Schakelende voeding op basis van tl494. Schakelende laboratoriumvoeding op TL494. Het uiterlijk van de microschakeling

De meeste moderne schakelende voedingen zijn gemaakt op TL494-microschakelingen, een schakelende PWM-controller. Het vermogensgedeelte is gemaakt op krachtige elementen, zoals transistors.Het TL494-schakelcircuit is eenvoudig, er is een minimum aan extra radiocomponenten vereist, het wordt in detail beschreven in het gegevensblad.

Wijzigingsmogelijkheden: TL494CN, TL494CD, TL494IN, TL494C, TL494CI.

Hij schreef ook recensies van andere populaire IC's.

1. Kenmerken en functionaliteit
2. Analogen
3. Typische schakelcircuits voor een voedingseenheid op TL494
4. Schema's van voedingen
5. Wijziging van ATX PSU in een laboratoriumvoeding
6.Gegevensblad
7. Grafieken van elektrische kenmerken
8. De functionaliteit van de microschakeling

Functies en functionaliteit

De TL494-chip is ontworpen als een PWM-controller voor schakelende voedingen, met een vaste werkfrequentie. Voor het instellen van de werkfrequentie zijn twee extra externe elementen, een weerstand en een condensator, vereist. De microschakeling heeft een referentiespanningsbron van 5V, waarvan de fout 5% is.

Omvang gespecificeerd door de fabrikant:

voedingen met een vermogen van meer dan 90W AC-DC met PFC;
magnetrons;
boost converters van 12V naar 220V;
voedingsbronnen voor servers;
omvormers voor zonne-energie;
elektrische fietsen en motorfietsen;
buck-omzetters;
rookmelders;
desktop computers.

Analogen

De bekendste analogen van de TL494-chip zijn de binnenlandse KA7500B, KR1114EU4 van Fairchild, Sharp IR3M02, UA494, Fujitsu MB3759. Het schakelcircuit is vergelijkbaar, de pinout kan verschillen.

De nieuwe TL594 is een analoog van de TL494 met verbeterde comparatornauwkeurigheid. TL598 analoog van TL594 met uitgangsrepeater.

Typische schakelcircuits voor een voedingseenheid op TL494

De hoofdschakelcircuits van de TL494 zijn samengesteld uit datasheets van verschillende fabrikanten. Ze kunnen als basis dienen voor de ontwikkeling van vergelijkbare apparaten met vergelijkbare functionaliteit.

Voedingsschema's

Ik zal geen rekening houden met complexe circuits van schakelende voedingen TL494. Ze vereisen veel details en tijd, dus het is niet rationeel om het zelf te maken. Het is gemakkelijker om een kant-en-klare soortgelijke module van de Chinezen te kopen voor 300-500 roebel.

Let bij het monteren van step-up spanningsomzetters vooral op de koeling van de vermogenstransistors aan de uitgang. Voor 200W zal de output een stroom van ongeveer 1A zijn, relatief niet veel. Stabiliteitstests moeten worden uitgevoerd met de maximaal toegestane belasting. De benodigde belasting wordt het best gevormd door gloeilampen van 220 volt met een vermogen van 20w, 40w, 60w, 100w. Oververhit transistoren niet met meer dan 100 graden. Neem de veiligheidsvoorschriften in acht bij het werken met hoogspanning. Zeven keer meten, één keer aanzetten.

De boost-converter op de TL494 vereist bijna geen afstemming, de herhaalbaarheid is hoog. Controleer weerstands- en condensatorwaarden vóór montage. Hoe kleiner de afwijking, hoe stabieler de omvormer zal werken van 12 tot 220 volt.

Het is beter om de temperatuur van transistors te regelen met een thermokoppel. Als de radiator klein is, is het gemakkelijker om een ventilator te installeren om geen nieuwe radiator te installeren.

Ik moest met mijn eigen handen een voeding maken voor de TL494 voor een subwooferversterker in een auto. In die tijd werden auto-omvormers van 12V tot 220V niet verkocht en hadden de Chinezen geen Aliexpress. Als ULF-versterker gebruikte ik een TDA-serie chip van 80W.

De afgelopen 5 jaar is de belangstelling voor elektrisch aangedreven technologie toegenomen. Dit werd mogelijk gemaakt door de Chinezen, die begonnen met de massaproductie van elektrische fietsen, moderne wielmotoren met een hoog rendement. Ik beschouw tweewielige en eenwielige gyroscooters als de beste implementatie.In 2015 kocht het Chinese bedrijf Ninebot de Amerikaanse Segway en begon met de productie van 50 soorten Segway-type elektrische scooters.

Om een krachtige laagspanningsmotor aan te drijven is een goede besturing nodig.

Wijziging van ATX PSU in een laboratoriumvoeding

Elke radioamateur heeft een krachtige ATX-voeding van een computer die 5V en 12V levert. Het vermogen is van 200W tot 500W. Als u de parameters van de besturingscontroller kent, kunt u de parameters van de ATX-bron wijzigen. Verhoog bijvoorbeeld de spanning van 12 naar 30V. 2 methoden zijn populair, een van Italiaanse radioamateurs.

Overweeg de Italiaanse methode, die zo eenvoudig mogelijk is en geen herwikkeling van transformatoren vereist. De ATX-uitvoer wordt volledig verwijderd en gefinaliseerd volgens het schema. Een groot aantal radioamateurs herhaalde dit schema vanwege de eenvoud. Uitgangsspanning van 1V tot 30V, stroom tot 10A.

Data papier

De microschakeling is zo populair dat hij door verschillende fabrikanten wordt geproduceerd, terloops vond ik 5 verschillende datasheets, van Motorola, Texas Instruments en andere minder bekende. De meest complete datasheet TL494 is van Motorola, die ik zal publiceren.

Alle datasheets kunt u per stuk downloaden:

Motorola;
Texas Instruments - de beste datasheet;
Contek

Nikolai Petroesjov

TL494, wat voor "beest" is dit?

TL494 (Texas Instruments) is waarschijnlijk de meest voorkomende PWM-controller, op basis waarvan het grootste deel van computervoedingen en voedingsonderdelen van verschillende huishoudelijke apparaten is gemaakt.
En nu is deze microschakeling behoorlijk populair bij radioamateurs die betrokken zijn bij de constructie van schakelende voedingen. De binnenlandse analoog van deze microschakeling is M1114EU4 (KR1114EU4). Bovendien produceren verschillende buitenlandse bedrijven deze microschakeling met verschillende namen. Bijvoorbeeld IR3M02 (Sharp), KA7500 (Samsung), MB3759 (Fujitsu). Het is allemaal dezelfde chip.
Haar leeftijd is veel jonger dan TL431. Het werd ergens eind jaren 90 - begin jaren 2000 geproduceerd door Texas Instruments.
Laten we samen proberen uit te zoeken wat het is en wat voor "beest" het is? We zullen de TL494-chip (Texas Instruments) overwegen.

Dus laten we beginnen met te kijken naar wat erin zit.

Verbinding.

Het bevat:
- zaagtandspanningsgenerator (GPN);
- comparator dode tijdaanpassing (DA1);
- PWM-aanpassingsvergelijker (DA2);
- foutversterker 1 (DA3), voornamelijk gebruikt voor spanning;
- foutversterker 2 (DA4), voornamelijk gebruikt door het stroombegrenzingssignaal;
- een stabiele referentiespanningsbron (ION) voor 5V met een externe uitgang 14;
- regelcircuit van de eindtrap.

Dan zullen we natuurlijk al zijn componenten overwegen en proberen uit te zoeken waar dit allemaal voor is en hoe het allemaal werkt, maar eerst zullen we de operationele parameters (kenmerken) moeten geven.

Opties	min.	Max.	Eenheid Wijziging
V CC Voedingsspanning	7	40	BIJ
V I Ingangsspanning versterker	-0,3	VCC-2	BIJ
V O Collectorspanning		40	BIJ
Collectorstroom (elke transistor)		200	mA
Terugkoppelingsstroom		0,3	mA
f OSC Oscillatorfrequentie	1	300	kHz
C T Alternator Condensator	0,47	10000	nF
R T Weerstand generatorweerstand	1,8	500	kohm
T A Bedrijfstemperatuur TL494C TL494I	0	70	° C
T A Bedrijfstemperatuur TL494C TL494I	-40	85	° C

De beperkende kenmerken zijn als volgt;

Voedingsspanning ............................................... .....41B

Ingangsspanning versterker ...............................(Vcc+0,3)V

Uitgangsspanning collector................................41V

Uitgangsstroom collector ............................................... .....250mA

Totale vermogensdissipatie in continue modus....1W

De locatie en het doel van de pinnen van de microschakeling.

Conclusie 1

Dit is de niet-inverterende (positieve) ingang van foutversterker 1.
Als de ingangsspanning erop lager is dan de spanning op pin 2, dan komt er geen spanning op de uitgang van deze foutversterker 1 (de uitgang zal laag zijn) en heeft dit geen invloed op de breedte (duty cycle) van de uitgangspulsen.
Als de spanning op deze pin hoger is dan op pin 2, dan zal er spanning verschijnen aan de uitgang van deze versterker 1 (de uitgang van versterker 1 zal een hoog niveau hebben) en zal de breedte (duty cycle) van de uitgangspulsen de meer, hoe hoger de uitgangsspanning van deze versterker (maximaal 3,3 volt).

Conclusie 2

Dit is de inverterende (negatieve) ingang van foutversterker 1.
Als de ingangsspanning op deze pin hoger is dan pin 1, zal er geen spanningsfout zijn aan de uitgang van de versterker (de uitgang zal laag zijn) en heeft dit geen effect op de breedte (duty cycle) van de uitgangspulsen.
Als de spanning op deze pin lager is dan op pin 1, zal de output van de versterker hoog zijn.

De foutversterker is een conventionele opamp met een versterking in de orde van = 70..95dB voor gelijkspanning (Ku = 1 bij een frequentie van 350 kHz). Het ingangsspanningsbereik van de op-amp strekt zich uit van -0,3V tot de voedingsspanning, min 2V. Dat wil zeggen dat de maximale ingangsspanning minimaal twee volt lager moet zijn dan de voedingsspanning.

Conclusie 3

Dit zijn de uitgangen van foutversterkers 1 en 2 die via diodes (OF-schakeling) op deze uitgang zijn aangesloten. Als de spanning aan de uitgang van een willekeurige versterker verandert van laag naar hoog, dan gaat deze op pin 3 ook hoog.
Als de spanning op deze pin hoger is dan 3,3 V, verdwijnen de pulsen aan de uitgang van de microschakeling (zero duty cycle).
Als de spanning op deze pin dicht bij 0 V ligt, is de duur van de uitgangspulsen (duty cycle) maximaal.

Pin 3 wordt normaal gesproken gebruikt om feedback te geven aan versterkers, maar indien nodig kan pin 3 ook worden gebruikt als ingang om pulsbreedtevariatie te leveren.
Als de spanning erop hoog is (> ~ 3,5 V), dan zullen er geen pulsen zijn aan de uitgang van de MS. De voeding start in geen geval op.

Conclusie 4

Het regelt het bereik van verandering van "dode" tijd (eng. Dead-Time Control), in principe is dit dezelfde duty cycle.
Als de spanning erop bijna 0 V is, heeft de uitgang van de microschakeling zowel de minimaal mogelijke als de maximale pulsbreedte, die respectievelijk kan worden ingesteld door andere ingangssignalen (foutversterkers, pin 3).
Als de spanning op deze pin ongeveer 1,5 V is, zal de breedte van de uitgangspulsen ongeveer 50% van hun maximale breedte bedragen.
Als de spanning op deze pin hoger is dan 3,3 V, zullen er geen pulsen zijn aan de uitgang van de MS. De voeding start in geen geval op.
Maar u moet niet vergeten dat met een toename van de "dode" tijd het PWM-aanpassingsbereik zal afnemen.

Door de spanning op pin 4 te wijzigen, kunt u een vaste breedte van de "dode" tijd (R-R-deler) instellen, een softstartmodus in de PSU (R-C-keten) implementeren, de MS op afstand uitschakelen (sleutel) en u kan deze pin ook gebruiken als een lineaire besturingsingang.

Laten we eens kijken (voor degenen die het niet weten) wat "dode" tijd is en waar het voor dient.
Wanneer een push-pull-voedingscircuit in werking is, worden pulsen afwisselend van de uitgangen van de microschakeling naar de bases (poorten) van de uitgangstransistors gevoerd. Aangezien elke transistor een traagheidselement is, kan deze niet onmiddellijk sluiten (openen) wanneer een signaal wordt verwijderd (toegepast) van de basis (poort) van de uitgangstransistor. En als pulsen worden toegepast op de uitgangstransistors zonder "dode" tijd (dat wil zeggen, een puls wordt verwijderd van de ene en onmiddellijk toegepast op de tweede), kan er een moment komen waarop de ene transistor geen tijd heeft om te sluiten en de tweede heeft al geopend. Dan zal de volledige stroom (doorstroom genoemd) door beide open transistors stromen en de belasting omzeilen (transformatorwikkeling), en aangezien deze door niets wordt beperkt, zullen de uitgangstransistors onmiddellijk uitvallen.
Om dit te voorkomen, is het nodig na het einde van de ene puls en vóór het begin van de volgende - er is enige tijd verstreken, voldoende voor het betrouwbaar sluiten van de uitgangstransistor, van de ingang waarvan het stuursignaal is verwijderd.
Deze tijd wordt "dode" tijd genoemd.

Ja, zelfs als je naar de figuur kijkt met de samenstelling van de microschakeling, zien we dat pin 4 via een spanningsbron van 0,1-0,12 V is verbonden met de ingang van de dodetijdaanpassingscomparator (DA1). Waarom is dit gedaan?
Dit wordt alleen gedaan zodat de maximale breedte (duty cycle) van de uitgangspulsen nooit gelijk is aan 100%, om de veilige werking van de uitgangstransistors (uitgangstransistors) te garanderen.
Dat wil zeggen, als u pin 4 op een gemeenschappelijke draad "zet", dan zal er aan de ingang van de comparator DA1 nog steeds geen nulspanning zijn, maar er zal een spanning zijn van precies deze waarde (0,1-0,12 V) en pulsen van de zaagtandspanningsgenerator (GPN) verschijnt alleen aan de uitgang van de microschakeling wanneer hun amplitude op pin 5 deze spanning overschrijdt. Dat wil zeggen, de microschakeling heeft een vaste maximale duty cycle-drempel van de uitgangspulsen, die niet hoger zal zijn dan 95-96% voor de single-cycle werking van de uitgangstrap en 47,5-48% voor de twee-cyclische werking van de output fase.

Conclusie 5

Dit is de uitgang van de GPN, het is ontworpen om er een tijdsinstellingscondensator Ct op aan te sluiten, waarvan het tweede uiteinde is verbonden met een gemeenschappelijke draad. De capaciteit wordt meestal gekozen uit 0,01 μF tot 0,1 μF, afhankelijk van de uitgangsfrequentie van de FPG-pulsen van de PWM-controller. In de regel worden hier hoogwaardige condensatoren gebruikt.
De uitgangsfrequentie van de GPN kan gewoon op deze pin worden geregeld. Het bereik van de uitgangsspanning van de generator (de amplitude van de uitgangspulsen) ligt ergens in de buurt van 3 volt.

Conclusie 6

Het is ook de uitgang van de GPN, ontworpen om er een tijdinstelweerstand Rt op aan te sluiten, waarvan het tweede uiteinde is verbonden met een gemeenschappelijke draad.
De waarden van Rt en Ct bepalen de uitgangsfrequentie van de GPN en worden berekend met de formule voor een bewerking met één cyclus;

Voor een push-pull-bedrijfsmodus heeft de formule de volgende vorm;

Voor PWM-controllers van andere bedrijven wordt de frequentie berekend met dezelfde formule, behalve dat het nummer 1 moet worden gewijzigd in 1.1.

Conclusie 7

Het maakt verbinding met de gemeenschappelijke draad van het apparaatcircuit op de PWM-controller.

Conclusie 8

De microschakeling heeft een uitgangstrap met twee uitgangstransistors, die de uitgangstoetsen zijn. De collector- en emitteraansluitingen van deze transistors zijn vrij en daarom kunnen deze transistors, afhankelijk van de behoefte, in het circuit worden opgenomen om zowel met een gemeenschappelijke emitter als met een gemeenschappelijke collector te werken.
Afhankelijk van de spanning op pin 13 kan deze eindtrap zowel in push-pull als in single-cycle bedrijf werken. Bij een enkele cyclus kunnen deze transistors parallel worden geschakeld om de belastingsstroom te verhogen, wat meestal wordt gedaan.
Pen 8 is dus de collectorpen van transistor 1.

Conclusie 9

Dit is de emitteraansluiting van transistor 1.

Conclusie 10

Dit is de emitteraansluiting van transistor 2.

Conclusie 11

Dit is de collector van transistor 2.

Conclusie 12

Op deze pin wordt de "plus" van de TL494CN voeding aangesloten.

Conclusie 13

Dit is de uitgang voor het selecteren van de bedrijfsmodus van de eindtrap. Als deze pin is verbonden met aarde, werkt de eindtrap in single-ended-modus. De uitgangssignalen aan de uitgangen van de transistorschakelaars zullen gelijk zijn.
Zet je op deze pin een spanning van +5 V (verbind pin 13 en 14 met elkaar), dan werken de uitgangstoetsen in push-pull-modus. De uitgangssignalen aan de klemmen van de transistorschakelaars zullen uit fase zijn en de frequentie van de uitgangspulsen zal de helft zijn.

Conclusie 14

Dit is de output van de stal En bron O porno H spanning (ION), Met een uitgangsspanning van +5 V en een uitgangsstroom van maximaal 10 mA, die kan worden gebruikt als vergelijkingsreferentie in foutversterkers en voor andere doeleinden.

Conclusie 15

Het werkt precies zoals pin 2. Als er geen tweede foutversterker wordt gebruikt, wordt pin 15 gewoon aangesloten op pin 14 (+5V referentie).

Conclusie 16

Het werkt op dezelfde manier als pin 1. Als de tweede foutversterker niet wordt gebruikt, wordt deze meestal aangesloten op de gemeenschappelijke draad (pin 7).
Met pin 15 verbonden met +5V en pin 16 verbonden met aarde, is er geen uitgangsspanning van de tweede versterker, dus het heeft geen effect op de werking van de chip.

Het werkingsprincipe van de microschakeling.

Dus hoe werkt de TL494 PWM-controller.
Hierboven hebben we in detail het doel van de pinnen van deze microschakeling onderzocht en welke functie ze vervullen.
Als dit alles zorgvuldig wordt geanalyseerd, wordt uit dit alles duidelijk hoe deze chip werkt. Maar ik zal nogmaals heel kort het principe van zijn werk beschrijven.

Wanneer de microschakeling typisch is ingeschakeld en er stroom aan wordt geleverd (min naar pin 7, plus naar pin 12), begint de GPN zaagtandpulsen te genereren met een amplitude van ongeveer 3 volt, waarvan de frequentie afhangt van de C en R verbonden met pennen 5 en 6 van de microschakeling.
Als de waarde van de besturingssignalen (op pinnen 3 en 4) kleiner is dan 3 volt, verschijnen er rechthoekige pulsen op de uitgangstoetsen van de microschakeling, waarvan de breedte (duty cycle) afhangt van de waarde van de besturingssignalen op pinnen 3 en 4.
Dat wil zeggen, de microschakeling vergelijkt de positieve zaagtandspanning van de condensator Ct (C1) met een van de twee stuursignalen.
De logische circuits voor het besturen van de uitgangstransistors VT1 en VT2 openen deze alleen wanneer de spanning van de zaagtandpulsen hoger is dan de stuursignalen. En hoe groter dit verschil, hoe breder de uitgangspuls (meer duty cycle).
De stuurspanning op pin 3 is op zijn beurt afhankelijk van de signalen aan de ingangen van operationele versterkers (foutversterkers), die op hun beurt de uitgangsspanning en uitgangsstroom van de PSU kunnen regelen.

Dus een toename of afname van de waarde van een stuursignaal veroorzaakt respectievelijk een lineaire afname of toename van de breedte van de spanningspulsen aan de uitgangen van de microschakeling.
Als besturingssignalen, zoals hierboven vermeld, kan de spanning van pin 4 (dode tijdregeling), de ingangen van foutversterkers of het feedbacksignaal dat rechtstreeks van pin 3 wordt ingevoerd, worden gebruikt.

Theorie, zoals ze zeggen, is theorie, maar het zal veel beter zijn om dit allemaal in de praktijk te zien en te "voelen", dus laten we het volgende schema op het breadboard samenstellen en uit de eerste hand zien hoe het allemaal werkt.

De makkelijkste en snelste manier is om alles op een breadboard te zetten. Ja, ik heb de KA7500-chip geïnstalleerd. Ik plaats de uitgang "13" van de microschakeling op een gemeenschappelijke draad, dat wil zeggen, onze uitgangstoetsen werken in single-cycle-modus (de signalen op de transistors zullen hetzelfde zijn), en de herhalingssnelheid van de uitgangspulsen komt overeen aan de frequentie van de zaagtandspanning van de GPN.

Ik heb de oscilloscoop aangesloten op de volgende testpunten:
- De eerste straal naar pin "4", om de gelijkspanning op deze pin te regelen. Gelegen in het midden van het scherm op de nullijn. Gevoeligheid - 1 volt per divisie;
- De tweede straal naar uitgang "5", om de zaagtandspanning van de GPN te regelen. Het bevindt zich ook op de nullijn (beide bundels worden gecombineerd) in het midden van de oscilloscoop en met dezelfde gevoeligheid;
- De derde straal naar de uitgang van de microschakeling naar uitgang "9", om de pulsen aan de uitgang van de microschakeling te regelen. De gevoeligheid van de bundel is 5 volt per deling (0,5 volt plus een deler door 10). Bevindt zich onderaan het oscilloscoopscherm.

Ik vergat te zeggen dat de uitgangstoetsen van de microschakeling zijn verbonden met een gemeenschappelijke collector. Met andere woorden, volgens het emittervolgerschema. Waarom een repeater? Omdat het signaal aan de emitter van de transistor het basissignaal exact herhaalt, zodat we alles goed kunnen zien.
Haal je het signaal van de collector van de transistor, dan wordt het omgekeerd (geflipt) ten opzichte van het basissignaal.
We leveren stroom aan de microschakeling en kijken wat we op de uitgangen hebben.

Op de vierde poot hebben we nul (de schuifregelaar van de trimmer staat in de laagste stand), de eerste straal staat op de nullijn in het midden van het scherm. Foutversterkers werken ook niet.
Op de vijfde poot zien we de zaagtandspanning van de GPN (tweede straal), met een amplitude van iets meer dan 3 volt.
Aan de uitgang van de microschakeling (pin 9) zien we rechthoekige pulsen met een amplitude van ongeveer 15 volt en een maximale breedte (96%). De stippen onderaan het scherm zijn slechts een vaste duty cycle-drempel. Om het beter zichtbaar te maken, zet je de rek op de oscilloscoop aan.

Nou, nu kun je het beter zien. Dit is precies het moment waarop de pulsamplitude tot nul daalt en de uitgangstransistor gedurende deze korte tijd gesloten is. Nul niveau voor deze straal aan de onderkant van het scherm.
Laten we spanning toevoegen aan pin 4 en kijken wat we krijgen.

Op pin "4" met een trimmerweerstand heb ik een constante spanning van 1 volt ingesteld, de eerste straal steeg met één deling (een rechte lijn op het oscilloscoopscherm). Wat zien we? Dode tijd is toegenomen (duty cycle is afgenomen), het is een stippellijn onderaan het scherm. Dat wil zeggen, de uitgangstransistor is een tijdje gesloten gedurende ongeveer de helft van de duur van de puls zelf.
Laten we nog een volt toevoegen met een afstemweerstand op pin "4" van de microschakeling.

We zien dat de eerste bundel een divisie hoger is gestegen, de duur van de uitgangspulsen nog korter is geworden (1/3 van de duur van de gehele puls), en de dode tijd (sluittijd van de uitgangstransistor) is toegenomen tot tweederde. Dat wil zeggen, het is duidelijk te zien dat de logica van de microschakeling het niveau van het GPN-signaal vergelijkt met het niveau van het besturingssignaal, en alleen dat GPN-signaal naar de uitgang doorgeeft, waarvan het niveau hoger is dan het besturingssignaal.

Om het nog duidelijker te maken, zal de duur (breedte) van de uitgangspulsen van de microschakeling gelijk zijn aan de duur (breedte) van de zaagtandspanningsuitgangspulsen die boven het niveau van het stuursignaal liggen (boven een rechte lijn op de oscilloscoopscherm).

Ga je gang, voeg nog een volt toe aan pin "4" van de microschakeling. Wat zien we? Aan de uitgang van de microschakeling hebben zeer korte pulsen ongeveer dezelfde breedte als die welke uitsteken boven de rechte lijn van de bovenkant van de zaagtandspanning. Zet de rek op de oscilloscoop aan zodat de puls beter te zien is.

Hier zien we een korte puls, waarbij de uitgangstransistor open is en de rest van de tijd (de onderste regel op het scherm) gesloten is.
Laten we proberen de spanning op pin "4" nog meer te verhogen. We stellen de spanning aan de uitgang in met een trimmerweerstand boven het niveau van de zaagtandspanning van de GPN.

Nou, dat is het, de PSU stopt met werken voor ons, aangezien de uitvoer volledig "kalm" is. Er zijn geen uitgangspulsen, aangezien we bij de stuurpen "4" een constant spanningsniveau hebben van meer dan 3,3 volt.
Absoluut hetzelfde zal gebeuren als u een stuursignaal toepast op pin "3", of op een soort foutversterker. Als je geïnteresseerd bent, kun je het zelf bekijken. Bovendien, als de besturingssignalen onmiddellijk op alle besturingsuitgangen zijn, de microschakeling besturen (overheersen), zal er een signaal zijn van die besturingsuitgang, waarvan de amplitude groter is.

Welnu, laten we proberen uitgang "13" los te koppelen van de gemeenschappelijke draad en deze aan te sluiten op uitgang "14", dat wil zeggen, de bedieningsmodus van de uitvoertoetsen omschakelen van enkele cyclus naar dubbele cyclus. Laten we eens kijken wat we kunnen doen.

Met een trimmer brengen we de spanning op pin "4" weer op nul. We zetten de stroom aan. Wat zien we?
Aan de uitgang van de microschakeling zijn er ook rechthoekige pulsen van maximale duur, maar hun herhalingssnelheid is de helft van de frequentie van zaagtandpulsen geworden.
Dezelfde pulsen zullen op de tweede sleuteltransistor van de microschakeling (pin 10) staan, met het enige verschil dat ze 180 graden ten opzichte van deze in de tijd verschoven zullen zijn.
Er is ook een maximale duty cycle-drempel (2%). Nu is het niet zichtbaar, je moet de 4e straal van de oscilloscoop aansluiten en de twee uitgangssignalen combineren. De vierde sonde is niet bij de hand, dus ik heb het niet gedaan. Wie wil, ga zelf maar eens kijken om hier zeker van te zijn.

In deze modus werkt de microschakeling op precies dezelfde manier als in de single-cycle-modus, met het enige verschil dat de maximale duur van de uitgangspulsen hier niet langer zal zijn dan 48% van de totale pulsduur.
We zullen deze modus dus lange tijd niet overwegen, maar gewoon kijken wat voor pulsen we zullen hebben bij een spanning op pin "4" van twee volt.

We verhogen de spanning met een afstemweerstand. De breedte van de uitgangspulsen is afgenomen tot 1/6 van de totale pulsduur, d.w.z. ook precies twee keer zoveel als in de enkelvoudige werkingsmodus van de uitgangsschakelaars (1/3 keer daar).
Aan de uitgang van de tweede transistor (pen 10) komen dezelfde pulsen, alleen 180 graden verschoven in de tijd.
Welnu, in principe hebben we de werking van de PWM-controller geanalyseerd.

Meer over de conclusie "4". Zoals eerder vermeld, kan deze pin worden gebruikt om de voeding "zacht" te starten. Hoe het te organiseren?
Erg makkelijk. Om dit te doen, sluit u aan op de uitgang "4" RC-keten. Hier is een voorbeeld van een diagramfragment:

Hoe werkt "zachte start" hier? Laten we naar het diagram kijken. Condensator C1 is verbonden met ION (+5 volt) via weerstand R5.
Wanneer de microschakeling (pin 12) van stroom wordt voorzien, verschijnt er +5 volt op pin 14. Condensator C1 begint op te laden. De laadstroom van de condensator vloeit door de weerstand R5, op het moment van inschakelen is deze maximaal (de condensator is ontladen) en er treedt een spanningsval op van 5 volt op de weerstand, die wordt toegepast op de uitgang "4". Deze spanning verhindert, zoals we al door ervaring hebben ontdekt, de doorgang van pulsen naar de uitgang van de microschakeling.
Naarmate de condensator oplaadt, neemt de laadstroom af en neemt de spanningsval over de weerstand dienovereenkomstig af. De spanning op pin "4" neemt ook af en er beginnen pulsen te verschijnen aan de uitgang van de microschakeling, waarvan de duur geleidelijk toeneemt (naarmate de condensator oplaadt). Wanneer de condensator volledig is opgeladen, stopt de laadstroom, wordt de spanning op pin "4" bijna nul en heeft pin "4" geen invloed meer op de duur van de uitgangspulsen. De voeding gaat in de bedrijfsmodus.
Natuurlijk vermoedde je dat de starttijd van de PSU (de uitvoer naar de bedrijfsmodus) afhangt van de waarde van de weerstand en condensator, en door ze te selecteren, is het mogelijk om deze tijd te regelen.

Welnu, dit is in het kort de hele theorie en praktijk, en er is hier niets bijzonder ingewikkelds, en als u de werking van deze PWM begrijpt en begrijpt, dan zal het voor u niet moeilijk zijn om het werk van andere PWM's te begrijpen en te begrijpen.

Ik wens jullie allemaal veel geluk.

De betreffende microschakeling behoort tot de lijst van de meest voorkomende en meest gebruikte geïntegreerde elektronische schakelingen. Zijn voorganger was de Unitrode UC38xx-serie PWM-controllers. In 1999 werd dit bedrijf gekocht door Texas Instruments en sindsdien is de ontwikkeling van een lijn van deze controllers begonnen, wat leidde tot de oprichting in de vroege jaren 2000. Chips uit de TL494-serie. Naast de hierboven genoemde UPS'en zijn ze te vinden in gelijkspanningsregelaars, in gestuurde aandrijvingen, in softstarters, kortom overal waar PWM-besturing wordt gebruikt.

Onder de bedrijven die deze microschakeling hebben gekloond, bevinden zich wereldberoemde merken als Motorola, Inc, International Rectifier, Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor. Allemaal geven ze een uitgebreide beschrijving van hun producten, de zogenaamde TL494CN datasheet.

Documentatie

Een analyse van de beschrijvingen van het beschouwde type microschakeling van verschillende fabrikanten toont de praktische identiteit van zijn kenmerken. De hoeveelheid informatie die door verschillende bedrijven wordt verstrekt, is bijna hetzelfde. Bovendien herhalen TL494CN datasheets van merken als Motorola, Inc en ON Semiconductor elkaar in structuur, figuren, tabellen en grafieken. De presentatie van het materiaal door Texas Instruments wijkt enigszins af van hen, maar na zorgvuldige bestudering wordt duidelijk dat het om een identiek product gaat.

Het doel van de TL494CN-chip

Traditioneel beginnen we het te beschrijven met het doel en de lijst met interne apparaten. Het is een PWM-controller met vaste frequentie die voornamelijk is ontworpen voor UPS-toepassingen en bevat de volgende apparaten:

zaagtandspanningsgenerator (GPN);
fout versterkers;
referentie (referentie) spanningsbron +5 V;
schema voor aanpassing van de dode tijd;
uitgang voor stroom tot 500 mA;
schema voor het selecteren van een- of tweetaktbedrijfsmodus.

Limietparameters

Net als elke andere microschakeling moet de beschrijving van de TL494CN een lijst met maximaal toegestane prestatiekenmerken bevatten. Laten we ze geven op basis van gegevens van Motorola, Inc:

Voedingsspanning: 42 V.
Collectorspanning uitgangstransistor: 42 V.
Uitgangstransistor collectorstroom: 500 mA.
Ingangsspanningsbereik versterker: -0,3 V tot +42 V.
Gedissipeerd vermogen (bij t< 45 °C): 1000 мВт.
Opslagtemperatuurbereik: -55 tot +125 °С.
Bedrijfsomgevingstemperatuurbereik: van 0 tot +70 °С.

Opgemerkt moet worden dat parameter 7 voor de TL494IN-chip iets breder is: van -25 tot +85 °С.

TL494CN-chipontwerp

De beschrijving in het Russisch van de conclusies van zijn lichaam wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.

De microschakeling is geplaatst in een plastic (dit wordt aangegeven door de letter N aan het einde van de aanduiding) 16-pins behuizing met pdp-type pinnen.

Het uiterlijk wordt getoond op de onderstaande foto.

TL494CN: functioneel diagram

De taak van deze microschakeling is dus pulsbreedtemodulatie (PWM of Engelse pulsbreedtemodulatie (PWM)) van spanningspulsen die worden gegenereerd in zowel gereguleerde als niet-gereguleerde UPS'en. In voedingen van het eerste type bereikt het bereik van de pulsduur in de regel de maximaal mogelijke waarde (~ 48% voor elke uitgang in push-pull-circuits die veel worden gebruikt om auto-audioversterkers van stroom te voorzien).

De TL494CN-chip heeft in totaal 6 uitgangspennen, waarvan 4 (1, 2, 15, 16) ingangen zijn voor interne foutversterkers die worden gebruikt om de UPS te beschermen tegen stroom en mogelijke overbelasting. Pin #4 is een 0 tot 3V signaalingang voor het aanpassen van de duty-cycle van de uitgangsblokgolf, en #3 is een comparatoruitgang en kan op verschillende manieren worden gebruikt. Nog eens 4 (nummers 8, 9, 10, 11) zijn vrije collectoren en emitters van transistoren met een maximaal toegestane belastingsstroom van 250 mA (in continue modus niet meer dan 200 mA). Ze kunnen in paren worden aangesloten (9 met 10 en 8 met 11) om krachtige veldapparaten aan te sturen met een maximaal toegestane stroom van 500 mA (niet meer dan 400 mA in continue modus).

Wat is de interne structuur van de TL494CN? Het diagram wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.

De microschakeling heeft een ingebouwde referentiespanningsbron (ION) +5 V (nr. 14). Het wordt meestal gebruikt als een referentiespanning (met een nauwkeurigheid van ± 1%) die wordt toegepast op de ingangen van circuits die niet meer dan 10 mA verbruiken, bijvoorbeeld op pin 13 van de keuze voor een- of tweecycluswerking van de microschakeling: als er +5 V aanwezig is, wordt de tweede modus geselecteerd, als er een min-voedingsspanning op staat - de eerste.

Om de frequentie van de zaagtandspanningsgenerator (GPN) aan te passen, worden een condensator en een weerstand gebruikt, verbonden met respectievelijk pinnen 5 en 6. En natuurlijk heeft de microschakeling aansluitingen voor het aansluiten van de plus en min van de stroombron (respectievelijk nummer 12 en 7) in het bereik van 7 tot 42 V.

In het schema is te zien dat er een aantal interne apparaten in de TL494CN zitten. Een beschrijving in het Russisch van hun functionele doel zal hieronder worden gegeven in de loop van de presentatie van het materiaal.

Ingangsterminal functies

Net als elk ander elektronisch apparaat. De betreffende microschakeling heeft zijn eigen in- en uitgangen. We beginnen met de eerste. Een lijst van deze TL494CN-pinnen is hierboven al gegeven. Hieronder volgt een beschrijving in het Russisch van hun functionele doel met gedetailleerde uitleg.

Conclusie 1

Dit is de positieve (niet-inverterende) ingang van foutversterker 1. Als de spanning daarop lager is dan de spanning op pen 2, zal de uitgang van foutversterker 1 laag zijn. Als deze hoger is dan op pin 2, zal het signaal van foutversterker 1 hoog worden. De uitvoer van de versterker repliceert in wezen de positieve invoer met pen 2 als referentie. De functies van de foutversterkers zullen hieronder in meer detail worden beschreven.

Conclusie 2

Dit is de negatieve (inverterende) ingang van foutversterker 1. Als deze pin hoger is dan pin 1, zal de output van foutversterker 1 laag zijn. Als de spanning op deze pin lager is dan de spanning op pin 1, zal de output van de versterker hoog zijn.

Conclusie 15

Het werkt precies hetzelfde als nr. 2. Vaak wordt de tweede foutversterker niet gebruikt in de TL494CN. In dit geval bevat het schakelcircuit pin 15 eenvoudigweg aangesloten op de 14e (referentiespanning +5 V).

Conclusie 16

Het werkt hetzelfde als # 1. Het is meestal aangesloten op gemeenschappelijk # 7 wanneer de tweede foutversterker niet wordt gebruikt. Met pin 15 aangesloten op +5V en #16 aangesloten op common, is de output van de tweede versterker laag en heeft daarom geen effect op de werking van de chip.

Conclusie 3

Deze pin en elke interne TL494CN-versterker zijn diode-gekoppeld. Als het signaal aan de uitgang van een van hen verandert van laag naar hoog, dan gaat het bij nummer 3 ook hoog. Wanneer het signaal op deze pin 3,3V overschrijdt, worden de uitgangspulsen uitgeschakeld (zero duty cycle). Als de spanning erop bijna 0 V is, is de pulsduur maximaal. Tussen 0 en 3,3 V ligt de pulsbreedte tussen 50% en 0% (voor elk van de uitgangen van de PWM-controller - op pinnen 9 en 10 op de meeste apparaten).

Indien nodig kan pen 3 worden gebruikt als ingangssignaal, of kan worden gebruikt om de veranderingssnelheid van de pulsbreedte te dempen. Als de spanning erop hoog is (> ~ 3,5 V), is er geen manier om de UPS op de PWM-controller te starten (er komen geen pulsen uit).

Conclusie 4

Het regelt de duty-cycle van de uitgangspulsen (eng. Dead-Time Control). Als de spanning erop bijna 0 V is, kan de microschakeling zowel de minimaal mogelijke als de maximale pulsbreedte uitvoeren (zoals bepaald door andere invoersignalen). Als een spanning van ongeveer 1,5 V op deze pin wordt toegepast, wordt de uitvoerpulsbreedte beperkt tot 50% van de maximale breedte (of ~ 25% duty cycle voor een push-pull PWM-controller). Als de spanning erop hoog is (> ~ 3,5V), is er geen manier om de UPS op de TL494CN te starten. Het schakelcircuit bevat vaak nr. 4, rechtstreeks verbonden met de aarde.

Belangrijk om te onthouden! Het signaal op pinnen 3 en 4 moet lager zijn dan ~3,3 V. Wat gebeurt er als het bijvoorbeeld in de buurt komt van +5 V? Hoe zal TL494CN zich dan gedragen? Het spanningsomzettercircuit erop zal geen pulsen genereren, d.w.z. er komt geen uitgangsspanning van de UPS.

Conclusie 5

Dient om de timingcondensator Ct aan te sluiten, en het tweede contact is verbonden met aarde. Capaciteitswaarden zijn typisch 0,01 μF tot 0,1 μF. Veranderingen in de waarde van deze component leiden tot een verandering in de frequentie van de GPN en de uitgangspulsen van de PWM-controller. In de regel worden hier hoogwaardige condensatoren met een zeer lage temperatuurcoëfficiënt (met zeer weinig capaciteitsverandering bij temperatuurverandering) gebruikt.

Conclusie 6

Om de tijdinstellingsweerstand Rt aan te sluiten, en het tweede contact is verbonden met aarde. De waarden van Rt en Ct bepalen de frequentie van FPG.

f = 1,1: (Rt x Ct).

Conclusie 7

Het maakt verbinding met de gemeenschappelijke draad van het apparaatcircuit op de PWM-controller.

Conclusie 12

Het is gemarkeerd met de letters VCC. De "plus" van de TL494CN voeding is hierop aangesloten. Het schakelcircuit bevat meestal nr. 12 die is aangesloten op de voedingsschakelaar. Veel UPS'en gebruiken deze pin om de stroom (en de UPS zelf) aan en uit te zetten. Als het +12 V heeft en nr. 7 is geaard, werken de GPN- en ION-chips.

Conclusie 13

Dit is de invoer van de bedrijfsmodus. De werking ervan is hierboven beschreven.

Uitgangsterminal functies

Ze werden hierboven ook vermeld voor TL494CN. Hieronder volgt een beschrijving in het Russisch van hun functionele doel met gedetailleerde uitleg.

Conclusie 8

Er zijn 2 npn-transistors op deze chip die de uitvoersleutels zijn. Deze pin is de collector van transistor 1, meestal aangesloten op een gelijkspanningsbron (12 V). Desalniettemin wordt het in de circuits van sommige apparaten gebruikt als een uitgang en zie je er een meander op (evenals op nr. 11).

Conclusie 9

Dit is de emitter van transistor 1. Deze drijft de vermogenstransistor van de UPS aan (in de meeste gevallen veldeffect) in een push-pull-schakeling, hetzij rechtstreeks, hetzij via een tussentransistor.

Conclusie 10

Dit is de emitter van transistor 2. Bij enkelvoudige werking is het signaal erop hetzelfde als op nr. 9. In push-pull-modus zijn de signalen op nrs. 9 en 10 uit fase, dat wil zeggen wanneer het signaalniveau is hoog op de ene, het is laag op de andere, en vice versa. In de meeste apparaten sturen de signalen van de emitters van de uitgangstransistorschakelaars van de microschakeling in kwestie krachtige veldeffecttransistors aan, die naar de AAN-status worden gestuurd wanneer de spanning op pinnen 9 en 10 hoog is (meer dan ~ 3,5 V, maar het verwijst niet naar het 3,3 V-niveau op nrs. nrs. 3 en 4).

Conclusie 11

Dit is de collector van transistor 2, meestal aangesloten op een gelijkspanningsbron (+12 V).

Opmerking: In apparaten op de TL494CN kan het schakelcircuit zowel collectoren als emitters van transistor 1 en 2 bevatten als uitgangen van de PWM-controller, hoewel de tweede optie vaker voorkomt. Er zijn echter opties wanneer pin 8 en 11 precies uitgangen zijn. Als je een kleine transformator vindt in het circuit tussen de IC en de FET's, wordt het uitgangssignaal hoogstwaarschijnlijk van hen (van de collectors) genomen.

Conclusie 14

Dit is de ION-uitgang, ook hierboven beschreven.

Werkingsprincipe

Hoe werkt de TL494CN-chip? We zullen een beschrijving geven van de volgorde van zijn werk op basis van materiaal van Motorola, Inc. De output van pulsbreedtemodulatie wordt bereikt door het positieve zaagtandsignaal van de condensator Ct te vergelijken met een van de twee stuursignalen. De uitgangstransistors Q1 en Q2 zijn NOR-gated om ze alleen te openen wanneer de triggerklokingang (C1) (zie het TL494CN-functieschema) laag wordt.

Dus als het niveau van een logische eenheid zich aan de ingang C1 van de trigger bevindt, zijn de uitgangstransistors gesloten in beide bedrijfsmodi: single-cycle en push-pull. Als er een signaal aanwezig is op deze ingang, dan schakelt in de push-pull-modus de transistor één voor één open bij aankomst van een klokpulsonderbreking naar de trigger. In de modus met één cyclus wordt de trigger niet gebruikt en worden beide uitvoertoetsen synchroon geopend.

Deze open toestand (in beide modi) is alleen mogelijk in dat deel van de FPV-periode waarin de zaagtandspanning groter is dan de stuursignalen. Een toename of afname van de grootte van het besturingssignaal veroorzaakt dus respectievelijk een lineaire toename of afname van de breedte van de spanningspulsen aan de uitgangen van de microschakeling.

Als besturingssignalen kan de spanning van pin 4 (dode tijdregeling), de ingangen van foutversterkers of het feedbacksignaal van pin 3 worden gebruikt.

De eerste stappen in het werken met een microschakeling

Voordat u een bruikbaar apparaat maakt, is het raadzaam om te bestuderen hoe de TL494CN werkt. Hoe de prestaties controleren?

Neem je breadboard, monteer de chip erop en sluit de draden aan volgens onderstaand schema.

Als alles correct is aangesloten, werkt het circuit. Laat pin 3 en 4 niet vrij. Gebruik je oscilloscoop om de werking van de FPV te controleren - je zou een zaagtandspanning moeten zien op pin 6. De uitgangen zullen nul zijn. Hoe hun prestaties in TL494CN te bepalen. Het kan als volgt worden gecontroleerd:

Sluit de terugkoppelingsuitgang (#3) en de controle-uitgang voor de dode tijd (#4) aan op de common (#7).
U zou nu rechthoekige pulsen aan de uitgangen van de chip moeten kunnen detecteren.

Hoe het uitgangssignaal te versterken?

De uitvoer van de TL494CN is vrij laag en u wilt zeker meer vermogen. We moeten dus enkele krachtige transistors toevoegen. De gemakkelijkst te gebruiken (en heel gemakkelijk te krijgen - van een oud computermoederbord) zijn n-kanaals vermogens-MOSFET's. Tegelijkertijd moeten we de uitgang van de TL494CN omkeren, want als we er een n-kanaals MOSFET op aansluiten, staat deze bij afwezigheid van een puls aan de uitgang van de microschakeling open voor gelijkstroom. Wanneer die zomaar kan doorbranden... We nemen dus een universele npn-transistor en sluiten deze aan volgens onderstaand schema.

De vermogens-MOSFET in dit circuit wordt passief geregeld. Dit is niet erg goed, maar voor testdoeleinden en een laag vermogen is het best geschikt. R1 in het circuit is de belasting van de npn-transistor. Selecteer het volgens de maximaal toegestane stroom van zijn collector. R2 vertegenwoordigt de belasting van onze eindtrap. In de volgende experimenten wordt deze vervangen door een transformator.

Als we nu met een oscilloscoop naar het signaal op pin 6 van de microschakeling kijken, zien we een “zaag”. Op nummer 8 (K1) zie je nog steeds rechthoekige pulsen, en aan de drain van de MOSFET zijn de pulsen dezelfde vorm, maar groter.

En hoe de spanning aan de uitgang te verhogen?

Laten we nu wat spanning opvoeren met de TL494CN. Het schakel- en bedradingsschema is hetzelfde - op het breadboard. Je kunt er natuurlijk geen voldoende hoge spanning op krijgen, vooral omdat er geen koellichaam op de vermogens-MOSFET's zit. Sluit toch een kleine transformator aan op de eindtrap volgens dit schema.

De primaire wikkeling van de transformator bevat 10 windingen. De secundaire wikkeling bevat ongeveer 100 windingen. De transformatieverhouding is dus 10. Als je 10V toepast op de primaire, zou je ongeveer 100V aan de uitgang moeten krijgen. De kern is gemaakt van ferriet. U kunt een middelgrote kern van een pc-voedingstransformator gebruiken.

Wees voorzichtig, de output van de transformator is hoogspanning. De stroom is erg laag en zal je niet doden. Maar je kunt een goede slag slaan. Een ander gevaar is dat als je een grote condensator op de uitgang zet, deze veel lading opslaat. Daarom moet het na het uitschakelen van het circuit worden ontladen.

Aan de uitgang van het circuit kun je elke indicator zoals een gloeilamp inschakelen, zoals op de onderstaande foto.

Het werkt op gelijkspanning en heeft ongeveer 160V nodig om op te lichten. (De voeding van het hele apparaat is ongeveer 15 V - een orde van grootte lager.)

Het uitgangscircuit van de transformator wordt veel gebruikt in elke UPS, inclusief pc-voedingen. Bij deze apparaten dient de eerste transformator, via transistorschakelaars verbonden met de uitgangen van de PWM-controller, voor het laagspanningsgedeelte van het circuit, inclusief de TL494CN, vanaf het hoogspanningsgedeelte, dat de netspanningstransformator bevat.

Spanningsregelaar

In zelfgemaakte kleine elektronische apparaten wordt de stroom in de regel geleverd door een typische pc-UPS, gemaakt op de TL494CN. Het voedingscircuit van een pc is bekend en de blokken zelf zijn gemakkelijk toegankelijk, aangezien jaarlijks miljoenen oude pc's worden weggegooid of voor reserveonderdelen worden verkocht. Maar in de regel produceren deze UPS'en geen spanningen hoger dan 12 V. Dit is te weinig voor een frequentieregelaar. Je zou natuurlijk kunnen proberen een pc-UPS met overspanning voor 25V te gebruiken, maar die zal moeilijk te vinden zijn en er zal te veel vermogen worden gedissipeerd bij 5V in de logische elementen.

Op de TL494 (of analogen) kunt u echter alle circuits bouwen met toegang tot meer vermogen en spanning. Met typische onderdelen van een pc-UPS en krachtige MOSFET's van het moederbord kun je een PWM-spanningsregelaar bouwen op de TL494CN. Het convertorcircuit wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Hierop zie je de schakeling voor het inschakelen van de microschakeling en de eindtrap op twee transistoren: een universele npn- en een krachtige MOS.

Belangrijkste onderdelen: T1, Q1, L1, D1. De bipolaire T1 wordt gebruikt om een vermogens-MOSFET aan te sturen die op een vereenvoudigde manier is aangesloten, de zgn. "passief". L1 is een inductor van een oude HP printer (ongeveer 50 windingen, 1 cm hoog, 0,5 cm breed met wikkelingen, open smoorspoel). D1 is van een ander apparaat. De TL494 is op een andere manier bedraad dan hierboven, hoewel beide kunnen worden gebruikt.

C8 is een kleine capaciteit, om te voorkomen dat het effect van ruis de ingang van de foutversterker binnendringt, zal een waarde van 0,01uF min of meer normaal zijn. Grotere waarden vertragen de instelling van de vereiste spanning.

C6 is een nog kleinere condensator en wordt gebruikt om hoogfrequente ruis te filteren. De capaciteit is tot enkele honderden picofarads.

Dit project is een van de langste die ik heb gedaan. Eén persoon bestelde een voeding voor een eindversterker.
Nooit eerder de kans gehad om zulke krachtige pulsen van een gestabiliseerd type te maken, hoewel ervaring met assembleren IIP best groot. Tijdens de bouw waren er veel problemen. In eerste instantie wil ik zeggen dat het schema vaak te vinden is op het netwerk, of beter gezegd, op de Intervalka-website, maar ... het schema is aanvankelijk niet ideaal, met fouten en zal hoogstwaarschijnlijk niet werken als het precies volgens het schema van de site.

Ik heb met name het aansluitschema van de generator gewijzigd, het schema uit het gegevensblad gehaald. Ik heb de voedingseenheid van het regelcircuit opnieuw gemaakt, in plaats van parallel geschakelde weerstanden van 2 watt, heb ik een aparte SMPS 15 Volt 2 Ampere gebruikt, waardoor veel problemen konden worden verholpen.
Ik heb voor mijn gemak enkele componenten vervangen en alles in delen gelanceerd, waarbij ik elk knooppunt afzonderlijk instelde.
Een paar woorden over het ontwerp van de voeding. Dit is een krachtige schakelende voeding in brugtopologie, hij heeft uitgangsspanningsstabilisatie, kortsluit- en overbelastingsbeveiliging, al deze functies zijn aanpasbaar.
Het vermogen is in mijn geval 2000 watt, maar met het circuit kun je zonder problemen tot 4000 watt verwijderen als je de toetsen, de brug en spullen vervangt elektrolyten op 4000 microfarads. Ten koste van elektrolyten - de capaciteit wordt geselecteerd op basis van de berekening van 1 watt - 1 microfarad.
Diodebrug - 30 Amp 1000 Volt - kant-en-klare montage, heeft eigen aparte luchtstroom (koeler)
Netzekering 25-30 Amp.
transistoren - IRFP460, probeer transistors te kiezen met een spanning van 450-700 volt, met de kleinste poortcapaciteit en met de laagste weerstand van het open kanaal van de sleutel. In mijn geval waren deze schakelaars de enige optie, hoewel ze in een brugschakeling een bepaald vermogen kunnen leveren. Ze worden op een gemeenschappelijk koellichaam geïnstalleerd, het is absoluut noodzakelijk om ze van elkaar te isoleren, het koellichaam heeft intensieve koeling nodig.
Soft start relais - 30 ampère met 12 volt spoel. In eerste instantie, wanneer het apparaat is aangesloten op een 220 volt-netwerk, is de startstroom niet zo groot dat deze de brug kan verbranden en nog veel meer, dus de softstart-modus voor voedingen van deze rang is noodzakelijk. Bij aansluiting op het netwerk via een beperkende weerstand (een ketting van in serie geschakelde weerstanden 3x22Ohm 5 watt in mijn geval), worden elektrolyten opgeladen. Wanneer de spanning erop hoog genoeg is, wordt de voeding van het stuurcircuit (15 Volt 2 Ampère) geactiveerd, waardoor het relais sluit en via dit laatste de hoofdvoeding aan het circuit wordt geleverd.
Transformator - in mijn geval, op 4 ringen 45x28x8 2000NM, is de kern niet kritisch en moet alles wat ermee verbonden is worden berekend met behulp van gespecialiseerde programma's, hetzelfde met uitgangssmoorspoelen voor groepsstabilisatie.

Mijn apparaat heeft 3 wikkelingen, die allemaal een bipolaire spanning leveren. De eerste (hoofd-, vermogens) wikkeling op +/-45 Volt met een stroom van 20 Ampère - voor het voeden van de hoofdeindtrappen (stroomversterker) UMZCH, de tweede +/-55 volt 1,5 Ampère - voor het voeden van de differentiaaltrappen van de versterker, de derde +/- 15 voor het voeden van de filtereenheid.

De generator is op gebouwd TL494, afgestemd op 80 kHz, verdere driver IR2110 voor sleutelbeheer.
De stroomtransformator is gewikkeld op een 2000NM 20x12x6 ring - de secundaire wikkeling is gewikkeld met 0,3 mm MGTF-draad en bestaat uit 2x45 windingen.
Alles is standaard in het uitgangsgedeelte, een brug van KD2997-diodes wordt gebruikt als gelijkrichter voor de hoofdstroomwikkeling - met een stroom van 30 ampère. De brug voor de wikkeling van 55 volt is UF5408-diodes en voor de wikkeling met laag vermogen van 15 volt - UF4007. Gebruik alleen snelle of ultrasnelle diodes, hoewel u gewone pulsdiodes kunt gebruiken met een sperspanning van minimaal 150-200 volt (de spanning en stroom van de diodes zijn afhankelijk van de parameters van de wikkeling).
De condensatoren na de gelijkrichter zijn 100 volt (met een marge), de capaciteit is 1000 microfarad, maar er komen natuurlijk meer versterkers op het bord zelf.

Problemen met het oorspronkelijke schema oplossen.
Ik zal mijn schema niet geven, omdat het weinig verschilt van het aangegeven schema. Ik kan alleen maar zeggen dat in circuit 15 de TL-uitgang is losgekoppeld van 16 en gesoldeerd aan 13/14 uitgangen. Vervolgens verwijderen we de weerstanden R16/19/20/22 2 watt en voeden we de besturingseenheid met een aparte voedingseenheid 16-18 Volt 1-2 ampère.
Weerstand R29 is vervangen door 6,8-10 kOhm. We sluiten de SA3 / SA4-knoppen uit van het circuit (sluit ze in geen geval! Er komt een knal!). We vervangen R8 / R9 - ze zullen doorbranden de eerste keer dat ze worden aangesloten, dus we vervangen deze door een weerstand van 5 watt 47-68 Ohm, u kunt meerdere in serie geschakelde weerstanden gebruiken met het opgegeven vermogen.
R42 - we vervangen het door een zenerdiode met de gewenste stabilisatiespanning. Voor alle variabele weerstanden in het circuit wordt sterk aangeraden om een multi-turn type te gebruiken, voor de meest nauwkeurige instelling.
De minimale spanningsstabilisatielimiet is 18-25 Volt, de opwekking zal verder worden verstoord.

[+] Aangevuld met schaalbestanden en foto's.

Schema en beschrijving van wijzigingen

Rijst. een

Een TL494-chip wordt gebruikt als een PWM-besturingscontroller D1. Het wordt geproduceerd door een aantal buitenlandse firma's onder verschillende namen. Bijvoorbeeld IR3M02 (SHARP, Japan), µА494 (FAIRCHILD, VS), КА7500 (SAMSUNG, Korea), МВ3759 (FUJITSU, Japan) - enz. Al deze microschakelingen zijn analogen van de KR1114EU4 microschakeling.

Voordat u een upgrade uitvoert, moet u de UPS controleren op bruikbaarheid, anders komt er niets goeds uit.

We verwijderen de schakelaar 115/230V en stopcontacten voor het aansluiten van snoeren. In plaats van de bovenste aansluiting installeren we een RA1 microampèremeter voor 150 - 200 μA van cassetterecorders, de oorspronkelijke schaal wordt verwijderd, in plaats daarvan wordt een zelfgemaakte schaal gemaakt met het FrontDesigner-programma geïnstalleerd, de schaalbestanden worden bijgevoegd.

We sluiten de plaats van de onderste socket af met tin en boren gaten voor de weerstanden R4 en R10. Op het achterpaneel van de behuizing installeren we de terminals Kl1 en Kl2. Op het UPS-bord laten we de draden van de GND- en + 12V-bussen komen, we solderen ze aan de klemmen Kl1 en Kl2. De PS-ON-draad (indien aanwezig) is verbonden met aarde (GND).

Met een metalen mes snijden we de sporen op de printplaat van de UPS die naar de aansluitingen nr. 1, 2, 3, 4, 13, 14, 15, 16 van de DA1-microschakeling leiden en solderen de onderdelen volgens het diagram (Fig. 1).

We vervangen alle elektrolytische condensatoren op de + 12V bus door 25 Volt exemplaren. We sluiten de gewone ventilator M1 aan via de spanningsregelaar DA2.
Tijdens de installatie moet er ook rekening mee worden gehouden dat de weerstanden R12 en R13 opwarmen tijdens de werking van de unit, ze moeten dichter bij de ventilator worden geplaatst.

Correct gemonteerd, zonder fouten, start het apparaat onmiddellijk. Door de weerstand van de weerstand R10 te wijzigen, controleren we de limieten voor het aanpassen van de uitgangsspanning, van ongeveer 3 - 6 tot 18 - 25 V (afhankelijk van het specifieke geval). We selecteren een constante weerstand in serie met R10, waardoor de bovengrens van de aanpassing wordt beperkt tot het niveau dat we nodig hebben (laten we zeggen 14 V). We sluiten de belasting aan op de klemmen (met een weerstand van 2 - 3 Ohm) en door de weerstand van de weerstand R4 te veranderen regelen we de stroom in de belasting.

Als er +12 V 8 A op de UPS-sticker stond, probeer dan niet om er 15 Ampère uit te halen.

Totaal

Dat is alles wat je kunt doen om het dak te sluiten. Dit apparaat kan zowel als laboratoriumvoeding als als batterijlader worden gebruikt. In het laatste geval moet weerstand R10 worden ingesteld op de eindspanning voor een opgeladen accu (bijvoorbeeld 14,2 V voor een autozuuraccu), de belasting aansluiten en de laadstroom instellen met weerstand R4. In het geval van een oplader voor autoaccu's kan de weerstand R10 worden vervangen door een constante.

In sommige gevallen werd transformatorgeruis waargenomen, dit effect werd geëlimineerd door een condensator van 0,1 uF van pin nr. 1 van DA1 op de behuizing (GND) aan te sluiten of door een condensator van 10.000 uF parallel aan condensator C3 aan te sluiten.

Bestanden

Schalen voor 8, 12, 16, 20A in FrontDesigner
▼ 🕗 20/05/13 ⚖️ 7.3 Kb ⇣ 312