21. července 2015

Spínané napájecí zdroje (UPS) jsou velmi běžné. Počítač, který používáte, má nyní UPS s více výstupními napětími (nejméně +12, -12, +5, -5 a +3,3 V). Téměř všechny takové bloky mají speciální čip řadiče PWM, obvykle typu TL494CN. Jeho analogem je domácí mikroobvod M1114EU4 (KR1114EU4).

Výrobci

Dotyčný mikroobvod patří do seznamu nejběžnějších a nejrozšířenějších integrovaných elektronických obvodů. Jeho předchůdcem byla řada UC38xx PWM regulátorů od Unitrode. V roce 1999 byla tato společnost koupena společností Texas Instruments a od té doby začal vývoj řady těchto ovladačů, který vedl k vytvoření na počátku 2000s. Čipy řady TL494. Kromě již výše zmíněných UPS je najdeme ve stejnosměrných regulátorech napětí, řízených pohonech, softstartérech – jedním slovem všude tam, kde se používá PWM regulace.

Mezi společnosti, které naklonovaly tento čip, jsou takové světoznámé značky jako Motorola, Inc, International Rectifier, Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor. Všechny poskytují podrobný popis svých produktů, tzv. datasheet TL494CN.

Dokumentace

Analýza popisů daného typu mikroobvodu od různých výrobců ukazuje praktickou identitu jeho charakteristik. Množství informací poskytovaných různými společnostmi je téměř stejné. Datasheet TL494CN od značek jako Motorola, Inc a ON Semiconductor se navíc navzájem replikují ve své struktuře, obrázcích, tabulkách a grafech. Prezentace materiálu od Texas Instruments se od nich poněkud liší, ale po pečlivém prostudování je jasné, že se jedná o identický produkt.

Účel čipu TL494CN

Tradičně náš popis začneme účelem a seznamem interních zařízení. Jedná se o řadič PWM s pevnou frekvencí určený především pro aplikace UPS, obsahující následující zařízení:

• generátor pilového napětí (RPG);
• zesilovače chyb;
• zdroj referenčního napětí +5 V;
• nastavovací obvod „mrtvého času“;
• výstupní tranzistorové spínače pro proud do 500 mA;
• schéma pro výběr jedno- nebo dvoudobého provozního režimu.

Limitní parametry

Jako každý jiný mikroobvod musí popis TL494CN nutně obsahovat seznam maximálních přípustných výkonových charakteristik. Uveďme je na základě údajů od společnosti Motorola, Inc:

1. Napájecí napětí: 42V.
2. Napětí kolektoru výstupního tranzistoru: 42V.
3. Výstupní tranzistorový kolektorový proud: 500 mA.
4. Rozsah vstupního napětí zesilovače: - 0,3 V až +42 V.
5. Ztrátový výkon (při t< 45 °C): 1000 мВт.
6. Rozsah skladovacích teplot: od -55 do +125 °C.
7. Rozsah provozní teploty okolí: od 0 do +70 °C.

Je třeba poznamenat, že parametr 7 pro čip TL494IN je o něco širší: od -25 do +85 °C.

Design čipu TL494CN

Popis závěrů jeho pouzdra v ruštině je uveden na obrázku níže.

Mikroobvod je umístěn v plastovém (to je označeno písmenem N na konci jeho označení) 16pinovém pouzdře s kolíky typu PDP.

Jeho vzhled je znázorněn na fotografii níže.

TL494CN: funkční schéma

Úkolem tohoto mikroobvodu je tedy pulzně šířková modulace (PWM nebo Pulse Width Modulated (PWM)) napěťových pulzů generovaných uvnitř regulovaných i neregulovaných UPS. U napájecích zdrojů prvního typu dosahuje rozsah trvání pulsů zpravidla maximální možné hodnoty (~ 48% pro každý výstup v obvodech push-pull, široce používaných pro napájení zesilovačů audiosystému v automobilech).

Čip TL494CN má celkem 6 výstupních pinů, z nichž 4 (1, 2, 15, 16) jsou vstupy do zesilovačů interních chyb, které slouží k ochraně UPS před proudovým a potenciálním přetížením. Pin #4 je vstup signálu 0 až 3V pro nastavení pracovního cyklu obdélníkového výstupu a #3 je výstup komparátoru a lze jej použít několika způsoby. Další 4 (čísla 8, 9, 10, 11) jsou volné kolektory a emitory tranzistorů s maximálním přípustným zatěžovacím proudem 250 mA (v dlouhodobém režimu ne více než 200 mA). Mohou být zapojeny do párů (9 s 10 a 8 s 11) pro řízení výkonných tranzistorů s efektem pole (MOSFET tranzistory) s maximálním přípustným proudem 500 mA (ne více než 400 mA v trvalém režimu).

Jaká je vnitřní struktura TL494CN? Jeho schéma je znázorněno na obrázku níže.

Mikroobvod má zabudovaný zdroj referenčního napětí (RES) +5 V (č. 14). Obvykle se používá jako referenční napětí (s přesností ± 1 %), přiváděné na vstupy obvodů, které nespotřebovávají více než 10 mA, například na pin 13 pro volbu jedno- nebo dvoucyklových provozních režimů mikroobvod: pokud je na něm +5 V, je vybrán druhý režim, pokud je na něm záporné napájecí napětí - první.

K nastavení frekvence generátoru napětí rampy (RVG) se používá kondenzátor a rezistor, připojené na kolíky 5 a 6. A samozřejmě, mikroobvod má kolíky pro připojení plus a mínus napájecího zdroje (čísla 12 a 7) v rozsahu od 7 do 42 V.

Diagram ukazuje, že v TL494CN je řada dalších interních zařízení. Popis jejich funkčního účelu v ruštině bude uveden níže, protože je materiál prezentován.

Funkce vstupního pinu

Stejně jako jakékoli jiné elektronické zařízení. příslušný mikroobvod má své vlastní vstupy a výstupy. Začneme těmi prvními. Seznam těchto pinů TL494CN již byl uveden výše. Popis jejich funkčního účelu v ruštině bude uveden níže s podrobným vysvětlením.

Závěr 1

Toto je kladný (neinvertující) vstup chybového zesilovače 1. Pokud je jeho napětí nižší než napětí na kolíku 2, výstup chybového zesilovače 1 bude nízký. Pokud je vyšší než na kolíku 2, signál chybového zesilovače 1 bude vysoký. Výstup zesilovače v podstatě sleduje kladný vstup pomocí pinu 2 jako reference. Funkce chybových zesilovačů budou podrobněji popsány níže.

Závěr 2

Toto je záporný (invertující) vstup chybového zesilovače 1. Pokud je tento kolík vyšší než kolík 1, výstup chybového zesilovače 1 bude nízký. Pokud je napětí na tomto pinu nižší než napětí na pinu 1, výstup zesilovače bude vysoký.

Závěr 15

Funguje úplně stejně jako # 2. Druhý chybový zesilovač se v TL494CN často nepoužívá. Spojovací obvod v tomto případě obsahuje pin 15 jednoduše propojený se 14 (referenční napětí +5 V).

Závěr 16

Funguje stejně jako č. 1. Obvykle se připojuje ke společné č. 7, když není použit druhý chybový zesilovač. S pinem 15 připojeným na +5V a pinem 16 připojeným na společný je výstup druhého zesilovače nízký a nemá tedy žádný vliv na činnost čipu.

Závěr 3

Tento kolík a každý interní zesilovač TL494CN jsou vzájemně propojeny pomocí diod. Pokud se signál na výstupu některého z nich změní z nízké na vysokou úroveň, pak na č. 3 jde také vysoko. Když signál na tomto pinu překročí 3,3 V, výstupní impulsy jsou vypnuty (nulový pracovní cyklus). Když se napětí na něm blíží 0 V, doba trvání pulsu je maximální. Mezi 0 a 3,3 V je šířka impulsu od 50 % do 0 % (pro každý z výstupů regulátoru PWM - na pinech 9 a 10 u většiny zařízení).

V případě potřeby může být pin 3 použit jako vstupní signál nebo může být použit pro tlumení rychlosti změny šířky pulzu. Pokud je na něm vysoké napětí (> ~3,5V), nelze UPS na PWM regulátoru nijak spustit (nebudou z něj vycházet žádné impulsy).

Závěr 4

Řídí rozsah pracovního cyklu výstupních impulsů (anglicky Dead-Time Control). Pokud je napětí na něm blízké 0 V, mikroobvod bude schopen vydávat minimální možnou i maximální šířku impulsu (která je určena jinými vstupními signály). Pokud je na tento kolík přivedeno napětí asi 1,5 V, bude šířka výstupního impulsu omezena na 50 % jeho maximální šířky (nebo ~25 % pracovního cyklu pro režim push-pull PWM regulátoru). Pokud je napětí vysoké (>~3,5V), není možné spustit UPS na TL494CN. Jeho spojovací obvod často obsahuje č. 4, připojený přímo k zemi.

• Důležité si pamatovat! Signál na pinech 3 a 4 by měl být pod ~3,3 V. Co se ale stane, když je blízko např. +5 V? Jak se pak bude TL494CN chovat? Obvod měniče napětí na něm nebude generovat impulsy, tzn. z UPS nebude vycházet žádné výstupní napětí.

Závěr 5

Slouží k připojení časovacího kondenzátoru Ct s druhým kontaktem připojeným k zemi. Hodnoty kapacity jsou typicky mezi 0,01 µF a 0,1 µF. Změny hodnoty této složky vedou ke změnám frekvence GPG a výstupních impulsů PWM regulátoru. Obvykle se používají vysoce kvalitní kondenzátory s velmi nízkým teplotním koeficientem (s velmi malou změnou kapacity s teplotou).

Závěr 6

Pro připojení rezistoru Rt pro nastavení měniče s druhým kontaktem připojeným k zemi. Hodnoty Rt a Ct určují frekvenci FPG.

• f = 1,1: (Rt x Ct).

Závěr 7

Připojuje se ke společnému vodiči obvodu zařízení na regulátoru PWM.

Závěr 12

Označuje se písmeny VCC. Je připojen k „plus“ napájecího zdroje TL494CN. Jeho připojovací obvod obvykle obsahuje č. 12, připojený k vypínači napájení. Mnoho UPS používá tento kolík k zapínání a vypínání napájení (a samotného UPS). Pokud je na něm +12 V a č. 7 je uzemněno, budou mikroobvody GPN a ION fungovat.

Závěr 13

Toto je vstup provozního režimu. Jeho fungování bylo popsáno výše.

Funkce výstupních kolíků

Byly také uvedeny výše pro TL494CN. Popis jejich funkčního účelu v ruštině bude uveden níže s podrobným vysvětlením.

Závěr 8

Tento čip má 2 NPN tranzistory, které jsou jeho výstupními spínači. Tento pin je kolektor tranzistoru 1, obvykle připojený ke zdroji konstantního napětí (12 V). V obvodech některých zařízení se však používá jako výstup a je na něm vidět obdélníková vlna (jako na č. 11).

Závěr 9

Toto je emitor tranzistoru 1. Řídí výkonový tranzistor UPS (ve většině případů FET) v obvodu push-pull, buď přímo, nebo přes mezilehlý tranzistor.

Závěr 10

Jedná se o emitor tranzistoru 2. V jednocyklovém režimu je na něm signál stejný jako na č. 9. V režimu push-pull jsou signály na č. 9 a 10 protifázové, tj. když úroveň signálu je vysoká u jednoho, pak je nízká u druhého a naopak. Ve většině zařízení signály z emitorů výstupních tranzistorových spínačů příslušného mikroobvodu řídí výkonné tranzistory s efektem pole, které se zapnou, když je napětí na kolících 9 a 10 vysoké (nad ~ 3,5 V, ale ne se jakýmkoli způsobem vztahují k hladině 3,3 V u č. 3 a 4).

Závěr 11

Jedná se o kolektor tranzistoru 2, obvykle připojený ke zdroji konstantního napětí (+12 V).

• Poznámka: U zařízení založených na TL494CN může jeho připojovací obvod obsahovat kolektory i emitory tranzistorů 1 a 2 jako výstupy PWM regulátoru, i když druhá možnost je běžnější. Existují však možnosti, kdy přesně kolíky 8 a 11 jsou výstupy. Pokud v obvodu mezi mikroobvodem a tranzistory s efektem pole najdete malý transformátor, výstupní signál je s největší pravděpodobností odebírán z nich (z kolektorů).

Závěr 14

Toto je ION výstup, také popsaný výše.

Princip činnosti

Jak funguje čip TL494CN? Uvedeme popis, jak to funguje, na základě materiálů od společnosti Motorola, Inc. Výstup pulzně šířkové modulace je dosažen porovnáním kladného signálu rampy z kondenzátoru Ct s jedním ze dvou řídicích signálů. Logické obvody NOR řídí výstupní tranzistory Q1 a Q2 a otevírají je pouze tehdy, když signál na hodinovém vstupu (C1) klopného obvodu (viz funkční schéma TL494CN) klesne na minimum.

Pokud je tedy vstup C1 spouště na logické jedné úrovni, pak jsou výstupní tranzistory uzavřeny v obou provozních režimech: jednocyklovém a push-pull. Pokud je na tomto vstupu hodinový signál, pak v režimu push-pull tranzistor spíná jeden po druhém, když dojde k přerušení hodinového impulsu na spoušti. V režimu single-ended se klopný obvod nepoužívá a oba výstupní spínače se otevírají synchronně.

Tento otevřený stav (v obou režimech) je možný pouze v té části periody GPG, kdy je pilové napětí větší než řídicí signály. Zvýšení nebo snížení hodnoty řídicího signálu tedy způsobí odpovídající lineární zvýšení nebo snížení šířky napěťových impulsů na výstupech mikroobvodu.

Jako řídicí signály lze použít napětí z kolíku 4 (řízení mrtvého času), vstupy chybových zesilovačů nebo vstup zpětnovazebního signálu z kolíku 3.

První kroky při práci s mikroobvodem

Před vytvořením jakéhokoli užitečného zařízení se doporučuje naučit se, jak TL494CN funguje. Jak ověřit jeho funkčnost?

Vezměte prkénko, nainstalujte na něj čip a připojte vodiče podle níže uvedeného schématu.

Pokud je vše správně zapojeno, obvod bude fungovat. Kolíky 3 a 4 ponechte volné. Použijte svůj osciloskop ke kontrole činnosti GPG - na kolíku 6 byste měli vidět pilovité napětí. Výstupy budou nulové. Jak zjistit jejich výkon v TL494CN. Lze to zkontrolovat následovně:

1. Připojte výstup zpětné vazby (č. 3) a výstup řízení mrtvého času (č. 4) ke společné svorce (č. 7).
2. Nyní byste měli detekovat obdélníkové impulsy na výstupech mikroobvodu.

Jak zesílit výstupní signál?

Výstup TL494CN je poměrně nízký proud a samozřejmě chcete více energie. Musíme tedy přidat nějaké výkonové tranzistory. Nejjednodušší použití (a velmi snadné získat - ze staré základní desky počítače) jsou n-kanálové výkonové MOSFETy. Současně musíme invertovat výstup TL494CN, protože pokud k němu připojíme n-kanálový MOSFET, pak při absenci pulsu na výstupu mikroobvodu bude otevřen toku stejnosměrného proudu . V tomto případě může MOS tranzistor jednoduše shořet... Vyjmeme tedy univerzální NPN tranzistor a zapojíme jej podle schématu níže.

Výkonový MOSFET v tomto obvodu je řízen v pasivním režimu. Není to moc dobré, ale pro účely testování a nízké spotřeby je to v pořádku. R1 v obvodu je zátěž tranzistoru NPN. Vyberte jej podle maximálního povoleného kolektorového proudu. R2 představuje zatížení našeho výkonového stupně. V následujících experimentech bude nahrazen transformátorem.

Pokud se nyní podíváme na signál na kolíku 6 mikroobvodu osciloskopem, uvidíme „pilu“. U č. 8 (K1) jsou ještě vidět obdélníkové pulsy a na kolektoru MOS tranzistoru jsou pulsy stejného tvaru, ale větší velikosti.

Jak zvýšit výstupní napětí?

Nyní získáme vyšší napětí pomocí TL494CN. Schéma spínání a zapojení je stejné - na prkénku. Samozřejmě je nemožné na něm získat dostatečně vysoké napětí, zejména proto, že na výkonových MOS tranzistorech není žádný chladič. A přesto připojte k výstupnímu stupni malý transformátor podle tohoto schématu.

Primární vinutí transformátoru obsahuje 10 závitů. Sekundární vinutí obsahuje asi 100 závitů. Transformační poměr je tedy 10. Pokud použijete 10V na primáru, měli byste získat asi 100V výstup. Jádro je vyrobeno z feritu. Můžete použít nějaké středně velké jádro z napájecího transformátoru PC.

Buďte opatrní, výstup transformátoru je pod vysokým napětím. Proud je velmi nízký a nezabije vás. Ale můžete dostat dobrou ránu. Dalším nebezpečím je, že pokud na výstup nainstalujete velký kondenzátor, nahromadí velký náboj. Po vypnutí obvodu by tedy měl být vybit.

Na výstupu obvodu můžete zapnout jakýkoli indikátor jako žárovku, jako na fotografii níže. Jede na stejnosměrné napětí a k rozsvícení potřebuje cca 160V. (Napájení celého zařízení je cca 15 V – řádově nižší.)

Obvod s transformátorovým výstupem je široce používán u všech UPS, včetně PC zdrojů. U těchto zařízení slouží první transformátor, připojený přes tranzistorové spínače k ​​výstupům PWM regulátoru, ke galvanickému oddělení nízkonapěťové části obvodu včetně TL494CN od jeho vysokonapěťové části obsahující transformátor síťového napětí.

Regulátor napětí

V domácích malých elektronických zařízeních je zpravidla napájení zajišťováno standardní PC UPS vyrobenou na TL494CN. Schéma zapojení napájecího zdroje PC je dobře známé a samotné jednotky jsou snadno dostupné, protože miliony starých počítačů se ročně likvidují nebo prodávají na náhradní díly. Tyto UPS však zpravidla nevytvářejí napětí vyšší než 12 V. To je pro frekvenční měnič příliš nízké. Samozřejmě byste mohli zkusit použít PC UPS s vyšším napětím pro 25V, ale bylo by obtížné ho najít a příliš mnoho energie by se rozptýlilo při 5V v logických hradlech.

Na TL494 (nebo analogech) však můžete postavit libovolné obvody s výstupem při zvýšeném výkonu a napětí. Pomocí typických dílů z PC UPS a napájecích MOSFETů ze základní desky můžete sestavit PWM regulátor napětí pomocí TL494CN. Obvod převodníku je znázorněn na obrázku níže.

Na něm můžete vidět schéma zapojení mikroobvodu a koncového stupně pomocí dvou tranzistorů: univerzálního npn- a výkonného MOS.

Hlavní části: T1, Q1, L1, D1. Bipolární T1 slouží k ovládání výkonového MOSFETu připojeného zjednodušeným způsobem, tzv. "pasivní". L1 je indukční tlumivka ze staré tiskárny HP (asi 50 závitů, výška 1 cm, šířka 0,5 cm s vinutím, otevřená tlumivka). D1 je Schottkyho dioda z jiného zařízení. TL494 je připojen alternativním způsobem k výše uvedenému, ačkoli lze použít kterýkoli způsob.

C8 je malý kondenzátor pro zamezení vlivu šumu vstupujícího na vstup chybového zesilovače, hodnota 0,01uF bude víceméně normální. Velké hodnoty zpomalí nastavení požadovaného napětí.

C6 je ještě menší kondenzátor, slouží k filtraci vysokofrekvenčního rušení. Jeho kapacita je až několik stovek pikofarad.

Čip TL494 je PWM řadič, ideální pro budování spínaných napájecích zdrojů různých topologií a výkonů. Může pracovat v jednotaktním i dvoutaktním režimu.

Jeho domácím analogem je mikroobvod KR1114EU4. Texas Instruments, International Rectifier, ON Semiconductor, Fairchild Semiconductor – mnoho výrobců vyrábí tento PWM regulátor. Fairchild Semiconductor tomu říká například KA7500B.

Pokud se jen podíváte na označení kolíků, je jasné, že tento mikroobvod má poměrně širokou škálu možností nastavení.

Podívejme se na označení všech pinů:

• neinvertující vstup prvního komparátoru chyb
• invertující vstup prvního komparátoru chyb
• vstup zpětné vazby
• vstup pro úpravu mrtvého času
• výstup pro připojení externího časovacího kondenzátoru
• výstup pro připojení časovacího odporu
• společný kolík mikroobvodu, mínus napájení
• kolektorový kolík prvního výstupního tranzistoru
• emitorový kolík prvního výstupního tranzistoru
• emitorový kolík druhého výstupního tranzistoru
• kolektorový kolík druhého výstupního tranzistoru
• vstup napájecího napětí
• vstup pro výběr provozního režimu jednocyklový nebo push-pull
  mikroobvody
• vestavěný referenční výstup 5 V
• invertující vstup druhého komparátoru chyb
• neinvertující vstup druhého komparátoru chyb

Na funkčním schématu vidíte vnitřní strukturu mikroobvodu.
Horní dva kolíky vlevo slouží pro nastavení parametrů interního generátoru napětí rampy, který je zde označen jako „Oscilátor“. Pro normální provoz mikroobvodu výrobce doporučuje použít časovací kondenzátor s kapacitou v rozsahu od 470 pF do 10 μF a časový odpor v rozsahu od 1,8 kOhm do 500 kOhm. Doporučený rozsah provozní frekvence je od 1 kHz do 300 kHz. Frekvenci lze vypočítat pomocí vzorce f = 1,1/RC. Takže v provozním režimu bude mít kolík 5 pilovité napětí s amplitudou asi 3 volty. U různých výrobců se může lišit v závislosti na parametrech vnitřních obvodů mikroobvodu.

Pokud například použijete kondenzátor o kapacitě 1nF a rezistoru 10kOhm, pak frekvence pilového napětí na výstupu 5 bude přibližně f = 1,1/(10000*0,000000001) = 110000Hz. Frekvence se může lišit dle výrobce o +-3% v závislosti na teplotních podmínkách komponent.

Vstup 4 pro nastavení mrtvého času je určen k určení pauzy mezi impulsy. Komparátor mrtvého času, označený v diagramu jako „Dead-time Control Comparator“, povolí výstupní impulsy, pokud je napětí pily vyšší než napětí přiváděné na vstup 4. Přivedením napětí od 0 do 3 voltů na vstupu 4, můžete upravit pracovní cyklus výstupních impulsů, v tomto případě může být maximální doba trvání pracovního cyklu 96% v režimu jednoho cyklu a 48% v režimu push-pull provozu mikroobvodu. Minimální pauza je zde omezena na 3 %, což zajišťuje vestavěný zdroj s napětím 0,1 voltu. Důležitý je i pin 3 a napětí na něm hraje roli i při rozlišení výstupních impulsů.

Piny 1 a 2 a také piny 15 a 16 komparátorů chyb lze použít k ochraně navrženého zařízení před nadproudovým a napěťovým přetížením. Pokud se napětí přiváděné na kolík 1 zvýší než napětí přiváděné na kolík 2 nebo se napětí přiváděné na kolík 16 zvýší než napětí přiváděné na kolík 15, pak vstup komparátoru PWM (kolík 3) bude přijímat signál pro potlačení pulzů při výstup. Pokud se neplánuje použití těchto komparátorů, lze je zablokovat zkratováním neinvertujících vstupů k zemi a připojením invertujících vstupů ke zdroji referenčního napětí (pin 14).
Pin 14 je výstup stabilizovaného zdroje referenčního napětí 5 V zabudovaného do čipu. Na tento pin lze připojit obvody, které odebírají proud do 10 mA, což mohou být děliče napětí pro nastavení ochranných obvodů, měkký rozběh nebo nastavení pevné či nastavitelné doby trvání impulsu.
Pin 12 je napájen napájecím napětím mikroobvodu od 7 do 40 voltů. Zpravidla se používá 12 voltů stabilizovaného napětí. Je důležité eliminovat jakékoli rušení v napájecím obvodu.
Pin 13 je zodpovědný za provozní režim mikroobvodu. Pokud je na něj aplikováno referenční napětí 5 voltů (z kolíku 14), bude mikroobvod pracovat v režimu push-pull a výstupní tranzistory se otevřou v protifázi a spínací frekvence každého z výstupních tranzistorů se bude rovnat polovině frekvence pilového napětí na kolíku 5. Pokud ale sepnete kolík 13 k napájení mínus, výstupní tranzistory budou pracovat paralelně a frekvence se bude rovnat frekvenci pily na kolíku 5, tedy frekvence generátoru.

Maximální proud pro každý z výstupních tranzistorů mikroobvodu (piny 8,9,10,11) je 250mA, ale výrobce nedoporučuje překročit 200mA. Při paralelním provozu výstupních tranzistorů (vývod 9 je připojen k vývodu 10 a vývod 8 je připojen k vývodu 11) bude maximální povolený proud 500 mA, ale je lepší nepřekročit 400 mA.

Nikolaj Petrušov

TL494, co je to za „zvíře“?

TL494 (Texas Instruments) je pravděpodobně nejrozšířenější PWM regulátor, na jehož základě vznikla převážná část počítačových zdrojů a napájecích částí různých domácích spotřebičů.
A dokonce i nyní je tento mikroobvod docela populární mezi radioamatéry, kteří staví spínané zdroje. Domácí analog tohoto mikroobvodu je M1114EU4 (KR1114EU4). Kromě toho různé zahraniční společnosti vyrábějí tento mikroobvod s různými názvy. Například IR3M02 (Sharp), KA7500 (Samsung), MB3759 (Fujitsu). Všechno je to stejný čip.
Jeho stáří je mnohem mladší než TL431. Začalo to být produkováno společností Texas Instruments někde na konci 90. let – začátkem 20. století.
Zkusme společně přijít na to, co to je a co je to za „zvíře“? Budeme uvažovat o čipu TL494 (Texas Instruments).

Nejprve se tedy podívejme, co je uvnitř.

Sloučenina.

Obsahuje:
- generátor pilového napětí (SPG);
- komparátor úpravy mrtvého času (DA1);
- komparátor PWM nastavení (DA2);
- chybový zesilovač 1 (DA3), používaný hlavně pro napětí;
- chybový zesilovač 2 (DA4), používaný hlavně pro signál proudového limitu;
- stabilní zdroj referenčního napětí (VS) při 5V s externím pinem 14;
- řídicí obvod pro činnost koncového stupně.

Pak se samozřejmě podíváme na všechny jeho součásti a pokusíme se přijít na to, proč je to všechno potřeba a jak to celé funguje, ale nejprve bude potřeba uvést jeho provozní parametry (charakteristiky).

Možnosti	Min.	Max.	Jednotka Změna
V CC Napájecí napětí	7	40	V
V I Vstupní napětí zesilovače	-0,3	V CC - 2	V
V O Napětí kolektoru		40	V
Kolektorový proud (každý tranzistor)		200	mA
Zpětnovazební proud		0,3	mA
f Frekvence oscilátoru OSC	1	300	kHz
C T Kapacita generátoru	0,47	10000	nF
RT odpor rezistoru generátoru	1,8	500	kOhm
T A Provozní teplota TL494C TL494I	0	70	°C
	-40	85	°C

Jeho omezující charakteristiky jsou následující;

Napájecí napětí ................................................ .....41V

Vstupní napětí zesilovače................................................(Vcc+0,3)V

Výstupní napětí kolektoru................................41V

Výstupní proud kolektoru ................................................ ....250mA

Celkový ztrátový výkon v nepřetržitém režimu....1W

Umístění a účel kolíků mikroobvodu.

Závěr 1

Toto je neinvertující (kladný) vstup chybového zesilovače 1.
Pokud je na něm vstupní napětí nižší než napětí na pinu 2, tak nebude chyba na výstupu tohoto zesilovače, nebude napětí (výstup bude mít nízkou úroveň) a nebude to mít žádný vliv na šířka (vytížení) výstupních impulsů.
Pokud je napětí na tomto pinu vyšší než na pinu 2, pak se na výstupu tohoto zesilovače 1 objeví napětí (výstup zesilovače 1 bude mít vysokou úroveň) a šířka (pracovní faktor) výstupních impulsů čím více klesá, tím vyšší je výstupní napětí tohoto zesilovače (maximálně 3,3 voltu).

Závěr 2

Toto je invertující (záporný) vstup zesilovače chybového signálu 1.
Pokud je vstupní napětí na tomto pinu vyšší než na pinu 1, nedojde k napěťové chybě na výstupu zesilovače (výstup bude nízký) a nebude to mít žádný vliv na šířku (duty factor) výstupu luštěniny.
Pokud je napětí na tomto pinu nižší než na pinu 1, výstup zesilovače bude vysoký.

Chybový zesilovač je běžný operační zesilovač se ziskem řádově = 70..95 dB při stejnosměrném napětí (Ku = 1 při frekvenci 350 kHz). Rozsah vstupního napětí operačního zesilovače sahá od -0,3 V do napájecího napětí, mínus 2 V. To znamená, že maximální vstupní napětí musí být alespoň o dva volty nižší než napájecí napětí.

Závěr 3

Jedná se o výstupy chybových zesilovačů 1 a 2, připojených k tomuto pinu přes diody (obvod OR). Pokud se napětí na výstupu jakéhokoli zesilovače změní z nízkého na vysoké, pak na kolíku 3 jde také vysoko.
Pokud napětí na tomto kolíku překročí 3,3 V, pak pulzy na výstupu mikroobvodu zmizí (nulový pracovní cyklus).
Pokud je napětí na tomto kolíku blízké 0 V, pak bude doba trvání výstupních impulsů (pracovní faktor) maximální.

Pin 3 se obvykle používá k poskytování zpětné vazby zesilovačům, ale v případě potřeby může být pin 3 také použit jako vstup pro změny šířky impulsu.
Pokud je napětí na něm vysoké (> ~ 3,5 V), pak na výstupu MS nebudou žádné impulsy. Napájení se za žádných okolností nespustí.

Závěr 4

Řídí rozsah variace „mrtvého“ času (anglicky Dead-Time Control), v principu jde o stejný pracovní cyklus.
Pokud je na něm napětí blízké 0 V, pak bude mít výstup mikroobvodu jak minimální možnou, tak maximální šířku pulsů, které lze podle toho nastavit dalšími vstupními signály (chybové zesilovače, pin 3).
Pokud je napětí na tomto pinu asi 1,5 V, pak bude šířka výstupních impulsů kolem 50 % jejich maximální šířky.
Pokud napětí na tomto pinu překročí 3,3 V, pak nebudou na výstupu MS žádné pulsy. Napájení se za žádných okolností nespustí.
Ale neměli byste zapomínat, že jak se „mrtvý“ čas prodlužuje, rozsah nastavení PWM se snižuje.

Změnou napětí na pinu 4 můžete nastavit pevnou šířku „mrtvého“ času (dělič R-R), implementovat režim měkkého startu v napájení (řetězec R-C), zajistit vzdálené vypnutí MS (klíč) a tento pin můžete také použít jako lineární řídicí vstup.

Podívejme se (pro ty, kteří nevědí), co je to „mrtvý“ čas a k čemu je potřeba.
Když pracuje napájecí obvod push-pull, impulsy jsou střídavě přiváděny z výstupů mikroobvodu na báze (hradla) výstupních tranzistorů. Protože jakýkoli tranzistor je inerciální prvek, nemůže se okamžitě zavřít (otevřít), když je signál odstraněn (přiveden) z báze (hradla) výstupního tranzistoru. A pokud jsou impulsy aplikovány na výstupní tranzistory bez „mrtvého“ času (to znamená, že impuls je odstraněn z jednoho a okamžitě aplikován na druhý), může nastat okamžik, kdy jeden tranzistor nestihne zavřít, ale druhý má již otevřeno. Pak veškerý proud (nazývaný přes proud) poteče oběma otevřenými tranzistory, obchází zátěž (vinutí transformátoru), a protože nebude ničím omezen, výstupní tranzistory okamžitě selžou.
Aby k tomu nedocházelo, je nutné, aby po skončení jednoho pulzu a před začátkem dalšího pulzu uplynula určitá doba, dostatečná pro spolehlivé sepnutí výstupního tranzistoru, z jehož vstupu byl vyveden řídící signál.
Tento čas se nazývá "mrtvý" čas.

Ano, když se podíváme na obrázek se složením mikroobvodu, vidíme, že pin 4 je připojen ke vstupu komparátoru nastavení mrtvého času (DA1) přes zdroj napětí 0,1-0,12 V. K čemu se to dělá?
To je přesně provedeno, aby se zajistilo, že maximální šířka (účinitel zatížení) výstupních pulsů nebude nikdy rovna 100 %, aby byl zajištěn bezpečný provoz výstupních (výstupních) tranzistorů.
To znamená, že pokud „připojíte“ pin 4 ke společnému vodiči, tak na vstupu komparátoru DA1 stále nebude nulové napětí, ale bude tam napětí právě této hodnoty (0,1-0,12 V) a pulzy z generátoru pilového napětí (RPG) se objeví na výstupu mikroobvodu pouze tehdy, když jejich amplituda na pinu 5 překročí toto napětí. To znamená, že mikroobvod má pevný maximální práh pracovního cyklu výstupních impulsů, který nepřekročí 95-96% pro jednocyklový režim provozu koncového stupně a 47,5-48% pro push-pull. způsob provozu koncového stupně.

Závěr 5

Jedná se o výstup GPG, je určen pro připojení časovacího kondenzátoru Ct, jehož druhý konec je připojen ke společnému vodiči. Jeho kapacita se obvykle volí od 0,01 µF do 0,1 µF, v závislosti na výstupní frekvenci GPG impulsů PWM regulátoru. Zpravidla se zde používají vysoce kvalitní kondenzátory.
Na tomto kolíku lze ovládat výstupní frekvenci GPG. Kolísání výstupního napětí generátoru (amplituda výstupních impulsů) je někde kolem 3 voltů.

Závěr 6

Toto je také výstup GPN určený pro připojení časově nastavitelného rezistoru Rt, jehož druhý konec je připojen ke společnému vodiči.
Hodnoty Rt a Ct určují výstupní frekvenci plynového čerpadla a jsou vypočteny pomocí vzorce pro jednocyklový provozní režim;

Pro provozní režim push-pull je vzorec následující;

U regulátorů PWM od jiných společností se frekvence vypočítá pomocí stejného vzorce, s výjimkou, že číslo 1 bude nutné změnit na 1,1.

Závěr 7

Připojuje se ke společnému vodiči obvodu zařízení na regulátoru PWM.

Závěr 8

Mikroobvod obsahuje koncový stupeň se dvěma výstupními tranzistory, které jsou jeho výstupními spínači. Vývody kolektorů a emitorů těchto tranzistorů jsou libovolné, a proto lze dle potřeby tyto tranzistory zařadit do obvodu pro práci jak se společným emitorem, tak se společným kolektorem.
V závislosti na napětí na kolíku 13 může tento koncový stupeň pracovat buď v režimu push-pull nebo v režimu jednoho cyklu. V provozním režimu s jedním koncem mohou být tyto tranzistory zapojeny paralelně, aby se zvýšil zatěžovací proud, což se obvykle dělá.
Takže kolík 8 je kolektorový kolík tranzistoru 1.

Závěr 9

Toto je emitorový kolík tranzistoru 1.

Závěr 10

Toto je emitorový kolík tranzistoru 2.

Závěr 11

Toto je kolektor tranzistoru 2.

Závěr 12

Na tento pin je připojen „plus“ napájecího zdroje TL494CN.

Závěr 13

Jedná se o výstup pro volbu provozního režimu koncového stupně. Pokud je tento kolík připojen ke společnému vodiči, bude koncový stupeň pracovat v režimu s jedním koncem. Výstupní signály na svorkách tranzistorových spínačů budou stejné.
Pokud na tento pin přivedete napětí +5 V (propojte piny 13 a 14), budou výstupní spínače pracovat v režimu push-pull. Výstupní signály na svorkách tranzistorových spínačů budou mimo fázi a frekvence výstupních impulsů bude poloviční.

Závěr 14

Toto je výstup stáje A odtok O porno N napětí (ION), S výstupním napětím +5 V a výstupním proudem až 10 mA, které lze použít jako referenční pro srovnání v chybových zesilovačích a pro jiné účely.

Závěr 15

Funguje úplně stejně jako pin 2. Pokud není použit druhý chybový zesilovač, pak se pin 15 jednoduše připojí na pin 14 (referenční napětí +5 V).

Závěr 16

Funguje stejně jako pin 1. Pokud není použit druhý zesilovač chyb, je obvykle připojen ke společnému vodiči (pin 7).
S pinem 15 připojeným na +5V a pinem 16 připojeným k zemi není žádné výstupní napětí z druhého zesilovače, takže to nemá žádný vliv na činnost čipu.

Princip činnosti mikroobvodu.

Jak tedy funguje regulátor TL494 PWM?
Výše jsme podrobně zkoumali účel kolíků tohoto mikroobvodu a jakou funkci plní.
Pokud je to vše pečlivě analyzováno, pak z toho všeho je jasné, jak tento mikroobvod funguje. Ale ještě jednou velmi stručně popíšu princip jeho fungování.

Když je mikroobvod typicky zapnutý a je k němu přiváděno napájení (mínus na kolík 7 plus na kolík 12), GPG začne produkovat pilovité pulsy s amplitudou asi 3 volty, jejichž frekvence závisí na C a R připojené ke kolíkům 5 a 6 mikroobvodu.
Pokud je hodnota řídicích signálů (na pinech 3 a 4) menší než 3 volty, objeví se na výstupních spínačích mikroobvodu obdélníkové impulsy, jejichž šířka (pracovní faktor) závisí na hodnotě řídicích signálů na pinech 3 a 4.
To znamená, že mikroobvod porovnává kladné pilové napětí z kondenzátoru Ct (C1) s kterýmkoli ze dvou řídicích signálů.
Logické obvody pro ovládání výstupních tranzistorů VT1 a VT2 je otevírají pouze tehdy, když je napětí pilových impulzů vyšší než řídicí signály. A čím větší je tento rozdíl, tím širší je výstupní impuls (tím větší pracovní cyklus).
Řídicí napětí na pinu 3 zase závisí na signálech na vstupech operačních zesilovačů (chybových zesilovačů), které zase mohou řídit výstupní napětí a výstupní proud napájecího zdroje.

Zvýšení nebo snížení hodnoty libovolného řídicího signálu tedy způsobí odpovídající lineární snížení nebo zvýšení šířky napěťových impulsů na výstupech mikroobvodu.
Jak již bylo zmíněno výše, jako řídicí signály lze použít napětí z pinu 4 (dead time control), vstupy chybových zesilovačů nebo vstup zpětnovazebního signálu přímo z pinu 3.

Teorie, jak se říká, je teorie, ale mnohem lepší bude vidět a „osahat“ si to všechno v praxi, takže si sestavme následující obvod na prkénku a na vlastní oči uvidíme, jak to celé funguje.

Nejjednodušší a nejrychlejší způsob je sestavit to celé na prkénko. Ano, nainstaloval jsem čip KA7500. Pin „13“ mikroobvodu je připojen ke společnému vodiči, to znamená, že naše výstupní spínače budou pracovat v jednocyklovém režimu (signály na tranzistorech budou stejné) a opakovací frekvence výstupních impulzů bude odpovídat frekvence pilového napětí GPG.

Připojil jsem osciloskop k následujícím řídicím bodům:
- První paprsek na kolík „4“ pro ovládání konstantního napětí na tomto kolíku. Nachází se ve středu obrazovky na nulovém řádku. Citlivost - 1 volt na dílek;
- Druhý paprsek na kolík „5“ pro ovládání pilového napětí GPG. Je také umístěn na nulové čáře (oba paprsky jsou sloučeny) ve středu osciloskopu a se stejnou citlivostí;
- Třetí paprsek na výstup mikroobvodu na kolík „9“, pro ovládání impulsů na výstupu mikroobvodu. Citlivost paprsku je 5 voltů na dílek (0,5 voltu plus dělič 10). Nachází se ve spodní části obrazovky osciloskopu.

Zapomněl jsem říci, že výstupní spínače mikroobvodu jsou připojeny ke společnému kolektoru. Jinými slovy - podle obvodu sledovače emitoru. Proč opakovač? Protože signál na emitoru tranzistoru přesně opakuje základní signál, takže vše jasně vidíme.
Pokud odeberete signál z kolektoru tranzistoru, bude invertován (vzhůru nohama) vzhledem k základnímu signálu.
Napájíme mikroobvod a uvidíme, co máme na svorkách.

Na čtvrté noze máme nulu (jezdec rezistoru trimru je v nejnižší poloze), první paprsek je na nulové čáře ve středu obrazovky. Nefungují ani chybové zesilovače.
Na páté noze vidíme pilovité napětí GPN (druhý paprsek) s amplitudou mírně vyšší než 3 volty.
Na výstupu mikroobvodu (pin 9) vidíme obdélníkové impulsy s amplitudou asi 15 voltů a maximální šířkou (96%). Tečky ve spodní části obrazovky jsou přesně stanovenou prahovou hodnotou pracovního cyklu. Aby bylo lépe vidět, zapněte na osciloskopu roztažení.

No, teď to vidíte lépe. To je přesně doba, kdy amplituda pulzu klesne na nulu a výstupní tranzistor je na tuto krátkou dobu uzavřen. Nulová úroveň pro tento paprsek je ve spodní části obrazovky.
No, přidáme napětí na pin "4" a uvidíme, co dostaneme.

Na pinu „4“ jsem trimovacím rezistorem nastavil konstantní napětí 1 volt, první paprsek stoupl o jeden dílek (přímka na obrazovce osciloskopu). co vidíme? Mrtvá doba se prodloužila (pracovní cyklus se snížil), toto je tečkovaná čára ve spodní části obrazovky. To znamená, že výstupní tranzistor je uzavřen asi na polovinu doby trvání samotného pulsu.
Přidejme ještě jeden volt s trimovacím rezistorem na pin "4" mikroobvodu.

Vidíme, že první paprsek stoupl ještě o jeden dílek, doba trvání výstupních pulzů se ještě zkrátila (1/3 trvání celého pulzu) a prodloužila se mrtvá doba (doba sepnutí výstupního tranzistoru). do dvou třetin. To znamená, že je jasně vidět, že logika mikroobvodu porovnává úroveň signálu GPG s úrovní řídicího signálu a na výstup předává pouze ten signál GPG, jehož úroveň je vyšší než řídicí signál.

Aby to bylo ještě jasnější, doba trvání (šířka) výstupních impulsů mikroobvodu bude stejná jako doba trvání (šířka) výstupních impulsů pilového napětí umístěných nad úrovní řídicího signálu (nad přímkou ​​na obrazovce osciloskopu) .

Pojďme dále, přidejte další volt na kolík "4" mikroobvodu. co vidíme? Na výstupu mikroobvodu jsou velmi krátké impulsy, přibližně stejné šířky jako vrcholy pilového napětí vyčnívající nad přímku. Zapneme na osciloskopu protažení, aby byl puls lépe viditelný.

Zde vidíme krátký impuls, během kterého bude výstupní tranzistor otevřený a zbytek času (spodní řádek na obrazovce) bude uzavřen.
No, zkusme ještě zvýšit napětí na pinu "4". Trimovacím rezistorem nastavíme napětí na výstupu nad úroveň pilového napětí GPG.

No, to je vše, naše napájení přestane fungovat, protože výstup je zcela „klidný“. Neexistují žádné výstupní impulsy, protože na ovládacím kolíku „4“ máme konstantní úroveň napětí vyšší než 3,3 voltu.
Naprosto totéž se stane, pokud přivedete řídicí signál na pin „3“ nebo na jakýkoli chybový zesilovač. Pokud by to někoho zajímalo, můžete si to sami experimentálně ověřit. Navíc, pokud jsou řídicí signály na všech řídicích pinech najednou a ovládají mikroobvod (převažují), bude signál z řídicího pinu, jehož amplituda je větší.

No, zkusme odpojit pin "13" od společného vodiče a připojit jej na pin "14", tedy přepnout provozní režim výstupních spínačů z jednocyklového na push-pull. Pojďme se podívat, co můžeme udělat.

Trimovacím rezistorem opět snížíme napětí na kolíku „4“ na nulu. Zapněte napájení. co vidíme?
Výstup mikroobvodu také obsahuje pravoúhlé pulsy s maximální dobou trvání, ale jejich frekvence opakování se stala poloviční než frekvence pilových pulsů.
Stejné impulsy budou na druhém klíčovém tranzistoru mikroobvodu (pin 10), pouze s tím rozdílem, že budou vůči nim časově posunuty o 180 stupňů.
Existuje také maximální práh pracovního cyklu (2 %). Nyní to není vidět, je třeba připojit 4. paprsek osciloskopu a spojit oba výstupní signály dohromady. Čtvrtá sonda není po ruce, takže jsem to neudělal. Kdo chce, ověřte si to prakticky sami, abyste se o tom přesvědčili.

V tomto režimu funguje mikroobvod úplně stejně jako v jednocyklovém režimu, pouze s tím rozdílem, že maximální doba trvání výstupních pulzů zde nepřekročí 48 % celkové doby trvání pulzu.
Takže tento režim nebudeme dlouho zvažovat, ale podívejte se, jaké máme impulzy, když je napětí na kolíku „4“ dva volty.

Napětí zvyšujeme trimrovým rezistorem. Šířka výstupních pulsů se zmenšila na 1/6 celkové doby trvání pulsu, tedy také přesně dvakrát než v jednocyklovém režimu činnosti výstupních spínačů (tam 1/3krát).
Na výstupu druhého tranzistoru (pin 10) budou stejné impulsy, pouze posunuté v čase o 180 stupňů.
V zásadě jsme analyzovali činnost regulátoru PWM.

Také na kolíku „4“. Jak již bylo zmíněno, tento pin lze použít pro „měkký“ start napájení. Jak to zorganizovat?
Velmi jednoduché. Chcete-li to provést, připojte obvod RC ke kolíku „4“. Zde je příklad fragmentu diagramu:

Jak zde funguje „soft start“? Podívejme se na schéma. Kondenzátor C1 je připojen k ION (+5 voltů) přes odpor R5.
Když je na mikroobvod (kolíček 12) připojeno napájení, na kolíku 14 se objeví +5 voltů. Kondenzátor C1 se začne nabíjet. Rezistorem R5 protéká nabíjecí proud kondenzátoru, v okamžiku zapnutí je maximální (kondenzátor je vybitý) a na rezistoru, který je přiveden na pin „4“, dochází k poklesu napětí o 5 voltů. Toto napětí, jak jsme již experimentálně zjistili, zakazuje průchod impulsů na výstup mikroobvodu.
Jak se kondenzátor nabíjí, nabíjecí proud klesá a úbytek napětí na rezistoru se odpovídajícím způsobem snižuje. Napětí na kolíku „4“ také klesá a na výstupu mikroobvodu se začnou objevovat pulsy, jejichž trvání se postupně zvyšuje (jak se nabíjí kondenzátor). Když je kondenzátor plně nabitý, nabíjecí proud se zastaví, napětí na kolíku „4“ se přiblíží nule a kolík „4“ již neovlivňuje dobu trvání výstupních impulsů. Napájecí zdroj se vrátí do svého provozního režimu.
Přirozeně jste uhodli, že doba spuštění zdroje (dostane se do provozního režimu) bude záviset na velikosti odporu a kondenzátoru a jejich výběrem bude možné tuto dobu regulovat.

No, toto je stručně veškerá teorie a praxe a zde není nic zvlášť složitého, a pokud rozumíte a rozumíte práci tohoto PWM, nebude pro vás těžké pochopit a porozumět práci jiných PWM.

Přeji všem hodně štěstí.

PRINCIP PROVOZU TL494
NA PŘÍKLADU AUTOMOBILOVÝCH MĚNIČŮ NAPĚTÍ

TL494 je v podstatě legendární čip pro spínané zdroje. Někteří mohou samozřejmě namítnout, že nyní existují novější, pokročilejší regulátory PWM a jaký má smysl se s tímhle harampádím pohrávat. Osobně k tomu mohu říci jediné - Lev Tolstoj psal vesměs ručně a jak psal! Přítomnost Wordu dva tisíce třináct ve vašem počítači ale nikoho ani nepobídla k napsání alespoň normálního příběhu. No dobře, kdo má zájem, hledejte dál, kdo ne – všechno nejlepší!
Okamžitě chci provést rezervaci - budeme mluvit o TL494 vyráběném společností Texas Instruments. Faktem je, že tento regulátor má obrovské množství analogů vyrobených v různých továrnách a ačkoli je jejich strukturální schéma VELMI podobné, stále to nejsou úplně stejné mikroobvody - dokonce i chybové zesilovače na různých mikroobvodech mají různé hodnoty zisku se stejným pasivem elektroinstalace . Po výměně si tedy UJISTĚTE dvakrát zkontrolovat parametry opravovaného zdroje - osobně jsem na toto hrábě šlápl.
No, říkalo se to, ale tady začíná pohádka. Zde je blokové schéma TL494 právě od Texas Instruments. Pokud se podíváte pozorně, není v něm tolik náplní, nicméně právě tato kombinace funkčních jednotek umožnila tomuto ovladači získat obrovskou popularitu za nízkou cenu.

Mikroobvody se vyrábí jak v konvenčních DIP pouzdrech, tak v plošných pro povrchovou montáž. Pinout je v obou případech podobný. Osobně vzhledem ke své slepotě raději pracuji staromódním způsobem - obyčejné odpory, DIP pouzdra a tak dále.

Sedmý a dvanáctý pin je napájen napájecím napětím, sedmý je MINUS, neboli GENERAL, a dvanáctý je PLUS. Rozsah napájecích napětí je poměrně velký - od pěti do čtyřiceti voltů. Pro přehlednost je mikroobvod svázán s pasivními prvky, které nastavují jeho provozní režimy. No, k čemu je určeno, bude jasné, až bude mikroobvod spuštěn. Ano, ano, přesně to spuštění, protože mikroobvod nezačne fungovat okamžitě po připojení napájení. No, první věci.
Takže po připojení napájení se samozřejmě napětí na dvanáctém kolíku TL494 neobjeví okamžitě - nabití kondenzátorů výkonového filtru bude nějakou dobu trvat a výkon skutečného zdroje napájení samozřejmě není nekonečný. Ano, tento proces je poměrně pomíjivý, ale přesto existuje – napájecí napětí se za určitou dobu zvýší z nuly na nominální hodnotu. Předpokládejme, že naše jmenovité napájecí napětí je 15 voltů a přivedli jsme ho do řídicí desky.
Napětí na výstupu stabilizátoru DA6 bude téměř stejné jako napájecí napětí celého mikroobvodu, dokud hlavní výkon nedosáhne stabilizačního napětí. Dokud bude pod 3,5 voltu, bude mít výstup komparátoru DA7 logickou úroveň, protože tento komparátor monitoruje hodnotu interního referenčního napájecího napětí. Tato logická jednotka je dodávána do logického prvku OR DD1. Princip činnosti logického prvku OR je ten, že pokud má alespoň jeden jeho vstup logickou jedničku, výstup bude jednička, tzn. pokud je jeden na prvním vstupu NEBO na druhém, NEBO na třetím NEBO na čtvrtém, pak výstup DD1 bude jeden a co bude na ostatních vstupech, nezáleží na tom. Pokud je tedy napájecí napětí nižší než 3,5 V, blokuje DA7 další průchod hodinového signálu a na výstupech mikroobvodu se nic neděje - nedochází k žádným řídicím impulsům.

Jakmile však napájecí napětí překročí 3,5 voltu, napětí na invertujícím vstupu se zvýší než na neinvertujícím vstupu a komparátor změní své výstupní napětí na logickou nulu, čímž odstraní první blokovací stupeň.
Druhý blokovací stupeň je řízen komparátorem DA5, který hlídá hodnotu napájecího napětí, konkrétně jeho hodnotu 5 voltů, jelikož vnitřní stabilizátor DA6 nedokáže produkovat napětí větší než na svém vstupu. Jakmile napájecí napětí překročí 5 voltů, zvýší se na invertujícím vstupu DA5, protože na neinvertujícím vstupu je omezeno stabilizačním napětím zenerovy diody VDin5. Napětí na výstupu komparátoru DA5 bude rovné logické nule a když dosáhne vstupu DD1, druhý blokovací stupeň je odstraněn.
Vnitřní referenční napětí 5 voltů je také použito uvnitř mikroobvodu a je vyvedeno mimo něj přes pin 14. Vnitřní použití zaručuje stabilní provoz interních komparátorů DA3 a DA4, protože tyto komparátory generují řídicí impulsy na základě velikosti generovaného pilového napětí generátorem G1.
Tady je to lepší v pořádku. Mikroobvod obsahuje pilový generátor, jehož frekvence závisí na časovacím kondenzátoru C3 a rezistoru R13. Navíc R13 se přímo nepodílí na tvorbě pily, ale slouží jako regulační prvek generátoru proudu, který nabíjí kondenzátor C3. Snížením jmenovité hodnoty R13 se tedy zvyšuje nabíjecí proud, kondenzátor se nabíjí rychleji a v souladu s tím se zvyšuje hodinová frekvence a amplituda generované pily je zachována.

Dále pila přejde na invertující vstup komparátoru DA3. Na neinvertujícím vstupu je referenční napětí 0,12 voltu. To přesně odpovídá pěti procentům celého trvání pulzu. Jinými slovy, bez ohledu na frekvenci se na výstupu komparátoru DA3 objeví logická jednotka přesně na pět procent doby trvání celého řídicího impulzu, čímž se zablokuje prvek DD1 a poskytne se doba pauzy mezi přepnutím tranzistorů výstupu. stupeň mikroobvodu. To není úplně pohodlné - pokud se frekvence během provozu mění, pak by se měla doba pauzy brát v úvahu pro maximální frekvenci, protože doba pauzy bude minimální. Tento problém lze ale celkem snadno vyřešit, pokud se zvýší hodnota referenčního napětí 0,12 voltu a odpovídajícím způsobem se prodlouží i délka pauz. To lze provést sestavením děliče napětí pomocí rezistorů nebo pomocí diody s nízkým úbytkem napětí na přechodu.

Také pila z generátoru jde do komparátoru DA4, který porovnává její hodnotu s napětím generovaným chybovými zesilovači na DA1 a DA2. Pokud je hodnota napětí z chybového zesilovače pod amplitudou pilového napětí, pak řídicí impulsy přecházejí beze změny do budiče, ale pokud je na výstupech chybových zesilovačů nějaké napětí a je větší než minimální hodnota a menší než maximální pilové napětí, pak když pilové napětí dosáhne napěťové úrovně z chyb zesilovače, komparátor DA4 vygeneruje logickou jednu úroveň a vypne řídicí impuls jdoucí do DD1.

Za DD1 je invertor DD2, který generuje hrany pro hranu ovládaný D-klopný obvod DD3. Spoušť zase rozděluje hodinový signál na dva a střídavě umožňuje činnost prvků AND Podstatou činnosti prvků AND je, že logická jednička se na výstupu prvku objeví pouze v případě, kdy je logická jednička na svém jednom vstupu A bude také logická jednička na ostatních vstupech je logická jednotka. Druhé piny těchto logických prvků AND jsou vzájemně propojeny a vystupují na třináctý pin, který lze použít k externímu umožnění činnosti mikroobvodu.
Po DD4, DD5 je dvojice prvků OR-NOT. Jedná se o již známý prvek OR, pouze jeho výstupní napětí je invertované, tzn. Není pravda. Jinými slovy, pokud alespoň jeden ze vstupů prvku obsahuje logickou jedničku, pak jeho výstup NEBUDE jednička, tzn. nula. A aby se na výstupu prvku objevila logická jednička, musí být na obou jeho vstupech přítomna logická nula.
Druhé vstupy prvků DD6 a DD7 jsou připojeny a připojeny přímo k výstupu DD1, který blokuje prvky, dokud je na výstupu DD1 logická jednička.
Z výstupů DD6 a DD7 se řídicí impulsy dostávají na báze tranzistorů koncového stupně PWM regulátoru. Kromě toho samotný mikroobvod používá pouze základny a kolektory a emitory jsou umístěny mimo mikroobvod a uživatel je může používat podle vlastního uvážení. Například připojením emitorů na společný vodič a připojením vinutí přizpůsobeného transformátoru ke kolektorům můžeme přímo ovládat výkonové tranzistory mikroobvodem.
Pokud jsou kolektory tranzistorů koncového stupně připojeny k napájecímu napětí a emitory jsou zatíženy odpory, získáme řídicí impulsy pro přímé ovládání hradel výkonových tranzistorů, které ovšem nejsou příliš výkonné - kolektorový proud tranzistorů koncového stupně by neměl překročit 250 mA.
TL494 můžeme také použít k řízení jednopólových měničů propojením kolektorů a emitorů tranzistorů k sobě. Pomocí tohoto obvodu můžete také postavit pulzní stabilizátory - pevná doba pauzy zabrání zmagnetování indukčnosti a lze ji také použít jako vícekanálový stabilizátor.
Nyní pár slov o schématu zapojení ao zapojení regulátoru TL494 PWM. Pro větší přehlednost si vezměme několik diagramů z internetu a pokusme se jim porozumět.

SCHÉMA AUTOMOBILOVÝCH MĚNIČŮ NAPĚTÍ
POUŽITÍ TL494

Nejprve se podívejme na převodníky automobilů. Diagramy jsou brány JAK JSOU, takže kromě vysvětlení vám dovolím zdůraznit některé nuance, které bych udělal jinak.
Takže schéma číslo 1. Automobilový měnič napětí, který má stabilizované výstupní napětí a stabilizace se provádí nepřímo - není řízeno výstupní napětí měniče, ale napětí na přídavném vinutí. Výstupní napětí transformátoru jsou samozřejmě propojena, takže zvýšení zátěže jednoho z vinutí způsobuje pokles napětí nejen na něm, ale i na všech vinutích, která jsou navinuta na stejném jádru. Napětí na přídavném vinutí je usměrněno diodovým můstkem, prochází atenuátorem na rezistoru R20, je vyhlazeno kondenzátorem C5 a přes rezistor R21 se dostává do první větve mikroobvodu. Připomeňme si blokové schéma a uvidíme, že první výstup je neinvertující vstup chybového zesilovače. Druhý pin je invertující vstup, přes který je přes rezistor R2 zavedena negativní zpětná vazba z výstupu chybového zesilovače (pin 3). Obvykle je paralelně s tímto rezistorem umístěn kondenzátor 10...47 nanofaradů - to poněkud zpomaluje rychlost odezvy chybového zesilovače, ale zároveň výrazně zvyšuje stabilitu jeho provozu a zcela eliminuje efekt překmitu.

Překmit je příliš silná reakce regulátoru na změny zátěže a pravděpodobnost oscilačního procesu. K tomuto efektu se vrátíme, až plně pochopíme všechny procesy v tomto obvodu, takže se vrátíme k pinu 2, který je vychýlen z pinu 14, což je výstup interního stabilizátoru na 5 voltů. To bylo provedeno pro správnější činnost chybového zesilovače - zesilovač má unipolární napájecí napětí a s napětími blízkými nule pro něj pracuje dost obtížně. Proto jsou v takových případech generována přídavná napětí, aby se zesilovač uvedl do provozních režimů.
K vytvoření „měkkého“ startu se mimo jiné používá stabilizované napětí 5 voltů - přes kondenzátor C1 je přiváděno na kolík 4 mikroobvodu. Připomínám, že doba pauzy mezi řídicími impulsy závisí na napětí na tomto pinu. Z toho není těžké usoudit, že když je kondenzátor C1 vybitý, doba pauzy bude tak dlouhá, že přesáhne dobu trvání samotných řídicích impulsů. Jak se však kondenzátor nabíjí, napětí na čtvrté svorce začne klesat, čímž se zkrátí doba pauzy. Doba trvání řídicích impulsů se začne prodlužovat, dokud nedosáhne své hodnoty 5 %. Toto obvodové řešení umožňuje omezit proud výkonovými tranzistory při nabíjení sekundárních výkonových kondenzátorů a eliminuje přetížení výkonového stupně, protože efektivní hodnota výstupního napětí se postupně zvyšuje.
Osmý a jedenáctý pin mikroobvodu jsou připojeny k napájecímu napětí, proto koncový stupeň funguje jako emitorový sledovač a tak tomu je - devátý a desátý pin jsou připojeny přes proud omezující odpory R6 a R7 k rezistorům R8 a R9 , stejně jako k základnám VT1 a VT2 . Tím je posílen výstupní stupeň regulátoru - otevírání výkonových tranzistorů se provádí přes odpory R6 a R7, v sérii, se kterými jsou zapojeny diody VD2 a VD3, ale k uzavření, které vyžaduje mnohem více energie, dochází pomocí VT1 a VT2, zapojené jako emitorové sledovače, ale poskytující velké proudy, nastávají právě tehdy, když se na hradlech vytvoří nulové napětí.
Dále máme v každém rameni 4 výkonové tranzistory, zapojené paralelně, abychom získali větší proud. Upřímně řečeno, použití těchto konkrétních tranzistorů způsobuje určitý zmatek. S největší pravděpodobností je měl autor tohoto schématu jednoduše na skladě a rozhodl se je přidat. Faktem je, že IRF540 má maximální proud 23 ampér, energie uložená v hradlech je 65 nano Coulombů a nejoblíbenější tranzistory IRFZ44 mají maximální proud 49 ampérů, zatímco energie hradla je 63 nano Coulombů. Jinými slovy, při použití dvou párů IRFZ44 získáme malé zvýšení maximálního proudu a dvojnásobné snížení zatížení koncového stupně mikroobvodu, což jen zvyšuje spolehlivost této konstrukce z hlediska parametrů. A nikdo nezrušil vzorec „Méně dílů – více spolehlivosti“.

Výkonové tranzistory musí být samozřejmě ze stejné šarže, protože v tomto případě se zmenší rozptyl parametrů mezi paralelně zapojenými tranzistory. V ideálním případě je samozřejmě lepší vybírat tranzistory na základě jejich zesílení, ale to není vždy možné, ale v každém případě byste měli mít možnost zakoupit tranzistory ze stejné šarže.

Paralelně k výkonovým tranzistorům jsou sériově zapojené odpory R18, R22 a kondenzátory C3, C12. Jsou to tlumiče, které jsou navrženy tak, aby potlačovaly samoindukční pulsy, které nevyhnutelně vznikají, když jsou obdélníkové pulsy aplikovány na indukční zátěž. Záležitost je navíc zhoršována pulzní šířkovou modulací. Zde stojí za to jít podrobněji.
Při otevřeném výkonovém tranzistoru protéká vinutím proud a proud se neustále zvyšuje a způsobuje nárůst magnetického pole, jehož energie se přenáší do sekundárního vinutí. Jakmile se ale tranzistor uzavře, proud přestane protékat vinutím a magnetické pole se začne hroutit, což způsobí, že se objeví napětí s obrácenou polaritou. Ke stávajícímu napětí se přidá krátký impuls, jehož amplituda může překročit původně aplikované napětí. To způsobí rázový proud, způsobí opakovanou změnu polarity napětí indukovaného samoindukcí a nyní samoindukce snižuje množství dostupného napětí, a jakmile se proud zmenší, polarita samoindukce indukční puls se opět změní. Tento proces je tlumen, ale velikosti samoindukčních proudů a napětí jsou přímo úměrné celkovému výkonu výkonového transformátoru.

V důsledku těchto výkyvů jsou v okamžiku sepnutí výkonového spínače pozorovány rázové procesy na vinutí transformátoru a k jejich potlačení se používají tlumiče - odpor rezistoru a kapacita kondenzátoru jsou zvoleny tak, aby nabíjení kondenzátoru vyžaduje přesně stejnou dobu jako změna polarity samoindukčního pulzního transformátoru.
Proč potřebujete bojovat s těmito impulsy? Všechno je to velmi jednoduché - moderní výkonové tranzistory mají nainstalované diody a jejich poklesové napětí je mnohem větší než odpor spínače otevřeného pole a jsou to diody, které mají potíže, když začnou zhasínat samoindukční emise na napájecích sběrnicích. přes sebe a hlavně pouzdra výkonových tranzistorů se zahřívají ne proto, že se zahřívají přechodové krystaly tranzistorů, zahřívají se vnitřní diody. Pokud diody odstraníte, pak reverzní napětí doslova zabije výkonový tranzistor hned při prvním pulzu.
Pokud není měnič vybaven PWM stabilizací, pak je doba samoindukčního chvění relativně krátká - brzy se otevře výkonový tranzistor druhého ramene a samoindukce je utlumena malým odporem otevřeného tranzistoru.

Pokud má ale měnič PWM řízení výstupního napětí, tak se pauzy mezi otevřením výkonových tranzistorů dost prodlužují a přirozeně se výrazně prodlužuje doba samoindukčního chvění, čímž se zvyšuje zahřívání diod uvnitř tranzistorů. Právě z tohoto důvodu se při vytváření stabilizovaných zdrojů nedoporučuje poskytovat rezervu výstupního napětí větší než 25 % - doba pauzy se příliš prodlužuje a dochází tak k nepřiměřenému zvýšení teploty koncového stupně, a to i v přítomnost tlumičů.
Ze stejného důvodu drtivá většina továrně vyrobených automobilových výkonových zesilovačů nemá stabilizaci, i když je jako regulátor použit TL494 - šetří plochu chladiče měniče napětí.
Nyní, když byly zváženy hlavní komponenty, pojďme zjistit, jak funguje stabilizace PWM. Náš výstup má mít bipolární napětí ±60 voltů. Z toho, co bylo řečeno dříve, je zřejmé, že sekundární vinutí transformátoru musí být navrženo tak, aby dodávalo 60 voltů plus 25 % procent, tzn. 60 plus 15 se rovná 75 voltům. Pro získání efektivní hodnoty 60 voltů však musí být doba trvání jedné půlvlny, nebo spíše jedné konverzní periody, o 25 % kratší než nominální hodnota. Nezapomeňte, že v každém případě bude rušit doba pauzy mezi sepnutími, proto se 5% zavedených tvarovačem pauzy automaticky odřízne a náš řídicí impuls musí být snížen o zbývajících 20%.
Tato pauza mezi periodami konverze bude kompenzována magnetickou energií akumulovanou v induktoru sekundárního napájecího filtru a akumulovaným nábojem v kondenzátorech. Pravda, elektrolyty bych před tlumivku nedával, nicméně jako jakékoli jiné kondenzátory - je lepší instalovat kondenzátory za tlumivku a kromě elektrolytů samozřejmě instalovat i filmové - lépe potlačují impulsní rázy a rušení .
Stabilizace výstupního napětí se provádí následovně. Zatímco není zátěž nebo je velmi malá, z kondenzátorů C8-C11 se nespotřebovává téměř žádná energie a její obnova nevyžaduje mnoho energie a amplituda výstupního napětí ze sekundárního vinutí bude poměrně velká. V souladu s tím bude amplituda výstupního napětí z přídavného vinutí velká. To způsobí zvýšení napětí na prvním výstupu regulátoru, což následně povede ke zvýšení výstupního napětí chybového zesilovače a doba trvání řídicích impulsů se zkrátí na takovou hodnotu, že bude rovnováha mezi spotřebovaným výkonem a výkonem dodávaným do výkonového transformátoru.
Jakmile se spotřeba začne zvyšovat, napětí na přídavném vinutí klesá a napětí na výstupu chybového zesilovače přirozeně klesá. To způsobí prodloužení doby trvání řídicích impulsů a zvýšení energie dodávané do transformátoru. Doba trvání pulzu se prodlužuje, dokud není opět dosaženo rovnováhy mezi spotřebovanou a výstupní energií. Pokud se zátěž sníží, dojde opět k nerovnováze a regulátor bude nyní nucen zkrátit dobu trvání řídicích impulsů.

Pokud jsou hodnoty zpětné vazby zvoleny nesprávně, může dojít k efektu překmitu. To platí nejen pro TL494, ale i pro všechny stabilizátory napětí. V případě TL494 k efektu překmitu obvykle dochází v případech, kdy nejsou žádné zpětnovazební smyčky, které zpomalují odezvu. Samozřejmě byste neměli reakci příliš zpomalovat - stabilizační koeficient může trpět, ale příliš rychlá reakce není prospěšná. A to se projevuje následovně. Řekněme, že se naše zátěž zvýšila, napětí začne klesat, PWM regulátor se snaží obnovit rovnováhu, ale dělá to příliš rychle a prodlužuje trvání řídicích impulsů ne úměrně, ale mnohem silněji. V tomto případě se efektivní hodnota napětí prudce zvyšuje. Samozřejmě nyní regulátor vidí, že napětí je vyšší než stabilizační napětí a prudce zkracuje dobu trvání pulsu, snaží se vyrovnat výstupní napětí a referenci. Doba trvání pulsu se však zkrátila, než by měla být, a výstupní napětí je mnohem nižší, než je nutné. Ovladač opět prodlužuje dobu trvání pulsů, ale opět to přehnal - napětí se ukázalo více než nutné a nezbývá mu, než délku pulsů zkrátit.
Na výstupu z měniče tedy nevzniká stabilizované napětí, ale kolísající o 20-40% nastaveného, ​​a to jak ve směru přebytku, tak i ve směru podhodnocení. Je nepravděpodobné, že by se spotřebitelům takové napájení líbilo, takže po sestavení jakéhokoli měniče by měla být zkontrolována rychlost reakce na bočníky, aby se nerozdělily s nově sestaveným plavidlem.
Soudě podle pojistky je měnič poměrně výkonný, ale v tomto případě kondenzátory C7 a C8 zjevně nestačí, je třeba je přidat od každého ještě minimálně tři. Dioda VD1 slouží k ochraně proti přepólování, a pokud se tak stane, je nepravděpodobné, že by přežila - sfouknout pojistku 30-40 ampérů není tak snadné.
No a na závěr zbývá dodat, že tento převodník není vybaven systémem wall-buy, tzn. Po připojení k napájecímu napětí se okamžitě spustí a lze jej zastavit pouze vypnutím napájení. To není příliš pohodlné - budete potřebovat poměrně výkonný spínač.

Automobilový měnič napětí číslo 2, má rovněž stabilizované výstupní napětí, o čemž svědčí přítomnost optočlenu, jehož LED je připojena k výstupnímu napětí. Navíc je připojen přes TL431, což výrazně zvyšuje přesnost udržování výstupního napětí. Fototranzistor optočlenu je také připojen ke stabilizovanému napětí pomocí druhého mikrokontroléru TL431. Podstata tohoto stabilizátoru mi osobně unikala - mikroobvod stabilizoval pět voltů a nemá smysl instalovat další stabilizátor. Emitor fototranzistoru jde na neinvertující vstup chybového zesilovače (pin 1). Chybový zesilovač je pokryt negativní zpětnou vazbou a pro zpomalení jeho reakce je zaveden rezistor R10 a kondenzátor C2.

Druhý chybový zesilovač slouží k přinucení převodníku k zastavení v nouzové situaci - pokud je na šestnáctém pinu napětí větší než napětí generované děličem R13 a R16, a to je asi dva a půl voltu, regulátor začne zkracovat dobu trvání řídicích impulsů, dokud úplně nezmizí.
Měkký start je organizován přesně stejným způsobem jako v předchozím schématu - vytvořením pauz, ačkoli kapacita kondenzátoru C3 je poněkud malá - nastavil bych ji na 4,7...10 µF.
Koncový stupeň mikroobvodu pracuje v režimu emitorového sledovače, pro zesílení proudu se používá plnohodnotný přídavný emitorový sledovač na tranzistorech VT1-VT4, který je zase zatížen hradly zařízení výkonového pole, i když bych snížil jmenovité hodnoty R22-R25 až 22...33 Ohmů. Dále následují odlehčovače a výkonový transformátor, za nimiž následuje diodový můstek a antialiasingový filtr. Filtr v tomto obvodu je vyroben správněji - je na stejném jádru a obsahuje stejný počet závitů. Toto zahrnutí poskytuje maximální možnou filtraci, protože protilehlá magnetická pole se navzájem ruší.
Režim stenby je organizován pomocí tranzistoru VT9 a relé K1, jejichž kontakty napájejí pouze regulátor. Výkonová část je trvale připojena k napájecímu napětí a dokud se z regulátoru neobjeví řídicí impulsy, budou tranzistory VT5-VT8 sepnuté.
LED HL1 signalizuje, že je regulátor napájen napájecím napětím.

Další schéma... Další schéma je... Toto třetí verze automobilového měniče napětí ale vezměme to pěkně popořadě...

Začněme hlavními rozdíly od tradičních možností, a to použití ovladače polovičního můstku v automobilovém měniči. No, s tím se dá nějak smířit - uvnitř mikroobvodu jsou 4 tranzistory s dobrou rychlostí otevírání a zavírání a dokonce i dvouampérové. Po provedení příslušného připojení jej lze uvést do provozního režimu Push-Pull, mikroobvod však neinvertuje výstupní signál a řídicí impulsy jsou dodávány na jeho vstupy z kolektorů regulátoru, tedy jakmile je regulátor vydá pauzu mezi řídicími impulsy, na kolektorech jednotek koncového stupně TLki se objeví úrovně odpovídající logické jedničce, tzn. blízko napájecího napětí. Po průchodu Irkem budou pulsy odeslány do bran výkonových tranzistorů, které budou bezpečně otevřeny. Oba... Současně. Samozřejmě chápu, že nemusí být možné zničit tranzistory FB180SA10 napoprvé - přeci jen se bude muset vyvinout 180 ampér a při takových proudech většinou začnou vyhořet koleje, ale i tak je to nějak moc drsné . A cena těchto stejných tranzistorů je více než tisíc za jeden.
Dalším záhadným bodem je použití proudového transformátoru zahrnutého v primární napájecí sběrnici, kterým protéká stejnosměrný proud. Je jasné, že v tomto transformátoru se bude stále něco indukovat změnou proudu v okamžiku přepnutí, ale nějak to není úplně správně. Ne, ochrana proti přetížení bude fungovat, ale jak správně? Ostatně i výstup proudového transformátoru je navržen, mírně řečeno, příliš originálně - s nárůstem proudu na vývodu 15, který je invertujícím vstupem chybového zesilovače, se napětí generované rezistorem R18 spolu s příp. dělič na R20 se sníží. Pokles napětí na tomto výstupu samozřejmě způsobí zvýšení napětí z chybového zesilovače, což následně zkrátí řídicí impulsy. R18 je však připojen přímo k primární napájecí sběrnici a veškerý chaos, který na této sběrnici vznikne, přímo ovlivní činnost ochrany proti přetížení.
Úprava stabilizace výstupního napětí byla dokončena... No, v principu to samé jako činnost výkonové části... Po spuštění převodníku, jakmile výstupní napětí dosáhne hodnoty, při které se rozsvítí LED optočlenu U1.2 začne svítit, optočlenový tranzistor U1.1 se otevře. Jeho otevření způsobí pokles napětí vytvořeného děličem na R10 a R11. To zase způsobí snížení výstupního napětí chybového zesilovače, protože toto napětí je připojeno k neinvertujícímu vstupu zesilovače. Protože se napětí na výstupu chybového zesilovače snižuje, regulátor začne prodlužovat dobu trvání impulsu, čímž se zvýší jas LED optočlenu, který ještě více otevře fototranzistor a dále prodlouží dobu trvání impulsu. To se děje, dokud výstupní napětí nedosáhne maximální možné hodnoty.
Obecně je schéma tak originální, že ho můžete dát jen k opakování svému nepříteli a za tento hřích máte zaručeno věčné trápení v Pekle. Nevím, kdo za to může... Osobně jsem nabyl dojmu, že se jedná o něčí výukovou práci, nebo možná diplomku, ale nechce se mi tomu věřit, protože pokud byla zveřejněna, znamená to, že byla chráněn, a to znamená, že kvalifikace Učitelský sbor je v mnohem horším stavu, než jsem si myslel...

Čtvrtá verze automobilového měniče napětí.
Neřeknu, že je to ideální možnost, ale svého času jsem se podílel na vývoji tohoto schématu. Zde okamžitě malá část sedativ - kolíky patnáct a šestnáct jsou spojeny dohromady a připojeny ke společnému drátu, i když logicky by měl být patnáctý kolík připojen ke čtrnáctému. Uzemnění vstupů druhého chybového zesilovače však výkon nijak neovlivnilo. Proto nechám na vašem uvážení, kam patnáctý kolík zapojíte.

V tomto zapojení je velmi intenzivně využíván pětivoltový výstup vnitřního stabilizátoru. Pět voltů tvoří referenční napětí, se kterým bude výstupní napětí porovnáváno. To se provádí pomocí rezistorů R8 a R2. Pro snížení zvlnění referenčního napětí je paralelně s R2 zapojen kondenzátor C1. Protože odpory R8 a R2 jsou stejné, referenční napětí je dva a půl voltu.
Pět voltů se používá i pro měkký rozběh - kondenzátor C6 v okamžiku zapnutí krátce tvoří pět voltů na čtvrtém pinu regulátoru, tzn. Během nabíjení se bude doba nucených pauz mezi řídicími impulsy lišit od maximální po nominální hodnotu.
Stejných pět voltů je připojeno ke kolektoru fototranzistoru DA optočlenu a jeho emitor je přes malý dělič na R5 a R4 připojen k neinvertujícímu vstupu prvního chybového zesilovače - pin 1. Pin 2 je připojen k záporné zpětné vazbě z výstupu chybového zesilovače. Zpětnou vazbu zajišťuje kondenzátor C2, který zpomaluje odezvu regulátoru, jehož kapacita se může pohybovat od deseti nanofarad do šedesáti osmi nanofaradů.
Výstupní stupeň regulátoru pracuje v režimu opakovače a proudové zesílení je vytvářeno stupněm budiče tranzistoru na VT3-VT6. Výkon stupně driveru samozřejmě stačí k ovládání více než jednoho páru výkonových tranzistorů, na to se vlastně vsadilo - zpočátku byla deska s ovladačem vyrobena odděleně od výkonové části, ale v konec se ukázalo, že to není příliš pohodlné. Proto byly tištěné vodiče přeneseny na základní desku a transformátory a samozřejmě výkonové tranzistory již byly obměňovány prodloužením desky.
Výkonový transformátor je připojen k tranzistorům přes proudový transformátor, který je zodpovědný za funkčnost ochrany proti přetížení. V této verzi nebyly instalovány tlumiče - byly použity seriózní radiátory.
Jakmile se na svorce UPR objeví napětí, které umožní provoz měniče, otevře se tranzistor VT2, který zase uvede VT1 do saturace. Na emitoru VT1 je napětí z integrovaného stabilizátoru na 15, které snadno propouští napájecí napětí přiváděné z diody VD5, protože je menší než stabilizační napětí. Hlavní napájecí napětí dvanáct voltů je přiváděno do této diody přes rezistor R28. Po otevření VT1 napájí tranzistory regulátoru a budiče a převodník se spustí. Jakmile se na výkonovém transformátoru objeví impulsy, napětí na jeho vinutí dosáhne dvojnásobku hodnoty hlavního zdroje a procházející diodami VD4 a VD6 je přivedeno na vstup stabilizátoru při 15 voltech. Po spuštění měniče je tedy regulátor napájen stabilizovaným výkonem. Tato obvodová konstrukce umožňuje udržet stabilní provoz převodníku i při napájení šesti až sedmi volty.
Stabilizace výstupního napětí se provádí sledováním svitu LED DA optočlenu, jehož LED je k němu připojena přes odporový dělič. Navíc je řízeno pouze jedno rameno výstupního napětí. Stabilizace druhého ramene se provádí pomocí magnetické vazby, která se vyskytuje v indukčním jádru L2 a L3, protože tento filtr je vyroben na stejném jádru. Jakmile se zvýší zatížení kladného ramene výstupního napětí, jádro se začne magnetizovat a v důsledku toho je pro záporné napětí z diodového můstku obtížnější dosáhnout výstupu převodníku, záporné napětí začne selhávat a LED optočlenu na to zareaguje a donutí regulátor prodloužit dobu trvání řídicích impulsů. Jinými slovy, kromě filtračních funkcí funguje tlumivka jako skupinová stabilizační tlumivka a funguje úplně stejně jako u počítačových zdrojů, stabilizuje několik výstupních napětí najednou.
Ochrana proti přetížení je poněkud hrubá, ale přesto docela funkční. Práh ochrany se nastavuje odporem R26. Jakmile proud přes výkonové tranzistory dosáhne kritické hodnoty, napětí z proudového transformátoru otevře tyristor VS1 a ten přivede řídicí napětí ze svorky UPR na zem, čímž odebere napájecí napětí z regulátoru. Přes rezistor R19 se navíc rychle vybíjí kondenzátor C7, jehož kapacita je ještě lépe snížena na 100 μF.
Pro resetování spouštěné ochrany je nutné odstranit a poté znovu přivést napětí na ovládací svorku.
Další vlastností tohoto převodníku je použití kondenzátorově odporového napěťového budiče v hradlech výkonových tranzistorů. Instalací těchto řetězů bylo možné dosáhnout záporného napětí na hradlech, které je určeno k urychlení zavírání výkonových tranzistorů. Tento způsob uzavírání tranzistorů však nevedl ani ke zvýšení účinnosti, ani ke snížení teploty ani při použití tlumičů a byl opuštěn - méně dílů - větší spolehlivost.

No, ten poslední, pátý automobilový převaděč. Toto schéma je logickým pokračováním předchozího, ale je vybaveno dalšími funkcemi, které zlepšují jeho spotřebitelské vlastnosti. Řídicí napětí REM je přiváděno přes obnovitelnou 85stupňovou tepelnou pojistku KSD301, která je instalována na chladiči měniče. V ideálním případě by měl být jeden zářič pro výkonový zesilovač i měnič napětí.

Pokud jsou kontakty tepelné pojistky sepnuté, tzn. teplota je menší než osmdesát pět stupňů, pak řídicí napětí z terminálu REM otevře tranzistor VT14, který zase otevře VT13 a na vstup patnáctivoltového KRENKI je přivedeno dvanáct voltů z hlavního zdroje energie. Vzhledem k tomu, že vstupní napětí je nižší než stabilizační napětí Krenka, objeví se na jeho výstupu téměř beze změny - pouze pokles regulačního tranzistoru způsobí malý pokles. Z Krenka je napájen samotný regulátor a tranzistory budícího stupně VT4-VT7. Jakmile vnitřní pětivoltový stabilizátor vytvoří napětí, kondenzátor C6 se začne nabíjet, čímž se zkrátí doba pauz mezi řídicími impulsy. Řídicí impulsy začnou otevírat výkonové tranzistory na sekundárních vinutích transformátoru, objeví se sekundární napětí a začnou zvyšovat efektivní hodnotu. Z prvního sekundárního vinutí se napětí 24 voltů přes usměrňovač se středem dostane na kladnou svorku kondenzátoru C18 a protože jeho napětí je větší než hlavní dvanáctivoltová dioda VD13 sepne a nyní bude regulátor napájen z el. samotné sekundární vinutí. Navíc dvacet čtyři voltů je více než patnáct, proto se uvede do činnosti patnáctivoltový stabilizátor a nyní bude regulátor napájen stabilizovaným napětím.
S přibývajícími řídicími impulsy vzroste hodnota efektivního napětí na druhém sekundárním vinutí a jakmile dosáhne hodnoty, při které LED optočlenu DA začne svítit, fototranzistor se začne otevírat a systém začne získávat stabilní stav - doba trvání pulsů se přestane prodlužovat, protože emitor fototranzistoru je připojen k neinvertujícímu výstupu zesilovače chyby regulátoru. Jak se zátěž zvyšuje, výstupní napětí začne klesat, přirozeně se začne snižovat jas LED, sníží se také napětí na prvním kolíku ovladače a ovladač prodlouží dobu trvání pulzu přesně natolik, aby obnovil opět jas LED.
Výstupní napětí je řízeno na záporné straně a odezva na změny spotřeby na kladné straně probíhá díky skupinové stabilizační tlumivce L1. Pro urychlení odezvy řízeného napětí je záporné rameno navíc zatíženo rezistorem R38. Zde bychom měli okamžitě učinit výhradu - není třeba připojovat příliš velké elektrolyty na sekundární zdroj - při vysokých konverzních frekvencích jsou málo použitelné, ale mohou mít významný vliv na celkový stabilizační koeficient - takže napětí v kladném rameni se začíná zvyšovat, pokud se zvyšuje zatížení, mělo by se také snižovat napětí v záporném rameni. Pokud odběr v záporném rameni není velký a kapacita kondenzátoru C24 je poměrně velká, bude se vybíjet na poměrně dlouhou dobu a řízení nebude mít čas sledovat, že na kladném rameni selhalo napětí .
Z tohoto důvodu se důrazně doporučuje nastavit ne více než 1000 μF v rameni na samotné desce převodníku a 220...470 μF na deskách výkonového zesilovače a ne více.
Nedostatek výkonu ve špičkách audio signálu bude muset být kompenzován celkovým výkonem transformátoru.
Ochrana proti přetížení se provádí na proudovém transformátoru, jehož napětí je usměrněno diodami VD5 a VD6 a jde do regulátoru citlivosti R26. Dále, když prochází diodou VD4, což je nějaký druh omezovače amplitudy, napětí dosáhne základny tranzistoru VT8. Kolektor tohoto tranzistoru je připojen ke vstupu spouště Schmidt, sestaveném na VT2-VT3, a jakmile se tranzistor VT8 otevře, zavře VT3. Napětí na kolektoru VT3 se zvýší a VT2 se otevře, čímž se otevře VT1.
Spoušť i VT1 jsou napájeny z pětivoltového stabilizátoru ovladače a při otevření VT1 jde pět voltů na šestnáctý kolík ovladače, což výrazně zkracuje dobu trvání řídicích impulsů. Také pět voltů přes diodu VD3 dosáhne na pin čtyři, čímž se doba nucených pauz prodlouží na maximální možnou hodnotu, tzn. řídicí pulsy jsou redukovány dvěma způsoby najednou - prostřednictvím chybového zesilovače, který nemá negativní zpětnou vazbu a funguje jako komparátor, zkracuje dobu trvání pulsu téměř okamžitě, a prostřednictvím budiče doby pauzy, který nyní prostřednictvím vybitého kondenzátoru začněte postupně prodlužovat dobu trvání pulsu a pokud je zátěž stále příliš velká Ochrana bude znovu fungovat, jakmile se VT8 otevře. Spoušť na VT2-VT3 má však ještě jeden úkol - sleduje hodnotu hlavního primárního napětí 12 voltů a jakmile se stane méně než 9-10 voltů dodávaných do základny VT3 přes odpory R21 a R22, předpětí nebude stačit a VT3 se zavře a otevře VT2 a VT1. Regulátor se zastaví a sekundární napájení se ztratí.
Tento modul ponechává šanci nastartovat auto, pokud se jeho majitel náhle rozhodne poslouchat hudbu, když auto nejede, a také chrání výkonový zesilovač před náhlými poklesy napětí při startování autostartéru - převodník jednoduše počká na kritický okamžik spotřebu, chrání jak výkonový zesilovač, tak jeho vlastní výkonové spínače.
Výkres desky plošných spojů tohoto převodníku a jsou dvě možnosti - jeden a dva transformátory.
Proč dva transformátory?
Chcete-li získat více síly. Faktem je, že celkový výkon transformátoru v automobilových měničích je omezen napájecím napětím dvanácti voltů, což vyžaduje určitý počet závitů na transformátoru. Kroužek musí mít v primárním polovičním vinutí alespoň čtyři závity, u feritu tvaru w lze počet závitů snížit na tři.

Toto omezení je dáno především tím, že při menším počtu závitů již magnetické pole nestejnoměrně dochází a dochází k příliš velkým ztrátám. To také znamená, že není možné zvýšit převodní frekvenci na vyšší frekvence - budete muset snížit počet otáček, a to není přípustné.
Ukazuje se tedy, že celkový výkon je omezen počtem závitů primárního vinutí a malým frekvenčním rozsahem převodu - nemůžete jít pod 20 kHz - rušení z převodníku by nemělo být v oblasti zvuku, protože budou vynaložte veškeré úsilí, abyste byli slyšet v reproduktorech.
Nemůžete jít ani nad 40 kHz - počet závitů primárního vinutí je příliš malý.
Pokud chcete získat větší výkon, pak jediným řešením zbývá zvýšit počet transformátorů a dva zdaleka nejsou maximální možné.
Ale zde vyvstává další otázka: jak sledovat všechny transformátory? Nechci instalovat příliš mnoho skupinové stabilizační tlumivky nebo zavádět určitý počet optočlenů. Jediným způsobem ovládání proto zůstává sériové zapojení sekundárních vinutí. V tomto případě jsou eliminovány nerovnováhy ve spotřebě a je mnohem snazší řídit výstupní napětí, maximální pozornost však bude třeba věnovat montáži a fázování transformátorů.
Nyní trochu o rozdílech mezi schématem zapojení a deskou. Faktem je, že na tomto principu jsou naznačeny pouze nejzákladnější body obvodu, zatímco na tištěné stránce jsou prvky uspořádány podle skutečnosti. Například na desce plošných spojů nejsou fóliové kondenzátory pro napájení, ale nějaké na desce jsou. Montážní otvory pro ně jsou samozřejmě vyrobeny podle rozměrů kondenzátorů, které byly k dispozici v době vývoje. Samozřejmě, pokud není kapacita 2,2 μF, můžete použít 1 μF, ale ne nižší než 0,47 μF.
Pokud jde o napájení, obvod má také nainstalované elektrolyty 4700 uF, ale místo nich je na desce celá sada kondenzátorů 2200 uF 25 voltů a kondenzátory by měly být s nízkým ESR, jedná se o stejné, které jsou označované prodejci jako „pro základní desky“. Obvykle jsou označeny buď stříbrnou nebo zlatou barvou. Pokud je možné koupit 3300 uF na 25 voltů, bude to ještě lepší, ale v naší oblasti jsou poměrně vzácné.
Pár slov o údajně propojkách – to jsou propojky, které k sobě spojují tratě. Bylo to provedeno z nějakého důvodu - tloušťka mědi na desce je omezená a proud protékající vodiči je poměrně velký a aby se kompenzovaly ztráty ve vodiči, musí být dráha buď doslova prolita pájkou, a to je v dnešní době dosti drahé, nebo je to duplikováno s vodiči s proudem, čímž se zvětšuje celkový průřez vodiče. Tyto propojky jsou vyrobeny z jednožilového měděného drátu o průřezu minimálně dva a půl čtverce, ideálně samozřejmě silnější - čtyři nebo šest čtverců.
Sekundární výkonový diodový můstek. Na schématu jsou diody v pouzdře TO-247, deska je připravena pro použití diod v pouzdře TO-220. Typ diod přímo závisí na plánovaném proudu v zátěži a samozřejmě je lepší zvolit rychlejší diody - dojde k menšímu samozahřívání.
Nyní pár slov o vinutých částech.
Nejpodezřelejší v obvodu je proudový transformátor - s tlustými dráty primárního vinutí se zdá, že bude obtížné navinout půl otáčky a dokonce i v různých směrech. Ve skutečnosti se jedná o nejjednodušší součást částí vinutí. K výrobě proudového transformátoru se používá filtr televizního napájecího zdroje, pokud by NÁHLE nebylo možné jej najít, můžete použít JAKÉKOLI feritové jádro ve tvaru w, například zhášecí transformátor z počítačového zdroje. Jádro se zahřeje na 110-120 stupňů po dobu deseti až dvaceti minut a poté praskne. Vinutí jsou odstraněna, na rámu je navinuto sekundární vinutí skládající se z 80-120 závitů drátu 0,1...0,2 mm, samozřejmě složeného na dvě části. Poté je začátek jednoho vinutí připojen ke konci druhého, dráty jsou upevněny jakýmkoli způsobem, který vám vyhovuje, a rám s vinutím je umístěn na polovinu jádra. Poté se jeden svazek primárního vinutí položí do jednoho okna, druhý do tříkrát a nasadí se druhá polovina jádra. To je vše! Dvě vinutí po půl otáčky v primáru a 100 závitů v sekundárním. Proč není přesně určen počet otáček? Počet závitů by měl být takový, aby rezistor R27 při maximálních proudech produkoval tři až pět voltů. Ale nevím, jaký proud budete považovat za maximální, jaké tranzistory použijete. A hodnotu napětí na R27 lze vždy upravit výběrem hodnoty právě tohoto odporu. Hlavní věc je, že proudový transformátor je přetížen na sekundárním vinutí, a k tomu potřebujete alespoň 60-70 závitů v sekundáru - v tomto případě dojde k minimálnímu zahřívání jádra.

Tlumivka L2 byla instalována na jádro výkonového transformátoru spínaného zdroje pro televizory vhodné velikosti. V zásadě lze navinout na jádro z transformátoru z počítačového zdroje, ale budete muset vytvořit nemagnetickou mezeru 0,5...0,7 mm. K jeho vytvoření stačí uvnitř rámu s vloženou polovinou jádra vhodit NEUZAVŘENÝ kroužek navíjecího drátu příslušného průměru.
Induktor je navinutý, dokud není naplněn, ale budete muset vypočítat, který drát použít. Osobně preferuji práci buď s postroji nebo páskou. Páska je samozřejmě kompaktnější, s její pomocí se získá velmi vysoká hustota navíjení, ale její výroba zabere spoustu času a lepidlo samozřejmě neleží na vozovce. Vytvoření svazku je mnohem snazší - stačí zjistit přibližnou délku vodiče, několikrát přehnout drát a poté jej pomocí vrtačky zkroutit do svazku.
Jaký druh a kolik drátu bych měl použít? Záleží na požadavcích na finální produkt. V tomto případě mluvíme o automobilové technice, která má z definice velmi špatné podmínky chlazení, proto musí být minimalizováno samozahřívání, a proto je nutné vypočítat průřez vodiče, při kterém se nebude zahřívat. hodně, nebo vůbec. To druhé je samozřejmě výhodnější, ale to způsobuje nárůst velikosti a auto není Ikarus, který má spoustu místa. Budeme tedy postupovat od minimálního ohřevu. Samozřejmě můžete ventilátory nainstalovat tak, aby silou proháněly vzduch přes zesilovač i měnič, ale prach z našich silnic ventilátory bolestivě rychle zabíjí, takže je lepší tančit s přirozeným chlazením a vzít jako základ napětí tři ampér na čtvereční milimetr průřezu vodiče. Jedná se o poměrně populární napětí, které se doporučuje vzít v úvahu při výrobě tradičního transformátoru pomocí železa ve tvaru w. Pro pulzní zařízení se doporučuje používat pět až šest ampér na čtvereční milimetr, ale to znamená dobrou konvekci vzduchu a náš případ je uzavřen, takže stále bereme tři ampéry.
Jste přesvědčeni, že tři jsou lepší? A nyní vezměme v úvahu skutečnost, že zatížení zesilovače není konstantní, protože nikdo neposlouchá čistou sinusovku, a dokonce ani ořezávání, takže k zahřívání nebude docházet neustále, protože efektivní hodnota výkonu zesilovače je přibližně 2/3 maxima. Proto lze bez rizik zvýšit napětí o třicet procent, tzn. snížit na čtyři ampéry na čtvereční milimetr.
Ještě jednou pro lepší pochopení čísel. Podmínky chlazení jsou hnusné, drát se začne ohřívat od vysokých proudů, pokud je velmi tenký, a pokud je ještě navinutý do cívky, zahřívá se sám. Abychom problém vyřešili, nastavili jsme napětí na dva a půl až tři ampéry na čtvereční milimetr průřezu vodiče, pokud je zatížení konstantní, pokud napájíme výkonový zesilovač, zvýšíme napětí na čtyři až čtyři a půl ampér na čtvereční milimetr průřezu vodiče.
Nyní spustíme Excel, doufám, že každý má takovou kalkulačku, a na horní řádek napíšeme v pořadí: „Napětí“, poté „Průměr drátu“, poté „Počet drátů“, poté „Maximální proud“ a do poslední buňky "Napájení". Jdeme na začátek dalšího řádku a zatím napíšeme číslo tři, ať jsou zatím tři ampéry na milimetr čtvereční. Do další buňky napíšeme jedničku, nechť je to zatím drát o průměru jeden milimetr. Do další buňky napíšeme deset, to bude počet drátů ve svazku.
Ale pak jsou buňky, ve kterých budou vzorce. Nejprve spočítejme průřez. Chcete-li to provést, vydělte průměr 2 - potřebujeme poloměr. Pak vynásobíme poloměr poloměrem, pro každý případ, aby se nám kalkulačka neotupila, vezmeme výpočet poloměrů v závorkách a vše vynásobíme číslem pí. V důsledku toho získáme pí er na druhou, tzn. oblast kruhu, což je průřez vodiče. Poté, aniž bychom opustili úpravu buňky, vynásobíme výsledný výsledek průměrem našeho drátu a vynásobíme počtem drátů. Stiskněte ENTER a uvidíte číslo se hromadou desetinných míst. Tak velká přesnost není potřeba, proto náš výsledek zaokrouhlíme na jedno desetinné místo a nahoru, aby byla malá technologická rezerva. Chcete-li to provést, přejděte do úpravy buňky, vyberte náš vzorec a stiskněte CONTROL X - cut, poté stiskněte tlačítko FORMULA a v řádku MATH vyberte ROUND UP. Zobrazí se dialogové okno s dotazem, co zaokrouhlit a na kolik číslic. Umístíme kurzor do horního okna a CONTROL VE vložíme dříve vyříznutý vzorec a do spodního okna dáme jeden, tzn. Zaokrouhlete na jedno desetinné místo a klikněte na OK. Nyní je v buňce číslo s jednou číslicí za desetinnou čárkou.
Zbývá pouze vložit vzorec do poslední buňky, dobře, vše je zde jednoduché - Ohmův zákon. Máme maximální proud, který můžeme použít, a palubní napětí ať je dvanáct voltů, sice při jízdě auta tak třináct plus, ale to nepočítá s poklesem propojovacích vodičů. Výsledný proud vynásobíme 12 a dostaneme maximální vypočítaný výkon, který způsobí mírné zahřátí vodiče, respektive svazku složeného z deseti drátů o průměru jeden milimetr.
Na otázky „Nemám takové tlačítko, nemám editační řádek“ nebudu odpovídat, už jsem to odstranil a zveřejnil podrobnější popis použití Excelu při výpočtu napájecích zdrojů:

Vraťme se k našemu řemeslu. Zjistili jsme průměry drátů ve svazku a jejich počet. Stejné výpočty lze použít při určování potřebného svazku ve vinutí transformátoru, ale napětí lze zvýšit na pět až šest ampér na čtvereční milimetr - jedno poloviční vinutí funguje padesát procent času, takže bude mít čas vychladnout. Napětí ve vinutí můžete zvýšit na sedm až osm ampér, ale zde již začne ovlivňovat pokles napětí na aktivním odporu svazku a zdá se, že stále máme touhu získat dobrou účinnost, takže je lepší ne .
Pokud je výkonových tranzistorů více, musíte okamžitě vzít v úvahu, že počet vodičů ve svazku musí být násobkem počtu tranzistorů - svazek bude muset být vydělen počtem výkonových tranzistorů a je velmi žádoucí mít rovnoměrné rozložení proudů procházejících vinutím.
No, zdá se, že máme vyřešené výpočty, můžeme začít navíjet. Pokud se jedná o domácí kroužek, musí být připraven, konkrétně ostré rohy musí být odbroušeny, aby nedošlo k poškození izolace drátu vinutí. Poté je prstenec izolován tenkým izolátorem - pro tento účel není vhodné používat elektrickou pásku. Vinyl prosakuje v závislosti na teplotě, ale látka je příliš silná. Ideálně fluoroplastová páska, ale tu už v prodeji často nevidíte. Thermosktch není špatný materiál, ale není příliš vhodné jej navíjet, i když pokud se na to dostanete, výsledek bude docela dobrý. Svého času jsem používal auto antištěrk - jednoduše jsem to natřel štětcem, nechal zaschnout, znovu natřel a tak na tři vrstvy. Mechanické vlastnosti nejsou špatné a malé průrazné napětí této izolace neovlivní provoz - v našem případě není veškeré napětí velké. Sekundární vinutí se navine jako první, protože je tenčí a má více závitů. Poté se navine primární vinutí. Obě vinutí jsou navinuta najednou ve dvou přeložených svazcích - takže je velmi těžké udělat chybu v počtu závitů, které by měly být stejné. Postroje se vyvolávají a připojují v požadovaném pořadí.

Pokud jste příliš líní na to, abyste zavolali, nebo nemáte dostatek času, mohou být prameny před navíjením natřeny v různých barvách. Koupíte si pár permanentních fixů různých barev, obsah jejich nádobek s barvou se doslova vymyje rozpouštědlem a prameny se touto barvou ihned po natočení překryjí. Barva nedrží příliš pevně, ale i když je setřena z vnějších drátů postroje, barva uvnitř postroje je stále viditelná.
Způsobů, jak zajistit části cívky na desce, je poměrně dost a to je potřeba udělat nejen u částí cívky - vysoké elektrolyty mohou také ztratit nohy neustálým otřesem. Takže to všechno drží pohromadě. Můžete použít polyuretanové lepidlo, můžete použít těsnění do auta, nebo můžete použít stejný protištěrk. Krása toho druhého je v tom, že pokud potřebujete něco demontovat, můžete to rozdrtit - dát na to hadr silně namočený v rozpouštědle 647, dát to všechno do plastového sáčku a počkat pět až šest hodin. Anti-gravel měkne z výparů rozpouštědel a lze jej poměrně snadno odstranit.
To je k automobilovým převodníkům vše, přejděme k síťovým převodníkům.
Pro ty, kteří mají neukojitelnou touhu být chytrý, říkají, ale nic nesestavili, odpovím hned - ve skutečnosti sdílím své zkušenosti, a ne se chlubím, že jsem údajně sestavil převodník a funguje to. V rámu blikaly buď neúspěšné varianty, které neprošly finálním měřením, nebo prototypy, které byly rozebrány. Výrobou jednotlivých zařízení na zakázku se nezabývám, a pokud ano, tak v první řadě by mě to mělo osobně zajímat, ať už obvodovým provedením nebo materiálem, ale zde budu muset mít velký zájem.

(ne TDA1555, ale vážnější mikroobvody) vyžadují napájecí zdroj s bipolárním napájením. A obtíž zde nevzniká v samotném UMZCH, ale v zařízení, které by zvýšilo napětí na požadovanou úroveň a přeneslo dobrý proud do zátěže. Tento měnič je nejtěžší částí podomácku vyrobeného zesilovače do auta. Pokud však dodržíte všechna doporučení, budete moci sestavit osvědčený PN pomocí tohoto schématu, jehož schéma je uvedeno níže. Chcete-li jej zvětšit, klikněte na něj.

Základem převodníku je pulzní generátor postavený na specializovaném rozšířeném mikroobvodu. Frekvence generování je nastavena hodnotou odporu R3. Můžete jej změnit, abyste dosáhli nejlepší stability a účinnosti. Podívejme se blíže na konstrukci řídicího čipu TL494.

Parametry čipu TL494

Up.čip (pin 12) - Up.min=9V; Napětí max=40V
Přípustné napětí na vstupu DA1, DA2 ne více než Upit/2
Přípustné parametry výstupních tranzistorů Q1, Q2:
Uus méně než 1,3 V;
Uke méně než 40V;
Ik.max méně než 250mA
Zbytkové napětí kolektor-emitor výstupních tranzistorů není větší než 1,3V.
Spotřeboval jsem mikroobvodem - 10-12 mA
Přípustný ztrátový výkon:
0,8W při okolní teplotě +25C;
0,3W při okolní teplotě +70C.
Frekvence vestavěného referenčního oscilátoru není větší než 100 kHz.

• generátor pilového napětí DA6; frekvence je určena hodnotami odporu a kondenzátoru připojených k 5. a 6. kolíku;
• stabilizovaný zdroj referenčního napětí DA5 s externím výstupem (pin 14);
• zesilovač chyby napětí DA3;
• chybový zesilovač pro proudový limitní signál DA4;
• dva výstupní tranzistory VT1 a VT2 s otevřenými kolektory a emitory;
• komparátor mrtvé zóny DA1;
• komparátor PWM DA2;
• dynamický push-pull D-spoušť v režimu frekvenčního dělení po 2 - DD2;
• pomocné logické prvky DD1 (2-OR), DD3 (2ND), DD4 (2ND), DD5 (2-OR-NOT), DD6 (2-OR-NOT), DD7 (NOT);
• zdroj konstantního napětí jmenovitý 0,1B DA7;
• Stejnosměrný zdroj o jmenovité hodnotě 0,7 mA DA8.

Řídicí obvod se spustí, pokud je na pin 12 přivedeno jakékoliv napájecí napětí, jehož úroveň je v rozsahu od +7 do +40 V. Pinout čipu TL494 je na obrázku níže:

Tranzistory IRFZ44N s efektem pole roztáčí zátěž (výkonový transformátor). Tlumivka L1 je navinuta na feritovém kroužku o průměru 2 cm ze zdroje počítače. Obsahuje 10 závitů dvojitého drátu o průměru 1 mm, které jsou rozmístěny po celém prstenu. Pokud prsten nemáte, můžete jej navinout na feritovou tyč o průměru 8 mm a délce několika centimetrů (není kritické). Kresba desky ve formátu Lay - ke stažení v .

Varujeme vás robotická schopnost jednotky měniče značně závisí na správné výrobě transformátoru. Je navinuta na feritovém kroužku 2000NM o rozměrech 40*25*11 mm. Nejprve je potřeba všechny hrany zaoblit pilníkem a omotat plátěnou páskou. Primární vinutí je navinuto svazkem, který se skládá z 5 jader o tloušťce 0,7 mm a obsahuje 2 * 6 závitů, tedy 12. Je navinuto takto: vezmeme jedno jádro a navineme ho 6 závity rovnoměrně rozloženými kolem kroužku, pak namotáme další blízko k prvnímu a tak dále 5 jader Vodiče jsou na svorkách zkroucené. Poté na bezdrátovou část kroužku začneme stejným způsobem navíjet druhou polovinu primárního vinutí. Získáme dvě stejná vinutí. Poté kroužek omotáme elektrickou páskou a sekundární vinutí navineme 1,5mm drátem 2*18 závitů stejně jako primární. Aby se při prvním spuštění nic nespálilo, je potřeba zapnout primár transformátoru přes 40-60 W lampu přes 100 Ohm odpory v každém rameni a vše bude hučet i při náhodných chybách. Malý dodatek: v obvodu bloku filtru je malá závada, díly c19 r22 by se měly prohodit, protože při rotaci fáze se na osciloskopu objeví útlum amplitudy signálu. Obecně lze tento zvyšovací měnič napětí bezpečně doporučit k opakování, protože jej již úspěšně sestavil mnoho radioamatérů.