21 Juli 2015

Peralihan pasokan listrik (UPS) sangat umum terjadi. Komputer yang Anda gunakan sekarang memiliki UPS dengan tegangan keluaran ganda (setidaknya +12, -12, +5, -5, dan +3,3V). Hampir semua blok tersebut memiliki chip pengontrol PWM khusus, biasanya tipe TL494CN. Analognya adalah sirkuit mikro domestik M1114EU4 (KR1114EU4).

Produsen

Sirkuit mikro yang dimaksud termasuk dalam daftar sirkuit elektronik terintegrasi yang paling umum dan banyak digunakan. Pendahulunya adalah pengontrol PWM seri UC38xx dari Unitrode. Pada tahun 1999, perusahaan ini dibeli oleh Texas Instruments, dan sejak itu pengembangan lini pengontrol ini dimulai, yang mengarah pada penciptaan pada awal tahun 2000-an. Chip seri TL494. Selain UPS yang telah disebutkan di atas, mereka dapat ditemukan di pengatur tegangan DC, penggerak terkontrol, soft starter - singkatnya, di mana pun regulasi PWM digunakan.

Di antara perusahaan yang mengkloning chip ini adalah merek terkenal dunia seperti Motorola, Inc, International Rectifier, Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor. Mereka semua memberikan penjelasan rinci tentang produk mereka, yang disebut lembar data TL494CN.

Dokumentasi

Analisis deskripsi jenis sirkuit mikro yang dimaksud dari berbagai produsen menunjukkan identitas praktis dari karakteristiknya. Jumlah informasi yang diberikan oleh berbagai perusahaan hampir sama. Selain itu, lembar data TL494CN dari merek seperti Motorola, Inc dan ON Semiconductor saling mereplikasi dalam struktur, gambar, tabel, dan grafik. Penyajian materi oleh Texas Instruments agak berbeda dengan mereka, namun setelah dipelajari dengan cermat menjadi jelas bahwa mereka mengacu pada produk yang identik.

Tujuan dari chip TL494CN

Secara tradisional, kami akan memulai uraian kami dengan tujuan dan daftar perangkat internal. Ini adalah pengontrol PWM frekuensi tetap yang ditujukan terutama untuk aplikasi UPS, berisi perangkat berikut:

• generator tegangan gigi gergaji (RPG);
• penguat kesalahan;
• sumber tegangan referensi +5 V;
• sirkuit penyesuaian “waktu mati”;
• sakelar transistor keluaran untuk arus hingga 500 mA;
• skema untuk memilih mode operasi satu atau dua langkah.

Batasi parameter

Seperti sirkuit mikro lainnya, deskripsi TL494CN harus berisi daftar karakteristik kinerja maksimum yang diizinkan. Mari kita berikan berdasarkan data dari Motorola, Inc:

1. Tegangan suplai: 42 V.
2. Tegangan kolektor transistor keluaran: 42 V.
3. Arus kolektor transistor keluaran: 500 mA.
4. Kisaran tegangan masukan penguat: - 0,3 V hingga +42 V.
5. Disipasi daya (di t< 45 °C): 1000 мВт.
6. Kisaran suhu penyimpanan: dari -55 hingga +125 °C.
7. Kisaran suhu lingkungan pengoperasian: dari 0 hingga +70 °C.

Perlu dicatat bahwa parameter 7 untuk chip TL494IN sedikit lebih lebar: dari -25 hingga +85 °C.

Desain chip TL494CN

Deskripsi dalam bahasa Rusia tentang kesimpulan perumahannya ditunjukkan pada gambar di bawah.

Sirkuit mikro ditempatkan dalam wadah plastik (ini ditunjukkan dengan huruf N di akhir penunjukannya) 16-pin dengan pin tipe PDP.

Penampakannya terlihat pada foto di bawah ini.

TL494CN: diagram fungsional

Jadi, tugas dari rangkaian mikro ini adalah modulasi lebar pulsa (PWM, atau Pulse Wide Modulated (PWM)) dari pulsa tegangan yang dihasilkan di dalam UPS yang diatur dan tidak diatur. Dalam catu daya tipe pertama, kisaran durasi pulsa, biasanya, mencapai nilai maksimum yang mungkin (~ 48% untuk setiap output di sirkuit dorong-tarik, banyak digunakan untuk memberi daya pada amplifier audio mobil).

Chip TL494CN memiliki total 6 pin keluaran, 4 diantaranya (1, 2, 15, 16) merupakan masukan ke penguat kesalahan internal yang digunakan untuk melindungi UPS dari arus dan potensi kelebihan beban. Pin #4 adalah input sinyal 0 hingga 3V untuk mengatur siklus kerja output gelombang persegi, dan #3 adalah output komparator dan dapat digunakan dalam beberapa cara. 4 lainnya (nomor 8, 9, 10, 11) adalah kolektor bebas dan emitor transistor dengan arus beban maksimum yang diijinkan 250 mA (dalam mode jangka panjang tidak lebih dari 200 mA). Mereka dapat dihubungkan berpasangan (9 dengan 10, dan 8 dengan 11) untuk mengontrol transistor efek medan yang kuat (transistor MOSFET) dengan arus maksimum yang diizinkan 500 mA (tidak lebih dari 400 mA dalam mode kontinu).

Apa struktur internal TL494CN? Diagramnya ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Sirkuit mikro memiliki sumber tegangan referensi (RES) +5 V (No. 14) bawaan. Biasanya digunakan sebagai tegangan referensi (dengan akurasi ± 1%), disuplai ke input rangkaian yang mengkonsumsi tidak lebih dari 10 mA, misalnya, ke pin 13 untuk memilih mode operasi satu atau dua siklus dari rangkaian. sirkuit mikro: jika ada +5 V di dalamnya, mode kedua dipilih, jika ada tegangan suplai minus di atasnya - yang pertama.

Untuk mengatur frekuensi generator tegangan ramp (RVG), digunakan kapasitor dan resistor yang masing-masing dihubungkan ke pin 5 dan 6. Dan, tentu saja, sirkuit mikro memiliki pin untuk menghubungkan plus dan minus catu daya (masing-masing nomor 12 dan 7) dalam kisaran 7 hingga 42 V.

Diagram menunjukkan bahwa ada sejumlah perangkat internal lainnya di TL494CN. Deskripsi dalam bahasa Rusia tentang tujuan fungsionalnya akan diberikan di bawah ini saat materi disajikan.

Fungsi pin masukan

Sama seperti perangkat elektronik lainnya. sirkuit mikro yang dimaksud memiliki input dan outputnya sendiri. Kita akan mulai dengan yang pertama. Daftar pin TL494CN ini telah diberikan di atas. Penjelasan dalam bahasa Rusia tentang tujuan fungsionalnya akan diberikan di bawah ini dengan penjelasan rinci.

Kesimpulan 1

Ini adalah masukan positif (non-pembalik) dari penguat kesalahan 1. Jika tegangannya lebih rendah dari tegangan pada pin 2, keluaran penguat kesalahan 1 akan rendah. Jika lebih tinggi dari pada pin 2, sinyal error amplifier 1 akan menjadi tinggi. Output penguat pada dasarnya mengikuti input positif menggunakan pin 2 sebagai referensi. Fungsi penguat kesalahan akan dijelaskan lebih detail di bawah ini.

Kesimpulan 2

Ini adalah masukan negatif (pembalik) dari penguat kesalahan 1. Jika pin ini lebih tinggi dari pin 1, keluaran penguat kesalahan 1 akan rendah. Jika tegangan pada pin ini lebih rendah dari tegangan pada pin 1 maka keluaran penguat akan tinggi.

Kesimpulan 15

Ia bekerja persis sama dengan # 2. Seringkali penguat kesalahan kedua tidak digunakan di TL494CN. Rangkaian sambungan dalam hal ini berisi pin 15 yang dihubungkan secara sederhana ke 14 (tegangan referensi +5 V).

Kesimpulan 16

Ia bekerja dengan cara yang sama seperti No. 1. Biasanya dipasang ke No. 7 yang umum ketika penguat kesalahan kedua tidak digunakan. Dengan pin 15 terhubung ke +5V dan pin 16 terhubung ke common, output amplifier kedua rendah dan oleh karena itu tidak berpengaruh pada pengoperasian chip.

Kesimpulan 3

Pin ini dan setiap amplifier TL494CN internal digabungkan melalui dioda. Jika sinyal pada output salah satu dari mereka berubah dari level rendah ke level tinggi, maka pada No. 3 sinyal tersebut juga menjadi tinggi. Ketika sinyal pada pin ini melebihi 3,3 V, pulsa keluaran dimatikan (siklus kerja nol). Ketika tegangan yang melewatinya mendekati 0 V, durasi pulsa maksimum. Antara 0 dan 3,3 V, lebar pulsa adalah dari 50% hingga 0% (untuk setiap output pengontrol PWM - pada pin 9 dan 10 di sebagian besar perangkat).

Jika diperlukan, pin 3 dapat digunakan sebagai sinyal input atau dapat digunakan untuk memberikan redaman terhadap laju perubahan lebar pulsa. Jika tegangannya tinggi (> ~3.5V), tidak ada cara untuk menghidupkan UPS pada pengontrol PWM (tidak akan ada pulsa darinya).

Kesimpulan 4

Ini mengontrol rentang siklus kerja pulsa keluaran (Kontrol Waktu Mati Bahasa Inggris). Jika tegangan yang melewatinya mendekati 0 V, sirkuit mikro akan mampu menghasilkan lebar pulsa minimum dan maksimum (yang ditentukan oleh sinyal input lainnya). Jika tegangan sekitar 1,5V diterapkan ke pin ini, lebar pulsa keluaran akan dibatasi hingga 50% dari lebar maksimumnya (atau ~25% siklus kerja untuk mode pengontrol PWM push-pull). Jika tegangan tinggi (>~3.5V), tidak ada cara untuk menghidupkan UPS pada TL494CN. Rangkaian sambungannya sering kali berisi No. 4, dihubungkan langsung ke ground.

• Penting untuk diingat! Sinyal pada pin 3 dan 4 seharusnya berada di bawah ~3,3 V. Namun apa yang terjadi jika mendekati, misalnya, +5 V? Bagaimana perilaku TL494CN? Rangkaian konverter tegangan di atasnya tidak akan menghasilkan pulsa, mis. tidak akan ada tegangan keluaran dari UPS.

Kesimpulan 5

Berfungsi untuk menghubungkan kapasitor timing Ct, dengan kontak keduanya terhubung ke ground. Nilai kapasitansi biasanya antara 0,01 µF dan 0,1 µF. Perubahan nilai komponen ini menyebabkan perubahan frekuensi GPG dan pulsa keluaran pengontrol PWM. Biasanya, kapasitor berkualitas tinggi dengan koefisien suhu yang sangat rendah (dengan sedikit perubahan kapasitansi terhadap suhu) digunakan.

Kesimpulan 6

Untuk menghubungkan resistor pengaturan drive Rt, dengan kontak kedua terhubung ke ground. Nilai Rt dan Ct menentukan frekuensi FPG.

• f = 1,1: (Rt x Ct).

Kesimpulan 7

Ini terhubung ke kabel umum dari rangkaian perangkat pada pengontrol PWM.

Kesimpulan 12

Ditandai dengan huruf VCC. Terhubung ke “plus” catu daya TL494CN. Rangkaian sambungannya biasanya berisi No. 12, dihubungkan ke sakelar catu daya. Banyak UPS yang menggunakan pin ini untuk menghidupkan dan mematikan daya (dan UPS itu sendiri). Jika ada +12 V di atasnya dan No. 7 di-ground, sirkuit mikro GPN dan ION akan berfungsi.

Kesimpulan 13

Ini adalah masukan mode operasi. Fungsinya telah dijelaskan di atas.

Fungsi Pin Keluaran

Mereka juga tercantum di atas untuk TL494CN. Penjelasan dalam bahasa Rusia tentang tujuan fungsionalnya akan diberikan di bawah ini dengan penjelasan rinci.

Kesimpulan 8

Chip ini memiliki 2 buah transistor NPN yang merupakan saklar keluarannya. Pin ini merupakan kolektor transistor 1, biasanya dihubungkan dengan sumber tegangan konstan (12 V). Namun, di sirkuit beberapa perangkat ini digunakan sebagai output, dan Anda dapat melihat gelombang persegi di atasnya (seperti pada No. 11).

Kesimpulan 9

Ini adalah emitor transistor 1. Ini menggerakkan transistor daya UPS (FET dalam banyak kasus) dalam rangkaian dorong-tarik, baik secara langsung atau melalui transistor perantara.

Kesimpulan 10

Ini adalah emitor transistor 2. Dalam mode siklus tunggal, sinyal di atasnya sama dengan pada No. 9. Dalam mode push-pull, sinyal pada No. 9 dan 10 adalah antifase, yaitu ketika level sinyal tinggi pada satu sisi, maka rendah pada sisi lainnya, dan sebaliknya. Di sebagian besar perangkat, sinyal dari emitor sakelar transistor keluaran dari sirkuit mikro yang bersangkutan mengontrol transistor efek medan yang kuat, yang dihidupkan ketika tegangan pada pin 9 dan 10 tinggi (di atas ~ 3,5 V, tetapi tidak masuk cara apapun berhubungan dengan level 3,3 V di No. No. 3 dan 4).

Kesimpulan 11

Ini adalah kolektor transistor 2, biasanya dihubungkan ke sumber tegangan konstan (+12 V).

• Catatan: Pada perangkat berbasis TL494CN, rangkaian koneksinya mungkin berisi kolektor dan emitor transistor 1 dan 2 sebagai output dari pengontrol PWM, meskipun opsi kedua lebih umum. Namun demikian, ada pilihan kapan tepatnya pin 8 dan 11 adalah output. Jika Anda menemukan transformator kecil di sirkuit antara sirkuit mikro dan transistor efek medan, kemungkinan besar sinyal keluaran diambil darinya (dari kolektor).

Kesimpulan 14

Ini adalah keluaran ION, juga dijelaskan di atas.

Prinsip operasi

Bagaimana cara kerja chip TL494CN? Kami akan memberikan gambaran cara kerjanya berdasarkan materi dari Motorola, Inc. Output modulasi lebar pulsa dicapai dengan membandingkan sinyal ramp positif dari kapasitor Ct dengan salah satu dari dua sinyal kontrol. Rangkaian logika NOR mengontrol transistor keluaran Q1 dan Q2, membukanya hanya ketika sinyal pada masukan jam (C1) dari flip-flop (lihat diagram fungsional TL494CN) menjadi rendah.

Jadi, jika input C1 dari pemicu berada pada level logis yang sama, maka transistor output ditutup dalam kedua mode operasi: siklus tunggal dan push-pull. Jika ada sinyal clock pada input ini, maka dalam mode push-pull transistor membuka satu per satu ketika pemutusan pulsa clock tiba di pemicu. Dalam mode ujung tunggal, flip-flop tidak digunakan dan kedua sakelar keluaran terbuka secara serempak.

Keadaan terbuka ini (dalam kedua mode) hanya mungkin terjadi pada bagian periode GPG ketika tegangan gigi gergaji lebih besar dari sinyal kontrol. Jadi, peningkatan atau penurunan nilai sinyal kontrol menyebabkan peningkatan atau penurunan linier yang sesuai dalam lebar pulsa tegangan pada output dari rangkaian mikro.

Tegangan dari pin 4 (kontrol waktu mati), input penguat kesalahan, atau input sinyal umpan balik dari pin 3 dapat digunakan sebagai sinyal kontrol.

Langkah pertama dalam bekerja dengan sirkuit mikro

Sebelum membuat perangkat yang berguna, disarankan untuk mempelajari cara kerja TL494CN. Bagaimana cara memeriksa fungsinya?

Ambil papan tempat memotong roti Anda, pasang chip di atasnya dan sambungkan kabel sesuai dengan diagram di bawah.

Jika semuanya terhubung dengan benar, rangkaian akan berfungsi. Biarkan pin 3 dan 4 tidak bebas. Gunakan osiloskop Anda untuk memeriksa pengoperasian GPG - Anda akan melihat tegangan gigi gergaji di pin 6. Outputnya akan menjadi nol. Cara menentukan kinerjanya di TL494CN. Itu dapat diperiksa sebagai berikut:

1. Hubungkan output umpan balik (No. 3) dan output kontrol waktu mati (No. 4) ke terminal umum (No. 7).
2. Anda sekarang harus mendeteksi pulsa persegi panjang pada output dari sirkuit mikro.

Bagaimana cara memperkuat sinyal keluaran?

Output TL494CN memiliki arus yang cukup rendah, dan tentu saja Anda menginginkan daya yang lebih besar. Jadi kita harus menambahkan beberapa transistor daya. Yang paling mudah digunakan (dan sangat mudah diperoleh - dari motherboard komputer lama) adalah MOSFET daya saluran-n. Pada saat yang sama, kita harus membalikkan keluaran TL494CN, karena jika kita menghubungkan MOSFET saluran-n ke sana, maka jika tidak ada pulsa pada keluaran rangkaian mikro, maka akan terbuka terhadap aliran arus searah. . Dalam hal ini, transistor MOS bisa terbakar begitu saja... Jadi kami mengeluarkan transistor NPN universal dan menghubungkannya sesuai dengan diagram di bawah ini.

MOSFET daya di rangkaian ini dikontrol dalam mode pasif. Memang kurang bagus, tapi untuk keperluan pengujian dan daya rendah tidak masalah. R1 pada rangkaian adalah beban transistor NPN. Pilih sesuai dengan arus kolektor maksimum yang diijinkan. R2 mewakili beban tahap kekuatan kita. Pada percobaan selanjutnya akan digantikan oleh trafo.

Jika sekarang kita melihat sinyal pada pin 6 dari rangkaian mikro dengan osiloskop, kita akan melihat “gergaji”. Di No 8 (K1) Anda masih dapat melihat pulsa persegi panjang, dan di saluran pembuangan transistor MOS terdapat pulsa dengan bentuk yang sama, tetapi besarnya lebih besar.

Bagaimana cara meningkatkan tegangan keluaran?

Sekarang mari kita dapatkan tegangan yang lebih tinggi menggunakan TL494CN. Diagram peralihan dan pengkabelan sama - di papan tempat memotong roti. Tentu saja, tidak mungkin mendapatkan tegangan yang cukup tinggi, terutama karena tidak ada heatsink pada transistor daya MOS. Namun, sambungkan trafo kecil ke tahap keluaran, sesuai dengan diagram ini.

Gulungan primer trafo berisi 10 lilitan. Gulungan sekunder berisi sekitar 100 putaran. Jadi rasio transformasinya adalah 10. Jika Anda menerapkan 10V ke primer, Anda akan mendapatkan keluaran sekitar 100V. Inti terbuat dari ferit. Anda dapat menggunakan beberapa inti berukuran sedang dari trafo catu daya PC.

Hati-hati, keluaran trafo berada di bawah tegangan tinggi. Arusnya sangat rendah dan tidak akan membunuh Anda. Tapi Anda bisa mendapatkan pukulan yang bagus. Bahaya lainnya adalah jika Anda memasang kapasitor besar pada keluarannya, muatan yang besar akan terakumulasi. Oleh karena itu, setelah sirkuit dimatikan, sirkuit harus dikosongkan.

Pada keluaran rangkaian, Anda dapat menyalakan indikator apa saja seperti bola lampu, seperti pada foto di bawah ini. Ini berjalan pada tegangan DC dan membutuhkan sekitar 160V untuk menyala. (Catu daya untuk seluruh perangkat adalah sekitar 15 V - urutan besarnya lebih rendah.)

Sirkuit dengan keluaran transformator banyak digunakan di UPS mana pun, termasuk catu daya PC. Pada perangkat ini, trafo pertama, dihubungkan melalui sakelar transistor ke output pengontrol PWM, berfungsi untuk mengisolasi secara galvanis bagian tegangan rendah dari rangkaian, termasuk TL494CN, dari bagian tegangan tinggi, yang berisi trafo tegangan listrik.

Regulator tegangan

Biasanya, pada perangkat elektronik kecil buatan sendiri, daya disediakan oleh UPS PC standar yang dibuat pada TL494CN. Diagram sambungan catu daya PC sudah dikenal luas, dan unitnya sendiri mudah diakses, karena jutaan PC lama dibuang setiap tahun atau dijual untuk suku cadang. Namun biasanya, UPS ini menghasilkan tegangan tidak lebih tinggi dari 12 V. Ini terlalu rendah untuk penggerak frekuensi variabel. Tentu saja, Anda dapat mencoba dan menggunakan UPS PC bertegangan lebih tinggi sebesar 25V, namun akan sulit menemukannya, dan terlalu banyak daya yang akan hilang pada 5V di gerbang logika.

Namun, pada TL494 (atau analognya) Anda dapat membangun sirkuit apa pun dengan keluaran pada daya dan tegangan yang ditingkatkan. Menggunakan komponen khas dari UPS PC dan MOSFET daya dari motherboard, Anda dapat membuat pengatur tegangan PWM menggunakan TL494CN. Rangkaian konverter ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Di atasnya Anda dapat melihat diagram rangkaian sirkuit mikro dan tahap keluaran menggunakan dua transistor: npn- universal dan MOS yang kuat.

Bagian utama: T1, Q1, L1, D1. Bipolar T1 digunakan untuk mengontrol MOSFET daya yang dihubungkan dengan cara yang disederhanakan, yang disebut. "pasif". L1 adalah induktif tersedak dari printer HP lama (sekitar 50 putaran, tinggi 1 cm, lebar 0,5 cm dengan gulungan, terbuka tersedak). D1 adalah dioda Schottky dari perangkat lain. TL494 terhubung dengan cara alternatif di atas, meskipun metode mana pun dapat digunakan.

C8 merupakan kapasitor kecil untuk mencegah pengaruh noise yang masuk ke input error amplifier, nilai 0,01uF akan kurang lebih normal. Nilai yang besar akan memperlambat pengaturan tegangan yang dibutuhkan.

C6 adalah kapasitor yang lebih kecil lagi, digunakan untuk menyaring interferensi frekuensi tinggi. Kapasitasnya mencapai beberapa ratus pikofarad.

Chip TL494 adalah pengontrol PWM, cocok untuk membangun catu daya switching dari berbagai topologi dan kekuatan. Ini dapat beroperasi dalam mode satu langkah dan dua langkah.

Analog domestiknya adalah sirkuit mikro KR1114EU4. Texas Instruments, International Rectifier, ON Semiconductor, Fairchild Semiconductor - banyak produsen memproduksi pengontrol PWM ini. Fairchild Semiconductor menyebutnya, misalnya KA7500B.

Jika dilihat dari peruntukannya saja, terlihat jelas bahwa rangkaian mikro ini memiliki kemampuan penyesuaian yang cukup luas.

Mari kita lihat sebutan semua pin:

• masukan non-pembalik dari pembanding kesalahan pertama
• membalikkan masukan dari pembanding kesalahan pertama
• masukan umpan balik
• masukan penyesuaian waktu mati
• keluaran untuk menghubungkan kapasitor pengatur waktu eksternal
• keluaran untuk menghubungkan resistor pengatur waktu
• pin umum dari sirkuit mikro, dikurangi catu daya
• pin kolektor transistor keluaran pertama
• pin emitor dari transistor keluaran pertama
• pin emitor dari transistor keluaran kedua
• pin kolektor transistor keluaran kedua
• masukan tegangan suplai
• masukan untuk memilih mode pengoperasian satu siklus atau dorong-tarik
  sirkuit mikro
• keluaran referensi 5 volt bawaan
• membalikkan masukan dari pembanding kesalahan kedua
• masukan non-pembalik dari pembanding kesalahan kedua

Pada diagram fungsional Anda dapat melihat struktur internal sirkuit mikro.
Dua pin teratas di sebelah kiri adalah untuk mengatur parameter generator tegangan ramp internal, yang di sini diberi label sebagai “Osilator”. Untuk pengoperasian normal sirkuit mikro, pabrikan merekomendasikan penggunaan kapasitor timing dengan kapasitas berkisar antara 470 pF hingga 10 μF, dan resistor timing dalam kisaran 1,8 kOhm hingga 500 kOhm. Rentang frekuensi pengoperasian yang disarankan adalah dari 1 kHz hingga 300 kHz. Frekuensinya dapat dihitung dengan menggunakan rumus f = 1.1/RC. Jadi, dalam mode operasi, pin 5 akan memiliki tegangan gigi gergaji dengan amplitudo sekitar 3 volt. Ini mungkin berbeda untuk pabrikan yang berbeda tergantung pada parameter sirkuit internal sirkuit mikro.

Misalnya, jika Anda menggunakan kapasitor dengan kapasitas 1nF dan resistor 10kOhm, maka frekuensi tegangan gigi gergaji pada keluaran 5 kira-kira f = 1,1/(10000*0,000000001) = 110000Hz. Frekuensinya mungkin berbeda, menurut pabrikan, sebesar +-3% tergantung pada kondisi suhu komponen.

Input penyesuaian waktu mati 4 dirancang untuk menentukan jeda antar pulsa. Komparator waktu mati, yang disebut “Komparator Kontrol Waktu Mati” dalam diagram, akan memberikan izin pada pulsa keluaran jika tegangan gergaji lebih tinggi dari tegangan yang disuplai ke masukan 4. Jadi, dengan menerapkan tegangan dari 0 hingga 3 volt ke input 4, Anda dapat menyesuaikan siklus kerja pulsa keluaran, dalam hal ini, durasi siklus operasi maksimum masing-masing bisa 96% dalam mode siklus tunggal dan 48%, dalam mode operasi dorong-tarik dari sirkuit mikro. Jeda minimum di sini dibatasi hingga 3%, yang disediakan oleh sumber internal dengan tegangan 0,1 volt. Pin 3 juga penting, dan tegangan di atasnya juga berperan dalam penyelesaian pulsa keluaran.

Pin 1 dan 2, serta pin 15 dan 16 dari pembanding kesalahan dapat digunakan untuk melindungi perangkat yang dirancang dari kelebihan arus dan tegangan. Jika tegangan yang disuplai ke pin 1 menjadi lebih tinggi dari tegangan yang disuplai ke pin 2, atau tegangan yang disuplai ke pin 16 menjadi lebih tinggi dari tegangan yang disuplai ke pin 15, maka input Komparator PWM (pin 3) akan menerima sinyal untuk menghambat pulsa pada hasil. Jika komparator ini tidak direncanakan untuk digunakan, maka komparator tersebut dapat diblokir dengan menghubungkan input non-pembalik ke ground, dan menghubungkan input pembalik ke sumber tegangan referensi (pin 14).
Pin 14 adalah keluaran dari sumber tegangan referensi 5 volt stabil yang terpasang di dalam chip. Sirkuit yang mengkonsumsi arus hingga 10 mA dapat dihubungkan ke pin ini, yang dapat menjadi pembagi tegangan untuk mengatur sirkuit proteksi, soft start, atau mengatur durasi pulsa tetap atau dapat disesuaikan.
Pin 12 disuplai dengan tegangan suplai sirkuit mikro dari 7 hingga 40 volt. Biasanya, tegangan stabil 12 volt digunakan. Penting untuk menghilangkan gangguan apa pun pada rangkaian daya.
Pin 13 bertanggung jawab atas mode operasi sirkuit mikro. Jika tegangan referensi 5 volt diterapkan padanya (dari pin 14), maka rangkaian mikro akan beroperasi dalam mode dorong-tarik, dan transistor keluaran akan terbuka dalam antifase, secara bergantian, dan frekuensi switching dari masing-masing transistor keluaran akan sama dengan setengah frekuensi tegangan gigi gergaji pada pin 5. Tetapi jika pin 13 ditutup dengan catu daya minus, maka transistor keluaran akan bekerja secara paralel, dan frekuensinya akan sama dengan frekuensi gergaji pada pin 5, yaitu frekuensi generator.

Arus maksimum untuk setiap transistor keluaran sirkuit mikro (pin 8,9,10,11) adalah 250mA, tetapi pabrikan tidak merekomendasikan melebihi 200mA. Oleh karena itu, ketika transistor keluaran dioperasikan secara paralel (pin 9 terhubung ke pin 10, dan pin 8 terhubung ke pin 11), arus maksimum yang diijinkan adalah 500mA, tetapi lebih baik tidak melebihi 400mA.

Nikolay Petrushov

TL494, “binatang” macam apa ini?

TL494 (Texas Instruments) mungkin adalah pengontrol PWM yang paling umum, yang menjadi dasar pembuatan sebagian besar catu daya komputer dan komponen daya berbagai peralatan rumah tangga.
Dan bahkan sekarang sirkuit mikro ini cukup populer di kalangan amatir radio yang sedang membangun catu daya switching. Analog domestik dari sirkuit mikro ini adalah M1114EU4 (KR1114EU4). Selain itu, berbagai perusahaan asing memproduksi sirkuit mikro ini dengan nama berbeda. Misalnya IR3M02 (Tajam), KA7500 (Samsung), MB3759 (Fujitsu). Itu semua chip yang sama.
Usianya jauh lebih muda dari TL431. Itu mulai diproduksi oleh Texas Instruments sekitar akhir tahun 90an - awal tahun 2000an.
Mari kita coba mencari tahu bersama siapa dia dan “binatang” macam apa ini? Kami akan mempertimbangkan chip TL494 (Texas Instruments).

Jadi, pertama-tama, mari kita lihat apa yang ada di dalamnya.

Menggabungkan.

Itu mengandung:
- generator tegangan gigi gergaji (SPG);
- komparator penyesuaian waktu mati (DA1);
- Komparator penyesuaian PWM (DA2);
- penguat kesalahan 1 (DA3), digunakan terutama untuk tegangan;
- penguat kesalahan 2 (DA4), digunakan terutama untuk sinyal pembatas arus;
- sumber tegangan referensi (VS) stabil pada 5V dengan pin eksternal 14;
- rangkaian kontrol untuk pengoperasian tahap keluaran.

Kemudian, tentu saja, kita akan melihat semua komponennya dan mencoba mencari tahu mengapa semua ini diperlukan dan bagaimana cara kerjanya, tetapi pertama-tama kita perlu memberikan parameter operasi (karakteristiknya).

Pilihan	Minimal.	Maks.	Satuan Mengubah
V CC Tegangan suplai	7	40	DI DALAM
V I Tegangan masukan penguat	-0,3	V CC - 2	DI DALAM
V O Tegangan kolektor		40	DI DALAM
Arus kolektor (setiap transistor)		200	mA
Umpan balik saat ini		0,3	mA
f Frekuensi Osilator OSC	1	300	kHz
Kapasitansi Generator C T	0,47	10000	nF
Resistansi resistor generator R T	1,8	500	kOhm
TA Suhu pengoperasian TL494C TL494I	0	70	°C
	-40	85	°C

Ciri-ciri pembatasnya adalah sebagai berikut;

Tegangan suplai................................................ .....41V

Tegangan masukan penguat................................(Vcc+0,3)V

Tegangan keluaran kolektor................................41V

Arus keluaran kolektor................................................ ....250mA

Total disipasi daya dalam mode berkelanjutan....1W

Lokasi dan tujuan pin sirkuit mikro.

Kesimpulan 1

Ini adalah masukan non-pembalik (positif) dari penguat kesalahan 1.
Jika tegangan input di atasnya lebih rendah dari tegangan pada pin 2, maka tidak akan ada kesalahan pada output penguat ini, tidak akan ada tegangan (output akan memiliki level rendah) dan tidak akan berpengaruh pada lebar (faktor tugas) dari pulsa keluaran.
Jika tegangan pada pin ini lebih tinggi dari pada pin 2, maka pada keluaran penguat 1 ini akan muncul tegangan (keluaran penguat 1 akan berlevel tinggi) dan lebar (faktor tugas) pulsa keluaran akan muncul. semakin berkurang, semakin tinggi tegangan keluaran penguat ini (maksimum 3,3 volt).

Kesimpulan 2

Ini adalah input pembalik (negatif) dari penguat sinyal kesalahan 1.
Jika tegangan masukan pada pin ini lebih tinggi dari pada pin 1, maka tidak akan terjadi kesalahan tegangan pada keluaran penguat (output akan rendah) dan tidak akan berpengaruh pada lebar (duty factor) keluaran. pulsa.
Jika tegangan pada pin ini lebih rendah dari pada pin 1, maka keluaran penguat akan tinggi.

Penguat error berupa op-amp biasa dengan gain orde = 70..95 dB pada tegangan DC (Ku = 1 pada frekuensi 350 kHz). Kisaran tegangan masukan op-amp berkisar dari -0,3V hingga tegangan suplai, minus 2V. Artinya, tegangan masukan maksimum harus setidaknya dua volt lebih rendah dari tegangan suplai.

Kesimpulan 3

Ini adalah output dari penguat kesalahan 1 dan 2, dihubungkan ke pin ini melalui dioda (rangkaian OR). Jika tegangan pada keluaran penguat apa pun berubah dari rendah ke tinggi, maka pada pin 3 tegangannya juga menjadi tinggi.
Jika tegangan pada pin ini melebihi 3,3 V, maka pulsa pada output rangkaian mikro hilang (siklus kerja nol).
Jika tegangan pada pin ini mendekati 0 V, maka durasi pulsa keluaran (duty factor) akan maksimal.

Pin 3 biasanya digunakan untuk memberikan feedback pada amplifier, namun bila diperlukan pin 3 juga dapat digunakan sebagai input untuk memberikan perubahan lebar pulsa.
Jika tegangan yang melewatinya tinggi (> ~ 3,5 V), maka tidak akan ada pulsa pada output MS. Catu daya tidak akan menyala dalam kondisi apa pun.

Kesimpulan 4

Ia mengontrol rentang variasi waktu "mati" (Bahasa Inggris Dead-Time Control), pada prinsipnya merupakan siklus tugas yang sama.
Jika tegangan di atasnya mendekati 0 V, maka output dari rangkaian mikro akan memiliki lebar pulsa minimum yang mungkin dan maksimum, yang karenanya dapat diatur oleh sinyal input lainnya (penguat kesalahan, pin 3).
Jika tegangan pada pin ini sekitar 1,5 V, maka lebar pulsa keluaran akan menjadi sekitar 50% dari lebar maksimumnya.
Jika tegangan pada pin ini melebihi 3,3 V, maka tidak akan ada pulsa pada output MS. Catu daya tidak akan menyala dalam kondisi apa pun.
Namun jangan lupa bahwa seiring bertambahnya waktu “mati”, rentang penyesuaian PWM akan berkurang.

Dengan mengubah tegangan pada pin 4, Anda dapat mengatur lebar tetap waktu "mati" (pembagi R-R), menerapkan mode soft start di catu daya (rantai R-C), menyediakan pematian jarak jauh pada MS (kunci), dan Anda juga dapat menggunakan pin ini sebagai input kontrol linier.

Mari kita lihat (bagi yang belum tahu) apa itu waktu "mati" dan untuk apa waktu itu dibutuhkan.
Ketika rangkaian catu daya dorong-tarik beroperasi, pulsa disuplai secara bergantian dari keluaran rangkaian mikro ke basis (gerbang) transistor keluaran. Karena transistor apa pun adalah elemen inersia, ia tidak dapat langsung menutup (membuka) ketika sinyal dihilangkan (disuplai) dari basis (gerbang) transistor keluaran. Dan jika pulsa diterapkan ke transistor keluaran tanpa waktu "mati" (yaitu, pulsa dikeluarkan dari satu transistor dan segera diterapkan ke transistor kedua), mungkin akan tiba saatnya ketika satu transistor tidak punya waktu untuk menutup, tetapi transistor kedua punya waktu. telah dibuka. Kemudian semua arus (disebut arus tembus) akan mengalir melalui kedua transistor terbuka, melewati beban (belitan transformator), dan karena tidak dibatasi oleh apapun, maka transistor keluaran akan langsung mati.
Untuk mencegah hal ini terjadi, setelah berakhirnya satu pulsa dan sebelum dimulainya pulsa berikutnya, beberapa waktu tertentu telah berlalu, cukup untuk penutupan transistor keluaran yang dapat diandalkan dari masukan yang sinyal kontrolnya telah dihapus.
Kali ini disebut waktu "mati".

Ya, jika kita melihat gambar susunan rangkaian mikro, kita melihat bahwa pin 4 dihubungkan ke input komparator penyesuaian waktu mati (DA1) melalui sumber tegangan 0,1-0,12 V. Untuk apa ini dilakukan?
Hal ini dilakukan secara tepat untuk memastikan bahwa lebar maksimum (faktor tugas) dari pulsa keluaran tidak pernah sama dengan 100%, untuk memastikan pengoperasian transistor keluaran (output) yang aman.
Artinya, jika Anda “menghubungkan” pin 4 ke kabel biasa, maka pada input komparator DA1 tetap tidak akan ada tegangan nol, tetapi akan ada tegangan sebesar nilai ini saja (0,1-0,12 V) dan pulsa dari generator tegangan gigi gergaji (RPG) akan muncul pada output rangkaian mikro hanya ketika amplitudonya pada pin 5 melebihi tegangan ini. Artinya, sirkuit mikro memiliki ambang batas maksimum tetap untuk siklus kerja pulsa keluaran, yang tidak akan melebihi 95-96% untuk mode operasi siklus tunggal tahap keluaran, dan 47,5-48% untuk mode dorong-tarik. mode operasi tahap keluaran.

Kesimpulan 5

Ini adalah output GPG, ini dimaksudkan untuk menghubungkan kapasitor timing Ct ke sana, ujung kedua dihubungkan ke kabel biasa. Kapasitansinya biasanya dipilih dari 0,01 µF hingga 0,1 µF, tergantung pada frekuensi keluaran pulsa GPG pengontrol PWM. Biasanya, kapasitor berkualitas tinggi digunakan di sini.
Frekuensi keluaran GPG dapat dikontrol pada pin ini. Ayunan tegangan keluaran generator (amplitudo pulsa keluaran) berkisar sekitar 3 volt.

Kesimpulan 6

Ini juga merupakan keluaran GPN, yang dimaksudkan untuk menghubungkan resistor pengatur waktu Rt, yang ujung kedua dihubungkan ke kabel biasa.
Nilai Rt dan Ct menentukan frekuensi keluaran pompa bahan bakar, dan dihitung menggunakan rumus mode operasi satu siklus;

Untuk mode operasi push-pull rumusnya adalah sebagai berikut;

Untuk pengontrol PWM dari perusahaan lain, frekuensinya dihitung dengan rumus yang sama, hanya saja angka 1 perlu diubah menjadi 1,1.

Kesimpulan 7

Ini terhubung ke kabel umum dari rangkaian perangkat pada pengontrol PWM.

Kesimpulan 8

Sirkuit mikro berisi tahap keluaran dengan dua transistor keluaran, yang merupakan sakelar keluarannya. Terminal kolektor dan emitor transistor ini bebas, dan oleh karena itu, tergantung pada kebutuhan, transistor ini dapat dimasukkan ke dalam rangkaian untuk bekerja dengan emitor bersama dan kolektor bersama.
Tergantung pada tegangan pada pin 13, tahap keluaran ini dapat beroperasi dalam mode push-pull atau siklus tunggal. Dalam mode operasi ujung tunggal, transistor ini dapat dihubungkan secara paralel untuk meningkatkan arus beban, yang biasanya dilakukan.
Jadi, pin 8 adalah pin kolektor transistor 1.

Kesimpulan 9

Ini adalah pin emitor transistor 1.

Kesimpulan 10

Ini adalah pin emitor transistor 2.

Kesimpulan 11

Ini adalah kolektor transistor 2.

Kesimpulan 12

"Plus" dari catu daya TL494CN terhubung ke pin ini.

Kesimpulan 13

Ini adalah keluaran untuk memilih mode pengoperasian tahap keluaran. Jika pin ini dihubungkan ke kabel biasa, tahap keluaran akan beroperasi dalam mode ujung tunggal. Sinyal keluaran pada terminal saklar transistor akan sama.
Jika Anda menerapkan tegangan +5 V ke pin ini (menghubungkan pin 13 dan 14), maka sakelar keluaran akan beroperasi dalam mode push-pull. Sinyal keluaran pada terminal sakelar transistor akan keluar fasa dan frekuensi pulsa keluaran akan menjadi setengahnya.

Kesimpulan 14

Ini adalah keluaran dari kandang DAN mengeringkan TENTANG porno N tegangan (ION), Dengan tegangan keluaran +5 V dan arus keluaran hingga 10 mA, yang dapat digunakan sebagai acuan perbandingan pada penguat kesalahan, dan untuk keperluan lainnya.

Kesimpulan 15

Cara kerjanya persis sama dengan pin 2. Jika penguat kesalahan kedua tidak digunakan, maka pin 15 cukup dihubungkan ke pin 14 (tegangan referensi +5 V).

Kesimpulan 16

Ia bekerja dengan cara yang sama seperti pin 1. Jika penguat kesalahan kedua tidak digunakan, biasanya dihubungkan ke kabel biasa (pin 7).
Dengan pin 15 terhubung ke +5V dan pin 16 terhubung ke ground, tidak ada tegangan keluaran dari amplifier kedua, sehingga tidak berpengaruh pada pengoperasian chip.

Prinsip pengoperasian sirkuit mikro.

Jadi bagaimana cara kerja pengontrol TL494 PWM?
Di atas, kami memeriksa secara rinci tujuan dari pin sirkuit mikro ini dan fungsinya apa.
Jika semua ini dianalisis dengan cermat, maka dari semua ini menjadi jelas cara kerja sirkuit mikro ini. Namun saya akan sekali lagi menjelaskan secara singkat prinsip pengoperasiannya.

Ketika sirkuit mikro biasanya dihidupkan dan daya disuplai ke dalamnya (minus ke pin 7, ditambah ke pin 12), GPG mulai menghasilkan pulsa gigi gergaji dengan amplitudo sekitar 3 volt, yang frekuensinya bergantung pada C dan R terhubung ke pin 5 dan 6 dari sirkuit mikro.
Jika nilai sinyal kontrol (pada pin 3 dan 4) kurang dari 3 volt, maka pulsa persegi panjang muncul di sakelar keluaran rangkaian mikro, yang lebarnya (faktor tugas) bergantung pada nilai sinyal kontrol pada pin. 3 dan 4.
Artinya, rangkaian mikro membandingkan tegangan gigi gergaji positif dari kapasitor Ct (C1) dengan salah satu dari dua sinyal kontrol.
Rangkaian logika untuk mengendalikan transistor keluaran VT1 dan VT2 membukanya hanya ketika tegangan pulsa gigi gergaji lebih tinggi dari sinyal kontrol. Dan semakin besar perbedaan ini, semakin lebar pulsa keluarannya (semakin besar siklus kerjanya).
Tegangan kontrol pada pin 3 pada gilirannya bergantung pada sinyal pada input penguat operasional (penguat kesalahan), yang pada gilirannya dapat mengontrol tegangan keluaran dan arus keluaran catu daya.

Jadi, peningkatan atau penurunan nilai sinyal kontrol apa pun menyebabkan penurunan linier atau peningkatan lebar pulsa tegangan pada output rangkaian mikro.
Seperti disebutkan di atas, tegangan dari pin 4 (kontrol waktu mati), input penguat kesalahan, atau input sinyal umpan balik langsung dari pin 3 dapat digunakan sebagai sinyal kontrol.

Teori, seperti yang mereka katakan, adalah teori, tetapi akan lebih baik untuk melihat dan "menyentuh" ​​semua ini dalam praktik, jadi mari kita susun rangkaian berikut di papan tempat memotong roti dan lihat dengan mata kepala sendiri cara kerjanya.

Cara termudah dan tercepat adalah dengan merakit semuanya di papan tempat memotong roti. Ya, saya memasang chip KA7500. Pin "13" dari rangkaian mikro terhubung ke kabel biasa, yaitu, sakelar keluaran kami akan beroperasi dalam mode siklus tunggal (sinyal pada transistor akan sama), dan frekuensi pengulangan pulsa keluaran akan sesuai dengan frekuensi tegangan gigi gergaji GPG.

Saya menghubungkan osiloskop ke titik kontrol berikut:
- Sinar pertama ke pin “4”, untuk mengontrol tegangan konstan pada pin ini. Terletak di tengah layar pada garis nol. Sensitivitas - 1 volt per divisi;
- Sinar kedua ke pin “5”, untuk mengontrol tegangan gigi gergaji GPG. Ia juga terletak pada garis nol (kedua berkas digabungkan) di tengah osiloskop dan dengan sensitivitas yang sama;
- Sinar ketiga ke keluaran rangkaian mikro ke pin "9", untuk mengontrol pulsa pada keluaran rangkaian mikro. Sensitivitas berkas adalah 5 volt per divisi (0,5 volt, ditambah pembagi sebesar 10). Terletak di bagian bawah layar osiloskop.

Saya lupa mengatakan, sakelar keluaran dari sirkuit mikro terhubung ke kolektor umum. Dengan kata lain - menurut rangkaian pengikut emitor. Mengapa pengulang? Karena sinyal pada emitor transistor sama persis dengan sinyal basis, sehingga kita bisa melihat semuanya dengan jelas.
Jika Anda menghilangkan sinyal dari kolektor transistor, sinyal tersebut akan terbalik (terbalik) terhadap sinyal basis.
Kami memasok daya ke sirkuit mikro dan melihat apa yang kami miliki di terminal.

Pada kaki keempat kita memiliki nol (slider resistor pemangkas berada di posisi terendah), sinar pertama berada pada garis nol di tengah layar. Penguat kesalahan juga tidak berfungsi.
Pada kaki kelima kita melihat tegangan gigi gergaji GPN (sinar kedua), dengan amplitudo sedikit lebih dari 3 volt.
Pada output dari rangkaian mikro (pin 9) kita melihat pulsa persegi panjang dengan amplitudo sekitar 15 volt dan lebar maksimum (96%). Titik-titik di bagian bawah layar persis merupakan ambang batas siklus kerja tetap. Agar lebih mudah melihatnya, mari kita hidupkan regangan pada osiloskop.

Nah, sekarang Anda bisa melihatnya dengan lebih baik. Ini adalah waktu yang tepat ketika amplitudo pulsa turun menjadi nol dan transistor keluaran ditutup untuk waktu yang singkat ini. Level nol untuk sinar ini ada di bagian bawah layar.
Baiklah, mari tambahkan tegangan ke pin "4" dan lihat apa yang kita dapatkan.

Pada pin “4” saya atur tegangan konstan 1 volt menggunakan resistor trimming, pancaran pertama naik satu divisi (garis lurus pada layar osiloskop). Apa yang kita lihat? Waktu mati bertambah (siklus tugas berkurang), ini adalah garis putus-putus di bagian bawah layar. Artinya, transistor keluaran ditutup sekitar setengah durasi pulsa itu sendiri.
Mari tambahkan satu volt lagi dengan resistor pemangkas ke pin "4" dari sirkuit mikro.

Kita melihat bahwa berkas pertama meningkat satu divisi lagi, durasi pulsa keluaran menjadi lebih pendek (1/3 dari durasi seluruh pulsa), dan waktu mati (waktu penutupan transistor keluaran) meningkat. menjadi dua pertiga. Artinya, terlihat jelas bahwa logika rangkaian mikro membandingkan level sinyal GPG dengan level sinyal kontrol, dan meneruskan ke output hanya sinyal GPG yang levelnya lebih tinggi dari sinyal kontrol.

Agar lebih jelas lagi, durasi (lebar) pulsa keluaran rangkaian mikro akan sama dengan durasi (lebar) pulsa keluaran tegangan gigi gergaji yang terletak di atas level sinyal kontrol (di atas garis lurus pada layar osiloskop) .

Mari melangkah lebih jauh, tambahkan volt lagi ke pin "4" dari sirkuit mikro. Apa yang kita lihat? Pada keluaran rangkaian mikro terdapat pulsa yang sangat pendek, kira-kira sama lebarnya dengan puncak tegangan gigi gergaji yang menonjol di atas garis lurus. Mari kita nyalakan regangan pada osiloskop agar denyut nadi lebih terlihat.

Di sini, kita melihat pulsa pendek, di mana transistor keluaran akan terbuka, dan sisanya (garis bawah pada layar) akan ditutup.
Baiklah, mari kita coba naikkan tegangan pada pin "4" lebih jauh lagi. Kami menggunakan resistor pemangkas untuk mengatur tegangan output di atas level tegangan gigi gergaji GPG.

Nah, itu saja, catu daya kita akan berhenti bekerja, karena outputnya benar-benar “tenang”. Tidak ada pulsa keluaran, karena pada pin kontrol “4” kita memiliki level tegangan konstan lebih dari 3,3 volt.
Hal yang sama akan terjadi jika Anda menerapkan sinyal kontrol ke pin “3” atau ke penguat kesalahan apa pun. Jika ada yang tertarik, Anda bisa memeriksanya sendiri secara eksperimental. Apalagi jika sinyal kendali berada pada semua pin kendali sekaligus dan mengendalikan rangkaian mikro (menang), maka akan ada sinyal dari pin kendali yang amplitudonya lebih besar.

Baiklah, mari kita coba lepaskan pin "13" dari kabel biasa dan sambungkan ke pin "14", yaitu, alihkan mode pengoperasian sakelar keluaran dari siklus tunggal ke push-pull. Mari kita lihat apa yang bisa kita lakukan.

Dengan menggunakan resistor pemangkas, kami sekali lagi membawa tegangan pada pin “4” ke nol. Nyalakan daya. Apa yang kita lihat?
Output dari rangkaian mikro juga berisi pulsa persegi panjang dengan durasi maksimum, tetapi frekuensi pengulangannya menjadi setengah frekuensi pulsa gigi gergaji.
Pulsa yang sama akan berada pada transistor kunci kedua dari sirkuit mikro (pin 10), dengan satu-satunya perbedaan adalah bahwa pulsa tersebut akan digeser relatif terhadap waktu sebesar 180 derajat.
Ada juga ambang batas siklus kerja maksimum (2%). Sekarang tidak terlihat, Anda perlu menghubungkan berkas ke-4 osiloskop dan menggabungkan dua sinyal keluaran menjadi satu. Pemeriksaan keempat belum tersedia, jadi saya tidak melakukannya. Siapapun yang mau, periksa sendiri secara praktis untuk memastikannya.

Dalam mode ini, rangkaian mikro beroperasi dengan cara yang persis sama seperti dalam mode siklus tunggal, satu-satunya perbedaan adalah durasi maksimum pulsa keluaran di sini tidak akan melebihi 48% dari total durasi pulsa.
Jadi kita tidak akan mempertimbangkan mode ini untuk waktu yang lama, tetapi lihat saja jenis pulsa apa yang kita miliki ketika tegangan pada pin “4” adalah dua volt.

Kami menaikkan tegangan dengan resistor pemangkas. Lebar pulsa keluaran berkurang menjadi 1/6 dari total durasi pulsa, yaitu juga tepat dua kali lipat dibandingkan dalam mode operasi satu siklus dari sakelar keluaran (1/3 kali lipatnya).
Pada keluaran transistor kedua (pin 10) akan terdapat pulsa yang sama, hanya bergeser waktu sebesar 180 derajat.
Pada prinsipnya, kami telah menganalisis pengoperasian pengontrol PWM.

Juga pada pin “4”. Seperti disebutkan sebelumnya, pin ini dapat digunakan untuk memulai catu daya secara “lunak”. Bagaimana cara mengaturnya?
Sangat sederhana. Untuk melakukan ini, sambungkan rangkaian RC ke pin “4”. Berikut ini contoh potongan diagramnya:

Bagaimana cara kerja "soft start" di sini? Mari kita lihat diagramnya. Kapasitor C1 dihubungkan ke ION (+5 volt) melalui resistor R5.
Ketika daya dialirkan ke sirkuit mikro (pin 12), +5 volt muncul di pin 14. Kapasitor C1 mulai mengisi daya. Arus pengisian kapasitor mengalir melalui resistor R5, pada saat dinyalakan maksimum (kapasitor habis) dan terjadi penurunan tegangan sebesar 5 volt pada resistor, yang disuplai ke pin “4”. Tegangan ini, seperti yang telah kita temukan secara eksperimental, melarang lewatnya pulsa ke output dari rangkaian mikro.
Saat kapasitor diisi, arus pengisian berkurang dan penurunan tegangan pada resistor juga berkurang. Tegangan pada pin "4" juga berkurang dan pulsa mulai muncul pada output dari rangkaian mikro, yang durasinya meningkat secara bertahap (saat kapasitor diisi). Ketika kapasitor terisi penuh, arus pengisian berhenti, tegangan pada pin “4” menjadi mendekati nol, dan pin “4” tidak lagi mempengaruhi durasi pulsa keluaran. Catu daya kembali ke mode pengoperasiannya.
Tentu saja, Anda dapat menebak bahwa waktu penyalaan catu daya (mencapai mode operasi) akan bergantung pada ukuran resistor dan kapasitor, dan dengan memilihnya, waktu ini dapat diatur.

Baiklah, itulah sekilas teori dan prakteknya, dan tidak ada yang rumit disini, dan jika anda memahami dan memahami cara kerja PWM ini, maka tidak akan sulit bagi anda untuk memahami dan memahami cara kerja PWM lainnya.

Saya berharap semoga semuanya beruntung.

PRINSIP OPERASI TL494
PADA CONTOH KONVERTER TEGANGAN MOBIL

TL494 pada dasarnya adalah chip legendaris untuk mengganti catu daya. Tentu saja, beberapa orang mungkin berpendapat bahwa sekarang ada pengontrol PWM yang lebih baru dan lebih canggih, dan apa gunanya mengotak-atik sampah ini. Secara pribadi, saya hanya bisa mengatakan satu hal tentang ini - Leo Tolstoy umumnya menulis dengan tangan dan seperti yang dia tulis! Namun kehadiran Word dua ribu tiga belas di komputer Anda bahkan tidak mendorong siapa pun untuk menulis setidaknya cerita biasa. Baiklah, bagi yang tertarik, lihat lebih jauh, bagi yang tidak, semoga berhasil!
Saya ingin segera melakukan reservasi - kita akan membicarakan TL494 yang diproduksi oleh Texas Instruments. Faktanya adalah bahwa pengontrol ini memiliki sejumlah besar analog yang diproduksi oleh pabrik yang berbeda dan meskipun diagram strukturalnya SANGAT mirip, mereka masih bukan sirkuit mikro yang persis sama - bahkan penguat kesalahan pada sirkuit mikro yang berbeda memiliki nilai penguatan yang berbeda dengan pasif yang sama kabel. Jadi setelah penggantian, PASTIKAN untuk memeriksa ulang parameter catu daya yang sedang diperbaiki - Saya pribadi menginjak penggaruk ini.
Ya, itu adalah sebuah pepatah, tapi di sini dongeng dimulai. Berikut adalah diagram blok TL494 hanya dari Texas Instruments. Jika diperhatikan lebih dekat, isian di dalamnya tidak terlalu banyak, namun justru kombinasi unit fungsional inilah yang membuat pengontrol ini mendapatkan popularitas luar biasa dengan harga murah.

Sirkuit mikro diproduksi dalam paket DIP konvensional dan paket planar untuk pemasangan di permukaan. Pinout dalam kedua kasus serupa. Secara pribadi, karena kebutaan saya, saya lebih suka bekerja dengan cara lama - resistor biasa, paket DIP, dan sebagainya.

Pin ketujuh dan kedua belas disuplai dengan tegangan suplai, pin ketujuh adalah MINUS, atau UMUM, dan pin kedua belas adalah PLUS. Kisaran tegangan suplai cukup besar - dari lima hingga empat puluh volt. Untuk kejelasan, sirkuit mikro diikat dengan elemen pasif yang mengatur mode operasinya. Nah, apa tujuannya akan menjadi jelas saat sirkuit mikro diluncurkan. Ya, ya, tepatnya peluncurannya, karena sirkuit mikro tidak langsung bekerja saat daya dialirkan. Ya, hal pertama yang pertama.
Jadi, ketika menghubungkan daya, tentu saja, tegangan tidak akan langsung muncul pada pin kedua belas TL494 - perlu beberapa waktu untuk mengisi kapasitor filter daya, dan daya dari sumber daya sebenarnya, tentu saja, tidak tak terbatas. Ya, proses ini cukup cepat berlalu, tetapi masih ada - tegangan suplai meningkat dari nol ke nilai nominal selama periode waktu tertentu. Mari kita asumsikan tegangan suplai nominal kita adalah 15 volt dan kita menyuplainya ke papan pengontrol.
Tegangan pada keluaran stabilizer DA6 akan hampir sama dengan tegangan suplai seluruh rangkaian mikro hingga daya utama mencapai tegangan stabilisasi. Selama tegangannya di bawah 3,5 volt, keluaran komparator DA7 akan memiliki tingkat logis satu, karena komparator ini memonitor nilai tegangan suplai referensi internal. Unit logis ini disuplai ke elemen logika OR DD1. Prinsip pengoperasian elemen logika OR adalah jika setidaknya salah satu masukannya memiliki logika, maka keluarannya akan menjadi satu, yaitu. jika ada satu pada masukan pertama ATAU pada masukan kedua, ATAU pada masukan ketiga ATAU pada masukan keempat, maka keluaran DD1 akan menjadi satu dan apa yang ada pada masukan lainnya tidak menjadi masalah. Jadi, jika tegangan suplai di bawah 3,5 volt, DA7 menghalangi sinyal clock untuk lewat lebih jauh dan tidak ada yang terjadi pada output dari rangkaian mikro - tidak ada pulsa kontrol.

Namun, segera setelah tegangan suplai melebihi 3,5 volt, tegangan pada masukan pembalik menjadi lebih besar dari pada masukan non-pembalik dan komparator mengubah tegangan keluarannya menjadi nol logis, sehingga menghilangkan tahap pemblokiran pertama.
Tahap pemblokiran kedua dikendalikan oleh komparator DA5 yang memantau nilai tegangan suplai yaitu nilainya 5 volt, karena stabilizer internal DA6 tidak dapat menghasilkan tegangan lebih besar dari pada inputnya. Begitu tegangan suplai melebihi 5 volt, maka akan menjadi lebih besar pada input pembalik DA5, karena pada input non-pembalik dibatasi oleh tegangan stabilisasi dioda zener VDin5. Tegangan pada keluaran komparator DA5 akan menjadi sama dengan nol logis dan ketika mencapai masukan DD1, tahap pemblokiran kedua dihilangkan.
Tegangan referensi internal sebesar 5 volt juga digunakan di dalam sirkuit mikro dan dikeluarkan di luarnya melalui pin 14. Penggunaan internal menjamin pengoperasian yang stabil dari komparator internal DA3 dan DA4, karena komparator ini menghasilkan pulsa kontrol berdasarkan besarnya tegangan gigi gergaji yang dihasilkan. oleh generator G1.
Lebih baik di sini secara berurutan. Sirkuit mikro berisi generator gergaji, yang frekuensinya tergantung pada kapasitor waktu C3 dan resistor R13. Selain itu, R13 tidak terlibat langsung dalam pembentukan gergaji, tetapi berfungsi sebagai elemen pengatur generator arus, yang mengisi kapasitor C3. Jadi, dengan menurunkan peringkat R13, arus pengisian meningkat, kapasitor mengisi daya lebih cepat dan, karenanya, frekuensi clock meningkat, dan amplitudo gergaji yang dihasilkan dipertahankan.

Selanjutnya gergaji menuju ke input pembalik komparator DA3. Pada masukan non pembalik terdapat tegangan referensi sebesar 0,12 volt. Ini sama persis dengan lima persen dari seluruh durasi denyut nadi. Dengan kata lain, terlepas dari frekuensinya, unit logis muncul pada keluaran komparator DA3 tepat lima persen dari durasi seluruh pulsa kontrol, sehingga memblokir elemen DD1 dan memberikan waktu jeda antara peralihan transistor keluaran. tahap sirkuit mikro. Ini sangat tidak nyaman - jika frekuensi berubah selama pengoperasian, maka waktu jeda harus diperhitungkan untuk frekuensi maksimum, karena waktu jeda akan minimal. Namun, masalah ini dapat diselesaikan dengan mudah jika nilai tegangan referensi dinaikkan sebesar 0,12 volt, dan durasi jeda juga ditingkatkan. Hal ini dapat dilakukan dengan merakit pembagi tegangan menggunakan resistor atau menggunakan dioda dengan penurunan tegangan rendah pada sambungannya.

Selain itu, gergaji dari generator menuju ke komparator DA4, yang membandingkan nilainya dengan tegangan yang dihasilkan oleh penguat kesalahan pada DA1 dan DA2. Jika nilai tegangan dari penguat kesalahan di bawah amplitudo tegangan gigi gergaji, maka pulsa kontrol diteruskan ke driver tanpa perubahan, tetapi jika ada tegangan pada keluaran penguat kesalahan dan lebih besar dari nilai minimum dan kurang dari tegangan gigi gergaji maksimum, kemudian ketika tegangan gigi gergaji mencapai level tegangan dari kesalahan penguat, komparator DA4 menghasilkan level logis dan mematikan pulsa kontrol menuju DD1.

Setelah DD1 ada inverter DD2, yang menghasilkan edge untuk D-flip-flop DD3 yang beroperasi di edge. Pemicu, pada gilirannya, membagi sinyal clock menjadi dua dan secara bergantian memungkinkan pengoperasian elemen AND. Inti dari pengoperasian elemen AND adalah bahwa logika muncul pada output elemen hanya jika ada yang logis pada satu masukannya DAN juga akan ada yang logis pada masukan lainnya, ada unit logis. Pin kedua dari elemen logika AND ini dihubungkan satu sama lain dan dikeluarkan ke pin ketiga belas, yang dapat digunakan untuk mengaktifkan pengoperasian sirkuit mikro secara eksternal.
Setelah DD4, DD5 ada sepasang elemen OR-NOT. Ini adalah elemen OR yang sudah familiar, hanya tegangan keluarannya yang dibalik, mis. Tidak benar. Dengan kata lain, jika setidaknya salah satu masukan suatu elemen mengandung logika, maka keluarannya TIDAK akan berupa satu, yaitu. nol. Dan agar logika muncul pada output suatu elemen, logika nol harus ada pada kedua inputnya.
Input kedua dari elemen DD6 dan DD7 dihubungkan dan dihubungkan langsung ke output DD1, yang memblokir elemen-elemen tersebut selama ada elemen logis pada output DD1.
Dari keluaran DD6 dan DD7, pulsa kontrol mencapai basis transistor tahap keluaran pengontrol PWM. Selain itu, sirkuit mikro itu sendiri hanya menggunakan basis, dan pengumpul serta emitor terletak di luar sirkuit mikro dan dapat digunakan oleh pengguna atas kebijakannya sendiri. Misalnya, dengan menghubungkan emitor ke kabel biasa dan menghubungkan belitan transformator yang cocok ke kolektor, kita dapat langsung mengontrol transistor daya dengan sirkuit mikro.
Jika kolektor transistor tahap keluaran dihubungkan ke tegangan suplai, dan emitor dibebani dengan resistor, maka kita memperoleh pulsa kontrol untuk secara langsung mengendalikan gerbang transistor daya, yang tentu saja tidak terlalu kuat - arus kolektor transistor tahap keluaran tidak boleh melebihi 250 mA.
Kita juga dapat menggunakan TL494 untuk mengontrol konverter ujung tunggal dengan menghubungkan kolektor dan emitor transistor satu sama lain. Dengan menggunakan sirkuit ini, Anda juga dapat membuat penstabil pulsa - waktu jeda yang tetap akan mencegah induktansi menjadi magnet, dan juga dapat digunakan sebagai penstabil multi-saluran.
Sekarang beberapa kata tentang diagram koneksi dan tentang pengkabelan pengontrol TL494 PWM. Untuk lebih jelasnya, mari kita ambil beberapa diagram dari Internet dan mencoba memahaminya.

DIAGRAM KONVERTER TEGANGAN MOBIL
MENGGUNAKAN TL494

Pertama, mari kita lihat konverter mobil. Diagram diambil SEBAGAIMANA ADANYA, jadi selain penjelasannya, saya akan mengizinkan Anda menyoroti beberapa nuansa yang akan saya lakukan secara berbeda.
Jadi, skema nomor 1. Konverter tegangan otomotif yang mempunyai tegangan keluaran stabil, dan stabilisasi dilakukan secara tidak langsung - bukan tegangan keluaran konverter yang dikontrol, melainkan tegangan pada belitan tambahan. Tentu saja tegangan keluaran trafo saling berhubungan, sehingga bertambahnya beban pada salah satu belitan menyebabkan turunnya tegangan tidak hanya pada belitan tersebut, tetapi juga pada semua belitan yang dililitkan pada inti yang sama. Tegangan pada belitan tambahan diperbaiki oleh jembatan dioda, melewati attenuator pada resistor R20, dihaluskan oleh kapasitor C5 dan, melalui resistor R21, mencapai kaki pertama dari rangkaian mikro. Mari kita mengingat kembali diagram blok dan melihat bahwa keluaran pertama adalah masukan non-pembalik dari penguat kesalahan. Pin kedua adalah input pembalik, melalui mana umpan balik negatif dimasukkan dari output penguat kesalahan (pin 3) melalui resistor R2. Biasanya kapasitor 10...47 nanofarad ditempatkan secara paralel dengan resistor ini - ini agak memperlambat kecepatan respons penguat kesalahan, tetapi pada saat yang sama secara signifikan meningkatkan stabilitas operasinya dan sepenuhnya menghilangkan efek overshoot.

Overshoot adalah respon pengontrol yang terlalu kuat terhadap perubahan beban dan kemungkinan terjadinya proses osilasi. Kita akan kembali ke efek ini ketika kita memahami sepenuhnya semua proses di rangkaian ini, jadi kita kembali ke pin 2, yang dibias dari pin 14, yang merupakan output dari stabilizer internal pada 5 volt. Hal ini dilakukan untuk pengoperasian penguat kesalahan yang lebih benar - penguat memiliki tegangan suplai unipolar dan cukup sulit untuk bekerja dengan tegangan mendekati nol. Oleh karena itu, dalam kasus seperti itu, tegangan tambahan dihasilkan untuk menggerakkan amplifier ke mode operasi.
Antara lain, tegangan stabil sebesar 5 volt digunakan untuk membentuk start "lunak" - melalui kapasitor C1 disuplai ke pin 4 dari sirkuit mikro. Izinkan saya mengingatkan Anda bahwa waktu jeda antara pulsa kontrol bergantung pada tegangan pada pin ini. Dari sini mudah untuk menyimpulkan bahwa ketika kapasitor C1 habis, waktu jeda akan sangat lama sehingga melebihi durasi pulsa kontrol itu sendiri. Namun, saat kapasitor terisi, tegangan pada terminal keempat akan mulai berkurang, sehingga mengurangi waktu jeda. Durasi pulsa kontrol akan mulai meningkat hingga mencapai nilainya 5%. Solusi rangkaian ini memungkinkan untuk membatasi arus yang melalui transistor daya saat mengisi kapasitor daya sekunder dan menghilangkan kelebihan beban pada tahap daya, karena nilai efektif tegangan keluaran meningkat secara bertahap.
Pin kedelapan dan kesebelas dari rangkaian mikro dihubungkan ke tegangan suplai, oleh karena itu tahap keluaran berfungsi sebagai pengikut emitor, dan begitulah - pin kesembilan dan kesepuluh dihubungkan melalui resistor pembatas arus R6 dan R7 ke resistor R8 dan R9 , serta ke pangkalan VT1 dan VT2 . Dengan demikian, tahap keluaran pengontrol diperkuat - pembukaan transistor daya dilakukan melalui resistor R6 dan R7, yang dihubungkan secara seri dengan dioda VD2 dan VD3, tetapi penutupan, yang membutuhkan lebih banyak energi, terjadi menggunakan VT1 dan VT2, dihubungkan sebagai pengikut emitor, tetapi memberikan arus yang besar terjadi tepat ketika tegangan nol terbentuk di gerbang.
Selanjutnya, kita memiliki 4 transistor daya di masing-masing lengan, dihubungkan secara paralel, untuk mendapatkan lebih banyak arus. Sejujurnya, penggunaan transistor khusus ini menyebabkan kebingungan. Kemungkinan besar, pembuat skema ini hanya memiliki stoknya dan memutuskan untuk menambahkannya. Faktanya adalah IRF540 memiliki arus maksimum 23 ampere, energi yang tersimpan di gerbang adalah 65 nano Coulomb, dan transistor IRFZ44 paling populer memiliki arus maksimum 49 ampere, sedangkan energi gerbang adalah 63 nano Coulomb. Dengan kata lain, dengan menggunakan dua pasang IRFZ44 kita mendapatkan sedikit peningkatan pada arus maksimum dan pengurangan dua kali lipat beban pada tahap keluaran sirkuit mikro, yang hanya meningkatkan keandalan desain ini dalam hal parameter. Dan tidak ada yang membatalkan formula “Lebih sedikit suku cadang – lebih banyak keandalan”.

Tentu saja, transistor daya harus berasal dari batch yang sama, karena dalam hal ini penyebaran parameter antara transistor yang dihubungkan secara paralel berkurang. Idealnya, tentu saja, lebih baik memilih transistor berdasarkan penguatannya, tetapi hal ini tidak selalu memungkinkan, tetapi Anda harus dapat membeli transistor dari batch yang sama.

Paralel dengan transistor daya adalah resistor yang dihubungkan seri R18, R22 dan kapasitor C3, C12. Ini adalah snubber yang dirancang untuk menekan pulsa induksi diri yang pasti timbul ketika pulsa persegi panjang diterapkan pada beban induktif. Selain itu, masalah ini diperburuk oleh modulasi lebar pulsa. Ada baiknya membahas lebih detail di sini.
Ketika transistor daya terbuka, arus mengalir melalui belitan, dan arus meningkat sepanjang waktu dan menyebabkan peningkatan medan magnet, yang energinya ditransfer ke belitan sekunder. Tetapi begitu transistor ditutup, arus berhenti mengalir melalui belitan dan medan magnet mulai runtuh, menyebabkan munculnya tegangan polaritas terbalik. Ditambahkan ke tegangan yang ada, pulsa pendek muncul, yang amplitudonya dapat melebihi tegangan yang diberikan pada awalnya. Hal ini menyebabkan lonjakan arus, menyebabkan perubahan berulang pada polaritas tegangan yang disebabkan oleh induksi sendiri, dan sekarang induksi sendiri mengurangi jumlah tegangan yang tersedia, dan segera setelah arus menjadi lebih kecil, polaritas tegangan tersebut terjadi. pulsa induksi berubah lagi. Proses ini teredam, namun besarnya arus dan tegangan induksi sendiri berbanding lurus dengan daya keseluruhan transformator daya.

Sebagai akibat dari ayunan ini, pada saat sakelar daya ditutup, proses kejutan diamati pada belitan transformator dan snubber digunakan untuk menekannya - resistansi resistor dan kapasitansi kapasitor dipilih sedemikian rupa sehingga pengisian kapasitor memerlukan jumlah waktu yang sama persis dengan waktu yang diperlukan untuk mengubah polaritas transformator pulsa induksi diri.
Mengapa Anda perlu melawan dorongan hati ini? Semuanya sangat sederhana - transistor daya modern memiliki dioda yang terpasang, dan tegangan jatuhnya jauh lebih besar daripada resistansi sakelar medan terbuka, dan diodalah yang mengalami kesulitan ketika mulai memadamkan emisi induksi mandiri pada bus listrik. melalui dirinya sendiri, dan sebagian besar rumah transistor daya memanas bukan karena Kristal transisi transistorlah yang memanas, melainkan dioda internal yang memanas. Jika Anda melepas dioda, maka tegangan balik benar-benar akan mematikan transistor daya pada pulsa pertama.
Jika konverter tidak dilengkapi dengan stabilisasi PWM, maka waktu obrolan induktif diri relatif singkat - segera transistor daya lengan kedua terbuka dan induksi diri tertahan oleh rendahnya resistansi transistor terbuka.

Namun, jika konverter mempunyai kontrol PWM terhadap tegangan keluaran, maka jeda antara pembukaan transistor daya menjadi cukup lama dan tentu saja waktu obrolan induktif sendiri meningkat secara signifikan, sehingga meningkatkan pemanasan dioda di dalam transistor. Karena alasan inilah ketika membuat catu daya yang stabil, tidak disarankan untuk menyediakan cadangan tegangan keluaran lebih dari 25% - waktu jeda menjadi terlalu lama dan ini menyebabkan peningkatan suhu tahap keluaran yang tidak masuk akal, bahkan di kehadiran snubber.
Untuk alasan yang sama, sebagian besar amplifier daya mobil buatan pabrik tidak memiliki stabilisasi, bahkan jika TL494 digunakan sebagai pengontrol - mereka menghemat area pendingin konverter tegangan.
Nah, sekarang komponen utama telah dibahas, mari kita cari tahu cara kerja stabilisasi PWM. Output kita dinyatakan memiliki tegangan bipolar ±60 volt. Dari apa yang dikatakan sebelumnya, menjadi jelas bahwa belitan sekunder transformator harus dirancang untuk mengalirkan 60 volt ditambah 25% persen, yaitu. 60 ditambah 15 sama dengan 75 volt. Namun, untuk mendapatkan nilai efektif 60 volt, durasi satu setengah gelombang, atau lebih tepatnya satu periode konversi, harus 25% lebih pendek dari nilai nominalnya. Jangan lupa bahwa bagaimanapun juga, waktu jeda antar peralihan akan mengganggu, oleh karena itu 5% yang dimasukkan oleh pembentuk jeda akan terputus secara otomatis dan impuls kontrol kita harus dikurangi sebesar 20% sisanya.
Jeda antara periode konversi ini akan dikompensasi oleh energi magnetik yang terakumulasi dalam induktor filter catu daya sekunder dan akumulasi muatan dalam kapasitor. Benar, saya tidak akan meletakkan elektrolit di depan tersedak, namun, seperti kapasitor lainnya - lebih baik memasang kapasitor setelah tersedak dan, selain elektrolit, tentu saja, memasang yang film - mereka lebih menekan lonjakan impuls dan gangguan .
Stabilisasi tegangan keluaran dilakukan sebagai berikut. Meskipun tidak ada beban atau sangat kecil, hampir tidak ada energi yang dikonsumsi dari kapasitor C8-C11 dan pemulihannya tidak memerlukan banyak energi dan amplitudo tegangan keluaran dari belitan sekunder akan cukup besar. Dengan demikian, amplitudo tegangan keluaran dari belitan tambahan akan menjadi besar. Hal ini akan menyebabkan peningkatan tegangan pada keluaran pertama pengontrol, yang pada gilirannya akan menyebabkan peningkatan tegangan keluaran penguat kesalahan dan durasi pulsa kontrol akan dikurangi sedemikian rupa sehingga akan ada keseimbangan antara daya yang dikonsumsi dan daya yang disuplai ke transformator daya.
Segera setelah konsumsi mulai meningkat, tegangan pada belitan tambahan berkurang dan tegangan pada keluaran penguat kesalahan menurun secara alami. Hal ini menyebabkan peningkatan durasi pulsa kontrol dan peningkatan energi yang disuplai ke transformator. Durasi pulsa meningkat hingga keseimbangan antara energi yang dikonsumsi dan energi keluaran tercapai kembali. Jika beban berkurang, ketidakseimbangan terjadi lagi dan pengontrol sekarang terpaksa mengurangi durasi pulsa kontrol.

Jika nilai umpan balik dipilih secara tidak benar, efek overshoot dapat terjadi. Ini berlaku tidak hanya untuk TL494, tetapi juga untuk semua penstabil tegangan. Dalam kasus TL494, efek overshoot biasanya terjadi ketika tidak ada putaran umpan balik yang memperlambat respons. Tentu saja, Anda tidak boleh terlalu memperlambat reaksi - koefisien stabilisasi mungkin akan menurun, tetapi reaksi yang terlalu cepat tidak akan menguntungkan. Dan ini diwujudkan sebagai berikut. Katakanlah beban kita meningkat, tegangan mulai turun, pengontrol PWM mencoba mengembalikan keseimbangan, tetapi melakukannya terlalu cepat dan meningkatkan durasi pulsa kontrol tidak secara proporsional, tetapi jauh lebih kuat. Dalam hal ini, nilai tegangan efektif meningkat tajam. Tentu saja, sekarang pengontrol melihat bahwa tegangan lebih tinggi dari tegangan stabilisasi dan secara tajam mengurangi durasi pulsa, mencoba menyeimbangkan tegangan keluaran dan tegangan referensi. Namun, durasi pulsa menjadi lebih pendek dari yang seharusnya dan tegangan keluaran menjadi jauh lebih kecil dari yang diperlukan. Pengontrol kembali meningkatkan durasi pulsa, tetapi sekali lagi berlebihan - tegangannya ternyata lebih dari yang diperlukan dan tidak punya pilihan selain mengurangi durasi pulsa.
Jadi, pada keluaran konverter, tidak terbentuk tegangan stabil, melainkan berfluktuasi sebesar 20-40% dari tegangan yang ditetapkan, baik ke arah berlebih maupun ke arah terlalu rendah. Tentu saja, konsumen tidak mungkin menyukai catu daya seperti itu, jadi setelah merakit konverter apa pun, Anda harus memeriksa kecepatan reaksi pada shunt agar tidak berpisah dengan pesawat yang baru dirakit.
Dilihat dari sekringnya, konverternya cukup bertenaga, tetapi dalam hal ini, kapasitor C7 dan C8 jelas tidak cukup, masing-masing harus ditambahkan setidaknya tiga lagi. Dioda VD1 berfungsi untuk melindungi terhadap pembalikan polaritas, dan jika ini terjadi, kecil kemungkinannya untuk bertahan - tidak mudah untuk memutuskan sekering 30-40 ampere.
Nah, pada akhirnya, perlu ditambahkan bahwa konverter ini tidak dilengkapi dengan sistem pembelian di dinding, yaitu. Ketika terhubung ke tegangan suplai, itu segera dimulai dan hanya dapat dihentikan dengan mematikan daya. Ini sangat tidak nyaman - Anda memerlukan sakelar yang cukup kuat.

Konverter tegangan otomotif nomor 2, juga memiliki tegangan keluaran yang stabil, terbukti dengan adanya optocoupler yang LED-nya dihubungkan dengan tegangan keluaran. Selain itu, terhubung melalui TL431, yang secara signifikan meningkatkan keakuratan menjaga tegangan keluaran. Fototransistor optokopler juga dihubungkan ke tegangan stabil menggunakan mikrokontroler TL431 kedua. Inti dari stabilizer ini tidak saya ketahui secara pribadi - sirkuit mikro telah menstabilkan lima volt dan tidak masuk akal untuk memasang stabilizer tambahan. Emitor fototransistor menuju ke input non-pembalik dari penguat kesalahan (pin 1). Penguat kesalahan ditutupi oleh umpan balik negatif, dan untuk memperlambat reaksinya, resistor R10 dan kapasitor C2 dimasukkan.

Penguat kesalahan kedua digunakan untuk memaksa konverter berhenti dalam keadaan darurat - jika ada tegangan pada pin keenam belas yang lebih besar dari yang dihasilkan oleh pembagi R13 dan R16, yaitu sekitar dua setengah volt, maka pengontrol akan mulai mengurangi durasi pulsa kontrol hingga hilang sepenuhnya.
Soft start diatur dengan cara yang persis sama seperti pada skema sebelumnya - melalui pembentukan waktu jeda, meskipun kapasitansi kapasitor C3 agak kecil - saya akan mengaturnya pada 4,7...10 µF.
Tahap keluaran dari rangkaian mikro beroperasi dalam mode pengikut emitor; untuk memperkuat arus, digunakan pengikut emitor tambahan penuh pada transistor VT1-VT4, yang pada gilirannya dimuat pada gerbang perangkat medan daya, meskipun saya akan mengurangi peringkat R22-R25 hingga 22...33 Ohm. Berikutnya adalah snubber dan trafo daya, setelah itu ada jembatan dioda dan filter anti-aliasing. Filter di sirkuit ini dibuat lebih tepat - berada pada inti yang sama dan berisi jumlah putaran yang sama. Penyertaan ini memberikan filtrasi semaksimal mungkin, karena medan magnet yang berlawanan saling menghilangkan.
Mode stenby diatur menggunakan transistor VT9 dan relai K1, yang kontaknya hanya menyuplai daya ke pengontrol. Bagian daya terhubung secara permanen ke tegangan suplai dan sampai pulsa kontrol muncul dari pengontrol, transistor VT5-VT8 akan ditutup.
LED HL1 menunjukkan bahwa pengontrol disuplai dengan tegangan suplai.

Diagram berikutnya... Diagram berikutnya adalah... Ini versi ketiga konverter tegangan otomotif, tapi mari kita urutkan...

Mari kita mulai dengan perbedaan utama dari pilihan tradisional, yaitu penggunaan driver setengah jembatan pada konverter otomotif. Nah, entah bagaimana Anda bisa menerima hal ini - di dalam sirkuit mikro terdapat 4 transistor dengan kecepatan pembukaan dan penutupan yang baik, dan bahkan dua ampere. Setelah membuat sambungan yang sesuai, ia dapat dialihkan ke mode operasi Dorong-Tarik, namun sirkuit mikro tidak membalikkan sinyal keluaran, dan pulsa kontrol disuplai ke masukannya dari kolektor pengontrol, oleh karena itu, segera setelah pengontrol mengeluarkan jeda antara pulsa kontrol, level yang sesuai dengan logika akan muncul di kolektor unit tahap keluaran TLki, mis. dekat dengan tegangan suplai. Setelah melewati Irk, pulsa akan dikirim ke gerbang transistor daya, yang akan terbuka dengan aman. Keduanya... Secara bersamaan. Tentu saja, saya memahami bahwa tidak mungkin menghancurkan transistor FB180SA10 untuk pertama kalinya - lagipula, 180 ampere harus dikembangkan, dan pada arus seperti itu, trek biasanya mulai terbakar, tetapi tetap saja ini terlalu keras. . Dan harga transistor yang sama lebih dari seribu untuk satu transistor.
Hal misterius berikutnya adalah penggunaan trafo arus yang termasuk dalam bus daya primer, yang melaluinya arus searah mengalir. Jelas bahwa pada transformator ini sesuatu masih akan terinduksi karena adanya perubahan arus pada saat peralihan, tetapi entah bagaimana hal ini tidak sepenuhnya benar. Tidak, perlindungan kelebihan beban akan berfungsi, tetapi bagaimana cara yang benar? Lagi pula, output dari transformator arus juga dirancang, secara halus, terlalu orisinal - dengan peningkatan arus pada pin 15, yang merupakan input pembalik dari penguat kesalahan, tegangan yang dihasilkan oleh resistor R18 bersama dengan pembagi pada R20 akan berkurang. Tentu saja penurunan tegangan pada keluaran ini akan menyebabkan peningkatan tegangan dari penguat kesalahan, yang pada gilirannya akan memendekkan pulsa kendali. Namun R18 terhubung langsung ke bus daya primer dan semua kekacauan yang terjadi pada bus ini akan secara langsung mempengaruhi pengoperasian proteksi beban lebih.
Penyesuaian stabilisasi tegangan keluaran telah selesai... Ya, pada prinsipnya sama dengan pengoperasian bagian daya... Setelah memulai konverter, segera setelah tegangan keluaran mencapai nilai di mana optocoupler LED U1.2 mulai menyala, transistor optocoupler U1.1 terbuka. Pembukaannya menyebabkan penurunan tegangan yang dihasilkan oleh pembagi pada R10 dan R11. Hal ini pada gilirannya menyebabkan tegangan keluaran penguat kesalahan menurun, karena tegangan ini dihubungkan ke masukan penguat non-pembalik. Nah, karena tegangan pada keluaran penguat kesalahan berkurang, pengontrol mulai meningkatkan durasi pulsa, sehingga meningkatkan kecerahan LED optocoupler, yang semakin membuka fototransistor dan semakin meningkatkan durasi pulsa. Hal ini terjadi hingga tegangan keluaran mencapai nilai maksimum yang mungkin.
Secara umum, skema ini sangat orisinal sehingga Anda hanya dapat mengulanginya kepada musuh Anda, dan untuk dosa ini Anda dijamin siksaan abadi di Neraka. Entah siapa yang harus disalahkan... Secara pribadi, saya mendapat kesan bahwa ini adalah tugas kuliah seseorang, atau mungkin ijazah, tapi saya tidak mau percaya, karena jika dipublikasikan, berarti itu adalah dilindungi, dan ini berarti kualifikasi Staf pengajar berada dalam kondisi yang jauh lebih buruk dari yang saya kira...

Versi keempat dari konverter tegangan otomotif.
Saya tidak akan mengatakan bahwa ini adalah pilihan yang ideal, namun, pada suatu waktu saya memiliki andil dalam pengembangan skema ini. Di sini segera sebagian kecil dari obat penenang - pin lima belas dan enam belas dihubungkan bersama dan dihubungkan ke kabel yang sama, meskipun secara logis pin kelima belas harus dihubungkan ke yang keempat belas. Namun, mengardekan input penguat kesalahan kedua tidak mempengaruhi kinerja dengan cara apa pun. Oleh karena itu, saya serahkan pada kebijaksanaan Anda di mana menghubungkan pin kelima belas.

Output lima volt dari stabilizer internal digunakan dengan sangat intensif di sirkuit ini. Lima volt membentuk tegangan referensi yang akan dibandingkan dengan tegangan keluaran. Ini dilakukan dengan menggunakan resistor R8 dan R2. Untuk mengurangi riak tegangan referensi, kapasitor C1 dihubungkan secara paralel dengan R2. Karena resistor R8 dan R2 sama, tegangan referensinya adalah dua setengah volt.
Lima volt juga digunakan untuk soft start - kapasitor C6, pada saat dinyalakan, secara singkat membentuk lima volt pada pin keempat pengontrol, mis. Saat sedang diisi, waktu jeda paksa antara pulsa kontrol akan bervariasi dari nilai maksimum hingga nilai nominal.
Lima volt yang sama dihubungkan ke kolektor fototransistor optokopler DA, dan emitornya, melalui pembagi kecil pada R5 dan R4, dihubungkan ke input non-pembalik dari penguat kesalahan pertama - pin 1. Pin 2 adalah terhubung ke umpan balik negatif dari output penguat kesalahan. Umpan balik diberikan oleh kapasitor C2, yang memperlambat respons pengontrol, yang kapasitansinya dapat berkisar dari sepuluh nanofarad hingga enam puluh delapan nanofarad.
Tahap keluaran pengontrol beroperasi dalam mode pengulang, dan penguatan arus dihasilkan oleh tahap driver transistor pada VT3-VT6. Tentu saja, kekuatan tahap driver cukup untuk mengendalikan lebih dari satu pasang transistor daya; sebenarnya, inilah yang dipertaruhkan - awalnya papan dengan pengontrol dibuat terpisah dari bagian daya, tetapi di akhir ini ternyata tidak sepenuhnya nyaman. Oleh karena itu, konduktor tercetak dipindahkan ke papan utama, dan trafo, dan tentu saja transistor daya, sudah divariasikan dengan memanjangkan papan.
Trafo daya dihubungkan ke transistor melalui trafo arus, yang bertanggung jawab atas fungsi proteksi beban berlebih. Snubber tidak dipasang di versi ini - radiator serius digunakan.
Segera setelah tegangan muncul di terminal UPR, memungkinkan konverter beroperasi, transistor VT2 terbuka, yang pada gilirannya menyebabkan VT1 menjadi saturasi. Pada emitor VT1 terdapat tegangan dari stabilizer terintegrasi 15, yang dengan mudah melewati tegangan suplai yang disuplai dari dioda VD5, karena lebih kecil dari tegangan stabilisasi. Tegangan suplai utama dua belas volt disuplai ke dioda ini melalui resistor R28. Setelah dibuka, VT1 menyuplai daya ke pengontrol dan driver transistor dan konverter dimulai. Segera setelah pulsa muncul pada transformator daya, tegangan pada belitannya mencapai dua kali nilai suplai utama dan, melewati dioda VD4 dan VD6, disuplai ke input stabilizer pada 15 volt. Jadi, setelah memulai konverter, pengontrol diberi daya dengan daya yang stabil. Desain sirkuit ini memungkinkan Anda mempertahankan pengoperasian konverter yang stabil bahkan dengan catu daya enam hingga tujuh volt.
Stabilisasi tegangan keluaran dilakukan dengan memantau pancaran LED optocoupler DA, yang LED dihubungkan melalui pembagi resistif. Selain itu, hanya satu lengan tegangan keluaran yang dikontrol. Stabilisasi lengan kedua dilakukan melalui kopling magnet yang terjadi pada inti induktansi L2 dan L3, karena filter ini dibuat pada inti yang sama. Segera setelah beban pada lengan positif tegangan keluaran meningkat, inti mulai menjadi magnet dan, akibatnya, tegangan negatif dari jembatan dioda lebih sulit mencapai keluaran konverter, tegangan negatif. mulai gagal, dan LED optocoupler bereaksi terhadap hal ini, memaksa pengontrol untuk meningkatkan durasi pulsa kontrol. Dengan kata lain, selain fungsi penyaringan, tersedak bertindak sebagai tersedak stabilisasi kelompok dan bekerja dengan cara yang persis sama seperti pada catu daya komputer, menstabilkan beberapa tegangan keluaran sekaligus.
Perlindungan kelebihan beban agak kasar, namun cukup fungsional. Ambang perlindungan disesuaikan dengan resistor R26. Segera setelah arus yang melalui transistor daya mencapai nilai kritis, tegangan dari transformator arus membuka thyristor VS1, dan mengalihkan tegangan kontrol dari terminal UPR ke ground, sehingga menghilangkan tegangan suplai dari pengontrol. Selain itu, melalui resistor R19, kapasitor C7 dikosongkan dengan cepat, yang kapasitansinya masih lebih baik dikurangi menjadi 100 μF.
Untuk mengatur ulang perlindungan yang dipicu, perlu untuk melepas dan kemudian menerapkan kembali tegangan ke terminal kontrol.
Fitur lain dari konverter ini adalah penggunaan driver tegangan resistif kapasitor di gerbang transistor daya. Dengan memasang rantai ini, tegangan negatif pada gerbang dapat dicapai, yang dirancang untuk mempercepat penutupan transistor daya. Namun, metode penutupan transistor ini tidak menghasilkan peningkatan efisiensi atau penurunan suhu, bahkan dengan penggunaan snubber dan ditinggalkan - lebih sedikit bagian - lebih banyak keandalan.

Nah, yang terakhir, konverter mobil kelima. Skema ini merupakan kelanjutan logis dari skema sebelumnya, namun dilengkapi dengan fungsi tambahan yang meningkatkan properti konsumennya. Tegangan kontrol REM disuplai melalui sekering termal 85 derajat KSD301 yang dapat dipulihkan, yang dipasang pada heatsink konverter. Idealnya, harus ada satu radiator untuk power amplifier dan konverter tegangan.

Jika kontak sekering termal tertutup, mis. suhu kurang dari delapan puluh lima derajat, maka tegangan kontrol dari terminal REM membuka transistor VT14, yang pada gilirannya membuka VT13 dan dua belas volt dari sumber listrik utama disuplai ke input KRENKI lima belas volt. Karena tegangan masukan lebih rendah dari tegangan stabilisasi Krenka, tegangan keluarannya hampir tidak berubah - hanya penurunan pada transistor pengatur yang akan menyebabkan penurunan kecil. Dari Krenka, daya disuplai ke pengontrol itu sendiri dan transistor tahap driver VT4-VT7. Segera setelah penstabil lima volt internal menghasilkan tegangan, kapasitor C6 mulai mengisi daya, mengurangi durasi jeda antara pulsa kontrol. Pulsa kontrol akan mulai membuka transistor daya pada belitan sekunder transformator; tegangan sekunder akan muncul dan mulai meningkatkan nilai efektif. Dari belitan sekunder pertama, tegangan 24 volt melalui penyearah dengan titik tengah akan mencapai terminal positif kapasitor C18 dan karena tegangannya lebih besar dari dioda utama dua belas volt, VD13 akan menutup dan sekarang pengontrol akan diberi daya dari belitan sekunder itu sendiri. Selain itu, dua puluh empat volt lebih dari lima belas, oleh karena itu penstabil lima belas volt akan mulai beroperasi dan sekarang pengontrol akan diberi daya dari tegangan yang stabil.
Ketika pulsa kontrol meningkat, nilai tegangan efektif pada belitan sekunder kedua akan meningkat dan segera setelah mencapai nilai di mana LED optocoupler DA mulai menyala, fototransistor akan mulai terbuka dan sistem akan mulai memperoleh keadaan stabil - durasi pulsa akan berhenti bertambah, karena emitor fototransistor dihubungkan ke output non-pembalik dari penguat kesalahan pengontrol. Ketika beban meningkat, tegangan keluaran akan mulai melorot, secara alami kecerahan LED akan mulai berkurang, tegangan pada pin pertama pengontrol juga akan berkurang, dan pengontrol akan meningkatkan durasi pulsa secukupnya untuk memulihkan kecerahan LED lagi.
Tegangan keluaran dikontrol di sisi negatif, dan respons terhadap perubahan konsumsi di sisi positif dilakukan karena tersedak stabilisasi grup L1. Untuk mempercepat respon tegangan yang dikontrol, lengan negatif juga dibebani dengan resistor R38. Di sini kita harus segera membuat reservasi - tidak perlu memasang elektrolit yang terlalu besar ke catu daya sekunder - pada frekuensi konversi tinggi, elektrolit tersebut tidak banyak berguna, namun dapat berdampak signifikan pada koefisien stabilisasi keseluruhan - sehingga tegangan pada lengan positif mulai meningkat, jika beban bertambah maka tegangan pada bahu negatif juga harusnya menurun. Jika konsumsi pada lengan negatif tidak besar, dan kapasitansi kapasitor C24 cukup besar, maka akan habis dalam waktu yang cukup lama dan kontrol tidak akan mempunyai waktu untuk melacak bahwa tegangan pada lengan positif telah gagal. .
Karena alasan inilah sangat disarankan untuk menyetel tidak lebih dari 1000 μF di bahu pada papan konverter itu sendiri dan 220...470 μF pada papan penguat daya dan tidak lebih.
Kurangnya daya pada puncak sinyal audio harus diimbangi dengan daya transformator secara keseluruhan.
Perlindungan kelebihan beban dilakukan pada transformator arus, tegangan yang diperbaiki oleh dioda VD5 dan VD6 dan disalurkan ke pengatur sensitivitas R26. Selanjutnya, melewati dioda VD4, yang merupakan semacam pembatas amplitudo, tegangan mencapai basis transistor VT8. Kolektor transistor ini terhubung ke input pemicu Schmidt, dipasang pada VT2-VT3, dan segera setelah transistor VT8 terbuka, ia menutup VT3. Tegangan pada kolektor VT3 akan meningkat dan VT2 akan terbuka, membuka VT1.
Baik pemicu maupun VT1 ditenagai oleh penstabil lima volt pengontrol, dan ketika VT1 dibuka, lima volt disalurkan ke pin keenam belas pengontrol, secara tajam mengurangi durasi pulsa kontrol. Selain itu, lima volt melalui dioda VD3 mencapai pin empat, meningkatkan waktu jeda paksa ke nilai maksimum yang mungkin, yaitu. pulsa kontrol dikurangi sekaligus dengan dua cara - melalui penguat kesalahan, yang tidak memiliki umpan balik negatif dan bekerja sebagai pembanding, mengurangi durasi pulsa hampir seketika, dan melalui penggerak durasi jeda, yang sekarang, melalui kapasitor yang kosong, akan mulailah menambah durasi pulsa secara bertahap dan jika beban masih terlalu besar Proteksi akan bekerja kembali segera setelah VT8 terbuka. Namun, pemicu pada VT2-VT3 memiliki tugas lain - ia memonitor nilai tegangan primer utama 12 volt dan segera setelah menjadi kurang dari 9-10 volt yang disuplai ke basis VT3 melalui resistor R21 dan R22, bias tidak akan cukup dan VT3 akan menutup, membuka VT2 dan VT1. Pengontrol akan berhenti dan daya sekunder akan hilang.
Modul ini memberikan peluang untuk menghidupkan mobil jika tiba-tiba pemiliknya memutuskan untuk mendengarkan musik saat mobil tidak berjalan, dan juga melindungi power amplifier dari penurunan tegangan yang tiba-tiba saat starter mobil dihidupkan - konverter hanya menunggu saat kritis. Konsumsi, melindungi penguat daya dan sakelar dayanya sendiri.
Gambar papan sirkuit tercetak dari konverter ini, dan ada dua opsi - satu dan dua transformator.
Mengapa dua trafo?
Untuk mendapatkan lebih banyak kekuatan. Faktanya adalah bahwa daya keseluruhan transformator pada konverter mobil dibatasi oleh tegangan suplai dua belas volt, yang memerlukan sejumlah lilitan tertentu pada transformator. Cincin harus memiliki setidaknya empat putaran pada setengah belitan primer; untuk ferit berbentuk w, jumlah putaran dapat dikurangi menjadi tiga.

Keterbatasan ini terutama disebabkan oleh kenyataan bahwa dengan jumlah lilitan yang lebih kecil, medan magnet tidak lagi seragam dan terjadi kerugian yang terlalu besar. Ini juga berarti bahwa tidak mungkin untuk meningkatkan frekuensi konversi ke frekuensi yang lebih tinggi - Anda harus mengurangi jumlah putaran, dan ini tidak diperbolehkan.
Jadi ternyata daya keseluruhan dibatasi oleh jumlah belitan belitan primer dan rentang frekuensi konversi yang kecil - Anda tidak boleh berada di bawah 20 kHz - interferensi dari konverter tidak boleh berada dalam rentang audio, karena akan terjadi berusaha semaksimal mungkin untuk didengarkan di speaker.
Anda juga tidak bisa melebihi 40 kHz - jumlah belitan belitan primer menjadi terlalu kecil.
Jika Anda ingin mendapatkan lebih banyak daya, maka satu-satunya solusi yang tersisa adalah menambah jumlah trafo, dan dua trafo masih jauh dari kemungkinan maksimal.
Namun di sini muncul pertanyaan lain: bagaimana cara memonitor semua trafo? Saya tidak ingin memasang terlalu banyak penghambat stabilisasi grup atau memperkenalkan sejumlah optokopler. Oleh karena itu, satu-satunya metode kontrol yang tersisa adalah sambungan seri belitan sekunder. Dalam hal ini, ketidakseimbangan konsumsi dihilangkan dan lebih mudah untuk mengontrol tegangan keluaran, namun perhatian maksimal harus diberikan pada perakitan dan pentahapan transformator.
Sekarang sedikit tentang perbedaan antara diagram sirkuit dan papan. Faktanya adalah bahwa berdasarkan prinsip ini hanya titik-titik paling dasar dari rangkaian yang ditunjukkan, sedangkan pada halaman yang dicetak elemen-elemennya disusun sesuai dengan kenyataan. Misalnya, tidak ada kapasitor film untuk catu daya di papan sirkuit, tetapi ada beberapa di papan. Tentu saja, lubang pemasangannya dibuat sesuai dengan dimensi kapasitor yang tersedia pada saat pengembangan. Tentu saja, jika tidak ada kapasitansi 2,2 μF, Anda dapat menggunakan 1 μF, tetapi tidak lebih rendah dari 0,47 μF.
Dalam hal catu daya, rangkaian ini juga memiliki elektrolit 4700 uF yang terpasang, tetapi alih-alih ada satu set kapasitor 2200 uF 25 volt di papan, dan kapasitor harus dengan ESR rendah, ini adalah yang sama diposisikan oleh penjual sebagai “untuk motherboard”. Biasanya ditandai dengan cat perak atau emas. Jika memungkinkan untuk membeli 3300 uF pada 25 volt, maka itu akan lebih baik lagi, tetapi di daerah kami hal ini cukup jarang.
Beberapa kata tentang jumper - ini adalah jumper yang menghubungkan trek ke dirinya sendiri. Hal ini dilakukan karena suatu alasan - ketebalan tembaga pada papan terbatas, dan arus yang mengalir melalui konduktor cukup besar, dan untuk mengkompensasi kerugian pada konduktor, lintasan harus benar-benar ditumpahkan dengan solder, atau dan ini cukup mahal saat ini, atau diduplikasi dengan konduktor pembawa arus, sehingga meningkatkan total penampang konduktor. Jumper ini terbuat dari kawat tembaga inti tunggal dengan penampang setidaknya dua setengah kotak, idealnya, tentu saja, lebih tebal - empat atau enam kotak.
Jembatan dioda daya sekunder. Diagram menunjukkan dioda dalam paket TO-247, papan disiapkan untuk penggunaan dioda dalam paket TO-220. Jenis dioda secara langsung bergantung pada arus yang direncanakan dalam beban, dan tentu saja lebih baik memilih dioda yang lebih cepat - pemanasan sendiri akan lebih sedikit.
Sekarang beberapa kata tentang bagian belitan.
Hal yang paling mencurigakan dalam rangkaian adalah trafo arus - dengan kabel tebal pada belitan primer tampaknya akan sulit untuk memutar setengah putaran, dan bahkan ke arah yang berbeda. Sebenarnya, ini adalah komponen paling sederhana dari bagian belitan. Untuk membuat trafo arus digunakan filter catu daya televisi, jika TIBA-TIBA tidak dapat menemukannya, maka Anda dapat menggunakan inti ferit berbentuk w APAPUN, misalnya trafo pemadaman dari catu daya komputer. Inti memanas hingga 110-120 derajat selama sepuluh hingga dua puluh menit dan kemudian retak. Gulungan dilepas, gulungan sekunder dililitkan pada rangka, terdiri dari 80-120 putaran kawat 0,1...0,2 mm, tentu saja dilipat menjadi dua. Kemudian awal dari satu belitan dihubungkan ke ujung belitan kedua, kabel-kabel dipasang dengan cara apa pun yang nyaman bagi Anda, dan bingkai dengan belitan dipasang pada setengah inti. Kemudian satu bundel belitan primer diletakkan di satu jendela, yang kedua dalam tiga kali, dan paruh kedua inti dipasang. Itu saja! Dua lilitan setengah lilitan pada lilitan primer dan 100 lilitan pada lilitan sekunder. Mengapa jumlah putaran tidak ditentukan secara pasti? Jumlah lilitan harus sedemikian rupa sehingga resistor R27 pada arus maksimum menghasilkan tiga sampai lima volt. Tapi saya tidak tahu arus apa yang Anda anggap maksimal, transistor apa yang akan Anda gunakan. Dan nilai tegangan pada R27 selalu dapat diatur dengan memilih nilai resistor ini. Hal utama adalah transformator arus kelebihan beban pada belitan sekunder, dan untuk ini Anda memerlukan setidaknya 60-70 putaran pada belitan sekunder - dalam hal ini pemanasan inti akan minimal.

Choke L2 dipasang pada inti transformator daya dari catu daya switching untuk televisi dengan ukuran yang sesuai. Pada prinsipnya, ini dapat dililitkan pada inti transformator dari catu daya komputer, tetapi Anda harus membuat celah non-magnetik sebesar 0,5...0,7 mm. Untuk membuatnya, cukup dengan melemparkan cincin kawat lilitan TERTUTUP dengan diameter yang sesuai ke dalam bingkai dengan setengah inti dimasukkan.
Induktor dililitkan hingga terisi, tetapi Anda harus menghitung kabel mana yang akan digunakan. Secara pribadi, saya lebih suka bekerja dengan tali pengaman atau selotip. Rekaman itu tentu saja lebih kompak, dengan bantuannya diperoleh kerapatan belitan yang sangat tinggi, tetapi produksinya memakan banyak waktu, dan tentu saja lemnya tidak menempel di jalan. Membuat bundel jauh lebih mudah - untuk melakukan ini, cukup cari tahu perkiraan panjang konduktor, lipat kawat beberapa kali, lalu gunakan bor untuk memelintirnya menjadi bundel.
Jenis kabel apa dan berapa banyak yang harus saya gunakan? Itu tergantung pada persyaratan produk akhir. Dalam hal ini, kita berbicara tentang teknologi otomotif, yang menurut definisinya memiliki kondisi pendinginan yang sangat buruk, oleh karena itu pemanasan sendiri harus diminimalkan, dan untuk itu perlu dihitung penampang konduktor yang tidak akan memanas. banyak, atau tidak sama sekali. Yang terakhir tentu saja lebih disukai, tetapi hal ini menyebabkan peningkatan ukuran, dan mobil tersebut bukanlah Ikarus yang memiliki banyak ruang. Oleh karena itu, kami akan melanjutkan dari pemanasan minimal. Tentu saja, Anda dapat memasang kipas sehingga mereka meniupkan udara dengan kuat melalui amplifier dan konverter, tetapi debu dari jalan kita membunuh kipas dengan sangat cepat, jadi lebih baik menari dengan pendinginan alami dan menggunakan tegangan tiga sebagai dasar. ampere per milimeter persegi penampang konduktor. Ini adalah tegangan yang cukup populer, yang direkomendasikan untuk diperhitungkan saat membuat trafo tradisional menggunakan besi berbentuk w. Untuk perangkat pulsa, disarankan menggunakan lima hingga enam ampere per milimeter persegi, tetapi ini berarti konveksi udara yang baik, dan kasing kami ditutup, jadi kami tetap mengambil tiga ampere.
Yakin bahwa tiga lebih baik? Dan sekarang mari kita memperhitungkan fakta bahwa beban pada amplifier tidak konstan, karena tidak ada yang mendengarkan gelombang sinus murni, dan bahkan mendekati kliping, sehingga pemanasan tidak akan terjadi terus-menerus, karena nilai efektif daya amplifier adalah sekitar 2/3 dari maksimum. Oleh karena itu, ketegangan dapat ditingkatkan tiga puluh persen tanpa risiko apa pun, mis. bawa ke empat ampere per milimeter persegi.
Sekali lagi, untuk pemahaman yang lebih baik tentang angka-angka tersebut. Kondisi pendinginannya menjijikkan, kawat mulai memanas karena arus tinggi jika sangat tipis, dan jika masih dililitkan menjadi kumparan, ia memanas sendiri. Untuk mengatasi masalah ini, kita atur voltase menjadi dua setengah hingga tiga ampere per milimeter persegi penampang kawat; jika bebannya konstan, jika kita menyalakan power amplifier, maka naikkan voltase menjadi empat hingga empat setengah ampere per milimeter persegi penampang konduktor.
Sekarang kita meluncurkan Excel, saya harap semua orang memiliki kalkulator seperti itu, dan di baris paling atas kita menulis secara berurutan: "Tegangan", lalu "Diameter Kawat", lalu "Jumlah Kabel", lalu "Arus Maksimum" dan di sel terakhir "Kekuatan". Kita lanjutkan ke awal baris berikutnya dan tuliskan angka tiga untuk saat ini, misalkan ada tiga ampere per milimeter persegi untuk saat ini. Di sel berikutnya kita tulis nomor satu, biarlah kawat dengan diameter satu milimeter untuk saat ini. Di sel berikutnya kita menulis sepuluh, ini akan menjadi jumlah kabel di harness.
Tapi kemudian ada sel yang di dalamnya akan ada rumus. Pertama, mari kita hitung penampangnya. Untuk melakukan ini, bagi diameter dengan 2 - kita memerlukan radius. Lalu kita kalikan jari-jari dengan jari-jari, untuk berjaga-jaga, agar kalkulator kita tidak tumpul, kita ambil perhitungan jari-jari dalam tanda kurung dan kalikan semuanya dengan angka pi. Hasilnya, kita memperoleh pi er kuadrat, yaitu. luas lingkaran yang merupakan penampang konduktor. Kemudian, tanpa meninggalkan edit sel, kita mengalikan hasil yang dihasilkan dengan diameter kawat dan mengalikannya dengan jumlah kabel. Tekan ENTER dan lihat angka dengan banyak tempat desimal. Ketelitian sebesar itu tidak diperlukan, jadi kami membulatkan hasil kami ke satu tempat desimal, dan ke atas, sehingga ada margin teknologi yang kecil. Untuk melakukan ini, pergi untuk mengedit sel, pilih rumus kami dan tekan CONTROL X - potong, lalu tekan tombol FORMULA dan di baris MATEMATIKA pilih ROUND UP. Sebuah kotak dialog muncul menanyakan apa yang harus dibulatkan dan berapa digit. Tempatkan kursor di jendela atas dan CONTROL VE masukkan rumus yang dipotong sebelumnya, dan di jendela bawah kita letakkan satu, yaitu. Bulatkan ke satu tempat desimal dan klik OK. Sekarang ada angka di sel dengan satu digit setelah koma desimal.
Yang tersisa hanyalah memasukkan rumus ke sel terakhir, semuanya sederhana di sini - hukum Ohm. Kita mempunyai arus maksimum yang dapat kita gunakan, dan biarkan tegangan on-board menjadi dua belas volt, meskipun saat mobil berjalan tegangannya sekitar tiga belas lebih, tapi ini tidak memperhitungkan jatuhnya kabel penghubung. Kami mengalikan arus yang dihasilkan dengan 12 dan mendapatkan daya terhitung maksimum yang akan menyebabkan sedikit pemanasan pada konduktor, atau lebih tepatnya seikat sepuluh kabel dengan diameter satu milimeter.
Saya tidak akan menjawab pertanyaan "Saya tidak punya tombol seperti itu, saya tidak punya baris edit"; Saya sudah menghapusnya dan memposting penjelasan lebih rinci tentang penggunaan Excel dalam menghitung catu daya:

Mari kita kembali ke kerajinan kita. Kami menemukan diameter kabel di harness dan jumlahnya. Perhitungan yang sama dapat digunakan ketika menentukan harness yang diperlukan pada belitan transformator, namun tegangan dapat ditingkatkan menjadi lima hingga enam ampere per milimeter persegi - satu setengah belitan bekerja lima puluh persen dari waktu, sehingga akan memiliki waktu untuk mendingin. Anda dapat meningkatkan tegangan pada belitan menjadi tujuh hingga delapan ampere, tetapi di sini penurunan tegangan pada resistansi aktif rangkaian kabel sudah mulai berpengaruh, dan sepertinya kita masih memiliki keinginan untuk mendapatkan efisiensi yang baik, jadi lebih baik tidak melakukannya. .
Jika terdapat beberapa transistor daya, maka Anda harus segera memperhitungkan bahwa jumlah kabel dalam rangkaian kabel harus kelipatan dari jumlah transistor - rangkaian kabel harus dibagi dengan jumlah transistor daya dan ini sangat diinginkan. untuk memiliki distribusi arus yang merata melalui belitan.
Nah, sepertinya kita sudah memilah perhitungannya, kita bisa mulai berliku. Jika ini cincin rumah tangga, maka harus dipersiapkan yaitu sudut tajamnya harus digerinda agar tidak merusak insulasi kawat lilitan. Kemudian cincin itu diisolasi dengan isolator tipis - tidak disarankan menggunakan pita listrik untuk tujuan ini. Vinyl akan bocor tergantung suhu, tetapi kainnya terlalu tebal. Idealnya, selotip fluoroplastik, tetapi Anda tidak lagi sering melihatnya dijual. Thermosktch bukanlah bahan yang buruk, tetapi untuk memutarnya tidak terlalu nyaman, meskipun jika Anda sudah menguasainya, hasilnya akan cukup bagus. Saya pernah menggunakan anti kerikil mobil - saya cukup mengecatnya dengan kuas, membiarkannya kering, mengecatnya lagi, dan seterusnya sebanyak tiga lapis. Sifat mekaniknya tidak buruk, dan tegangan rusaknya yang kecil pada insulasi ini tidak akan mempengaruhi pengoperasian - dalam kasus kami, semua tegangannya tidak besar. Gulungan sekunder dililitkan terlebih dahulu, karena lebih tipis dan lilitannya lebih banyak. Kemudian belitan primer dililit. Kedua belitan tersebut dililitkan sekaligus dalam dua ikatan yang terlipat - sehingga sangat sulit untuk membuat kesalahan dengan jumlah belitan yang harus sama. Harness dipanggil dan dihubungkan dalam urutan yang diperlukan.

Jika Anda terlalu malas untuk menelepon, atau Anda tidak punya cukup waktu, maka sebelum dililitkan, untaiannya bisa dicat dengan warna berbeda. Anda membeli sepasang spidol permanen dengan warna berbeda, isi wadah catnya benar-benar dicuci dengan pelarut, dan kemudian helaiannya ditutup dengan cat ini segera setelah dikeriting. Catnya tidak menempel terlalu erat, namun meski terhapus dari kabel luar harness, cat di dalam harness masih terlihat.
Ada beberapa cara untuk mengamankan bagian koil ke papan, dan ini perlu dilakukan tidak hanya pada bagian koil - elektrolit tinggi juga dapat kehilangan kakinya karena guncangan terus-menerus. Jadi semuanya saling menempel. Anda bisa menggunakan lem poliuretan, Anda bisa menggunakan segel mobil, atau Anda bisa menggunakan anti kerikil yang sama. Kelebihan dari yang terakhir ini adalah jika Anda perlu membongkar sesuatu, Anda dapat menghancurkannya - letakkan kain lap yang direndam dalam pelarut 647 di atasnya, masukkan semuanya ke dalam kantong plastik dan tunggu lima hingga enam jam. Anti-kerikil melunak dari uap pelarut dan relatif mudah dihilangkan.
Itu saja untuk konverter otomotif, mari beralih ke konverter jaringan.
Bagi mereka yang memiliki keinginan yang tak terpuaskan untuk menjadi pandai, kata mereka, tetapi belum merakit apa pun, saya akan langsung menjawab - Saya sebenarnya berbagi pengalaman, dan tidak membual bahwa saya seharusnya merakit konverter dan berhasil. Apa yang muncul dalam bingkai adalah opsi yang gagal dan tidak lolos pengukuran akhir, atau prototipe yang dibongkar. Saya tidak terlibat dalam pembuatan perangkat individual sesuai pesanan, dan jika saya melakukannya, pertama-tama, itu harus menarik bagi saya pribadi, baik dari desain sirkuit atau bahannya, tetapi di sini saya harus sangat tertarik.

(bukan TDA1555, tetapi sirkuit mikro yang lebih serius) memerlukan catu daya dengan catu daya bipolar. Dan kesulitan di sini muncul bukan pada UMZCH itu sendiri, tetapi pada perangkat yang akan meningkatkan tegangan ke tingkat yang diperlukan, mentransfer arus yang baik ke beban. Konverter ini merupakan bagian terberat dari amplifier mobil buatan sendiri. Namun, jika Anda mengikuti semua rekomendasi, Anda akan dapat merakit PN yang telah terbukti menggunakan skema ini, diagramnya diberikan di bawah ini. Untuk memperbesarnya, klik di atasnya.

Dasar dari konverter adalah generator pulsa yang dibangun di atas sirkuit mikro khusus yang tersebar luas. Frekuensi pembangkitan diatur oleh nilai resistor R3. Anda dapat mengubahnya untuk mencapai stabilitas dan efisiensi terbaik. Mari kita lihat lebih dekat desain chip kontrol TL494.

Parameter chip TL494

Upp.chip (pin 12) - Upp.min=9V; Upit.maks=40V
Tegangan yang diizinkan pada input DA1, DA2 tidak lebih dari Upit/2
Parameter transistor keluaran Q1, Q2 yang dapat diterima:
Uus kurang dari 1.3V;
Gunakan kurang dari 40V;
Ik.max kurang dari 250mA
Tegangan sisa kolektor-emitor dari transistor keluaran tidak lebih dari 1,3V.
Saya mengkonsumsi mikro - 10-12mA
Disipasi daya yang diijinkan:
0,8W pada suhu sekitar +25C;
0,3W pada suhu sekitar +70C.
Frekuensi osilator referensi internal tidak lebih dari 100 kHz.

• generator tegangan gigi gergaji DA6; frekuensi ditentukan oleh nilai resistor dan kapasitor yang terhubung ke pin ke-5 dan ke-6;
• sumber tegangan referensi stabil DA5 dengan output eksternal (pin 14);
• penguat kesalahan tegangan DA3;
• penguat kesalahan untuk sinyal batas arus DA4;
• dua transistor keluaran VT1 dan VT2 dengan kolektor dan emitor terbuka;
• pembanding zona mati DA1;
• pembanding PWM DA2;
• pemicu D dorong-tarik dinamis dalam mode pembagian frekuensi sebesar 2 - DD2;
• elemen logika tambahan DD1 (2-OR), DD3 (2ND), DD4 (2ND), DD5 (2-OR-NOT), DD6 (2-OR-NOT), DD7 (NOT);
• sumber tegangan konstan diberi nilai 0,1B DA7;
• Sumber DC dengan nilai nominal 0,7 mA DA8.

Rangkaian kontrol akan mulai jika ada tegangan suplai yang dialirkan ke pin 12, yang levelnya berkisar antara +7 hingga +40 V. Pinout chip TL494 ada pada gambar di bawah ini:

Transistor efek medan IRFZ44N mengayunkan beban (transformator daya). Induktor L1 dililitkan pada cincin ferit berdiameter 2 cm dari catu daya komputer. Ini berisi 10 lilitan kawat ganda dengan diameter 1 mm yang didistribusikan ke seluruh ring. Jika Anda tidak memiliki cincin, Anda dapat melilitkannya pada batang ferit dengan diameter 8 mm dan panjang beberapa sentimeter (tidak kritis). Gambar papan dalam format Lay - unduh dalam .

Kami memperingatkan Anda, kemampuan robotik unit konverter sangat bergantung pada pembuatan transformator yang benar. Itu dililitkan pada cincin ferit 2000NM dengan dimensi 40*25*11 mm. Pertama, Anda perlu membulatkan semua tepinya dengan file dan membungkusnya dengan selotip linen. Gulungan primer dililit dengan bundel yang terdiri dari 5 inti setebal 0,7 mm dan berisi 2 * 6 lilitan yaitu 12. Lilitannya seperti ini: kita ambil satu inti dan dililitkan dengan 6 lilitan yang merata di sekeliling ring, lalu kita lilitkan yang berikutnya mendekati yang pertama dan seterusnya 5 inti Kabel dipelintir di terminal. Kemudian, pada bagian cincin yang bebas kabel, kita mulai melilitkan paruh kedua belitan primer dengan cara yang sama. Kami mendapatkan dua belitan yang sama. Setelah itu, kami membungkus cincin dengan pita listrik dan melilitkan gulungan sekunder dengan kawat 1,5 mm 2*18 putaran dengan cara yang sama seperti gulungan primer. Untuk memastikan tidak ada yang terbakar selama penyalaan pertama, Anda perlu menyalakan primer transformator melalui lampu 40-60 W melalui resistor 100 Ohm di setiap lengan, dan semuanya akan berdengung bahkan dengan kesalahan acak. Tambahan kecil: ada cacat kecil pada rangkaian blok filter, bagian c19 r22 harus ditukar, karena ketika fase diputar, amplitudo sinyal melemah pada osiloskop. Secara umum, konverter tegangan penambah tegangan ini dapat direkomendasikan dengan aman untuk diulang, karena telah berhasil dirakit oleh banyak amatir radio.