذي يحتوي على محول الجهد الرئيسي.

منظم ضغط كهربي

كقاعدة عامة ، في الأجهزة الإلكترونية الصغيرة محلية الصنع ، يتم توفير الطاقة من خلال جهاز كمبيوتر شخصي نموذجي ، مصنوع من TL494CN. دائرة إمداد الطاقة للكمبيوتر الشخصي معروفة جيدًا ، ويمكن الوصول إلى الكتل نفسها بسهولة ، حيث يتم التخلص من ملايين أجهزة الكمبيوتر القديمة سنويًا أو بيعها للحصول على قطع غيار. ولكن كقاعدة عامة ، لا تنتج وحدات UPS هذه الفولتية أعلى من 12 فولت. وهذا قليل جدًا بالنسبة لمحرك التردد المتغير. بالطبع ، يمكن للمرء أن يحاول استخدام جهاز UPS للجهد الزائد لـ 25 فولت ، ولكن سيكون من الصعب العثور عليه ، وسيتم تبديد الكثير من الطاقة عند 5 فولت في العناصر المنطقية.

ومع ذلك ، على TL494 (أو نظائرها) ، يمكنك بناء أي دوائر مع وصول إلى زيادة الطاقة والجهد. باستخدام الأجزاء النموذجية من جهاز UPS PC ووحدات MOSFET القوية من اللوحة الأم ، يمكنك إنشاء منظم جهد PWM على TL494CN. تظهر دائرة المحول في الشكل أدناه.

يمكنك أن ترى عليها الدائرة لتشغيل الدائرة المصغرة ومرحلة الإخراج على ترانزستورين: npn عالمي و MOS قوي.

الأجزاء الرئيسية: T1 ، Q1 ، L1 ، D1. يتم استخدام ثنائي القطب T1 لقيادة طاقة MOSFET متصلة بطريقة مبسطة ، ما يسمى. "سلبي". L1 عبارة عن محث من طابعة HP قديمة (حوالي 50 دورة ، ارتفاع 1 سم ، عرض 0.5 سم مع لفات ، خنق مفتوح). D1 من جهاز آخر. يتم توصيل TL494 بطريقة سلكية بديلة لما سبق ، على الرغم من إمكانية استخدام أي منهما.

C8 عبارة عن سعة صغيرة ، لمنع تأثير الضوضاء التي تدخل مدخلات مضخم الخطأ ، ستكون قيمة 0.01 فائق التوهج طبيعية إلى حد ما. القيم الأكبر ستبطئ ضبط الجهد المطلوب.

C6 هو مكثف أصغر ويستخدم لفلترة ضوضاء عالية التردد. قدرتها تصل إلى عدة مئات من البيكوفاراد.

هذا المشروع هو أحد أطول المشاريع التي قمت بها. طلب شخص واحد مصدر طاقة لمضخم الطاقة.
لم تتح لي الفرصة من قبل لصنع مثل هذه النبضات القوية من النوع المستقر ، على الرغم من الخبرة في التجميع IIPكبيرة جدا. كانت هناك العديد من المشاكل أثناء البناء. في البداية ، أريد أن أقول إن المخطط غالبًا ما يتم العثور عليه على الشبكة ، أو بشكل أكثر دقة ، على موقع interalka ، ولكن ... المخطط ليس مثاليًا في البداية ، مع وجود أخطاء ، وعلى الأرجح لن يعمل إذا تم تجميعه تمامًا وفقًا لـ المخطط من الموقع.

على وجه الخصوص ، قمت بتغيير مخطط اتصال المولد ، وأخذت الرسم التخطيطي من ورقة البيانات. قمت بتجديد وحدة إمداد الطاقة لدائرة التحكم ، بدلاً من المقاومات المتوازية 2 وات ، استخدمت SMPS 15 Volt 2 Ampere منفصلة ، مما جعل من الممكن التخلص من العديد من المشاكل.
لقد استبدلت بعض المكونات من أجل راحتي وأطلقت كل شيء في أجزاء ، وقمت بإعداد كل عقدة على حدة.
بضع كلمات حول تصميم مصدر الطاقة. هذه وحدة إمداد طاقة تحويل قوية في طوبولوجيا الجسر ، ولديها استقرار لجهد الخرج ، ودائرة كهربائية قصيرة وحماية من الحمل الزائد ، وكل هذه الوظائف تخضع للتعديل.
الطاقة في حالتي هي 2000 واط ، لكن الدائرة ستسمح لك بإزالة ما يصل إلى 4000 واط دون أي مشاكل إذا استبدلت المفاتيح والجسر وحشو الإلكتروليتات عند 4000 ميكروفاراد. على حساب الشوارد - يتم اختيار السعة بناءً على حساب 1 واط - 1 ميكرو فاراد.
جسر الصمام الثنائي - 30 أمبير 1000 فولت - تجميع جاهز ، له تدفق هواء منفصل خاص به (مبرد)
فتيل التيار الكهربائي 25-30 أمبير.
الترانزستورات - IRFP460، حاول اختيار ترانزستورات بجهد 450-700 فولت ، مع أصغر سعة بوابة وبأقل مقاومة للقناة المفتوحة للمفتاح. في حالتي ، كانت هذه المفاتيح هي الخيار الوحيد ، على الرغم من أنها يمكن أن توفر طاقة معينة في دائرة الجسر. يتم تثبيتها على المشتت الحراري المشترك ، ومن الضروري عزلها عن بعضها البعض ، يحتاج المشتت الحراري إلى تبريد مكثف.
مرحل بدء التشغيل الناعم - 30 أمبير مع ملف 12 فولت. في البداية ، عندما تكون الوحدة متصلة بشبكة 220 فولت ، فإن تيار البدء ليس كبيرًا جدًا بحيث يمكنه حرق الجسر وأكثر من ذلك بكثير ، لذا فإن وضع البداية الناعمة لمصادر الطاقة من هذا الرتبة ضروري. عند الاتصال بالشبكة من خلال المقاوم المحدد (سلسلة من المقاومات المتصلة بالسلسلة 3 × 22 أوم 5 واط في حالتي) ، يتم شحن الإلكتروليتات. عندما يكون الجهد الكهربائي عليها مرتفعًا بدرجة كافية ، يتم تنشيط مصدر طاقة دائرة التحكم (15 فولت 2 أمبير) ، مما يغلق المرحل ومن خلال الأخير يتم توفير الطاقة (الطاقة) الرئيسية للدائرة.
المحول - في حالتي ، على 4 حلقات 45x28x8 2000 نانومتر ، النواة ليست حرجة ويجب حساب كل شيء مرتبط بها باستخدام برامج متخصصة ، كما هو الحال مع اختناقات خرج التثبيت الجماعي.

تحتوي وحدتي على 3 لفات ، توفر جميعها جهدًا ثنائي القطب. الملف الأول (الرئيسي ، الطاقة) عند +/- 45 فولت بتيار 20 أمبير - لتشغيل مراحل الإخراج الرئيسية (مكبر التيار) UMZCH ، والثاني +/- 55 فولت 1.5 أمبير - لتشغيل المراحل التفاضلية مكبر الصوت الثالث +/- 15 لتشغيل وحدة المرشح.

المولد مبني عليه TL494، ضبطها إلى 80 كيلوهرتز ، سائق آخر IR2110لإدارة المفاتيح.
يتم لف المحول الحالي على حلقة 2000NM 20x12x6 - يتم لف الملف الثانوي بسلك 0.3 مم MGTF ويتكون من 2x45 دورة.
كل شيء قياسي في جزء الإخراج ، يتم استخدام جسر من الثنائيات KD2997 كمقوم لملف الطاقة الرئيسي - بتيار 30 أمبير. الجسر للملف 55 فولت هو الثنائيات UF5408 ، وللفائف منخفضة الطاقة 15 فولت - UF4007. استخدم فقط الثنائيات السريعة أو فائقة السرعة ، على الرغم من أنه يمكنك استخدام الثنائيات النبضية العادية بجهد عكسي لا يقل عن 150-200 فولت (يعتمد الجهد والتيار للديودات على معلمات الملف).
المكثفات بعد المعدل 100 فولت (بهامش) ، السعة 1000 ميكروفاراد ، لكن بالطبع سيكون هناك المزيد من مكبرات الصوت على اللوحة نفسها.

استكشاف الأخطاء وإصلاحها في المخطط الأولي.
لن أعطي مخططي ، لأنه يختلف قليلاً عن المخطط المشار إليه. لا أستطيع إلا أن أقول أنه في الدائرة 15 ، يكون خرج TL مفكوكًا من 16 وملحمًا إلى 13/14 مخرجًا. بعد ذلك ، نزيل المقاومات R16 / 19/20/22 2 وات ، ونقوم بتغذية وحدة التحكم بوحدة إمداد طاقة منفصلة 16-18 فولت 1-2 أمبير.
تم استبدال المقاوم R29 بـ 6.8-10 كيلو أوم. نستثني أزرار SA3 / SA4 من الدائرة (لا نغلقها بأي حال من الأحوال! سيكون هناك طفرة!). نستبدل R8 / R9 - سوف يحترقون في المرة الأولى التي يتم فيها توصيلهم ، لذلك نستبدلها بمقاوم 5 وات 47-68 أوم ، يمكنك استخدام عدة مقاومات متصلة بالسلسلة مع الطاقة المحددة.
R42 - نستبدلها بصمام زينر بجهد التثبيت المطلوب. ننصح بشدة جميع المقاومات المتغيرة في الدائرة باستخدام نوع متعدد الدورات ، للحصول على الإعداد الأكثر دقة.
الحد الأدنى لاستقرار الجهد هو 18-25 فولت ، وسوف يتعطل التوليد أكثر.

[+] تستكمل بملفات الحجم والصور.

مخطط ووصف التعديلات

أرز. واحد

يتم استخدام شريحة TL494 كوحدة تحكم تحكم PWM D1. يتم إنتاجه من قبل عدد من الشركات الأجنبية تحت أسماء مختلفة. على سبيل المثال ، IR3M02 (SHARP ، اليابان) ، µА494 (FAIRCHILD ، الولايات المتحدة الأمريكية) ، КА7500 (SAMSUNG ، كوريا) ، МВ3759 (FUJITSU ، اليابان) - إلخ. كل هذه الدوائر الدقيقة هي نظائر للدائرة الدقيقة KR1114EU4.

قبل الترقية ، تحتاج إلى التحقق من قابلية تشغيل UPS ، وإلا فلن يأتي أي شيء جيد.

نقوم بإزالة المفتاح 115/230 فولت والمآخذ لتوصيل الأسلاك. بدلاً من المقبس العلوي ، نقوم بتثبيت مقياس ميكرومتر RA1 لـ 150-200 μA من مسجلات شريط الكاسيت ، ويتم إزالة المقياس الأصلي ، ويتم تثبيت مقياس مصنوع يدويًا باستخدام برنامج FrontDesigner بدلاً من ذلك ، ويتم إرفاق ملفات المقياس.

نغلق مكان المقبس السفلي بفتحات القصدير والحفر للمقاومات R4 و R10. على اللوحة الخلفية للحالة ، نقوم بتثبيت المحطات الطرفية Kl1 و Kl2. على لوحة UPS ، نترك الأسلاك القادمة من حافلات GND و + 12V ، ونلحمها في المحطات الطرفية Kl1 و Kl2. سلك PS-ON (إن وجد) متصل بالأرض (GND).

باستخدام قاطع معدني ، قمنا بقص المسارات على لوحة الدوائر المطبوعة UPS المؤدية إلى المحطات رقم 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 13 ، 14 ، 15 ، 16 من الدائرة المصغرة DA1 ولحام الأجزاء وفقًا للرسم التخطيطي (الشكل. 1).

نستبدل جميع المكثفات الإلكتروليتية في ناقل 12 فولت بجهد 25 فولت. نقوم بتوصيل المروحة العادية M1 من خلال منظم الجهد DA2.
أثناء التثبيت ، يجب أيضًا مراعاة أن المقاومات R12 و R13 تسخن أثناء تشغيل الوحدة ، ويجب وضعها بالقرب من المروحة.

تم تجميعه بشكل صحيح ، بدون أخطاء ، يبدأ الجهاز على الفور. من خلال تغيير مقاومة المقاوم R10 ، نتحقق من حدود ضبط جهد الخرج ، من حوالي 3-6 إلى 18-25 فولت (حسب الحالة المحددة). نختار مقاومًا ثابتًا متسلسلًا مع R10 ، مما يحد من الحد الأعلى للضبط عند المستوى الذي نحتاجه (لنقل 14 فولت). نقوم بتوصيل الحمل بالأطراف (بمقاومة 2-3 أوم) وبتغيير مقاومة المقاوم R4 نقوم بتنظيم التيار في الحمل.

إذا كان +12 V 8 A مكتوبًا على ملصق UPS ، فلا يجب أن تحاول إزالة 15 أمبير منه.

المجموع

هذا كل ما يمكنك إغلاق السقف. يمكن استخدام هذا الجهاز كمصدر طاقة معمل وكشاحن بطارية. في الحالة الأخيرة ، يجب ضبط المقاوم R10 على الجهد النهائي للبطارية المشحونة (على سبيل المثال ، 14.2 فولت لبطارية حمض السيارة) ، قم بتوصيل الحمل وضبط تيار الشحن باستخدام المقاوم R4. في حالة وجود شاحن لبطاريات السيارات ، يمكن استبدال المقاوم R10 بشاحن ثابت.

في بعض الحالات ، لوحظ نفخة المحولات ، وتم التخلص من هذا التأثير عن طريق توصيل مكثف 0.1 فائق التوهج من الدبوس رقم 1 من DA1 إلى العلبة (GND) أو عن طريق توصيل مكثف 10000 فائق التوهج بالتوازي مع مكثف C3.

الملفات

موازين 8 ، 12 ، 16 ، 20 أمبير في FrontDesigner
▼ 🕗 20/05/13 ⚖️ 7.3 كيلوبايت ⇣ 312