21 iulie 2015

Sursele de alimentare cu comutare (UPS) sunt foarte frecvente. Calculatorul pe care îl utilizați acum are un UPS cu mai multe tensiuni (cel puțin +12, -12, +5, -5 și +3,3V). Aproape toate astfel de blocuri au un cip controler PWM special, de obicei de tip TL494CN. Analogul său este microcircuitul casnic M1114EU4 (KR1114EU4).

Producătorii

Microcircuitul în cauză face parte din lista celor mai comune și utilizate pe scară largă circuite electronice integrate. Predecesorul său a fost seria Unitrode UC38xx de controlere PWM. În 1999, această companie a fost cumpărată de Texas Instruments, iar de atunci a început dezvoltarea unei linii de aceste controlere, ducând la crearea la începutul anilor 2000. Chip-uri din seria TL494. Pe lângă UPS-urile deja notate mai sus, acestea pot fi găsite în regulatoarele de tensiune DC, în drive-urile controlate, în soft startere, într-un cuvânt, oriunde este folosit controlul PWM.

Printre companiile care au clonat acest microcircuit, există mărci de renume mondial precum Motorola, Inc, International Rectifier, Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor. Toate oferă o descriere detaliată a produselor lor, așa-numita fișă de date TL494CN.

Documentație

O analiză a descrierilor tipului de microcircuit considerat de la diferiți producători arată identitatea practică a caracteristicilor acestuia. Cantitatea de informații oferite de diferite firme este aproape aceeași. Mai mult, fișa de date TL494CN de la mărci precum Motorola, Inc și ON Semiconductor se repetă în structura, figurile, tabelele și graficele sale. Prezentarea materialului de către Texas Instruments este oarecum diferită de acestea, cu toate acestea, la un studiu atent, devine clar că se înțelege un produs identic.

Scopul cipului TL494CN

În mod tradițional, vom începe să-l descriem cu scopul și lista dispozitivelor interne. Este un controler PWM cu frecvență fixă ​​conceput în principal pentru aplicații UPS și conține următoarele dispozitive:

• generator de tensiune din dinți de ferăstrău (GPN);
• amplificatoare de eroare;
• sursă de tensiune de referință (de referință) +5 V;
• schema de ajustare a timpului mort;
• comutatoare cu tranzistori de ieșire pentru curent de până la 500 mA;
• schema de selectare a modului de funcționare într-un timp sau în doi timpi.

Parametri limită

Ca orice alt microcircuit, descrierea TL494CN trebuie să conțină o listă de caracteristici de performanță maxime admise. Să le oferim pe baza datelor de la Motorola, Inc:

1. Tensiune de alimentare: 42 V.
2. Tensiune colector tranzistor de ieșire: 42 V.
3. Curent colector tranzistor de ieșire: 500 mA.
4. Gama de tensiune de intrare a amplificatorului: de la -0,3 V la +42 V.
5. Puterea disipată (la t< 45 °C): 1000 мВт.
6. Interval de temperatură de depozitare: -55 până la +125 °С.
7. Interval de temperatură ambientală de funcționare: de la 0 la +70 °С.

Trebuie remarcat faptul că parametrul 7 pentru cipul TL494IN este oarecum mai larg: de la -25 la +85 °С.

Design chip TL494CN

Descrierea în limba rusă a concluziilor corpului său este prezentată în figura de mai jos.

Microcircuitul este plasat într-un pachet din plastic (aceasta este indicată de litera N la sfârșitul denumirii sale) cu 16 pini cu pini de tip pdp.

Aspectul său este prezentat în fotografia de mai jos.

TL494CN: diagramă funcțională

Deci, sarcina acestui microcircuit este modularea lățimii impulsurilor (PWM, sau în limba engleză Pulse Width Modulated (PWM)) a impulsurilor de tensiune generate atât în ​​interiorul UPS-urilor reglate, cât și nereglate. În sursele de alimentare de primul tip, intervalul de durată a impulsului, de regulă, atinge valoarea maximă posibilă (~ 48% pentru fiecare ieșire în circuitele push-pull utilizate pe scară largă pentru alimentarea amplificatoarelor audio auto).

Cipul TL494CN are un total de 6 pini de ieșire, 4 dintre ei (1, 2, 15, 16) sunt intrări la amplificatoare de eroare interne utilizate pentru a proteja UPS-ul de suprasarcinile curente și potențiale. Pinul #4 este o intrare de semnal de la 0 la 3V pentru ajustarea ciclului de lucru al undei pătrate de ieșire, iar #3 este o ieșire de comparație și poate fi utilizat în mai multe moduri. Alți 4 (numerele 8, 9, 10, 11) sunt colectori liberi și emițători de tranzistoare cu un curent de sarcină maxim admisibil de 250 mA (în modul continuu, nu mai mult de 200 mA). Acestea pot fi conectate în perechi (9 cu 10 și 8 cu 11) pentru a conduce tranzistoare puternice cu efect de câmp (MOSFET) cu un curent maxim admisibil de 500 mA (nu mai mult de 400 mA în modul continuu).

Care este structura internă a TL494CN? Diagrama acestuia este prezentată în figura de mai jos.

Microcircuitul are încorporată o sursă de tensiune de referință (ION) +5 V (nr. 14). Este de obicei folosit ca tensiune de referință (cu o precizie de ± 1%) aplicată intrărilor circuitelor care consumă nu mai mult de 10 mA, de exemplu, la pinul 13 la alegerea funcționării cu unul sau două cicluri a microcircuit: dacă +5 V este prezent, al doilea mod este selectat, dacă există o tensiune de alimentare minus pe el - primul.

Pentru a regla frecvența generatorului de tensiune din dinți de ferăstrău (GPN), se utilizează un condensator și un rezistor, conectați la pinii 5 și, respectiv, 6. Și, desigur, microcircuitul are terminale pentru conectarea plusului și minusului sursei de alimentare (numerele 12 și, respectiv, 7) în intervalul de la 7 la 42 V.

Din diagramă se poate observa că există o serie de dispozitive interne în TL494CN. O descriere în limba rusă a scopului lor funcțional va fi dată mai jos în cursul prezentării materialului.

Funcții terminale de intrare

La fel ca orice alt dispozitiv electronic. Microcircuitul în cauză are propriile intrări și ieșiri. Vom începe cu primul. O listă cu acești pini TL494CN a fost deja prezentată mai sus. O descriere în limba rusă a scopului lor funcțional va fi oferită mai jos, cu explicații detaliate.

Concluzia 1

Aceasta este intrarea pozitivă (neinversoare) a amplificatorului de eroare 1. Dacă tensiunea de pe acesta este mai mică decât tensiunea de pe pinul 2, ieșirea amplificatorului de eroare 1 va fi scăzută. Dacă este mai mare decât pe pinul 2, semnalul amplificatorului de eroare 1 va deveni ridicat. Ieșirea amplificatorului reproduce în esență intrarea pozitivă folosind pinul 2 ca referință. Funcțiile amplificatoarelor de eroare vor fi descrise mai detaliat mai jos.

Concluzia 2

Aceasta este intrarea negativă (inversoare) a amplificatorului de eroare 1. Dacă acest pin este mai mare decât pinul 1, ieșirea amplificatorului de eroare 1 va fi scăzută. Dacă tensiunea la acest pin este mai mică decât tensiunea la pinul 1, ieșirea amplificatorului va fi ridicată.

Concluzia 15

Funcționează exact la fel ca # 2. Adesea, cel de-al doilea amplificator de eroare nu este utilizat în TL494CN. Circuitul său de comutare conține în acest caz pinul 15 conectat pur și simplu la al 14-lea (tensiune de referință +5 V).

Concluzia 16

Funcționează la fel ca # 1. Este de obicei conectat la comunul # 7 când al doilea amplificator de eroare nu este utilizat. Cu pinul 15 conectat la +5V și #16 conectat la comun, ieșirea celui de-al doilea amplificator este scăzută și, prin urmare, nu are niciun efect asupra funcționării cipului.

Concluzia 3

Acest pin și fiecare amplificator intern TL494CN sunt cuplate cu diode. Dacă semnalul de la ieșirea oricăruia dintre ele se schimbă de la scăzut la ridicat, atunci la numărul 3 ajunge și la sus. Când semnalul de pe acest pin depășește 3,3 V, impulsurile de ieșire se opresc (ciclu de lucru zero). Când tensiunea de pe acesta este aproape de 0 V, durata impulsului este maximă. Între 0 și 3,3 V, lățimea impulsului este între 50% și 0% (pentru fiecare dintre ieșirile controlerului PWM - pe pinii 9 și 10 pe majoritatea dispozitivelor).

Dacă este necesar, pinul 3 poate fi folosit ca semnal de intrare sau poate fi folosit pentru a asigura amortizarea ratei de modificare a lățimii impulsului. Dacă tensiunea de pe acesta este ridicată (> ~ 3,5 V), nu există nicio modalitate de a porni UPS-ul pe controlerul PWM (nu vor exista impulsuri de la acesta).

Concluzia 4

Acesta controlează ciclul de lucru al impulsurilor de ieșire (ing. Dead-Time Control). Dacă tensiunea de pe acesta este aproape de 0 V, microcircuitul va putea emite atât lățimea minimă posibilă, cât și lățimea maximă a impulsului (determinată de alte semnale de intrare). Dacă la acest pin este aplicată o tensiune de aproximativ 1,5 V, lățimea impulsului de ieșire va fi limitată la 50% din lățimea maximă (sau ~25% ciclu de lucru pentru un controler PWM push-pull). Dacă tensiunea de pe acesta este mare (> ~ 3,5 V), nu există nicio modalitate de a porni UPS-ul pe TL494CN. Circuitul său de comutare conține adesea numărul 4, conectat direct la pământ.

• Important de reținut! Semnalul de pe pinii 3 și 4 ar trebui să fie mai mic de ~ 3,3 V. Ce se întâmplă dacă este aproape, de exemplu, de +5 V? Cum se va comporta atunci TL494CN? Circuitul convertorului de tensiune de pe acesta nu va genera impulsuri, de exemplu. nu va exista tensiune de ieșire de la UPS.

Concluzia 5

Servește la conectarea condensatorului de temporizare Ct, iar al doilea contact al acestuia este conectat la masă. Valorile capacității sunt de obicei între 0,01 μF și 0,1 μF. Modificările valorii acestei componente duc la o modificare a frecvenței GPN și a impulsurilor de ieșire ale controlerului PWM. De regulă, aici sunt utilizați condensatori de înaltă calitate cu un coeficient de temperatură foarte scăzut (cu o schimbare foarte mică a capacității cu schimbarea temperaturii).

Concluzia 6

Pentru a conecta rezistența de setare a timpului Rt și al doilea contact al acestuia este conectat la masă. Valorile Rt și Ct determină frecvența FPG.

• f = 1,1: (Rt x Ct).

Concluzia 7

Se conectează la firul comun al circuitului dispozitivului de pe controlerul PWM.

Concluzia 12

Este marcat cu literele VCC. La aceasta este conectat „plusul” sursei de alimentare TL494CN. Circuitul său de comutare conține de obicei nr. 12 conectat la întrerupătorul de alimentare. Multe UPS-uri folosesc acest pin pentru a porni și opri alimentarea (și UPS-ul în sine). Dacă are +12 V și numărul 7 este împământat, cipurile GPN și ION vor funcționa.

Concluzia 13

Aceasta este intrarea modului de operare. Funcționarea sa a fost descrisă mai sus.

Funcții terminale de ieșire

De asemenea, au fost enumerate mai sus pentru TL494CN. O descriere în limba rusă a scopului lor funcțional va fi oferită mai jos, cu explicații detaliate.

Concluzia 8

Există 2 tranzistori npn pe acest cip care sunt cheile sale de ieșire. Acest pin este colectorul tranzistorului 1, de obicei conectat la o sursă de tensiune DC (12 V). Cu toate acestea, în circuitele unor dispozitive este folosit ca ieșire și puteți vedea un meandre pe el (precum și pe nr. 11).

Concluzia 9

Acesta este emițătorul tranzistorului 1. Acesta conduce tranzistorul de putere al UPS-ului (efect de câmp în majoritatea cazurilor) într-un circuit push-pull, fie direct, fie printr-un tranzistor intermediar.

Concluzia 10

Acesta este emițătorul tranzistorului 2. În funcționarea cu un singur ciclu, semnalul de pe acesta este același ca pe nr. 9. În modul push-pull, semnalele de pe nr. 9 și 10 sunt defazate, adică atunci când nivelul semnalului este ridicat la unul, este scăzut pe celălalt și invers. În majoritatea dispozitivelor, semnalele de la emițătorii comutatoarelor tranzistorului de ieșire ale microcircuitului în cauză conduc tranzistoare puternice cu efect de câmp, care sunt conduse în starea ON atunci când tensiunea la pinii 9 și 10 este mare (peste ~ 3,5 V, dar nu se referă la nivelul de 3,3 V de pe nr. 3 și 4).

Concluzia 11

Acesta este colectorul tranzistorului 2, de obicei conectat la o sursă de tensiune DC (+12 V).

• Notă: În dispozitivele de pe TL494CN, circuitul de comutare poate conține atât colectori, cât și emițători ai tranzistorilor 1 și 2 ca ieșiri ale controlerului PWM, deși a doua opțiune este mai comună. Există, totuși, opțiuni când exact pinii 8 și 11 sunt ieșiri. Dacă găsiți un mic transformator în circuitul dintre IC și FET-uri, cel mai probabil semnalul de ieșire este luat de la ei (de la colectoare).

Concluzia 14

Aceasta este ieșirea ION, de asemenea descrisă mai sus.

Principiul de funcționare

Cum funcționează cipul TL494CN? Vom oferi o descriere a ordinii lucrărilor sale pe baza materialelor de la Motorola, Inc. Ieșirea de modulare a lățimii impulsului este obținută prin compararea semnalului pozitiv din dinte de ferăstrău de la condensatorul Ct cu oricare dintre cele două semnale de control. Tranzistoarele de ieșire Q1 și Q2 sunt cu porți NOR pentru a le deschide numai atunci când intrarea ceasului de declanșare (C1) (vezi diagrama funcțională TL494CN) scade.

Astfel, dacă nivelul unei unități logice este la intrarea C1 a declanșatorului, atunci tranzistoarele de ieșire sunt închise în ambele moduri de funcționare: un singur ciclu și push-pull. Dacă este prezent un semnal de ceas la această intrare, atunci în modul push-pull, tranzistorul se deschid unul câte unul la sosirea opririi impulsului de ceas la declanșator. În modul cu un singur ciclu, declanșatorul nu este utilizat și ambele taste de ieșire se deschid sincron.

Această stare deschisă (în ambele moduri) este posibilă numai în acea parte a perioadei FPV când tensiunea dinților de ferăstrău este mai mare decât semnalele de control. Astfel, o creștere sau scădere a mărimii semnalului de comandă determină, respectiv, o creștere liniară sau o scădere a lățimii impulsurilor de tensiune la ieșirile microcircuitului.

Ca semnale de control, pot fi utilizate tensiunea de la pinul 4 (controlul timpului mort), intrările amplificatoarelor de eroare sau intrarea semnalului de feedback de la pinul 3.

Primii pași în lucrul cu un microcircuit

Înainte de a realiza orice dispozitiv util, este recomandat să studiați modul în care funcționează TL494CN. Cum să-i verific performanța?

Luați placa, montați cipul pe ea și conectați firele conform diagramei de mai jos.

Dacă totul este conectat corect, atunci circuitul va funcționa. Lăsați pinii 3 și 4 să nu fie liberi. Utilizați osciloscopul pentru a verifica funcționarea FPV - ar trebui să vedeți o tensiune cu dinte de ferăstrău la pinul 6. Ieșirile vor fi zero. Cum să determinați performanța lor în TL494CN. Se poate verifica astfel:

1. Conectați ieșirea de feedback (#3) și ieșirea de control a timpului mort (#4) la comun (#7).
2. Acum ar trebui să puteți detecta impulsuri dreptunghiulare la ieșirile cipului.

Cum se amplifica semnalul de ieșire?

Ieșirea TL494CN este un curent destul de scăzut și cu siguranță doriți mai multă putere. Astfel, trebuie să adăugăm niște tranzistoare puternice. Cele mai ușor de utilizat (și foarte ușor de obținut - de la o placă de bază de computer veche) sunt MOSFET-urile de putere cu canale n. În același timp, trebuie să inversăm ieșirea TL494CN, deoarece dacă conectăm un MOSFET cu canale n la acesta, atunci în absența unui impuls la ieșirea microcircuitului, acesta va fi deschis pentru flux de curent continuu. În acest caz, MOSFET-ul se poate arde pur și simplu ... Deci scoatem tranzistorul universal npn și îl conectăm conform diagramei de mai jos.

MOSFET-ul de putere din acest circuit este controlat pasiv. Acest lucru nu este foarte bun, dar pentru scopuri de testare și putere redusă este destul de potrivit. R1 în circuit este sarcina tranzistorului npn. Selectați-l în funcție de curentul maxim admisibil al colectorului său. R2 reprezintă sarcina treptei noastre de putere. În următoarele experimente, acesta va fi înlocuit cu un transformator.

Dacă ne uităm acum la semnalul de la pinul 6 al microcircuitului cu un osciloscop, vom vedea un „fierăstrău”. La numărul 8 (K1), încă se pot vedea impulsuri dreptunghiulare, iar la scurgerea MOSFET-ului, impulsurile au aceeași formă, dar mai mari.

Și cum să măresc tensiunea la ieșire?

Acum să creștem puțină tensiune cu TL494CN. Schema de comutare și cablare este aceeași - pe placa. Desigur, nu puteți obține o tensiune suficient de mare pe el, mai ales că nu există un radiator pe MOSFET-urile de putere. Totuși, conectați un mic transformator la treapta de ieșire conform acestei diagrame.

Înfășurarea primară a transformatorului conține 10 spire. Înfășurarea secundară conține aproximativ 100 de spire. Astfel, raportul de transformare este 10. Dacă aplicați 10V la primar, ar trebui să obțineți aproximativ 100V la ieșire. Miezul este făcut din ferită. Puteți utiliza un miez de dimensiuni medii de la un transformator de alimentare pentru PC.

Atenție, ieșirea transformatorului este de înaltă tensiune. Curentul este foarte scăzut și nu te va ucide. Dar poți obține o lovitură bună. Un alt pericol este că dacă puneți un condensator mare la ieșire, acesta va stoca multă încărcare. Prin urmare, după oprirea circuitului, acesta ar trebui să fie descărcat.

La ieșirea circuitului, puteți aprinde orice indicator ca un bec, ca în fotografia de mai jos. Funcționează la tensiune DC și are nevoie de aproximativ 160 V pentru a se aprinde. (Sursa de alimentare a întregului dispozitiv este de aproximativ 15 V - cu un ordin de mărime mai mică.)

Circuitul de ieșire a transformatorului este utilizat pe scară largă în orice UPS, inclusiv în sursele de alimentare pentru PC. În aceste dispozitive, primul transformator, conectat prin comutatoare cu tranzistori la ieșirile controlerului PWM, servește la izolarea galvanică a părții de joasă tensiune a circuitului, care include TL494CN, de partea sa de înaltă tensiune, care conține tensiunea rețelei. transformator.

Regulator de voltaj

De regulă, în dispozitivele electronice mici de casă, puterea este furnizată de un UPS tipic pentru PC, realizat pe TL494CN. Circuitul de alimentare al unui PC este bine cunoscut, iar blocurile în sine sunt ușor accesibile, deoarece milioane de computere vechi sunt eliminate anual sau vândute ca piese de schimb. Dar, de regulă, aceste UPS-uri nu produc tensiuni mai mari de 12 V. Acest lucru este prea puțin pentru o unitate de frecvență variabilă. Desigur, s-ar putea încerca să folosească un UPS PC cu supratensiune pentru 25V, dar va fi greu de găsit, iar prea multă putere va fi disipată la 5V în elementele logice.

Cu toate acestea, pe TL494 (sau analogi), puteți construi orice circuite cu acces la putere și tensiune crescute. Folosind piese tipice de la un UPS pentru PC și MOSFET-uri puternice de pe placa de bază, puteți construi un regulator de tensiune PWM pe TL494CN. Circuitul convertorului este prezentat în figura de mai jos.

Pe el puteți vedea circuitul pentru pornirea microcircuitului și treapta de ieșire pe două tranzistoare: un npn universal și un MOS puternic.

Părți principale: T1, Q1, L1, D1. T1 bipolar este folosit pentru a conduce un MOSFET de putere conectat într-un mod simplificat, așa-numitul. "pasiv". L1 este un inductor de la o veche imprimantă HP (aproximativ 50 de spire, 1 cm înălțime, 0,5 cm lățime cu înfășurări, șoc deschis). D1 este o diodă Schottky de la un alt dispozitiv. TL494 este conectat într-un mod alternativ față de cel de mai sus, deși oricare dintre ele poate fi utilizat.

C8 este o capacitate mică, pentru a preveni efectul zgomotului care intră în intrarea amplificatorului de eroare, o valoare de 0,01 uF va fi mai mult sau mai puțin normală. Valorile mai mari vor încetini setarea tensiunii necesare.

C6 este un condensator și mai mic și este folosit pentru a filtra zgomotul de înaltă frecvență. Capacitatea sa este de până la câteva sute de picofaradi.

Cipul TL494 este un controler PWM care este perfect pentru construirea de surse de alimentare comutatoare de diferite topologii și capacități. Poate funcționa atât în ​​modul cu o singură cursă, cât și în doi timpi.

Omologul său intern este cipul KR1114EU4. Texas Instruments, International Rectifier, ON Semiconductor, Fairchild Semiconductor - mulți producători produc acest controler PWM. La Fairchild Semiconductor se numește, de exemplu, KA7500B.

Dacă te uiți doar la denumirile pinii, devine clar că acest microcircuit are o gamă destul de largă de posibilități de reglare.

Luați în considerare denumirile tuturor concluziilor:

• intrare neinversoare a primului comparator de eroare
• intrare inversă a primului comparator de eroare
• intrare de feedback
• intrare de reglare a timpului mort
• terminal pentru conectarea unui condensator de sincronizare extern
• ieșire pentru conectarea unui rezistor de temporizare
• ieșire comună a microcircuitului, minus puterea
• terminalul colector al primului tranzistor de ieșire
• borna emițătorului primului tranzistor de ieșire
• borna emițătorului celui de-al doilea tranzistor de ieșire
• terminalul colector al celui de-al doilea tranzistor de ieșire
• intrarea sursei de alimentare
• intrare pentru selectarea modului de funcționare într-o singură cursă sau în doi timpi
  microcipuri
• ieșirea sursei de tensiune de referință încorporate de 5 volți
• intrare inversă a celui de-al doilea comparator de eroare
• intrare neinversoare a celui de-al doilea comparator de eroare

Pe diagrama funcțională, puteți vedea structura internă a microcircuitului.
Cei doi pini de sus din stânga sunt pentru setarea parametrilor generatorului de tensiune intern din dinți de ferăstrău, aici etichetat „Oscilator”. Pentru funcționarea normală a microcircuitului, producătorul recomandă utilizarea unui condensator de setare a timpului cu o capacitate de la 470 pF la 10 microfaradi și a unui rezistor de setare a timpului din intervalul de la 1,8 kOhm la 500 kOhm. Intervalul de frecvență de operare recomandat este de la 1 kHz la 300 kHz. Frecvența poate fi calculată folosind formula f = 1,1/RC. Deci, în modul de funcționare, la pinul 5 va fi prezentă o tensiune dinți de ferăstrău cu o amplitudine de aproximativ 3 volți. Pentru diferiți producători, poate diferi în funcție de parametrii circuitelor interne ale microcircuitului.

De exemplu, dacă folosim un condensator de 1nF și un rezistor de 10kΩ, atunci frecvența tensiunii din dinte de ferăstrău la ieșirea 5 va fi aproximativ f = 1,1 / (10000 * 0,000000001) = 110000Hz. Frecvența poate diferi, conform producătorului, cu + -3% în funcție de regimul de temperatură al componentelor.

Intrarea de reglare a timpului mort 4 este proiectată pentru a determina pauza dintre impulsuri. Comparatorul de timp mort, etichetat „Comparator de control timp mort” în diagramă, va permite impulsurile de ieșire dacă tensiunea ferăstrăului este mai mare decât tensiunea aplicată la intrarea 4. Deci, prin aplicarea unei tensiuni de 0 până la 3 volți la intrarea 4 , puteți ajusta ciclul de funcționare al impulsurilor de ieșire, în acest caz, durata maximă a ciclului de funcționare poate fi de 96% în modul cu un singur ciclu și, respectiv, de 48% în modul de funcționare în două cicluri al microcircuitului. Pauza minimă aici este limitată la 3%, care este furnizată de o sursă încorporată cu o tensiune de 0,1 volți. Pinul 3 este, de asemenea, important, iar tensiunea de pe acesta joacă, de asemenea, un rol în rezoluția impulsurilor de ieșire.

Pinii 1 și 2, precum și pinii 15 și 16 ai comparatoarelor de eroare pot fi utilizați pentru a proteja dispozitivul proiectat de suprasarcinile de curent și tensiune. Dacă tensiunea aplicată pinului 1 devine mai mare decât cea aplicată pinului 2 sau tensiunea aplicată pinului 16 devine mai mare decât tensiunea aplicată pinului 15, atunci intrarea Comparatorului PWM (pin 3) va primi semnal pentru a inhiba impulsurile de ieșire. Dacă aceste comparatoare nu sunt planificate pentru a fi utilizate, atunci ele pot fi blocate prin scurtcircuitarea intrărilor neinversoare la pământ și conectarea celor inversoare la sursa de tensiune de referință (pin 14).
Concluzia 14 este ieșirea unei surse stabilizate de tensiune de referință de 5 volți încorporată în microcircuit. Acest pin poate fi conectat la circuite care consumă curent de până la 10 mA, care pot fi divizoare de tensiune pentru configurarea circuitelor de protecție, pornire uşoară sau setarea unei durate de impuls fixă ​​sau reglabilă.
La pinul 12, tensiunea de alimentare a microcircuitului este de la 7 la 40 de volți. De regulă, se utilizează 12 volți de tensiune stabilizată. Este important să excludeți orice interferență în circuitul de alimentare.
Pinul 13 este responsabil pentru modul de funcționare al microcircuitului. Dacă i se aplică o tensiune de referință de 5 volți (de la pinul 14), atunci microcircuitul va funcționa în modul push-pull, iar tranzistoarele de ieșire se vor deschide în antifază, la rândul lor, și frecvența de pornire a fiecăruia dintre tranzistoarele de ieșire vor fi egale cu jumătate din frecvența tensiunii din dinte de ferăstrău la pinul 5. Dar dacă închideți pinul 13 la minus sursa de alimentare, atunci tranzistoarele de ieșire vor funcționa în paralel, iar frecvența va fi egală cu frecvența ferăstrăului la pinul 5, adică frecvența generatorului.

Curentul maxim pentru fiecare dintre tranzistoarele de ieșire ale microcircuitului (pinii 8,9,10,11) este de 250mA, dar producătorul nu recomandă să depășească 200mA. În consecință, odată cu funcționarea în paralel a tranzistoarelor de ieșire (pinul 9 este conectat la pinul 10, iar pinul 8 este conectat la pinul 11), curentul maxim admisibil pentru curent va fi de 500mA, dar este mai bine să nu depășească 400mA.

Nikolai Petrușov

TL494, ce fel de „fiară” este aceasta?

TL494 (Texas Instruments) este probabil cel mai obișnuit controler PWM, pe baza căruia a fost creată cea mai mare parte a surselor de alimentare pentru computer și a componentelor de alimentare ale diverselor aparate de uz casnic.
Și acum acest microcircuit este destul de popular printre radioamatorii implicați în construcția surselor de alimentare cu comutare. Analogul domestic al acestui microcircuit este M1114EU4 (KR1114EU4). În plus, diverse companii străine produc acest microcircuit cu denumiri diferite. De exemplu IR3M02 (Sharp), KA7500 (Samsung), MB3759 (Fujitsu). Totul este același cip.
Vârsta ei este mult mai mică decât TL431. A început să fie produs de Texas Instruments undeva la sfârșitul anilor 90 - începutul anilor 2000.
Să încercăm să ne dăm seama împreună ce este și ce fel de „fiară” este? Vom lua în considerare cipul TL494 (Texas Instruments).

Deci, să începem prin a ne uita la ceea ce este înăuntru.

Compus.

Contine:
- generator de tensiune din dinti de fierastrau (GPN);
- comparator de reglare a timpului mort (DA1);
- Comparator de ajustare PWM (DA2);
- amplificator de eroare 1 (DA3), utilizat în principal pentru tensiune;
- amplificator de eroare 2 (DA4), utilizat în principal de semnalul limită de curent;
- o sursă stabilă de tensiune de referință (ION) la 5V cu o ieșire externă 14;
- circuitul de control al etajului de ieșire.

Apoi, desigur, vom lua în considerare toate componentele sale și vom încerca să ne dăm seama pentru ce sunt toate acestea și cum funcționează totul, dar mai întâi va fi necesar să îi oferim parametrii de funcționare (caracteristicile).

Opțiuni	Min.	Max.	Unitate Schimbare
V CC Tensiune de alimentare	7	40	ÎN
V I Tensiunea de intrare a amplificatorului	-0,3	VCC-2	ÎN
V O Tensiune colector		40	ÎN
curent de colector (fiecare tranzistor)		200	mA
Curent de feedback		0,3	mA
f OSC Frecvența oscilatorului	1	300	kHz
C T Condensator alternator	0,47	10000	nF
R T Rezistența rezistenței generatorului	1,8	500	kOhm
T A Temperatura de lucru TL494C TL494I	0	70	°C
	-40	85	°C

Caracteristicile sale limitative sunt următoarele;

Tensiunea de alimentare................................................ .....41V

Tensiunea de intrare a amplificatorului..................................(Vcc+0,3)V

Tensiunea de ieșire a colectorului.............................41V

Curentul de ieșire al colectorului.............................................. .....250mA

Putere disipată totală în modul continuu....1W

Locația și scopul pinii microcircuitului.

Concluzia 1

Aceasta este intrarea neinversoare (pozitivă) a amplificatorului de eroare 1.
Dacă tensiunea de intrare este mai mică decât tensiunea de la pinul 2, atunci nu va exista nicio tensiune la ieșirea acestui amplificator de eroare 1 (ieșirea va fi scăzută) și nu va avea niciun efect asupra lățimii (ciclului de lucru) a impulsurilor de ieșire.
Dacă tensiunea la acest pin este mai mare decât la pinul 2, atunci tensiunea va apărea la ieșirea acestui amplificator 1 (ieșirea amplificatorului 1 va avea un nivel ridicat), iar lățimea (ciclul de lucru) a impulsurilor de ieșire va scădea cu atât mai mare este tensiunea de ieșire a acestui amplificator (maximum 3,3 volți).

Concluzia 2

Aceasta este intrarea inversoare (negativă) a amplificatorului de eroare 1.
Dacă tensiunea de intrare la acest pin este mai mare decât pinul 1, nu va exista nicio eroare de tensiune la ieșirea amplificatorului (ieșirea va fi scăzută) și nu va avea niciun efect asupra lățimii (ciclului de lucru) a impulsurilor de ieșire.
Dacă tensiunea la acest pin este mai mică decât la pinul 1, ieșirea amplificatorului va fi ridicată.

Amplificatorul de eroare este un amplificator operațional convențional cu un câștig de ordinul = 70..95dB pentru tensiune DC, (Ku = 1 la o frecvență de 350 kHz). Gama de tensiune de intrare a amplificatorului operațional se extinde de la -0,3V la tensiunea de alimentare, minus 2V. Adică, tensiunea maximă de intrare trebuie să fie cu cel puțin doi volți mai mică decât tensiunea de alimentare.

Concluzia 3

Acestea sunt ieșirile amplificatoarelor de eroare 1 și 2 conectate la această ieșire prin diode (circuit OR). Dacă tensiunea de la ieșirea oricărui amplificator se schimbă de la scăzut la ridicat, atunci la pinul 3 crește și el.
Dacă tensiunea la acest pin depășește 3,3 V, atunci impulsurile de la ieșirea microcircuitului dispar (ciclu de lucru zero).
Dacă tensiunea la acest pin este aproape de 0 V, atunci durata impulsurilor de ieșire (ciclul de lucru) va fi maximă.

Pinul 3 este utilizat în mod normal pentru a furniza feedback amplificatoarelor, dar dacă este necesar, pinul 3 poate fi folosit și ca intrare pentru a oferi variație a lățimii impulsului.
Dacă tensiunea este mare (> ~ 3,5 V), atunci nu vor exista impulsuri la ieșirea MS. Alimentarea nu va porni sub nicio formă.

Concluzia 4

Controlează intervalul de modificare a timpului „mort” (ing. Dead-Time Control), în principiu, acesta este același ciclu de funcționare.
Dacă tensiunea de pe acesta este apropiată de 0 V, atunci ieșirea microcircuitului va avea atât lățimile minime posibile, cât și maxime ale impulsului, care pot fi setate de alte semnale de intrare (amplificatoare de eroare, pin 3).
Dacă tensiunea la acest pin este de aproximativ 1,5 V, atunci lățimea impulsurilor de ieșire va fi în regiunea de 50% din lățimea lor maximă.
Dacă tensiunea la acest pin depășește 3,3 V, atunci nu vor exista impulsuri la ieșirea MS. Alimentarea nu va porni sub nicio formă.
Dar nu trebuie să uitați că odată cu creșterea timpului „mort”, intervalul de reglare PWM va scădea.

Schimbând tensiunea la pinul 4, puteți seta o lățime fixă ​​a timpului „mort” (divizor R-R), puteți implementa un mod de pornire ușoară în PSU (lanțul R-C), puteți asigura oprirea de la distanță a MS (cheie) și dvs. poate folosi acest pin și ca intrare de control liniară.

Să ne gândim (pentru cei care nu știu) ce este timpul „mort” și pentru ce este.
Când funcționează un circuit de alimentare push-pull, impulsurile sunt alimentate alternativ de la ieșirile microcircuitului la bazele (porțile) tranzistoarelor de ieșire. Deoarece orice tranzistor este un element inerțial, nu se poate închide (deschide) instantaneu atunci când un semnal este îndepărtat (aplicat) de la baza (poarta) tranzistorului de ieșire. Și dacă impulsurile sunt aplicate tranzistorilor de ieșire fără timp „mort” (adică un impuls este îndepărtat de la unul și aplicat imediat celui de-al doilea), poate veni un moment în care un tranzistor nu are timp să se închidă, iar al doilea are deja deschis. Apoi, întregul curent (numit prin curent) va curge prin ambele tranzistoare deschise ocolind sarcina (înfășurarea transformatorului) și, deoarece nu va fi limitat de nimic, tranzistoarele de ieșire vor eșua instantaneu.
Pentru a preveni acest lucru, este necesar după sfârșitul unui impuls și înainte de începerea următorului - a trecut un anumit timp, suficient pentru închiderea fiabilă a tranzistorului de ieșire, de la intrarea căruia a fost eliminat semnalul de control.
Acest timp se numește timp „mort”.

Da, chiar dacă te uiți la figura cu compoziția microcircuitului, vedem că pinul 4 este conectat la intrarea comparatorului de reglare a timpului mort (DA1) printr-o sursă de tensiune de 0,1-0,12 V. De ce se face acest lucru?
Acest lucru se face doar astfel încât lățimea maximă (ciclul de lucru) a impulsurilor de ieșire să nu fie niciodată egală cu 100%, pentru a asigura funcționarea în siguranță a tranzistoarelor de ieșire (ieșire).
Adică, dacă „puneți” pinul 4 pe un fir comun, atunci la intrarea comparatorului DA1 nu va exista încă o tensiune zero, dar va exista o tensiune de doar această valoare (0,1-0,12 V) și impulsuri de la generatorul de tensiune din dinți de ferăstrău (GPN) va apărea la ieșirea microcircuitului numai atunci când amplitudinea lor la pinul 5 depășește această tensiune. Adică, microcircuitul are un prag maxim fix al ciclului de lucru al impulsurilor de ieșire, care nu va depăși 95-96% pentru funcționarea cu un singur ciclu a etapei de ieșire și 47,5-48% pentru funcționarea în două cicluri a ieșirii. etapă.

Concluzia 5

Aceasta este ieșirea GPN-ului, este proiectat să conecteze la acesta un condensator de setare a timpului Ct, al cărui capăt este conectat la un fir comun. Capacitatea sa este de obicei selectată de la 0,01 μF la 0,1 μF, în funcție de frecvența de ieșire a impulsurilor FPG ale controlerului PWM. De regulă, aici sunt utilizați condensatori de înaltă calitate.
Frecvența de ieșire a GPN poate fi controlată doar la acest pin. Gama tensiunii de ieșire a generatorului (amplitudinea impulsurilor de ieșire) este undeva în regiunea de 3 volți.

Concluzia 6

Este, de asemenea, ieșirea GPN, concepută pentru a conecta la acesta o rezistență de setare a timpului Rt, al cărui capăt este conectat la un fir comun.
Valorile Rt și Ct determină frecvența de ieșire a GPN și sunt calculate prin formula pentru o funcționare cu un singur ciclu;

Pentru un mod de operare push-pull, formula are următoarea formă;

Pentru controlerele PWM de la alte companii, frecvența este calculată folosind aceeași formulă, cu excepția faptului că numărul 1 va trebui schimbat la 1.1.

Concluzia 7

Se conectează la firul comun al circuitului dispozitivului de pe controlerul PWM.

Concluzia 8

Microcircuitul are o etapă de ieșire cu două tranzistoare de ieșire, care sunt cheile sale de ieșire. Bornele colectorului și emițătorului acestor tranzistoare sunt libere și, prin urmare, în funcție de nevoie, acești tranzistori pot fi incluși în circuit pentru a funcționa atât cu un emițător comun, cât și cu un colector comun.
În funcție de tensiunea de la pinul 13, această etapă de ieșire poate funcționa atât în ​​regim push-pull, cât și în funcționare cu un singur ciclu. În funcționarea cu un singur ciclu, acești tranzistori pot fi conectați în paralel pentru a crește curentul de sarcină, ceea ce se face de obicei.
Deci, pinul 8 este pinul colector al tranzistorului 1.

Concluzia 9

Acesta este terminalul emițătorului tranzistorului 1.

Concluzia 10

Acesta este terminalul emițătorului tranzistorului 2.

Concluzia 11

Acesta este colectorul tranzistorului 2.

Concluzia 12

La acest pin este conectat „plusul” sursei de alimentare TL494CN.

Concluzia 13

Aceasta este ieșirea pentru selectarea modului de funcționare al etajului de ieșire. Dacă acest pin este conectat la masă, treapta de ieșire va funcționa în modul single-ended. Semnalele de ieșire la ieșirile comutatoarelor cu tranzistori vor fi aceleași.
Dacă aplicați o tensiune de +5 V acestui pin (conectați pinii 13 și 14 unul la altul), atunci tastele de ieșire vor funcționa în modul push-pull. Semnalele de ieșire la bornele comutatoarelor tranzistorului vor fi defazate, iar frecvența impulsurilor de ieșire va fi la jumătate.

Concluzia 14

Aceasta este ieșirea grajdului ȘI sursă DESPRE porno H tensiune (ION), Cu o tensiune de ieșire de +5 V și un curent de ieșire de până la 10 mA, care poate fi folosit ca referință pentru comparație în amplificatoare de eroare și în alte scopuri.

Concluzia 15

Funcționează exact ca pinul 2. Dacă un al doilea amplificator de eroare nu este utilizat, atunci pinul 15 este pur și simplu conectat la pinul 14 (referință +5V).

Concluzia 16

Funcționează în același mod ca pinul 1. Dacă al doilea amplificator de eroare nu este utilizat, atunci acesta este de obicei conectat la firul comun (pin 7).
Cu pinul 15 conectat la +5V și pinul 16 conectat la masă, nu există tensiune de ieșire de la al doilea amplificator, așa că nu are niciun efect asupra funcționării cipului.

Principiul de funcționare al microcircuitului.

Deci, cum funcționează controlerul TL494 PWM.
Mai sus, am examinat în detaliu scopul pinii acestui microcircuit și ce funcție îndeplinesc.
Dacă toate acestea sunt analizate cu atenție, atunci din toate acestea devine clar cum funcționează acest cip. Dar voi descrie încă o dată foarte pe scurt principiul activității sale.

Când microcircuitul este de obicei pornit și îi este furnizată energie (minus pinului 7, plus pinului 12), GPN începe să genereze impulsuri dinți de ferăstrău cu o amplitudine de aproximativ 3 volți, a căror frecvență depinde de C și R. conectat la pinii 5 și 6 ai microcircuitului.
Dacă valoarea semnalelor de control (la pinii 3 și 4) este mai mică de 3 volți, atunci pe tastele de ieșire ale microcircuitului apar impulsuri dreptunghiulare, a căror lățime (ciclu de lucru) depinde de valoarea semnalelor de control la pini. 3 și 4.
Adică, microcircuitul compară tensiunea pozitivă din dinte de ferăstrău de la condensatorul Ct (C1) cu oricare dintre cele două semnale de control.
Circuitele logice pentru controlul tranzistorilor de ieșire VT1 și VT2 le deschid numai atunci când tensiunea impulsurilor dinți de ferăstrău este mai mare decât semnalele de control. Și cu cât această diferență este mai mare, cu atât impulsul de ieșire este mai larg (mai mult ciclu de lucru).
Tensiunea de control la pinul 3, la rândul său, depinde de semnalele de la intrările amplificatoarelor operaționale (amplificatoare de eroare), care la rândul lor pot controla tensiunea de ieșire și curentul de ieșire al PSU.

Astfel, o creștere sau scădere a valorii oricărui semnal de control determină, respectiv, o scădere liniară sau o creștere a lățimii impulsurilor de tensiune la ieșirile microcircuitului.
Ca semnale de control, așa cum sa menționat mai sus, pot fi utilizate tensiunea de la pinul 4 (controlul timpului mort), intrările amplificatoarelor de eroare sau semnalul de feedback direct de la pinul 3.

Teoria, după cum se spune, este teorie, dar va fi mult mai bine să vezi și să „simți” toate acestea în practică, așa că haideți să asamblam următoarea schemă pe placa de laborator și să vedem direct cum funcționează totul.

Cea mai simplă și rapidă modalitate este să le așezi pe toate pe o placă. Da, am instalat cipul KA7500. Am pus ieșirea „13” a microcircuitului pe un fir comun, adică tastele noastre de ieșire vor funcționa în modul cu un singur ciclu (semnalele de pe tranzistoare vor fi aceleași), iar rata de repetiție a impulsurilor de ieșire va corespunde la frecvența tensiunii din dinte de ferăstrău a GPN.

Am conectat osciloscopul la următoarele puncte de testare:
- Primul fascicul la pinul „4”, pentru a controla tensiunea DC pe acest pin. Situat în centrul ecranului pe linia zero. Sensibilitate - 1 volt pe diviziune;
- Al doilea fascicul la ieșirea „5”, pentru a controla tensiunea din dinte de ferăstrău a GPN. De asemenea, este situat pe linia zero (ambele fascicule sunt combinate) in centrul osciloscopului si cu aceeasi sensibilitate;
- Al treilea fascicul la ieșirea microcircuitului la ieșirea „9”, pentru a controla impulsurile la ieșirea microcircuitului. Sensibilitatea fasciculului este de 5 volți pe diviziune (0,5 volți, plus un divizor cu 10). Situat în partea de jos a ecranului osciloscopului.

Am uitat să spun că cheile de ieșire ale microcircuitului sunt conectate la un colector comun. Cu alte cuvinte, conform schemei de urmărire a emițătorului. De ce un repetor? Pentru că semnalul de la emițătorul tranzistorului repetă exact semnalul de bază, astfel încât să putem vedea totul clar.
Dacă eliminați semnalul din colectorul tranzistorului, atunci acesta va fi inversat (întors) în raport cu semnalul de bază.
Alimentam microcircuitul și vedem ce avem la ieșiri.

Pe al patrulea picior avem zero (glisorul mașinii de tuns este în poziția sa cea mai de jos), primul fascicul este pe linia zero din centrul ecranului. Nici amplificatoarele de eroare nu funcționează.
Pe al cincilea picior, vedem tensiunea dinte de ferăstrău a GPN (al doilea fascicul), cu o amplitudine de puțin mai mult de 3 volți.
La ieșirea microcircuitului (pin 9), vedem impulsuri dreptunghiulare cu o amplitudine de aproximativ 15 volți și o lățime maximă (96%). Punctele din partea de jos a ecranului sunt doar un prag fix al ciclului de lucru. Pentru a-l face mai vizibil, porniți întinderea pe osciloscop.

Ei bine, acum o poți vedea mai bine. Acesta este exact momentul în care amplitudinea impulsului scade la zero și tranzistorul de ieșire este închis pentru acest timp scurt. Nivel zero pentru acest fascicul în partea de jos a ecranului.
Ei bine, să adăugăm tensiune la pinul 4 și să vedem ce obținem.

La pinul „4” cu un rezistor trimmer, am setat o tensiune constantă de 1 volt, primul fascicul a crescut cu o diviziune (o linie dreaptă pe ecranul osciloscopului). Ce vedem? Timpul mort a crescut (ciclul de lucru a scăzut), este o linie punctată în partea de jos a ecranului. Adică, tranzistorul de ieșire este închis pentru o perioadă pentru aproximativ jumătate din durata impulsului în sine.
Să mai adăugăm un volt cu un rezistor de reglare la pinul „4” al microcircuitului.

Vedem că primul fascicul a crescut cu o diviziune în sus, durata impulsurilor de ieșire a devenit și mai scurtă (1/3 din durata întregului impuls), iar timpul mort (timpul de închidere a tranzistorului de ieșire) a crescut la doua treimi. Adică, se vede clar că logica microcircuitului compară nivelul semnalului GPN cu nivelul semnalului de control și trece la ieșire doar acel semnal GPN, al cărui nivel este mai mare decât semnalul de control.

Pentru a fi și mai clar, durata (lățimea) impulsurilor de ieșire ale microcircuitului va fi aceeași cu durata (lățimea) impulsurilor de ieșire a tensiunii din dinți de ferăstrău care sunt peste nivelul semnalului de control (peste o linie dreaptă pe ecranul osciloscopului).

Continuați, adăugați încă un volt la pinul „4” al microcircuitului. Ce vedem? La ieșirea microcircuitului, impulsurile foarte scurte au aproximativ aceeași lățime cu cele care ies deasupra liniei drepte din partea superioară a tensiunii dinte de ferăstrău. Porniți întinderea pe osciloscop, astfel încât pulsul să poată fi văzut mai bine.

Aici, vedem un impuls scurt, timp în care tranzistorul de ieșire va fi deschis, iar restul timpului (linia de jos de pe ecran) va fi închisă.
Ei bine, să încercăm să creștem și mai mult tensiunea la pinul „4”. Setăm tensiunea la ieșire cu un rezistor trimmer peste nivelul tensiunii din dinte de ferăstrău a GPN.

Ei bine, asta este, PSU-ul nu va mai funcționa pentru noi, deoarece ieșirea este complet „calmă”. Nu există impulsuri de ieșire, deoarece la pinul de control „4” avem un nivel constant de tensiune mai mare de 3,3 volți.
Absolut același lucru se va întâmpla dacă aplicați un semnal de control la pinul „3” sau la un fel de amplificator de eroare. Dacă sunteți interesat, îl puteți verifica singur. Mai mult, dacă semnalele de control sunt imediat pe toate ieșirile de control, controlați microcircuitul (prevalează), va exista un semnal de la acea ieșire de control, a cărui amplitudine este mai mare.

Ei bine, să încercăm să deconectam ieșirea „13” de la firul comun și să o conectăm la ieșirea „14”, adică să comutăm modul de funcționare al tastelor de ieșire de la un ciclu la un ciclu dublu. Să vedem ce putem face.

Cu un trimmer, aducem din nou tensiunea la pinul „4” la zero. Pornim alimentarea. Ce vedem?
La ieșirea microcircuitului, există și impulsuri dreptunghiulare de durată maximă, dar rata de repetare a acestora a devenit jumătate din frecvența impulsurilor dinți de ferăstrău.
Aceleași impulsuri vor fi pe cel de-al doilea tranzistor cheie al microcircuitului (pinul 10), singura diferență fiind că acestea vor fi deplasate în timp față de acestea cu 180 de grade.
Există, de asemenea, un prag maxim al ciclului de lucru (2%). Acum nu este vizibil, trebuie să conectați al 4-lea fascicul al osciloscopului și să combinați cele două semnale de ieșire împreună. A patra sondă nu este la îndemână, așa că nu am făcut-o. Cine dorește, verificați singur pentru a vă asigura de acest lucru.

În acest mod, microcircuitul funcționează exact în același mod ca în modul cu un singur ciclu, cu singura diferență că durata maximă a impulsurilor de ieșire aici nu va depăși 48% din durata totală a impulsului.
Deci nu vom lua în considerare acest mod mult timp, ci doar vedem ce fel de impulsuri vom avea la o tensiune la pinul „4” de doi volți.

Creștem tensiunea cu un rezistor de reglare. Lățimea impulsurilor de ieșire a scăzut la 1/6 din durata totală a impulsului, adică exact de două ori mai mult decât în ​​modul de funcționare cu un singur ciclu al comutatoarelor de ieșire (de 1/3 ori acolo).
La ieșirea celui de-al doilea tranzistor (pin 10) vor exista aceleași impulsuri, doar deplasate în timp cu 180 de grade.
Ei bine, în principiu, am analizat funcționarea controlerului PWM.

Mai multe despre concluzia „4”. După cum am menționat mai devreme, acest pin poate fi folosit pentru a porni „soft” sursa de alimentare. Cum să-l organizezi?
Foarte simplu. Pentru a face acest lucru, conectați-vă la lanțul RC de ieșire „4”. Iată un exemplu de fragment de diagramă:

Cum funcționează „pornirea soft” aici? Să ne uităm la diagramă. Condensatorul C1 este conectat la ION (+5 volți) prin rezistența R5.
Când microcircuitul este alimentat (pin 12), +5 volți apare la pinul 14. Condensatorul C1 începe să se încarce. Curentul de încărcare al condensatorului trece prin rezistorul R5, în momentul pornirii acestuia este maxim (condensatorul este descărcat) și are loc o scădere de tensiune de 5 volți pe rezistor, care se aplică la ieșirea „4”. Această tensiune, așa cum am aflat deja prin experiență, interzice trecerea impulsurilor la ieșirea microcircuitului.
Pe măsură ce condensatorul se încarcă, curentul de încărcare scade și scăderea tensiunii pe rezistor scade în consecință. Tensiunea de la pinul „4” scade și ea și impulsurile încep să apară la ieșirea microcircuitului, a căror durată crește treptat (pe măsură ce condensatorul se încarcă). Când condensatorul este încărcat complet, curentul de încărcare se oprește, tensiunea la pinul „4” devine aproape de zero, iar pinul „4” nu mai afectează durata impulsurilor de ieșire. Sursa de alimentare intră în modul său de funcționare.
Desigur, ați ghicit că ora de pornire a PSU (ieșirea sa în modul de funcționare) va depinde de valoarea rezistorului și a condensatorului, iar prin selectarea acestora va fi posibilă reglarea acestui timp.

Ei bine, aceasta este pe scurt întreaga teorie și practică și nu este nimic deosebit de complicat aici, iar dacă înțelegeți și înțelegeți funcționarea acestui PWM, atunci nu vă va fi dificil să înțelegeți și să înțelegeți munca altor PWM-uri.

Vă doresc tuturor noroc.

PRINCIPIUL DE FUNCȚIONARE TL494
PE EXEMPLU DE CONVERTOARE DE TENSIUNE AUTOMOBILE

TL494 este de fapt deja un microcircuit legendar pentru comutarea surselor de alimentare. Unii ar putea, desigur, să obiecteze că există deja controlere PWM mai noi și mai avansate acum și care este rostul să te încurci cu aceste nedorite. Personal, pot spune un singur lucru despre asta - Lev Tolstoi a scris în general de mână și așa cum a scris! Dar prezența pe computerul tău a două mii al treisprezecelea cuvânt nici măcar nu a îndemnat pe nimeni să scrie măcar o poveste normală. Ei bine, bine, cine sunt interesați să caute mai departe, cine nu - toate cele bune!
Vreau să fac o rezervare imediat - vom vorbi despre TL494 fabricat de Texas Instruments. Faptul este că acest controler are un număr mare de analogi produse de diferite fabrici și, deși diagrama lor bloc este FOARTE similară, ele nu sunt încă exact aceleași microcircuite - chiar și amplificatoarele de eroare de pe microcircuite diferite au coeficienți de câștig diferiți cu aceeași conductă pasivă. . Așa că după înlocuire, verificați ÎNTOTDEAUNA de două ori parametrii sursei de alimentare care se repara - eu personal am călcat pe această greblă.
Ei bine, era o vorbă și aici începe basmul. Iată o diagramă bloc a TL494 de la Texas Instruments. Dacă te uiți cu atenție, nu există atât de multe umpluturi în el, totuși, această combinație de unități funcționale a permis acestui controler să câștige o popularitate imensă la un preț de un ban.

Microcircuitele sunt produse atât în ​​pachete DIP convenționale, cât și în cele plane pentru montaj la suprafață. Pinout-ul este același în ambele cazuri. Personal, din cauza orbirii mele, prefer să lucrez la modă veche - rezistențe obișnuite, pachete DIP și așa mai departe.

Furnizăm tensiune la a șaptea și a douăsprezecea ieșire, la a șaptea MINUS, bine, sau COMUN, la a douăsprezecea PLUS. Gama de tensiune de alimentare este destul de mare - de la cinci la patruzeci de volți. Pentru claritate, microcircuitul este legat cu elemente pasive, care stabilesc modurile de funcționare ale acestuia. Ei bine, ce este destinat pentru ceea ce va fi clar pe măsură ce microcircuitul este lansat. Da, da, exact de pornire, deoarece microcircuitul nu începe să funcționeze imediat când este aplicată alimentarea. Ei bine, primul lucru în primul rând.
Deci, atunci când alimentarea este conectată, desigur, tensiunea nu va apărea instantaneu la a douăsprezecea ieșire a TL494 - va dura ceva timp pentru a încărca condensatorii filtrului de putere și puterea unei surse de alimentare reale, desigur , nu este infinit. Da, acest proces este destul de trecător, dar încă există - tensiunea de alimentare crește de la zero la valoarea nominală într-o anumită perioadă de timp. Să presupunem că avem o tensiune nominală de alimentare de 15 volți și am aplicat-o pe placa de control.
Tensiunea la ieșirea stabilizatorului DA6 va fi aproape egală cu tensiunea de alimentare a întregului microcircuit până când sursa de alimentare principală atinge tensiunea de stabilizare. În timp ce este sub 3,5 volți, ieșirea comparatorului DA7 va fi la un nivel logic, deoarece acest comparator monitorizează valoarea tensiunii interne de alimentare de referință. Această unitate logică este alimentată la elementul logic SAU DD1. Principiul de funcționare al elementului logic OR este că dacă cel puțin una dintre intrările sale are o unitate logică, ieșirea va fi una, adică. dacă unitatea este la prima intrare SAU la a doua, SAU la a treia SAU la a patra, atunci ieșirea lui DD1 va fi una și ceea ce se va întâmpla la celelalte intrări nu contează. Astfel, dacă tensiunea de alimentare este sub 3,5 volți, DA7 blochează în continuare trecerea semnalului de ceas și nu se întâmplă nimic la ieșirile microcircuitului - nu există impulsuri de control.

Cu toate acestea, de îndată ce tensiunea de alimentare depășește 3,5 volți, tensiunea la intrarea inversoare devine mai mare decât la cea neinversătoare și comparatorul își schimbă tensiunea de ieșire la un zero logic, eliminând astfel prima etapă de blocare.
A doua etapă de blocare este controlată de comparatorul DA5, care monitorizează tensiunea de alimentare, și anume valoarea acesteia de 5 volți, deoarece stabilizatorul intern DA6 nu poate produce o tensiune mai mare decât la intrare. De îndată ce tensiunea de alimentare depășește 5 volți, aceasta va deveni mai mare la intrarea inversoare DA5, deoarece la intrarea neinversătoare este limitată de tensiunea de stabilizare a diodei zener VDvn5. Tensiunea de la ieșirea comparatorului DA5 va deveni egală cu zero logic și ajungând la intrarea DD1, a doua etapă de blocare este eliminată.
Tensiunea de referință internă de 5 volți este, de asemenea, utilizată în interiorul microcircuitului și este scoasă în afara acestuia prin pinul 14. Utilizarea internă asigură funcționarea stabilă a comparatoarelor interne DA3 și DA4, deoarece aceste comparatoare formează impulsuri de control pe baza mărimii tensiunii generate de dinți de ferăstrău. de generatorul G1.
E mai bine în ordine. Microcircuitul are un generator cu ferăstrău, a cărui frecvență depinde de condensatorul de temporizare C3 și de rezistența R13. Mai mult, R13 nu participă direct la formarea ferăstrăului, ci servește ca element de reglare al generatorului de curent, care încarcă condensatorul C3. Astfel, prin reducerea valorii lui R13, curentul de încărcare crește, condensatorul se încarcă mai repede și, în consecință, frecvența ceasului crește, iar amplitudinea ferăstrăului format este păstrată.

Apoi, ferăstrăul intră în intrarea inversoare a comparatorului DA3. La intrarea neinversoare a căreia există o tensiune de referință de 0,12 volți. Aceasta corespunde doar la cinci procente din întreaga durată a pulsului. Cu alte cuvinte, indiferent de frecvență, o unitate logică apare la ieșirea comparatorului DA3 pentru exact cinci procente din durata întregului impuls de control, blocând astfel elementul DD1 și oferind un timp de pauză între comutarea tranzistoarelor etajului de ieșire. a microcircuitului. Acest lucru nu este foarte convenabil - dacă frecvența se modifică în timpul funcționării, atunci timpul de pauză trebuie luat în considerare pentru frecvența maximă, deoarece doar timpul de pauză va fi minim. Cu toate acestea, această problemă se rezolvă destul de ușor, dacă se crește valoarea tensiunii de referință de 0,12 volți, durata pauzelor va crește corespunzător. Acest lucru se poate realiza prin asamblarea unui divizor de tensiune între rezistențe sau prin utilizarea unei diode cu o cădere scăzută de tensiune pe joncțiune.

Ferăstrăul de la generator intră și în comparatorul DA4, care își compară valoarea cu tensiunea generată de amplificatoarele de eroare de pe DA1 și DA2. Dacă tensiunea de la amplificatorul de eroare este sub amplitudinea tensiunii din dinte de ferăstrău, atunci impulsurile de control trec neschimbate către modelator, dar dacă există o tensiune la ieșirile amplificatoarelor de eroare și este mai mare decât valoarea minimă și mai mică decât tensiunea maximă din dinte de ferăstrău, atunci când tensiunea din dinte de ferăstrău atinge nivelul de tensiune de la comparatorul de eroare a amplificatorului DA4 generează un nivel de unitate logic și oprește impulsul de control care merge la DD1.

După DD1, există un invertor DD2, care formează fronturile pentru D-flip-flop DD3 care funcționează pe față. Declanșatorul, la rândul său, împarte semnalul de ceas în două și permite alternativ funcționarea elementelor AND. Esența funcționării elementelor AND este că o unitate logică apare la ieșirea elementului numai dacă există o unitate logică la o singură intrare ȘI intrările rămase vor prezenta și unitatea logică. Cele doua ieșiri ale acestor elemente logice ȘI sunt interconectate și aduse la a treisprezecea ieșire, care poate fi utilizată pentru a permite extern funcționarea microcircuitului.
După DD4, DD5 există o pereche de elemente SAU-NU. Acesta este un element SAU familiar, doar tensiunea sa de ieșire este inversată, de exemplu. Neadevarat. Cu alte cuvinte, dacă cel puțin una dintre intrările elementului are o unitate logică, atunci ieșirea sa NU va fi una, adică. zero. Și pentru ca o unitate logică să apară la ieșirea unui element, un zero logic trebuie să fie prezent la ambele intrări.
Cele doua intrări ale elementelor DD6 și DD7 sunt conectate și conectate direct la ieșirea lui DD1, care blochează elementele în timp ce o unitate logică este prezentă la ieșirea lui DD1.
De la ieșirile DD6 și DD7, impulsurile de control intră în baza tranzistoarelor etajului de ieșire al controlerului PWM. Mai mult, microcircuitul în sine folosește doar baze, în timp ce colectorii și emițătorii sunt scoși din microcircuit și pot fi utilizați de utilizator la discreția sa. De exemplu, prin conectarea emițătorilor la un fir comun și conectarea înfășurărilor unui transformator de potrivire la colectoare, putem controla direct tranzistoarele de putere cu un microcircuit.
Dacă colectorii tranzistorilor treptei de ieșire sunt conectați la tensiunea de alimentare, iar emițătorii sunt încărcați cu rezistențe, atunci obținem impulsuri de control pentru controlul direct porțile tranzistoarelor de putere, desigur, nu foarte puternice - curentul colectorului tranzistoarele treptei de ieșire nu trebuie să depășească 250 mA.
De asemenea, putem folosi TL494 pentru a controla convertoarele cu un singur capăt prin conectarea colectoarelor și emițătorilor tranzistorilor împreună. Stabilizatoarele de comutare pot fi, de asemenea, construite folosind acest circuit - un timp de pauză fix nu va permite magnetizarea inductanței, dar poate fi folosit și ca stabilizator multicanal.
Acum câteva cuvinte despre circuitul de comutare și despre legarea controlerului PWM TL494. Pentru o mai mare claritate, să luăm câteva scheme de pe Internet și să încercăm să le dăm seama.

SCHEME DE CONVERTOARE DE TENSIUNE AUTOMOBILE
UTILIZAREA TL494

Pentru început, vom analiza convertoarele auto. Diagramele sunt luate CA AȘA, așa că voi permite, pe lângă explicații, să subliniez câteva dintre nuanțe pe care le-aș fi făcut altfel.
Deci schema numărul 1. Un convertor de tensiune auto cu o tensiune de ieșire stabilizată, iar stabilizarea se realizează indirect - nu este controlată tensiunea de ieșire a convertorului, ci tensiunea de pe înfășurarea suplimentară. Desigur, tensiunile de ieșire ale transformatorului sunt interdependente, prin urmare, o creștere a sarcinii pe una dintre înfășurări provoacă o scădere de tensiune nu numai pe aceasta, ci și pe toate înfășurările care sunt înfășurate pe același miez. Tensiunea de pe înfășurarea suplimentară este redresată de puntea de diode, trece prin atenuatorul de pe rezistorul R20, este netezită de condensatorul C5 și prin rezistorul R21 ajunge la primul picior al microcircuitului. Reamintim schema bloc și vedem că prima ieșire pe care o avem este o intrare neinversoare a amplificatorului de eroare. A doua ieșire este o intrare inversoare, prin care se introduce feedback negativ de la ieșirea amplificatorului de eroare (pin 3) prin rezistorul R2. De obicei, un condensator de 10 ... 47 nano faradi este plasat în paralel cu acest rezistor - acest lucru încetinește oarecum viteza de reacție a amplificatorului de eroare, dar în același timp crește semnificativ stabilitatea funcționării acestuia și elimină complet efectul de depășire. .

Depășire - o reacție prea puternică a controlerului la o modificare a sarcinii și la probabilitatea unui proces oscilator. Vom reveni la acest efect atunci când înțelegem pe deplin toate procesele din acest circuit, așa că revenim la pinul 2, care este polarizat de pinul 14, care este ieșirea stabilizatorului intern la 5 volți. Acest lucru a fost făcut pentru o funcționare mai corectă a amplificatorului de eroare - amplificatorul are o tensiune de alimentare unipolară și este destul de dificil să funcționeze cu tensiuni apropiate ca valoare de zero. Prin urmare, în astfel de cazuri, se formează tensiuni suplimentare pentru a conduce amplificatorul în moduri de funcționare.
Printre altele, o tensiune stabilizată de 5 volți este utilizată pentru a forma o pornire „ușoară” - prin condensatorul C1, este alimentat la al 4-lea pin al microcircuitului. Vă reamintesc că timpul pauzelor dintre impulsurile de control depinde de tensiunea la acest pin. Din aceasta nu este greu de concluzionat că, în timp ce condensatorul C1 este descărcat, timpul de pauză va fi atât de lung încât va depăși durata impulsurilor de control în sine. Cu toate acestea, pe măsură ce condensatorul se încarcă, tensiunea de la a patra bornă va începe să scadă, reducând timpul de pauză. Durata impulsurilor de control va începe să crească până când va ajunge la valoarea sa de 5%. Această soluție de circuit vă permite să limitați curentul prin tranzistoarele de putere pentru timpul de încărcare a condensatoarelor de putere secundare și elimină suprasarcina etajului de putere, deoarece valoarea efectivă a tensiunii de ieșire crește treptat.
Ieșirile a opta și a unsprezecea ale microcircuitului sunt conectate la tensiunea de alimentare, prin urmare, treapta de ieșire funcționează ca un emițător adept, iar așa cum este - ieșirile a noua și a zecea prin rezistențele de limitare a curentului R6 și R7 sunt conectate la rezistențe. R8 și R9, precum și la bazele VT1 și VT2. Astfel, treapta de ieșire a controlerului este îmbunătățită - deschiderea tranzistoarelor de putere se realizează prin rezistențele R6 și R7, în serie cu care sunt conectate diodele VD2 și VD3, dar închiderea, care necesită mult mai multă energie, are loc folosind VT1 și VT2, care sunt incluse ca adepți emițători, dar furnizează un curent ridicat tocmai atunci când se formează tensiune zero pe porți.
În continuare, avem 4 tranzistoare de putere în braț, conectate în paralel, pentru a obține mai mult curent. Sincer vorbind, utilizarea acestor tranzistori anume provoacă o oarecare jenă. Cel mai probabil, autorul acestei scheme pur și simplu le-a avut la dispoziție și a decis să le atașeze. Cert este că IRF540 are un curent maxim de 23 de amperi, energia stocată în porți este de 65 nanoCoulomb, iar cele mai populare tranzistoare IRFZ44 au un curent maxim de 49 de amperi, în timp ce energia porții este de 63 nanoCoulomb. Cu alte cuvinte, folosind două perechi de IRFZ44 obținem o creștere mică a curentului maxim și o scădere de două ori a sarcinii pe treapta de ieșire a microcircuitului, ceea ce nu face decât să mărească fiabilitatea acestui design în ceea ce privește parametrii. Iar formula „Mai puține piese – mai multă fiabilitate” nu a fost anulată de nimeni.

Desigur, tranzistoarele de putere trebuie să fie din același lot, deoarece în acest caz răspândirea parametrilor între tranzistoarele conectate în paralel este redusă. În mod ideal, desigur, este mai bine să selectați tranzistorii după câștig, dar această posibilitate nu se întâmplă întotdeauna, dar ar trebui să fie posibilă achiziționarea de tranzistori din același lot în orice caz.

Paralel cu tranzistoarele de putere sunt rezistențele conectate în serie R18, R22 și condensatoarele C3, C12. Acestea sunt amortizoare care sunt proiectate pentru a suprima impulsurile de auto-inducție care apar inevitabil atunci când impulsurile dreptunghiulare sunt aplicate unei sarcini inductive. În plus, problema este agravată de modularea lățimii impulsului. Aici merită să ne oprim mai detaliat.
În timp ce tranzistorul de putere este deschis, curentul curge prin înfășurare, iar curentul crește tot timpul și provoacă o creștere a câmpului magnetic, a cărui energie este transferată înfășurării secundare. Dar, de îndată ce tranzistorul se închide, curentul prin înfășurare încetează să curgă și câmpul magnetic începe să se încurce, provocând apariția unei tensiuni de polaritate inversă. Adunând cu tensiunea deja existentă, apare un impuls scurt, a cărui amplitudine poate depăși tensiunea aplicată inițial. Acest lucru determină o creștere a curentului, provocând o a doua modificare a polarității tensiunii induse de auto-inducție, iar acum auto-inducția reduce magnitudinea tensiunii existente și, de îndată ce curentul devine mai mic, polaritatea sinelui. -pulsul de inducție se modifică din nou. Acest proces are un caracter amortizat, cu toate acestea, valorile curenților și tensiunilor de autoinducție sunt direct proporționale cu puterea totală a transformatorului de putere.

Ca urmare a acestor balansări, în momentul în care întrerupătorul de alimentare este închis, se observă procese de șoc pe înfășurarea transformatorului și se folosesc amortizoare pentru a le suprima - rezistența rezistorului și capacitatea condensatorului sunt selectate astfel încât este nevoie de exact la fel de mult timp pentru a încărca condensatorul cât este nevoie pentru a schimba polaritatea transformatorului de impuls de auto-inducție.
De ce lupta împotriva acestor impulsuri? Totul este foarte simplu - diodele sunt instalate în tranzistoarele de putere moderne, iar tensiunea de cădere pe care o au este mult mai mare decât rezistența unui dispozitiv în câmp deschis și diodele sunt cele care întâmpină dificultăți când încep să stingă emisiile de auto-inducție. pe magistralele de putere prin ele însele și practic carcasele tranzistoarelor de putere sunt încălzite nu pentru că sunt încălzite cristalele joncțiunilor tranzistoarelor, ci diodele interne sunt încălzite. Dacă scoateți diodele, atunci tensiunea inversă literalmente la primul impuls va ucide tranzistorul de putere.
Dacă convertorul nu este echipat cu stabilizare PWM, atunci timpul de auto-inducție este relativ scurt - tranzistorul de putere al celui de-al doilea braț se deschide curând și auto-inducția este sufocată de rezistența scăzută a tranzistorului deschis.

Cu toate acestea, dacă convertorul are control PWM al tensiunii de ieșire, atunci pauzele dintre deschiderea tranzistoarelor de putere devin destul de lungi și, în mod natural, timpul de bruiaj de auto-inducție crește semnificativ, crescând încălzirea diodelor din interiorul tranzistorilor. Din acest motiv, atunci când se creează surse de alimentare stabilizate, nu este recomandat să se stabilească o marjă de tensiune de ieșire mai mare de 25% - timpul de pauză devine prea lung și acest lucru determină o creștere nerezonabilă a temperaturii etapei de ieșire chiar și cu amortizoare. .
Din același motiv, marea majoritate a amplificatoarelor de putere auto din fabrică nu au stabilizare, chiar dacă TL494 este folosit ca controler - economisesc zona radiatorului a convertorului de tensiune.
Ei bine, acum că sunt luate în considerare nodurile principale, să ne dăm seama cum funcționează stabilizarea PWM. La ieșirea noastră, este declarată o tensiune bipolară de ± 60 volți. Din ceea ce s-a spus mai devreme, devine clar că înfășurarea secundară a transformatorului trebuie să fie proiectată pentru a furniza 60 de volți plus 25% procente, adică. 60 plus 15 este egal cu 75 volți. Totuși, pentru a obține o valoare efectivă de 60 de volți, durata unei semi-unde, sau mai degrabă a unei perioade de conversie, trebuie să fie mai scurtă cu 25% din valoarea nominală. Nu uitați că, în orice caz, timpul de pauză dintre comutare va interfera și el, prin urmare, 5% introdus de modelul de pauză va fi întrerupt automat și pulsul nostru de control trebuie redus cu restul de 20%.
Această pauză între perioadele de conversie va fi compensată de energia magnetică acumulată în inductorul filtrului de putere secundar și de sarcina acumulată în condensatoare. Adevărat, nu aș pune electroliți în fața inductorului, totuși, ca orice alți condensatori - este mai bine să puneți conducte după inductor și, pe lângă electroliți, desigur, instalați și cei de film - ei suprimă mai bine supratensiunile de impuls și interferențele. .
Stabilizarea tensiunii de ieșire se realizează după cum urmează. În timp ce nu există sarcină sau este foarte mică, energia de la condensatoarele C8-C11 aproape nu este consumată și nu este nevoie de multă energie pentru a o restabili, iar amplitudinea tensiunii de ieșire din înfășurarea secundară va fi destul de mare. În consecință, amplitudinea tensiunii de ieșire din înfășurarea suplimentară va fi mare. Acest lucru va determina o creștere a tensiunii la prima ieșire a controlerului, care, la rândul său, va duce la o creștere a tensiunii de ieșire a amplificatorului de eroare, iar durata impulsurilor de control va fi redusă la o astfel de valoare încât va exista o echilibru între puterea consumată și cea dată transformatorului de putere.
De îndată ce consumul începe să crească, tensiunea de pe înfășurarea suplimentară scade, iar tensiunea la ieșirea amplificatorului de eroare scade în mod natural. Aceasta determină o creștere a duratei impulsurilor de control și o creștere a energiei furnizate transformatorului. Durata pulsului crește până când se atinge din nou echilibrul energiilor consumate și date. Dacă sarcina scade, atunci dezechilibrul apare din nou și controlerul va trebui acum să reducă durata impulsurilor de control.

Dacă valorile de feedback sunt selectate incorect, poate apărea un efect de depășire. Acest lucru se aplică nu numai TL494, ci și tuturor stabilizatorilor de tensiune. În cazul TL494, efectul de depășire apare de obicei în cazurile în care nu există lanțuri care să încetinească răspunsul de feedback. Desigur, nu trebuie să încetinești prea mult reacția - coeficientul de stabilizare poate avea de suferit, totuși, o reacție prea rapidă nu este bună. Și se manifestă în felul următor. Să presupunem că am crescut sarcina, tensiunea începe să scadă, controlerul PWM încearcă să restabilească echilibrul, dar o face prea repede și mărește durata impulsurilor de control nu proporțional, ci mult mai puternic. În acest caz, valoarea efectivă a tensiunii crește brusc. Desigur, acum controlerul vede că tensiunea este mai mare decât tensiunea de stabilizare și reduce brusc durata impulsurilor, încercând să echilibreze tensiunea de ieșire și referința. Cu toate acestea, durata impulsurilor a devenit mai scurtă decât ar trebui, iar tensiunea de ieșire devine mult mai mică decât este necesar. Controlerul crește din nou durata impulsurilor, dar din nou a exagerat - tensiunea s-a dovedit a fi mai mult decât era necesar și nu mai avea nimic de făcut decât să reducă durata impulsurilor.
Astfel, la ieșirea convertizorului nu se formează o tensiune stabilizată, ci fluctuantă cu 20-40% din tensiunea setată, atât în ​​direcția excesului, cât și în direcția subestimarii. Desigur, este puțin probabil să le placă consumatorilor o astfel de putere, așa că, după asamblarea oricărui convertor, ar trebui să verificați viteza de reacție a șunturilor pentru a nu vă despărți de ambarcațiunea nou asamblată.
Judecând după siguranță, convertorul este destul de puternic, dar în acest caz, capacitățile C7 și C8 nu sunt în mod clar suficiente, ar trebui adăugate cel puțin încă trei fiecare. Dioda VD1 servește la protejarea împotriva inversării polarității și, dacă se întâmplă acest lucru, este puțin probabil să supraviețuiască - nu este atât de ușor să ardeți o siguranță cu 30-40 de amperi.
Ei bine, până la urmă, rămâne de adăugat că acest convertor nu este echipat cu un sistem stenbay, adică. atunci când este conectat la tensiunea de alimentare, pornește imediat și poate fi oprit doar prin oprirea alimentării. Acest lucru nu este foarte convenabil - aveți nevoie de un comutator destul de puternic.

Convertorul de tensiune auto numărul 2, are, de asemenea, o tensiune de ieșire stabilizată, evidențiată de prezența unui optocupler, al cărui LED este conectat la tensiunea de ieșire. Mai mult, este conectat prin TL431, ceea ce crește semnificativ precizia menținerii tensiunii de ieșire. Fototranzistorul optocuplerului este, de asemenea, conectat la tensiunea stabilizată prin al doilea mikruha TL431. Mi-a ocolit personal esența acestui stabilizator - microcircuitul a stabilizat cinci volți și pare să nu aibă sens să pun un stabilizator suplimentar. Emițătorul fototranzistorului merge la intrarea neinversoare a amplificatorului de eroare (pin 1). Amplificatorul de eroare este acoperit de feedback negativ, iar pentru a-i încetini reacția se introduce rezistența R10, condensatorul C2.

Al doilea amplificator de eroare este utilizat pentru a forța convertorul să se oprească într-o situație de urgență - dacă există o tensiune pe al șaisprezecelea pin care este mai mare decât cea generată de divizorul R13 și R16 și aceasta este de aproximativ doi volți și jumătate, controlerul va începe să reducă durata impulsurilor de control până când acestea vor dispărea complet.
Pornirea soft este organizată la fel ca în circuitul anterior - prin formarea timpilor de pauză, deși capacitatea condensatorului C3 este oarecum mică - l-aș pune acolo la 4,7 ... 10 microfarad.
Etapa de ieșire a microcircuitului funcționează în modul emițător de urmărire, un emițător de urmărire suplimentar cu drepturi depline pe tranzistoarele VT1-VT4 este utilizat pentru a amplifica curentul, care, la rândul său, este încărcat pe porțile lucrătorilor din câmpul de putere, deși aș coborî evaluările R22-R25 la 22 ... 33 Ohm. Urmează amortizoarele și un transformator de putere, după care o punte de diode și un filtru de netezire. Filtrul din acest circuit este realizat mai corect - este pe același miez și conține același număr de spire. Această includere asigură filtrarea maximă posibilă, deoarece câmpurile magnetice opuse se anulează reciproc.
Modul stenby este organizat pe tranzistorul VT9 și releul K1, ale căror contacte furnizează energie numai controlerului. Partea de putere este conectată în mod constant la tensiunea de alimentare, iar până când impulsurile de control apar de la controler, tranzistoarele VT5-VT8 vor fi închise.
LED-ul HL1 indică faptul că controlerul este alimentat.

Următoarea diagramă... Următoarea diagramă este... Aceasta este a treia versiune a convertorului de tensiune auto dar hai sa facem bine...

Să începem cu principalele diferențe față de opțiunile tradiționale, și anume utilizarea unui driver semi-bridge într-un convertor auto. Ei bine, încă poți suporta asta cumva - în interiorul microcircuitului există 4 tranzistoare cu o viteză bună de deschidere-închidere și chiar de doi amperi. După realizarea conexiunii corespunzătoare, poate fi condus în modul de funcționare Push-Pull, cu toate acestea, microcircuitul nu inversează semnalul de ieșire și impulsurile de control sunt alimentate la intrările sale de la colectorii controlerului, prin urmare, de îndată ce controlerul dă o pauză între impulsurile de control, niveluri corespunzătoare unităților logice, adică. aproape de tensiunea de alimentare. După ce a trecut de Irka, impulsurile vor fi transmise la porțile tranzistoarelor de putere, care vor fi deschise în siguranță. Ambele... Simultan. Desigur, înțeleg că s-ar putea să nu funcționeze să loviți tranzistoarele FB180SA10 prima dată - totuși, 180 de amperi vor trebui dezvoltați, iar la astfel de curenți, pistele încep de obicei să se ard, dar totuși este oarecum prea dur . Și costul acestor tranzistori este mai mult de o mie pentru unul.
Următorul moment misterios este utilizarea unui transformator de curent inclus în magistrala de alimentare primară, prin care trece curentul continuu. Este clar că în acest transformator va exista în continuare ceva indus din cauza unei schimbări a curentului în momentul comutării, dar totuși acest lucru nu este cumva complet corect. Nu, protecția la suprasarcină va funcționa, dar cât de corect? La urma urmei, ieșirea transformatorului de curent este, de asemenea, proiectată, pentru a spune ușor, prea originală - cu o creștere a curentului la pinul 15, care este intrarea de inversare a amplificatorului de eroare, tensiunea care formează rezistența R18 împreună cu divizorul pe R20 va scădea. Desigur, o scădere a tensiunii la această ieșire va determina o creștere a tensiunii de la amplificatorul de eroare, care la rândul său va scurta impulsurile de control. Cu toate acestea, R18 este conectat direct la magistrala de alimentare primară și toată mizeria care apare pe această magistrală va afecta direct funcționarea protecției la suprasarcină.
Se reglează stabilizarea tensiunii de ieșire... Ei bine, în principiu, la fel ca și funcționarea secțiunii de putere... După pornirea convertorului, de îndată ce tensiunea de ieșire atinge valoarea la care LED-ul optocuplerului U1.2 începe să strălucire, se deschide tranzistorul optocupler U1.1. Deschiderea acestuia determină o scădere a tensiunii create de divizor pe R10 și R11. Aceasta, la rândul său, face ca tensiunea de ieșire a amplificatorului de eroare să scadă, deoarece această tensiune este conectată la intrarea neinversoare a amplificatorului. Ei bine, deoarece tensiunea la ieșirea amplificatorului de eroare scade, controlerul începe să mărească durata impulsurilor, crescând astfel luminozitatea LED-ului optocuplerului, care deschide și mai mult fototranzistorul și crește și mai mult durata impulsurilor. Acest lucru se întâmplă până când tensiunea de ieșire atinge valoarea maximă posibilă.
În general, schema este atât de originală încât poate fi dată inamicului doar pentru repetare, iar pentru acest păcat vi se garantează chinul veșnic în Iad. Nu stiu cine este de vina... Personal, am avut impresia ca aceasta este lucrarea cuiva, sau poate o diploma, dar nu vreau sa cred, pentru ca daca a fost publicata inseamna ca a fost protejat, iar acest lucru sugerează că calificarea Personalul didactic este într-o stare mult mai proastă decât credeam...

A patra versiune a convertorului de tensiune auto.
Nu voi spune că este o opțiune ideală, cu toate acestea, la un moment dat am avut o mână de ajutor în dezvoltarea acestei scheme. Aici imediat o mică parte din sedativ - cincisprezece și șaisprezece concluzii sunt conectate împreună și conectate la un fir comun, deși în mod logic, concluzia a cincisprezecea ar trebui să fie conectată la a paisprezecea. Cu toate acestea, legarea la pământ a intrărilor celui de-al doilea amplificator de eroare nu a afectat în niciun fel performanța. Prin urmare, unde să conectați cea de-a cincisprezecea ieșire, vă voi lăsa în seama dumneavoastră.

Ieșirea stabilizatorului intern la cinci volți în acest circuit este utilizată foarte intens. Din cinci volți se formează o tensiune de referință, cu care se va compara tensiunea de ieșire. Acest lucru se face folosind rezistențele R8 și R2. Pentru a reduce ondulația tensiunii de referință, un condensator C1 este conectat în paralel cu R2. Deoarece rezistențele R8 și R2 sunt aceleași, valoarea tensiunii de referință este de doi volți și jumătate.
De asemenea, cinci volți sunt utilizați pentru o pornire ușoară - condensatorul C6 în momentul pornirii generează pentru scurt timp cinci volți la a patra ieșire a controlerului, adică. în timp ce se încarcă, timpul pauzelor forțate dintre impulsurile de control se va schimba de la valoarea maximă la valoarea nominală.
Aceeași cinci volți sunt conectați la colectorul fototranzistorului optocuplerului DA, iar emițătorul acestuia, printr-un mic divizor pe R5 și R4, este conectat la intrarea neinversoare a primului amplificator de eroare - pinul 1. Feedback-ul negativ este conectat la pinul 2 de la ieșirea amplificatorului de eroare. Feedback-ul are un condensator C2 care încetinește răspunsul controlerului, a cărui capacitate poate varia de la zece nanofarads la șaizeci și opt de nanofarads.
Etapa de ieșire a controlerului funcționează în modul repetitor, iar amplificarea curentului este realizată de o treaptă de driver de tranzistor pe VT3-VT6. Desigur, puterea etapei driver este suficientă pentru a controla mai mult de o pereche de tranzistoare de putere, de fapt, acesta a fost pariul - inițial placa cu controlerul a fost realizată separat de secțiunea de putere, dar în cele din urmă s-a dovedit să nu fie foarte convenabil. Prin urmare, conductorii imprimați au fost transferați pe placa principală, iar transformatoarele și, desigur, tranzistoarele de putere, au fost deja variate prin lungirea plăcii.
Transformatorul de putere este conectat la tranzistoare printr-un transformator de curent, care este responsabil pentru funcționarea protecției la suprasarcină. Snabers nu au fost instalați în această versiune - au fost folosite radiatoare serioase.
De îndată ce apare o tensiune la borna de control, permițând funcționarea convertorului, tranzistorul VT2 se deschide, care la rândul său conduce VT1 în saturație. Pe emițătorul VT1 există o tensiune de la stabilizatorul integral la 15, care trece liber tensiunea de alimentare furnizată de la dioda VD5, deoarece este mai mică decât tensiunea de stabilizare. La această diodă, prin rezistența R28, este alimentată tensiunea principală de alimentare de doisprezece volți. Deschiderea VT1 furnizează energie controlerului și tranzistorilor driverului, iar convertorul pornește. De îndată ce impulsurile apar pe transformatorul de putere, tensiunea de pe înfășurarea acestuia atinge de două ori valoarea sursei principale de alimentare și aceasta, trecând prin diodele VD4 și VD6, este alimentată la intrarea stabilizatorului la 15 volți. Astfel, după pornirea convertorului, controlerul este alimentat de o sursă de alimentare deja stabilizată. Această soluție de circuite vă permite să mențineți funcționarea stabilă a convertorului chiar și atunci când este alimentat de șase până la șapte volți.
Stabilizarea tensiunii de ieșire se realizează prin controlul strălucirii LED-ului optocuplerului DA, al cărui LED este conectat la acesta printr-un divizor rezistiv. Mai mult, doar un braț al tensiunii de ieșire este controlat. Stabilizarea celui de-al doilea braț se realizează printr-un cuplaj magnetic care are loc în miezul inductorului L2 și L3, deoarece acest filtru este realizat pe un miez. De îndată ce sarcina de pe partea pozitivă a tensiunii de ieșire crește, miezul începe să magnetizeze și, ca urmare, este mai dificil ca tensiunea negativă de la puntea de diode să ajungă la ieșirea convertorului, tensiunea negativă începe. să se cufunde, iar LED-ul optocuplerului reacționează la aceasta, forțând controlerul să mărească durata impulsurilor de control. Cu alte cuvinte, inductorul, pe lângă funcțiile de filtrare, acționează ca un inductor de stabilizare a grupului și funcționează exact la fel ca și în sursele de alimentare pentru computer, stabilizând mai multe tensiuni de ieșire simultan.
Protecția la suprasarcină este puțin aspră, dar încă destul de funcțională. Pragul de protecție este reglat de rezistența R26. De îndată ce curentul prin tranzistoarele de putere atinge o valoare critică, tensiunea de la transformatorul de curent deschide tiristorul VS1 și oprește tensiunea de control de la terminalul de control la masă, eliminând astfel tensiunea de alimentare din controler. În plus, descărcarea accelerată a condensatorului C7 are loc prin rezistorul R19, a cărui capacitate este încă mai bine să fie redusă la 100 de microfaradi.
Pentru a reseta protecția activată, este necesar să îndepărtați și apoi să aplicați din nou tensiunea la terminalul de control.
O altă caracteristică a acestui convertor este utilizarea unui driver de tensiune rezistiv la condensator în porțile tranzistoarelor de putere. Prin instalarea acestor lanțuri, a fost posibilă obținerea unei tensiuni negative pe porți, care este concepută pentru a grăbi închiderea tranzistoarelor de putere. Cu toate acestea, această metodă de închidere a tranzistoarelor nu a dus nici la o creștere a eficienței, nici la o scădere a temperaturii, chiar și cu utilizarea amortizoarelor, și a fost abandonată - mai puține piese - mai multă fiabilitate.

Ei bine, ultimul al cincilea convertor auto. Această schemă este o continuare logică a celei anterioare, dar echipată cu caracteristici suplimentare care își îmbunătățesc proprietățile de consumator. Tensiunea de control REM este furnizată printr-o siguranță termică KSD301 resetabilă la 85 de grade, care este montată pe radiatorul invertorului. În mod ideal, ar trebui să existe un radiator atât pentru amplificatorul de putere, cât și pentru convertorul de tensiune.

Dacă contactele siguranței termice sunt închise, de ex. temperatura este mai mică de optzeci și cinci de grade, apoi tensiunea de control de la terminalul REM deschide tranzistorul VT14, care la rândul său deschide VT13 și doisprezece volți de la sursa principală de alimentare intră în intrarea Krenka de cincisprezece volți. Deoarece tensiunea de intrare este mai mică decât tensiunea de stabilizare KRENKA la ieșire, aceasta va apărea aproape neschimbată - doar o scădere a tranzistorului de reglare va introduce o scădere mică. De la Krenka, puterea este furnizată controlerului însuși și tranzistorilor etapei de driver VT4-VT7. De îndată ce stabilizatorul intern de cinci volți emite tensiune, condensatorul C6 va începe să se încarce, reducând durata pauzelor dintre impulsurile de control. Impulsurile de control vor începe să deschidă tranzistoarele de putere de pe înfășurările secundare ale transformatorului, vor apărea și vor începe să crească valoarea efectivă a tensiunii secundare. De la prima înfășurare secundară, o tensiune de 24 de volți printr-un redresor cu un punct de mijloc va merge la borna pozitivă a condensatorului C18 și, deoarece tensiunea sa este mai mare decât dioda principală de doisprezece volți VD13, se va închide și acum controlerul va fi alimentat de înfășurarea secundară în sine. În plus, douăzeci și patru de volți este mai mult de cincisprezece, prin urmare, un stabilizator de cincisprezece volți se va porni și acum controlerul va fi alimentat de o tensiune stabilizată.
Pe măsură ce impulsurile de control cresc, valoarea tensiunii efective va crește și pe cea de-a doua înfășurare secundară și, de îndată ce atinge valoarea la care LED-ul optocuplatorului DA începe să lumineze, fototranzistorul va începe să se deschidă și sistemul va începe. pentru a obține o stare stabilă - durata impulsurilor va înceta să crească, deoarece emițătorul fototranzistorului este conectat la o ieșire a amplificatorului de eroare a controlerului care nu inversează. Odată cu o creștere a sarcinii, tensiunea de ieșire va începe să scadă, în mod natural luminozitatea LED-ului va începe să scadă, tensiunea la prima ieșire a controlerului va scădea și ea, iar controlerul va crește durata pulsului doar suficient pentru a restabili luminozitatea LED-ului din nou.
Tensiunea de ieșire este controlată de brațul negativ, iar reacția la modificările consumului în brațul pozitiv este realizată de șocul de stabilizare a grupului L1. Pentru a accelera răspunsul tensiunii controlate, brațul negativ este încărcat suplimentar cu rezistența R38. Aici ar trebui să facem imediat o rezervare - nu este necesar să atârnăm electroliți prea mari pe sursa de alimentare secundară - la frecvențe mari de conversie sunt de puțin folos, dar pot avea un efect semnificativ asupra coeficientului general de stabilizare - astfel încât tensiunea în brațul pozitiv începe să crească dacă sarcina crește, și tensiunea în umărul negativ ar trebui să scadă. Dacă consumul în brațul negativ nu este mare și capacitatea condensatorului este destul de mare C24, atunci acesta va fi descărcat destul de mult timp și pur și simplu controlul nu va avea timp să urmărească că tensiunea a eșuat pe pozitiv braţ.
Din acest motiv, se recomandă insistent să setați nu mai mult de 1000 uF pe umăr pe placa convertorului propriu-zis și 220 ... 470 uF fiecare pe plăcile amplificatoarelor de putere și nu mai mult.
Lipsa de putere la vârfurile semnalului audio va trebui compensată de puterea totală a transformatorului.
Protecția la suprasarcină se realizează pe un transformator de curent, a cărui tensiune este redresată de diodele VD5 și VD6 și intră în regulatorul de sensibilitate R26. În plus, trecând dioda VD4, care este un fel de limitator de amplitudine, tensiunea intră în baza tranzistorului VT8. Colectorul acestui tranzistor este conectat la intrarea declanșatorului Schmidt, asamblat pe VT2-VT3, iar de îndată ce tranzistorul VT8 se deschide, acesta închide VT3. Tensiunea la colectorul VT3 va crește și VT2 se va deschide, deschizând VT1.
Atât declanșatorul, cât și VT1 sunt alimentate de un stabilizator de control de cinci volți, iar când VT1 este deschis, cinci volți intră în a șaisprezecea ieșire a controlerului, reducând brusc durata impulsurilor de control. De asemenea, cinci volți prin dioda VD3 intră în pinul patru, crescând timpul pauzelor forțate la valoarea maximă posibilă, adică. impulsurile de control sunt scurtate în două moduri simultan - printr-un amplificator de eroare care nu are feedback negativ și funcționează ca un comparator, reducând durata pulsului aproape instantaneu și printr-un modelator de durată de pauză, care acum printr-un condensator descărcat va începe să crească durata impulsului treptat și dacă sarcina este încă prea mare, protecția va funcționa din nou imediat ce VT8 se deschide. Cu toate acestea, declanșatorul de pe VT2-VT3 mai are o sarcină - monitorizează valoarea tensiunii primare principale de 12 volți și de îndată ce devine mai mică de 9-10 volți furnizată bazei VT3 prin rezistențele R21 și R22, polarizarea nu va fi suficient și VT3 se va închide, deschizând VT2 și VT1. Controlerul se va opri și alimentarea secundară se va pierde.
Acest modul lasă șansa de a porni mașina, dacă dintr-o dată proprietarul decide să asculte muzică pe o mașină care nu funcționează și, de asemenea, protejează amplificatorul de putere de căderile bruște de tensiune în momentul pornirii mașinii - convertorul așteaptă pur și simplu elimină momentul consumului critic, protejând atât amplificatorul de putere, cât și propriile întrerupătoare de alimentare.
Desenul plăcii de circuit imprimat al acestui convertor și există două opțiuni - unul și două transformatoare.
De ce două transformatoare?
Pentru mai multa putere. Faptul este că puterea totală a transformatorului în convertoarele auto este limitată de o tensiune de alimentare de doisprezece volți, ceea ce necesită un anumit număr de spire la transformator. Inelul trebuie să aibă cel puțin patru spire în semiînfășurarea primară; pentru ferita în formă de w, numărul de spire poate fi redus la trei.

Această limitare se datorează în primul rând faptului că, cu un număr mai mic de spire, câmpul magnetic devine deja neuniform și pierderile sale sunt prea mari. Acest lucru implică, de asemenea, că nu este posibil să deviați frecvența de conversie la frecvențe mai mari - va trebui să reduceți numărul de ture, iar acest lucru nu este permis.
Deci, se pare că puterea totală este limitată de numărul de spire ale înfășurării primare și de un interval mic de frecvență de conversie - nu puteți merge sub 20 kHz - interferența de la convertor nu ar trebui să fie în domeniul audio, deoarece acestea va depune toate eforturile pentru a fi auzit în difuzoare.
Nici nu puteți crește peste 40 kHz - numărul de spire ale înfășurării primare devine prea mic.
Dacă doriți să obțineți mai multă putere, atunci rămâne singura soluție - creșterea numărului de transformatoare și două este departe de maximul posibil.
Dar aici apare o altă întrebare - cum să monitorizezi toate transformatoarele? Nu vreau să îngrădesc o sufocare de stabilizare a grupului prea serioasă sau să introduc un anumit număr de optocuple. Prin urmare, singura modalitate de control este conectarea în serie a înfășurărilor secundare. În acest caz, sunt excluse și distorsiunile în consum și este mult mai ușor să controlați tensiunea de ieșire, totuși, va trebui să se acorde o atenție maximă asamblarii și fazării transformatoarelor.
Acum puțin despre diferențele dintre schema de circuit și placă. Cert este că pe acest principiu sunt indicate doar punctele de bază ale schemei, pe cea tipărită elementele sunt dispuse conform realității. De exemplu, nu există condensatori de film pentru alimentarea cu energie pe placa de circuit, dar sunt pe placă. Desigur, orificiile de montare pentru ele sunt realizate în funcție de dimensiunile acelor condensatoare care erau disponibile la momentul dezvoltării. Desigur, în absența unei capacități de 2,2 μF, poate fi folosit la 1 μF, dar nu mai mic de 0,47 μF.
Pentru putere, pe circuit sunt instalați și electroliți de 4700 uF, dar în locul lor există un set întreg de condensatori de 2200 uF 25 volți pe placă, iar condensatorii trebuie să fie cu ESR scăzut, aceștia sunt poziționați de vânzători ca „pentru plăci de bază”. Ele sunt de obicei marcate cu vopsea argintie sau aurie. Dacă este posibil să cumpărați la 3300 de microfarad la 25 de volți, atunci va fi și mai bine, dar în zona noastră acestea sunt destul de rare.
Câteva cuvinte despre presupuși săritori - aceștia sunt jumperi care leagă șinele de ele însele. Acest lucru a fost făcut dintr-un motiv - grosimea cuprului de pe placă este limitată, iar curenții care curg prin conductori sunt destul de mari și, pentru a compensa pierderile din conductor, pista trebuie fie să fie literalmente vărsată cu lipire. , care este scump în zilele noastre, sau duplicat cu conductori purtători de curent, crescând astfel secțiunea transversală totală a conductorului . Aceste jumperi sunt realizate dintr-un fir de cupru cu un singur miez cu o secțiune transversală de cel puțin două pătrate și jumătate, în mod ideal, desigur, mai gros - patru sau șase pătrate.
Punte de diodă de putere secundară. Diagrama prezintă diode în pachetul TO-247, placa este pregătită pentru utilizarea diodelor în pachetul TO-220. Tipul de diode depinde direct de curentul planificat în sarcină și, desigur, este mai bine să alegeți diode mai rapide - va exista mai puțină auto-încălzire.
Acum câteva cuvinte despre detaliile sinuoase.
Cel mai suspect din circuit este transformatorul de curent - pare dificil să înfășurați o jumătate de tură cu fire groase ale înfășurării primare și chiar în direcții diferite. De fapt, aceasta este cea mai simplă componentă a pieselor de bobinare. Pentru fabricarea unui transformator de curent, se folosește un filtru de putere de televiziune, dacă DEBAT nu a fost posibil să se găsească unul, atunci poate fi folosit ORICE miez de ferită în formă de W, de exemplu, un transformator plutitor de la o sursă de alimentare a computerului. Miezul se încălzește până la 110-120 de grade timp de zece până la douăzeci de minute și apoi se trage. Înfășurările sunt îndepărtate, o înfășurare secundară este înfășurată pe cadru, constând din 80-120 de spire de sârmă 0,1 ... 0,2 mm, desigur, pliată în două. Apoi începutul unei înfășurări este conectat la sfârșitul celei de-a doua, firele sunt fixate în orice mod convenabil pentru dvs., iar cadrul cu înfășurarea este pus pe jumătatea miezului. Apoi, un pachet este așezat într-o fereastră cu puterea înfășurării primare, de trei ori - a doua și a doua jumătate a miezului sunt puse. Asta e tot! Două înfășurări de jumătate de tură în primar și 100 de spire în secundar. De ce nu este specificat exact numărul de ture? Numărul de spire ar trebui să fie astfel încât să se obțină trei până la cinci volți pe rezistența R27 la curenți maximi. Dar nu știu ce curent considerați maxim, ce tranzistoare veți folosi. Și valoarea tensiunii la R27 poate fi întotdeauna corectată prin selectarea valorii acestui rezistor. Principalul lucru este că transformatorul de curent este supraîncărcat de-a lungul înfășurării secundare și pentru aceasta aveți nevoie de cel puțin 60-70 de spire în secundar - în acest caz va exista o încălzire minimă a miezului.

Inductorul L2 a fost realizat pe miezul transformatorului de putere al unei surse de alimentare comutatoare pentru televizoare de dimensiuni adecvate. În principiu, poate fi înfășurat și pe miezul unui transformator de la o sursă de alimentare a computerului, dar va fi necesar să se organizeze un spațiu nemagnetic de 0,5 ... 0,7 mm. Pentru a-l crea, este suficient să aruncați un inel NEÎNCHIS dintr-un fir de înfășurare de diametrul corespunzător în interiorul cadrului cu jumătatea miezului introdusă.
Inductorul este înfășurat înainte de umplere, dar care fir va trebui calculat. Personal, prefer să lucrez fie cu pachete, fie cu bandă. Banda, desigur, este mai compactă, cu ajutorul ei se obține o densitate de înfășurare foarte mare, dar este nevoie de mult timp pentru ao realiza și, desigur, lipiciul nu se află pe drum. Este mult mai ușor să faceți un mănunchi - pentru aceasta este suficient să aflați lungimea aproximativă a conductorului, să îndoiți firul de mai multe ori și apoi să utilizați un burghiu pentru a-l răsuci într-un mănunchi.
Ce și câtă sârmă ar trebui folosit? Depinde deja de cerințele pentru produsul final. În acest caz, vorbim despre tehnologia auto, care, prin definiție, are condiții de răcire foarte proaste, prin urmare autoîncălzirea trebuie redusă la minimum, iar pentru aceasta este necesar să se calculeze secțiunea transversală a conductorului la care nu se va încălzi prea mult. , sau nu se încălzește deloc. Acesta din urmă este bineînțeles de preferat, dar provoacă o creștere a dimensiunii, iar mașina nu este Ikarus, în care este mult spațiu. Prin urmare, vom trece de la încălzirea minimă. Desigur, puteți instala ventilatoare astfel încât să sufle atât prin amplificator, cât și prin convertor, dar numai praful de pe drumurile noastre ucide ventilatoarele dureros de repede, așa că este mai bine să dansăm de la răcirea naturală și să luăm ca bază o tensiune de trei amperi pe milimetru pătrat de secțiune a conductorului. Aceasta este o tensiune destul de populară, care se recomandă să fie luată în considerare la fabricarea unui transformator tradițional pe fier în formă de w. Pentru dispozitivele cu impulsuri, se recomandă să stabiliți cinci sau șase amperi pe milimetru pătrat, dar acest lucru implică o bună convecție a aerului, iar carcasa noastră este închisă, așa că luăm în continuare trei amperi.
Sunteți convins că trei este mai bine? Și acum dăm o corecție pentru faptul că sarcina amplificatorului nu este constantă, deoarece nimeni nu ascultă o undă sinusoidală pură și chiar aproape de tăiere, astfel încât încălzirea nu va avea loc în mod constant, deoarece valoarea curentă a puterii amplificatorului este de aproximativ 2/3 din maxim. Prin urmare, tensiunea poate fi crescută cu treizeci de procente fără niciun risc, adică. aduceți-l până la patru amperi pe milimetru pătrat.
Încă o dată, pentru o mai bună înțelegere a numerelor. Condițiile de răcire sunt urâte, firul de la curenți mari începe să se încălzească dacă este foarte subțire, iar dacă este înfășurat într-o bobină, se încălzește singur. Pentru a rezolva problema, setăm tensiunea la doi și jumătate - trei amperi pe milimetru pătrat al secțiunii firului, dacă sarcina este constantă, dacă alimentam amplificatorul de putere, atunci creștem tensiunea la patru - patru și jumătate. amperi pe milimetru pătrat a secțiunii conductorului.
Acum lansăm Excel, sper că toată lumea are un astfel de calculator, iar în rândul de sus scriem în ordine: „Tensiune”, apoi „Diametrul firului”, apoi „Numărul de fire”, apoi „Curentul maxim” și în ultima celulă "Putere". Trecem la începutul rândului următor și scriem numărul trei deocamdată, să fie deocamdată trei amperi pe milimetru pătrat. În celula următoare scriem numărul unu, să fie deocamdată un fir cu un diametru de un milimetru. În celula următoare scriem zece, acesta va fi numărul de fire din pachet.
Și aici sunt celulele în care vor fi formule. Mai întâi, calculăm secțiunea transversală. Pentru a face acest lucru, împărțiți diametrul cu 2 - avem nevoie de o rază. Apoi înmulțim raza cu raza, pentru orice eventualitate, pentru ca calculatorul nostru să nu se tocească, luăm calculul razelor între paranteze și înmulțim toate acestea cu pi. Ca rezultat, obținem pi er pătrat, adică. aria cercului, care este secțiunea transversală a conductorului. Apoi, fără a părăsi editarea celulei, înmulțim rezultatul rezultat cu diametrul firului nostru și înmulțim cu numărul de fire. Apăsăm ENTER și vedem un număr cu o grămadă de zecimale. Nu este necesară o precizie atât de mare, așa că ne rotunjim rezultatul la o zecimală și în sus, astfel încât să existe o marjă tehnologică mică. Pentru a face acest lucru, mergeți la editarea celulei, selectați formula noastră și apăsați CONTROL X - tăiați, apoi apăsați butonul FORMULĂ și selectați ROUNDIARE în sus în linia ACȚIUNE MATEMATICĂ. Apare o casetă de dialog care vă întreabă ce să rotunjiți și la câte zecimale. Punem cursorul in fereastra de sus si CONTRL VE introducem formula taiata anterior, iar in fereastra de jos punem o unitate, i.e. rotunjiți la o zecimală și faceți clic pe OK. Acum celula conține un număr cu o cifră după virgulă zecimală.
Rămâne să introduceți formula în ultima celulă, ei bine, totul este simplu aici - legea lui Ohm. Avem curentul maxim pe care îl putem folosi și lăsăm ca tensiunea de la bord să fie de doisprezece volți, deși la o mașină care rulează este de aproximativ treisprezece mai mult, dar acest lucru nu ține cont de scăderea firelor de conectare. Înmulțim curentul rezultat cu 12 și obținem puterea nominală maximă care nu va provoca încălzirea puternică a conductorului, mai precis, un fascicul format din zece fire cu diametrul de un milimetru.
Nu voi răspunde la întrebările „Dar nu am un astfel de buton, nu există nicio linie de editare” și a fost postată o descriere mai detaliată a utilizării Excel în calculele sursei de alimentare:

Ne întoarcem la meseria noastră. Ne-am dat seama de diametrele firelor din pachet și de numărul lor. Aceleași calcule pot fi utilizate atunci când se determină pachetul necesar în înfășurările transformatorului, dar tensiunea poate fi crescută la cinci până la șase amperi pe milimetru pătrat - o jumătate de înfășurare funcționează cincizeci la sută din timp, așa că va avea timp să se răcească. Este posibil să creșteți tensiunea în înfășurare până la șapte sau opt amperi, dar aici scăderea de tensiune a rezistenței active a pachetului va începe deja să afecteze și încă se pare că avem dorința de a obține o eficiență deloc rea, deci e mai bine sa nu.
Dacă există mai multe tranzistoare de putere, atunci este necesar să se țină cont imediat de faptul că numărul de fire din pachet trebuie să fie un multiplu al numărului de tranzistori - pachetul va trebui împărțit la numărul de agenți de putere și este foarte de dorit să se distribuie uniform curenții care curg prin înfășurare.
Ei bine, ne-am cam dat seama de calcule, poți începe să înfășurăm. Dacă acesta este un inel domestic, atunci acesta trebuie pregătit, și anume, pentru a șlefui colțurile ascuțite pentru a nu deteriora izolația firului de înfășurare. Apoi inelul este izolat cu un izolator subțire - nu este recomandabil să folosiți bandă electrică în aceste scopuri. Vinilul se va scurge de la temperatură, iar pânza este prea groasă. În mod ideal - bandă fluoroplastică, dar nu o veți vedea adesea la vânzare. Thermosktch - materialul nu este rău, dar nu este foarte convenabil să-l bobinați, deși dacă vă înțelegeți, rezultatul nu va fi foarte rău. La un moment dat am folosit antigravitația mașinii - doar am vopsit-o cu o pensulă, am lăsat-o să se usuce, am vopsit-o din nou și așa mai departe trei straturi. Proprietățile mecanice nu sunt rele și nici o tensiune mare de avarie a acestei izolații nu va afecta munca - în cazul nostru, toată tensiunea nu este mare. În primul rând, înfășurarea secundară este înfășurată, deoarece este mai subțire și există mai multe spire în ea. Apoi înfășurarea primară este înfășurată. Ambele înfășurări sunt înfășurate imediat în două mănunchiuri pliate - este foarte dificil să faceți o greșeală cu numărul de spire, care ar trebui să fie același. Harnamentele sunt apelate și conectate în ordinea necesară.

Dacă vă este prea lene să sunați sau nu aveți timp suficient, atunci înainte de înfășurare pachetele pot fi vopsite în diferite culori. Este cumpărat în perechi de markere permanente de diferite culori, conținutul recipientelor lor de vopsea este literalmente spălat cu un solvent și apoi pachetele sunt acoperite cu această vopsea imediat după așezare. Vopseaua nu ține foarte strâns, dar chiar și după ce o ștergeți de pe firele exterioare ale pachetului, încă puteți vedea vopseaua din interiorul pachetului.
Puteți fixa părțile de înfășurare de pe placă în câteva moduri, iar acest lucru trebuie făcut nu numai cu părțile de înfășurare - electroliții mari de la agitarea constantă se pot despărți și de picioarele lor. Deci totul este lipit. Puteți folosi lipici poliuretanic, puteți folosi chituri auto sau puteți folosi același antigravitațional. Farmecul acestuia din urmă constă în faptul că, dacă este necesar, pentru a demonta ceva, îl poți acri - pune pe ea o cârpă îmbibată abundent cu solvent 647, pune totul într-o pungă de plastic și așteptați cinci până la șase ore. Anti-pietrișul din vaporii de solvenți se înmoaie și este relativ ușor de îndepărtat.
Asta e tot pentru convertoarele auto, să trecem la cele de rețea.
Pentru cei care au o dorință neobosit de a fi deștepți, ei spun că am spus ceva, dar nu am adunat nimic, o să răspund imediat - de fapt îmi împărtășesc experiența și nu te laudă că am asamblat convertorul și funcționează. Ceea ce a fulgerat în cadru au fost fie opțiuni nereușite care nu au trecut de măsurătorile finale, fie prototipuri care au mers pentru dezasamblare. Nu sunt angajat în fabricarea de dispozitive individuale la comandă și, dacă o fac, atunci în primul rând ar trebui să fie interesant pentru mine personal, fie din punct de vedere al circuitelor, fie din punct de vedere material, dar aici va trebui să fiu foarte interesat.

(nu TDA1555, ci microcircuite mai serioase), necesită o unitate de alimentare cu alimentare bipolară. Și dificultatea aici apare nu doar în UMZCH în sine, ci într-un dispozitiv care ar crește tensiunea la nivelul dorit, transferând un curent bun la sarcină. Acest convertor este cea mai grea parte a unui amplificator auto de casă. Cu toate acestea, dacă urmați toate recomandările, veți putea asambla un PN verificat conform acestei scheme, a cărei schemă este prezentată mai jos. Pentru a mări, faceți clic pe el.

Baza convertorului este un generator de impulsuri construit pe un microcircuit specializat pe scară largă. Frecvența de generare este stabilită de valoarea rezistorului R3. Îl poți schimba, obținând cea mai bună stabilitate și eficiență. Să aruncăm o privire mai atentă la dispozitivul cipului de control TL494.

Parametrii chipului TL494

Upit.microcircuite (pin 12) - Upit.min=9V; Upp.max=40V
Tensiunea permisă la intrarea DA1, DA2 nu mai mult de Upit / 2
Parametrii admiși ai tranzistoarelor de ieșire Q1, Q2:
Us mai puțin de 1,3 V;
Uke mai puțin de 40V;
Ik.max sub 250mA
Tensiunea reziduală a colectorului-emițător al tranzistoarelor de ieșire nu este mai mare de 1,3 V.
Am consumat de microcircuit - 10-12mA
Disiparea de putere permisă:
0,8W la temperatura ambiantă +25C;
0,3W la temperatura ambiantă +70C.
Frecvența oscilatorului de referință încorporat nu este mai mare de 100 kHz.

• generator de tensiune din dinți de ferăstrău DA6; frecvența este determinată de valorile rezistenței și condensatorului conectate la pinii 5 și 6;
• sursă de tensiune de referință stabilizată DA5 cu o ieșire externă (pin 14);
• amplificator de eroare de tensiune DA3;
• amplificator de eroare pentru semnal limită de curent DA4;
• două tranzistoare de ieșire VT1 și VT2 cu colectoare și emițători deschise;
• comparator „zonă moartă” DA1;
• comparator PWM DA2;
• D-trigger dinamic push-pull în modul de divizare a frecvenței cu 2 - DD2;
• elemente logice auxiliare DD1 (2-SAU), DD3 (2-a), DD4 (2-a), DD5 (2-SAU-NU), DD6 (2-SAU-NU), DD7 (NU);
• o sursă de tensiune constantă cu o valoare nominală de 0,1V DA7;
• Sursă DC cu o valoare nominală de 0,7mA DA8.

Circuitul de control va porni dacă la pinul 12 este aplicată orice tensiune de alimentare, al cărei nivel este în intervalul de la +7 la +40 V. Pinout-ul chipului TL494 este în imaginea de mai jos:

Rock the load (transformator de putere) tranzistoare cu efect de câmp IRFZ44N. Choke L1 este înfășurat pe un inel de ferită cu un diametru de 2 cm de la o sursă de alimentare a computerului. Contine 10 spire de sarma dublata cu diametrul de 1 mm, care sunt distribuite pe tot inelul. Dacă nu aveți un inel, acesta poate fi înfășurat pe o tijă de ferită cu un diametru de 8 mm și câțiva centimetri lungime (nu este critic). Desen de tablă în format Lay - descărcare în .

Avertizăm, performanța unității convertizorului este foarte dependentă de fabricarea corectă a transformatorului. Este înfășurat pe un inel de ferită marca 2000NM cu dimensiuni de 40 * 25 * 11 mm. Mai întâi trebuie să rotunjiți toate marginile cu o pilă, să o înfășurați cu bandă electrică de in. Înfășurarea primară este înfășurată cu un mănunchi care constă din 5 miezuri de 0,7 mm grosime și conține 2 * 6 spire, adică 12. Este înfășurată astfel: luăm un miez și îl înfășurăm cu 6 spire distribuite uniform în jurul inelului, apoi îl înfășurăm pe următorul aproape de primul și tot așa au trăit 5. La concluzii, miezurile sunt răsucite. Apoi, pe partea fără sârmă a inelului, începem să înfășurăm a doua jumătate a înfășurării primare în același mod. Obținem două înfășurări echivalente. După aceea, înfășuram inelul cu bandă electrică și înfășurăm înfășurarea secundară cu un fir de 1,5 mm 2 * 18 spire în același mod ca și primarul. Pentru a nu se arde nimic la prima pornire, este necesar să porniți prin rezistențe de 100 ohmi în fiecare braț, iar transformatorul primar printr-o lampă de 40-60 wați și totul va zumzea chiar și cu erori aleatorii. O mică adăugare: există un mic defect în circuitul blocului de filtru, părțile c19 r22 ar trebui schimbate, deoarece atunci când faza se rotește, amplitudinea semnalului se atenuează pe osciloscop. În general, acest convertor de tensiune de creștere poate fi recomandat în siguranță pentru repetare, deoarece a fost deja asamblat cu succes de mulți radioamatori.