Mikrokrug TL494 implementira funkcionalnost PWM kontrolera i stoga se vrlo često koristi za izgradnju impulsnih push-pull izvora napajanja (upravo ovo mikrokolo se najčešće nalazi u kompjuterskim napajanjima).
Prekidački izvori napajanja imaju prednost u poređenju sa transformatorskim napajanjima po povećanju efikasnosti, smanjenoj težini i dimenzijama i stabilnim izlaznim parametrima. Međutim, u isto vrijeme, oni su izvori RF smetnji i nameću posebne zahtjeve za minimalno opterećenje (bez toga, PSU se možda neće pokrenuti).
Blok dijagram TL494 je sljedeći.
Rice. 1. TL494 blok dijagram
Dodjela pinova TL494 u odnosu na kućište izgleda ovako.
Rice. 2. Dodjela pinova TL494
Rice. 3. Izgled u DIP paketu
Možda ima i drugih nastupa.
Kao moderni analozi mogu se smatrati:
1. Poboljšane verzije originalnog čipa - TL594 i TL598 (optimizirana je preciznost i dodat je repetitor na ulazu, respektivno);
2. Direktni analozi Ruska proizvodnja- K1006EU4, KR1114EU4.
Dakle, kao što se može vidjeti iz gore navedenog, mikrokolo još uvijek nije zastarjelo i može se aktivno koristiti u moderni blokovi ishrana kao ključni element.
Jedna od opcija za prekidačko napajanje na TL494
Dijagram napajanja ispod.
Rice. 4. PSU shema
Ovdje su dva tranzistora sa efektom polja odgovorna za izravnavanje struje (moraju biti pričvršćeni na hladnjak). Moraju se napajati iz zasebnog izvora istosmjerne struje. Prikladan je, na primjer, modularni DC-DC pretvarač, kao što je TEN 12-2413 ili ekvivalentan.
Iz izlaznih namotaja transformatora treba napajati oko 34 V (može se kombinirati nekoliko).
Rice. 5. Druga opcija BP
Ovo kolo implementira jedinicu napajanja sa podesivim izlaznim naponom (do 30V) i strujnim pragom (do 5A).
Step-down transformator djeluje kao galvanska izolacija. Izlaz sekundarnog namotaja (ili skupa povezanih sekundarnih namotaja) trebao bi biti oko 40V.
L1 - toroidna prigušnica. VD1 - Schottky dioda, postavljena na radijator, jer je uključena u krug ispravljanja.
Parovi otpornika R9 i 10, kao i R3 i 4, koriste se za fino podešavanje napona i struje.
Pored VD1 diode, na radijator treba postaviti i sljedeće:
1. Diodni most (prikladan, na primjer, KBPC 3510);
2. Tranzistor (KT827A je korišten u kolu, mogu se koristiti analogni);
3. Shunt (označen R12 na dijagramu);
4. Gas (zavojnica L1).
Hladnjak je najbolje uduvavati na silu pomoću ventilatora (na primjer, hladnjak od 12 cm sa računara).
Indikatori struje i napona mogu biti digitalni (najbolje je uzeti gotove) ili analogni (potrebna je kalibracija skale).
Treća opcija
Rice. 6. Treća opcija BP
Konačna opcija implementacije.
Rice. 7. Izgled uređaja
Zbog činjenice da TL494 ima ugrađene ključne elemente male snage, tranzistori T3 i 4 su korišteni za upravljanje glavnim transformatorom TR2, oni se zauzvrat napajaju upravljačkim transformatorom TR1 (i njime upravljaju tranzistori T1 i 2). Ispada neka vrsta kaskade dvostruke kontrole.
Prigušnica L5 namotana ručno na žuti prsten (50 zavoja bakrene žice 1,5 mm).
Najtopliji elementi su tranzistori T3 i 4, kao i dioda D15. Moraju se montirati na hladnjake (po mogućnosti sa protokom zraka).
Induktor L2 se koristi u kolu za prigušivanje RF smetnji u kućnoj mreži.
Zbog činjenice da TL494 ne može raditi na visokim naponima, za napajanje se koristi poseban transformator (Tr3 je BV EI 382 1189, čiji je izlaz 9 V, 500 mA).
Sa toliko elemenata, sklopljeno kolo se lako uklapa u kućište Z4A, međutim, ovo drugo treba malo modificirati kako bi se omogućio protok zraka (ventilator je postavljen na vrh).
Kompletna lista stavki je data u nastavku.
Jedinica za napajanje je priključena na AC mrežu i osigurava napajanje konstantnim naponom u rasponu od 0-30V i strujom većom od 15A. Granice struje i napona su pogodno podesiva.
Datum objave: 22.01.2018
(ne TDA1555, već ozbiljniji mikro krugovi), zahtijevaju jedinicu za napajanje s bipolarnim napajanjem. A poteškoća ovdje nastaje samo ne u samom UMZCH-u, već u uređaju koji bi povećao napon na željenu razinu, prenoseći dobru struju na opterećenje. Ovaj pretvarač je najteži dio domaćeg auto pojačala. Međutim, ako slijedite sve preporuke, moći ćete sastaviti provjereni PN prema ovoj shemi, čija je shema data u nastavku. Za uvećanje kliknite na njega.
Osnova pretvarača je generator impulsa izgrađen na specijaliziranom široko rasprostranjenom mikrokrugu. Frekvencija generiranja je postavljena vrijednošću otpornika R3. Možete ga promijeniti, postižući najbolju stabilnost i efikasnost. Pogledajmo bliže uređaj TL494 kontrolnog čipa.
Upit.mikrokrugovi (pin 12) - Upit.min=9V; Upp.max=40V
Dozvoljeni napon na ulazu DA1, DA2 ne veći od Upit / 2
Dozvoljeni parametri izlaznih tranzistora Q1, Q2:
Nas manji od 1,3V;
Uke manje od 40V;
Ik.max manje od 250mA
Preostali napon kolektor-emiter izlaznih tranzistora nije veći od 1,3V.
Potrošio sam mikrokolo - 10-12mA
Dozvoljena disipacija snage:
0,8W na temperaturi okoline +25C;
0,3W na temperaturi okoline +70C.
Frekvencija ugrađenog referentnog oscilatora nije veća od 100 kHz.
Predmetno mikrokolo spada na listu najčešćih i najčešće korištenih integriranih kola. elektronska kola. Njegov prethodnik je bila Unitrode UC38xx serija PWM kontrolera. 1999. godine ovu kompaniju je kupio Texas Instruments i od tada je počeo razvoj linije ovih kontrolera, što je dovelo do stvaranja početkom 2000-ih. Čipovi serije TL494. Pored već navedenih UPS-a, mogu se naći u DC regulatorima napona, u kontrolisanim pogonima, u uređajima meki start, - jednom riječju, gdje god se koristi PWM regulacija.
Među kompanijama koje su klonirale ovaj mikro krug, postoje svjetski poznati brendovi kao što su Motorola, Inc, International Rectifier, Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor. Svi oni daju detaljan opis svojih proizvoda, takozvani TL494CN datasheet.
Analiza opisa razmatranog tipa mikrokola iz različitih proizvođača pokazuje praktični identitet njegovih karakteristika. Količina informacija koju daju različite firme je skoro ista. Štaviše, TL494CN datasheet brendova kao što su Motorola, Inc i ON Semiconductor ponavljaju jedni druge u svojoj strukturi, slikama, tabelama i grafikonima. Prezentacija materijala od strane Texas Instruments je nešto drugačija od njih, međutim, pažljivim proučavanjem postaje jasno da se misli na identičan proizvod.
Tradicionalno, počet ćemo ga opisivati svrhom i listom internih uređaja. To je PWM kontroler fiksne frekvencije dizajniran prvenstveno za UPS aplikacije i sadrži sljedeće uređaje:
Kao i svaki drugi mikro krug, opis TL494CN mora sadržavati listu maksimalno dozvoljenih karakteristika performansi. Hajde da ih damo na osnovu podataka kompanije Motorola, Inc:
Treba napomenuti da je parametar 7 za TL494IN čip nešto širi: od -25 do +85 °S.
Opis zaključaka njegovog tijela na ruskom jeziku prikazan je na donjoj slici.
Mikrokolo je smješteno u plastično (ovo je označeno slovom N na kraju njegove oznake) 16-pinski paket sa pinama pdp tipa.
Njegov izgled je prikazan na fotografiji ispod.
Dakle, zadatak ovog mikrokola je pulsno-širinska modulacija (PWM, ili engleski Pulse Width Modulated (PWM)) naponskih impulsa generiranih unutar reguliranih i nereguliranih UPS-ova. U izvorima napajanja prvog tipa, raspon trajanja impulsa, u pravilu, dostiže maksimalnu moguću vrijednost (~ 48% za svaki izlaz u push-pull krugovima koji se široko koriste za napajanje audio pojačala u automobilu).
TL494CN čip ima ukupno 6 izlaznih pinova, od kojih su 4 (1, 2, 15, 16) ulazi za interne pojačivače grešaka koji se koriste za zaštitu UPS-a od strujnih i potencijalnih preopterećenja. Pin #4 je signalni ulaz od 0 do 3V za podešavanje radnog ciklusa izlaznog kvadratnog vala, a #3 je komparatorski izlaz i može se koristiti na nekoliko načina. Još 4 (brojevi 8, 9, 10, 11) su slobodni kolektori i emiteri tranzistora s maksimalnom dozvoljenom strujom opterećenja od 250 mA (u kontinuiranom načinu rada, ne više od 200 mA). Mogu se povezati u paru (9 sa 10, i 8 sa 11) za kontrolu moćnih terenskih uređaja sa maksimalno dozvoljenom strujom od 500 mA (ne više od 400 mA u kontinuiranom režimu).
Koja je unutrašnja struktura TL494CN? Njegov dijagram je prikazan na donjoj slici.
Mikrokolo ima ugrađen izvor referentnog napona (ION) +5 V (br. 14). Obično se koristi kao referentni napon (sa preciznošću od ± 1%) koji se primjenjuje na ulaze kola koja ne troše više od 10 mA, na primjer, na pin 13 po izboru jedno- ili dvociklusnog rada uređaja. mikro krug: ako je prisutno +5 V, odabire se drugi način rada, ako je na njemu minus napon napajanja - prvi.
Za podešavanje frekvencije generatora napona pilastih zubaca (GPN), koriste se kondenzator i otpornik, spojeni na pinove 5 i 6, respektivno. I, naravno, mikrokolo ima terminale za povezivanje plus i minus izvora napajanja (brojevi 12 i 7, respektivno) u rasponu od 7 do 42 V.
Iz dijagrama se može vidjeti da u TL494CN postoji niz internih uređaja. Opis na ruskom funkcionalna namjena biće dato kasnije u prezentaciji materijala.
Kao i svaki drugi elektronski uređaj. Mikrokolo u pitanju ima svoje ulaze i izlaze. Počećemo sa prvim. Lista ovih TL494CN pinova je već data gore. Opis njihove funkcionalne svrhe na ruskom jeziku bit će dat u nastavku s detaljnim objašnjenjima.
Zaključak 1
Ovo je pozitivan (neinvertujući) ulaz pojačavača greške 1. Ako je napon na njemu niži od napona na pinu 2, izlaz pojačavača greške 1 će biti nizak. Ako je veći nego na pinu 2, signal pojačavača greške 1 će postati visok. Izlaz pojačala u suštini replicira pozitivni ulaz koristeći pin 2 kao referencu. Funkcije pojačivača greške će biti detaljnije opisane u nastavku.
Zaključak 2
Ovo je negativni (invertujući) ulaz pojačala greške 1. Ako je ovaj pin viši od pina 1, izlaz pojačavača greške 1 će biti nizak. Ako je napon na ovom pinu niži od napona na pinu 1, izlaz pojačala će biti visok.
Zaključak 15
Radi potpuno isto kao i broj 2. Često se drugo pojačalo greške ne koristi u TL494CN. U ovom slučaju, njegovo sklopno kolo sadrži pin 15 jednostavno spojen na 14. (referentni napon +5 V).
Zaključak 16
Radi isto kao i broj 1. Obično je povezan na zajednički broj 7 kada se ne koristi drugo pojačalo greške. Sa pin 15 spojenim na +5V i #16 spojenim na zajednički, izlaz drugog pojačala je nizak i stoga nema utjecaja na rad čipa.
Zaključak 3
Ovaj pin i svako interno TL494CN pojačalo su diodno spregnuti. Ako se signal na izlazu bilo kojeg od njih promijeni iz niskog u visoki, onda na broju 3 on također postaje visok. Kada signal na ovom pinu pređe 3,3V, izlazni impulsi se isključuju (nulti radni ciklus). Kada je napon na njemu blizu 0 V, trajanje impulsa je maksimalno. Između 0 i 3.3V, širina impulsa je između 50% i 0% (za svaki od izlaza PWM kontrolera - na pinovima 9 i 10 na većini uređaja).
Ako je potrebno, pin 3 se može koristiti kao ulazni signal, ili se može koristiti za obezbjeđivanje prigušenja brzine promjene širine impulsa. Ako je napon na njemu visok (> ~ 3,5 V), nema načina da se pokrene UPS na PWM kontroleru (neće biti impulsa iz njega).
Zaključak 4
Kontroliše radni ciklus izlaznih impulsa (eng. Dead-Time Control). Ako je napon na njemu blizu 0 V, mikrokolo će moći da izbaci i najmanju moguću i maksimalnu širinu impulsa (kako je određeno drugim ulaznim signalima). Ako je napon od oko 1,5 V primijenjen na ovaj pin, širina izlaznog impulsa će biti ograničena na 50% njegove maksimalne širine (ili ~25% radnog ciklusa za push-pull PWM kontroler). Ako je napon na njemu visok (> ~ 3.5V), ne postoji način da se pokrene UPS na TL494CN. Njegov sklopni krug često sadrži br. 4, spojen direktno na uzemljenje.
Zaključak 5
Služi za spajanje vremenskog kondenzatora Ct, a njegov drugi kontakt je spojen na masu. Vrijednosti kapacitivnosti su obično 0,01 μF do 0,1 μF. Promjene vrijednosti ove komponente dovode do promjene frekvencije GPN-a i izlaznih impulsa PWM kontrolera. Obično se ovdje koriste kondenzatori. Visoka kvaliteta sa vrlo niskim temperaturnim koeficijentom (sa vrlo malom promjenom kapacitivnosti s temperaturom).
Zaključak 6
Za povezivanje otpornika za podešavanje vremena Rt, a njegov drugi kontakt spojen je na masu. Vrijednosti Rt i Ct određuju frekvenciju FPG-a.
Zaključak 7
Povezuje se na zajedničku žicu kruga uređaja na PWM kontroleru.
Zaključak 12
Označen je slovima VCC. Na njega je spojen "plus" napajanja TL494CN. Njegov sklopni krug obično sadrži br. 12 spojen na prekidač napajanja. Mnogi UPS-ovi koriste ovaj pin za uključivanje i isključivanje napajanja (i samog UPS-a). Ako ima +12 V i broj 7 je uzemljen, GPN i ION čipovi će raditi.
Zaključak 13
Ovo je ulaz za način rada. Njegov rad je opisan gore.
Oni su također gore navedeni za TL494CN. Opis njihove funkcionalne svrhe na ruskom jeziku bit će dat u nastavku s detaljnim objašnjenjima.
Zaključak 8
Na ovom čipu se nalaze 2 npn tranzistora koji su njegovi izlazni ključevi. Ovaj pin je kolektor tranzistora 1, obično spojen na izvor jednosmjernog napona (12 V). Ipak, u krugovima nekih uređaja koristi se kao izlaz, a na njemu se vidi meandar (kao i na br. 11).
Zaključak 9
Ovo je emiter tranzistora 1. On pokreće tranzistor snage UPS-a (efekt polja u većini slučajeva) u push-pull kolu, bilo direktno ili preko međutranzistora.
Zaključak 10
Ovo je emiter tranzistora 2. U jednom ciklusu rada, signal na njemu je isti kao na br. 9. U push-pull modu, signali na br. 9 i 10 su van faze, tj. nivo signala je visok na jednom, nizak na drugom, i obrnuto. U većini uređaja, signali iz emitera izlaznih tranzistorskih prekidača dotičnog mikrokola pokreću moćne tranzistore sa efektom polja, koji se dovode u ON stanje kada je napon na pinovima 9 i 10 visok (iznad ~3,5 V, ali ne odnosi se na nivo od 3,3 V na br. 3 i 4).
Zaključak 11
Ovo je kolektor tranzistora 2, obično spojen na izvor istosmjernog napona (+12 V).
Zaključak 14
Ovo je ION izlaz, također gore opisan.
Kako radi TL494CN čip? Daćemo opis redosleda njegovog rada na osnovu materijala kompanije Motorola, Inc. Izlaz modulacije širine impulsa se postiže poređenjem pozitivnog pilastog signala iz kondenzatora Ct sa bilo kojim od dva kontrolna signala. Izlazni tranzistori Q1 i Q2 su NITI otvoreni da bi ih otvorili samo kada ulaz takta okidača (C1) (pogledajte dijagram funkcije TL494CN) padne na nisko.
Dakle, ako je nivo logičke jedinice na ulazu C1 okidača, tada su izlazni tranzistori zatvoreni u oba načina rada: jednociklični i push-pull. Ako je signal prisutan na ovom ulazu, tada u push-pull modu, tranzistor se otvara jedan po jedan po dolasku prekida impulsa takta na okidač. U režimu jednog ciklusa, okidač se ne koristi, a oba izlazna ključa se otvaraju sinhrono.
Ovo otvoreno stanje (u oba načina) moguće je samo u onom dijelu FPV perioda kada je napon pilasti veći od kontrolnih signala. Dakle, povećanje ili smanjenje veličine kontrolnog signala uzrokuje, odnosno, linearno povećanje ili smanjenje širine naponskih impulsa na izlazima mikrokruga.
Napon sa pina 4 (kontrola mrtvog vremena), ulaz pojačala greške ili ulaz signala može se koristiti kao kontrolni signali. povratne informacije iz izlaza 3.
Prije bilo kakvog koristan uređaj, preporučuje se da proučite kako TL494CN radi. Kako provjeriti njegove performanse?
Uzmite svoju matičnu ploču, montirajte čip na nju i povežite žice prema dijagramu ispod.
Ako je sve ispravno spojeno, krug će raditi. Ostavite igle 3 i 4 neslobodne. Upotrijebite svoj osciloskop da provjerite rad FPV-a - trebali biste vidjeti pilasti napon na pinu 6. Izlazi će biti nula. Kako odrediti njihove performanse u TL494CN. Može se provjeriti na sljedeći način:
Izlaz TL494CN je prilično niska struja, a vi sigurno želite više snage. Stoga moramo dodati neke moćne tranzistore. Najlakši za korištenje (i vrlo lako nabaviti - sa stare matične ploče računala) su n-kanalni MOSFET-i za napajanje. Istovremeno, moramo invertirati izlaz TL494CN, jer ako na njega povežemo n-kanalni MOSFET, tada će u nedostatku impulsa na izlazu mikrokola biti otvoren za DC protok. Kad može jednostavno izgorjeti... Tako da izvadimo univerzalni npn tranzistor i spojimo ga prema dijagramu ispod.
MOSFET snage u ovom kolu je pasivno kontrolisan. Ovo nije baš dobro, ali za potrebe testiranja i male snage sasvim je prikladno. R1 u kolu je opterećenje npn tranzistora. Odaberite ga prema maksimalnoj dozvoljenoj struji njegovog kolektora. R2 predstavlja opterećenje našeg stepena snage. U narednim eksperimentima bit će zamijenjen transformatorom.
Ako sada osciloskopom pogledamo signal na pin 6 mikrokola, vidjet ćemo "testeru". Na broju 8 (K1) i dalje se mogu vidjeti pravokutni impulsi, a na odvodu MOSFET-a impulsi su istog oblika, ali veći.
Hajde sada da podignemo napon sa TL494CN. Dijagram uključivanja i ožičenja je isti - na matičnoj ploči. Naravno, ne možete dobiti dovoljno visok napon na njemu, pogotovo jer nema hladnjaka na energetskim MOSFET-ima. Ipak, spojite mali transformator na izlazni stepen prema ovom dijagramu.
Primarni namotaj transformatora sadrži 10 zavoja. Sekundarni namotaj sadrži oko 100 zavoja. Dakle, omjer transformacije je 10. Ako primijenite 10V na primarnu, trebali biste dobiti oko 100V na izlazu. Jezgro je napravljeno od ferita. Možete koristiti jezgro srednje veličine iz transformatora napajanja računara.
Budite oprezni, izlaz transformatora je visokog napona. Struja je veoma mala i neće vas ubiti. Ali možete dobiti dobar pogodak. Još jedna opasnost je da ako stavite veliki kondenzator na izlaz, on će pohraniti mnogo naboja. Stoga, nakon isključivanja kruga, treba ga isprazniti.
Na izlazu kruga možete uključiti bilo koji indikator poput sijalice, kao na slici ispod.
Radi na istosmjernom naponu i potrebno mu je oko 160V da upali. (Napajanje cijelog uređaja je oko 15 V - red veličine niže.)
Izlazni krug transformatora se široko koristi u bilo kojem UPS-u, uključujući i PC napajanje. Kod ovih uređaja prvi transformator, povezan preko tranzistorskih sklopki na izlaze PWM kontrolera, služi za niskonaponski dio kola, uključujući i TL494CN, iz njegovog visokonaponskog dijela koji sadrži mrežni naponski transformator.
U pravilu, u malim elektroničkim uređajima domaće izrade, napajanje se osigurava tipičnim PC UPS-om, napravljenim na TL494CN. Krug napajanja računara je dobro poznat, a sami blokovi su lako dostupni, jer se milioni starih računara godišnje odlažu ili prodaju za rezervne delove. Ali po pravilu, ovi UPS-ovi ne proizvode napone veće od 12 V. Ovo je premalo za frekventni pretvarač. Naravno, može se pokušati koristiti prenaponski PC UPS za 25V, ali će ga biti teško pronaći, a previše snage će se rasipati na 5V u logičkim elementima.
Međutim, na TL494 (ili analognim) možete izgraditi bilo koja kola s pristupom povećanoj snazi i naponu. Koristeći tipične dijelove iz PC UPS-a i moćne MOSFET-ove sa matične ploče, možete napraviti PWM regulator napona na TL494CN. Krug pretvarača je prikazan na donjoj slici.
Na njemu možete vidjeti sklop za uključivanje mikrokola i izlaznog stupnja na dva tranzistora: univerzalni npn- i moćni MOS.
Glavni dijelovi: T1, Q1, L1, D1. Bipolarni T1 se koristi za pogon snažnog MOSFET-a povezanog na pojednostavljen način, tzv. "pasivno". L1 je induktor od starog HP štampača (oko 50 okreta, 1 cm visok, 0,5 cm širok sa namotajima, otvorena prigušnica). D1 je s drugog uređaja. TL494 je ožičen na alternativni način gore navedenom, iako se može koristiti i jedno i drugo.
C8 je mali kapacitet, da bi se spriječio efekat buke koji ulazi u ulaz pojačala greške, vrijednost od 0,01uF će biti manje-više normalna. Veće vrijednosti će usporiti podešavanje potrebnog napona.
C6 je još manji kondenzator i koristi se za filtriranje visokofrekventnog šuma. Kapacitet mu je do nekoliko stotina pikofarada.
PRINCIP RADA TL494
NA PRIMJERU AUTOMOBILSKIH KONVERTORA NAPONA
TL494 je zapravo već legendarno mikrokolo za prebacivanje napajanja. Neki bi, naravno, mogli prigovoriti da već sada postoje noviji, napredniji PWM kontroleri i koja je svrha petljati se sa ovim smećem. Lično, mogu reći samo jedno o ovome - Lav Tolstoj je pisao općenito rukom i onako kako je pisao! Ali prisustvo dvije hiljade trinaeste riječi na vašem računaru nije nikoga podstaklo da napiše barem normalnu priču. Pa dobro, ko je zainteresovan da traži dalje, ko nije - svaka cast!
Želim odmah da rezervišem - razgovaraćemo o TL494 proizvođača Texas Instruments. Činjenica je da ovaj kontroler ima velika količina analogi proizvedeni u različitim tvornicama, i iako je njihov blok dijagram VRLO sličan, oni još uvijek nisu potpuno ista mikro kola - čak i pojačala greške na različitim mikro krugovima imaju različite koeficijente pojačanja s istim pasivnim cijevima. Dakle, nakon zamjene UVIJEK dvaput provjerite parametre napajanja koje se popravlja - lično sam nagazio na ovu grabulju.
Pa, to je bila izreka, i tu počinje bajka. Evo blok dijagrama TL494 upravo iz Texas Instrumentsa. Ako bolje pogledate, u njemu nema toliko punjenja, međutim, upravo je ova kombinacija funkcionalnih jedinica omogućila ovom kontroleru da stekne ogromnu popularnost po cijeni od penija.
Mikro kola se proizvode kako u konvencionalnim DIP paketima tako iu planarnim za površinsku montažu. Pinout je isti u oba slučaja. Lično, zbog svoje sljepoće, radije radim na starinski način - obični otpornici, DIP paketi itd.
Napajamo napon na sedmi i dvanaesti izlaz, na sedmi MINUS, dobro, ili COMMON, na dvanaesti PLUS. Raspon napona napajanja je prilično velik - od pet do četrdeset volti. Radi jasnoće, mikrokolo je povezano s pasivnim elementima, koji postavljaju načine njegovog rada. Pa, šta je namijenjeno za ono što će biti jasno kada se mikrokolo pokrene. Da, da, upravo početak, pošto mikrokolo ne počinje raditi odmah kada se uključi napajanje. Pa, prvo prvo.
Dakle, kada je napajanje priključeno, naravno, napon se neće odmah pojaviti na dvanaestom izlazu TL494 - trebat će neko vrijeme da se napune kondenzatori filtera za napajanje i snaga stvarnog izvora napajanja, naravno , nije beskonačan. Da, ovaj proces je prilično kratkotrajan, ali i dalje postoji - napon napajanja se povećava od nule do nominalne vrijednosti tokom određenog vremenskog perioda. Recimo da imamo nominalni napon napajanja od 15 volti i da smo ga primijenili na kontrolnu ploču.
Napon na izlazu stabilizatora DA6 bit će gotovo jednak naponu napajanja cijelog mikrokola sve dok glavno napajanje ne dostigne stabilizacijski napon. Dok je ispod 3,5 volti, izlaz DA7 komparatora će biti na nivou logičke jedan, budući da ovaj komparator prati vrijednost internog referentnog napona napajanja. Ova logička jedinica se dovodi do logičkog elementa ILI DD1. Princip rada logičkog elementa ILI je da ako barem jedan njegov ulaz ima logičku jedinicu, izlaz će biti jedan, tj. ako je jedinica na prvom ulazu ILI na drugom, ILI na trećem ILI na četvrtom, onda će izlaz DD1 biti jedan i šta će se dogoditi na drugim ulazima nije bitno. Dakle, ako je napon napajanja ispod 3,5 volti, DA7 dalje blokira prolaz taktnog signala i ništa se ne događa na izlazima mikrokola - nema kontrolnih impulsa.
Međutim, čim napon napajanja prijeđe 3,5 volti, napon na invertirajućem ulazu postaje veći nego na neinvertirajućem i komparator mijenja svoj izlazni napon na logičku nulu, čime se uklanja prvi stepen blokiranja.
Drugi stepen blokiranja kontroliše komparator DA5, koji prati napon napajanja, odnosno njegovu vrijednost od 5 volti, budući da unutrašnji DA6 stabilizator ne može proizvesti napon veći od napona na svom ulazu. Čim napon napajanja prijeđe 5 volti, on će postati veći na invertirajućem ulazu DA5, budući da je na neinvertirajućem ulazu ograničen naponom stabilizacije zener diode VDvn5. Napon na izlazu komparatora DA5 postat će jednak logičkoj nuli i dolaskom do ulaza DD1, drugi stupanj blokiranja se uklanja.
Interni referentni napon od 5 volti se također koristi unutar mikrokola i izlazi van njega preko pina 14. Unutrašnja upotreba osigurava stabilan rad internih komparatora DA3 i DA4, budući da ovi komparatori formiraju kontrolne impulse na osnovu veličine generiranog napona u obliku zubaca. generatorom G1.
Bolje je po redu. Mikrokrug ima generator pile, čija frekvencija ovisi o vremenskom kondenzatoru C3 i otporniku R13. Štoviše, R13 ne sudjeluje direktno u formiranju pile, već služi kao regulacijski element generatora struje, koji puni kondenzator C3. Dakle, smanjenjem vrijednosti R13, struja punjenja se povećava, kondenzator se puni brže i, u skladu s tim, frekvencija sata se povećava, a amplituda formirane pile je očuvana.
Zatim pila ulazi u invertirajući ulaz DA3 komparatora. Na čijem se neinvertirajućem ulazu nalazi referentni napon od 0,12 volti. Ovo samo odgovara pet posto ukupnog trajanja pulsa. Drugim riječima, bez obzira na frekvenciju, logička jedinica se pojavljuje na izlazu komparatora DA3 za točno pet posto trajanja cjelokupnog kontrolnog impulsa, čime se blokira DD1 element i osigurava vrijeme pauze između prebacivanja tranzistora izlaznog stupnja. mikrokola. Ovo nije baš zgodno - ako se frekvencija promijeni tokom rada, tada treba uzeti u obzir vrijeme pauze za maksimalnu frekvenciju, jer će samo vrijeme pauze biti minimalno. Međutim, ovaj problem se rješava prilično lako, ako se poveća vrijednost referentnog napona od 0,12 volti, u skladu s tim će se povećati i trajanje pauza. Ovo se može postići sastavljanjem djelitelja napona na otpornicima ili korištenjem diode s malim padom napona na spoju.
Pila iz generatora također ulazi u DA4 komparator, koji upoređuje svoju vrijednost sa naponom koji stvaraju pojačivači greške na DA1 i DA2. Ako je vrijednost napona iz pojačivača greške ispod amplitude pilastog napona, tada upravljački impulsi prolaze bez promjene u oblikovnik, ali ako postoji napon na izlazima pojačivača greške i on je veći minimalna vrijednost i manji od maksimalnog napona testere, onda kada napon testere dostigne nivo napona iz pojačivača greške, komparator DA4 generiše nivo logičke jedinice i isključuje kontrolni impuls koji ide na DD1.
Nakon DD1, postoji inverter DD2, koji formira prednje strane za D-flip-flop DD3 koji radi na prednjoj strani. Okidač, pak, dijeli signal takta na dva i naizmenično omogućava rad AND elemenata.Suština rada AND elemenata je da se logička jedinica pojavljuje na izlazu elementa samo ako postoji logička jedinica. na svom jednom ulazu I preostali ulazi će također predstavljati logičku jedinicu. Drugi izlazi ovih I logičkih elemenata su međusobno povezani i dovedeni do trinaestog izlaza, koji se može koristiti za eksterno omogućavanje rada mikrokola.
Nakon DD4, DD5 postoji par ILI-NE elemenata. Ovo je poznati element ILI, samo je njegov izlazni napon invertiran, tj. Nije istina. Drugim riječima, ako barem jedan od ulaza elementa ima logičku jedinicu, onda njegov izlaz NEĆE biti jedan, tj. nula. A da bi se logička jedinica pojavila na izlazu elementa, logička nula mora biti prisutna na oba njegova ulaza.
Drugi ulazi elemenata DD6 i DD7 su povezani i povezani direktno na izlaz DD1, koji blokira elemente dok je na izlazu DD1 prisutna logička jedinica.
Sa izlaza DD6 i DD7 upravljački impulsi ulaze u bazu tranzistora izlaznog stepena PWM kontrolera. Štaviše, samo mikrokolo koristi samo baze, dok su kolektori i emiteri uklonjeni iz mikrokola i korisnik ih može koristiti po svom nahođenju. Na primjer, povezivanjem emitera na zajedničku žicu i povezivanjem namotaja odgovarajućeg transformatora na kolektore, možemo direktno upravljati energetskim tranzistorima pomoću mikrokola.
Ako su kolektori tranzistora izlaznog stupnja spojeni na napon napajanja, a emiteri su opterećeni otpornicima, tada dobijamo kontrolne impulse za direktno upravljanje kapijama tranzistora snage, naravno, ne baš jakih - struju kolektora tranzistori izlaznog stupnja ne bi trebali prelaziti 250 mA.
Možemo koristiti i TL494 za kontrolu jednostranih pretvarača spajanjem kolektora i emitera tranzistora zajedno. Preklopni stabilizatori se također mogu napraviti pomoću ovog kola - fiksno vrijeme pauze neće dozvoliti magnetiziranje induktivnosti, ali se također može koristiti kao višekanalni stabilizator.
Sada nekoliko riječi o sklopnom krugu i vezivanju PWM kontrolera TL494. Radi veće jasnoće, uzmimo nekoliko šema s interneta i pokušajmo ih shvatiti.
ŠEME AUTOMOBILNIH PRETVARAČA NAPONA
KORIŠTENJEM TL494
Za početak ćemo analizirati automobilske pretvarače. Dijagrami su uzeti KAKVI JESU, pa ću dozvoliti, pored objašnjenja, da naglasim neke nijanse koje bih uradio drugačije.
Dakle, shema broj 1. Automobilski pretvarač napona sa stabiliziranim izlaznim naponom, a stabilizacija se provodi indirektno - ne kontrolira se izlazni napon pretvarača, već napon na dodatnom namotu. Naravno, izlazni naponi transformatora su međusobno povezani, stoga povećanje opterećenja na jednom od namotaja uzrokuje pad napona ne samo na njemu, već i na svim namotajima koji su namotani na istoj jezgri. Napon na dodatnom namotu se ispravlja diodnim mostom, prolazi kroz atenuator na otporniku R20, izravnava se kondenzatorom C5 i kroz otpornik R21 dolazi do prvog kraka mikrokola. Prisjećamo se blok dijagrama i vidimo da je prvi izlaz koji imamo neinvertirajući ulaz pojačavača greške. Drugi izlaz je invertujući ulaz, preko kojeg se uvodi negativna povratna sprega sa izlaza pojačivača greške (pin 3) kroz otpornik R2. Obično se kondenzator od 10 ... 47 nanofarada postavlja paralelno s ovim otpornikom - to donekle usporava brzinu reakcije pojačala greške, ali istovremeno značajno povećava stabilnost njegovog rada i potpuno eliminira efekat prekoračenja .
Prekoračenje - prejaka reakcija regulatora na promjenu opterećenja i vjerojatnost oscilatornog procesa. Vratit ćemo se na ovaj efekat kada u potpunosti razumijemo sve procese u ovom kolu, pa se vraćamo na pin 2, koji je predodređen od pina 14, koji je izlaz unutrašnjeg stabilizatora na 5 volti. To je učinjeno radi ispravnijeg rada pojačala greške - pojačalo ima unipolarni napon napajanja i prilično mu je teško raditi s naponima blizu nule. Stoga se u takvim slučajevima formiraju dodatni naponi kako bi se pojačalo prebacilo u režime rada.
Između ostalog, stabilizirani napon od 5 volti koristi se za formiranje "mekog" pokretanja - kroz kondenzator C1, dovodi se do 4. pina mikrokruga. Podsjećam da vrijeme pauze između kontrolnih impulsa ovisi o naponu na ovom pinu. Iz ovoga nije teško zaključiti da će, dok se kondenzator C1 prazni, vrijeme pauze biti toliko dugo da će premašiti trajanje samih kontrolnih impulsa. Međutim, kako se kondenzator puni, napon na četvrtom izlazu će se početi smanjivati, smanjujući vrijeme pauze. Trajanje kontrolnih impulsa će početi da raste sve dok ne dostigne vrednost od 5%. Ovo rješenje sklopa omogućava vam da ograničite struju kroz tranzistore snage za vrijeme punjenja sekundarnih energetskih kondenzatora i eliminiše preopterećenje stepena napajanja, budući da se efektivna vrijednost izlaznog napona postepeno povećava.
Osmi i jedanaesti izlaz mikrokola su spojeni na napon napajanja, stoga izlazni stepen radi kao emiterski sljedbenik, a kako jeste - deveti i deseti izlaz kroz otpornike za ograničavanje struje R6 i R7 spojeni su na otpornike R8 i R9, kao i na baze VT1 i VT2. Tako je pojačan izlazni stupanj kontrolera - otvaranje tranzistora snage se vrši preko otpornika R6 i R7, u seriji s kojima su diode VD2 i VD3 povezane, ali se zatvaranje, koje zahtijeva mnogo više energije, događa korištenjem VT1 i VT2, uključeni kao emiterski sljedbenici, ali pružaju visoku struju upravo kada se na gejtovima formira nulti napon.
Zatim, imamo 4 tranzistora snage u ruci, spojena paralelno, da dobijemo više struje. Iskreno govoreći, upotreba ovih tranzistora izaziva određenu neugodnost. Najvjerovatnije ih je autor ove sheme jednostavno imao na raspolaganju i odlučio ih je priložiti. Činjenica je da IRF540 ima maksimalnu struju od 23 ampera, energija pohranjena u gejtovima je 65 nanokulona, a najpopularniji IRFZ44 tranzistori imaju maksimalnu struju od 49 ampera, dok je energija gejta 63 nanokulona. Drugim riječima, korištenjem dva para IRFZ44 dobivamo malo povećanje maksimalne struje i dvostruko smanjenje opterećenja na izlaznom stupnju mikrokola, što samo povećava pouzdanost ovog dizajna u smislu parametara. A formulu "Manje dijelova - više pouzdanosti" niko nije otkazao.
Naravno, tranzistori snage moraju biti iz iste serije, jer se u ovom slučaju smanjuje širenje parametara između tranzistora povezanih paralelno. U idealnom slučaju, naravno, bolje je odabrati tranzistore po pojačanju, ali ova mogućnost se ne događa uvijek, ali bi u svakom slučaju trebalo biti moguće kupiti tranzistore iste serije.
Paralelno sa tranzistorima snage su serijski povezani otpornici R18, R22 i kondenzatori C3, C12. To su prigušivači koji su dizajnirani da potiskuju samoindukcijske impulse koji se neizbježno javljaju kada se pravokutni impulsi primjenjuju na induktivno opterećenje. Uz to, stvar se pogoršava pulsno-širinskom modulacijom. Ovdje se vrijedi zaustaviti detaljnije.
Dok je energetski tranzistor otvoren, struja teče kroz namotaj, a struja se cijelo vrijeme povećava i uzrokuje povećanje magnetskog polja čija se energija prenosi na sekundarni namotaj. Ali čim se tranzistor zatvori, struja prestaje teći kroz namotaj i magnetsko polje počinje da se uvija, uzrokujući pojavu napona obrnutog polariteta. Zbrajajući već postojeći napon, pojavljuje se kratak impuls čija amplituda može premašiti inicijalno primijenjeni napon. To uzrokuje nalet struje, uzrokujući drugu promjenu polariteta napona izazvanu samoindukcijom, a sada samoindukcija smanjuje veličinu postojećeg napona, a čim struja postane manja, polaritet sopstva -indukcijski puls se ponovo mijenja. Ovaj proces ima prigušeni karakter, međutim, vrijednosti struja i napona samoindukcije su direktno proporcionalne ukupnoj snazi energetski transformator.
Kao rezultat ovih zamaha, u trenutku zatvaranja prekidača za napajanje, na namotu transformatora se uočavaju udarni procesi i za njihovo suzbijanje se koriste snubers - otpor otpornika i kapacitivnost kondenzatora se biraju na način da potrebno je tačno onoliko vremena da se kondenzator napuni koliko je potrebno da se promijeni polaritet samoinduktivnog impulsnog transformatora.
Zašto se boriti protiv ovih impulsa? Sve je vrlo jednostavno - diode su ugrađene u moderne tranzistore snage, a pad napona koji imaju mnogo je veći od otpora uređaja otvorenog polja, a diode teško prolaze kada počnu gasiti samoindukcijske emisije na strujnim sabirnicama kroz sebe i u osnovi se griju kućišta energetskih tranzistora ne zato što se griju kristali spojeva tranzistora, već se griju unutrašnje diode. Ako uklonite diode, tada će obrnuti napon doslovno pri prvom impulsu ubiti tranzistor snage.
Ako pretvarač nije opremljen PWM stabilizacijom, tada je vrijeme samoinduktivnog klepetanja relativno kratko - tranzistor snage drugog kraka se ubrzo otvara i samoindukcija se guši niskim otporom otvorenog tranzistora.
Međutim, ako pretvarač ima PWM kontrolu izlaznog napona, tada pauze između otvaranja energetskih tranzistora postaju prilično duge i, prirodno, vrijeme samoinduktivnog klepetanja značajno se povećava, povećavajući zagrijavanje dioda unutar tranzistora. Iz tog razloga se prilikom stvaranja stabiliziranih izvora napajanja ne preporučuje postavljanje margine izlaznog napona veću od 25% - vrijeme pauze postaje predugo i to uzrokuje nerazumno povećanje temperature izlaznog stupnja čak i sa snubersom .
Iz istog razloga, velika većina tvorničkih automobilskih pojačala nema stabilizaciju, čak i ako se TL494 koristi kao kontroler - štede na području hladnjaka naponskog pretvarača.
Pa, sada kada se razmatraju glavni čvorovi, hajde da shvatimo kako PWM stabilizacija funkcionira. Na našem izlazu je deklarisan bipolarni napon od ± 60 volti. Iz onoga što je ranije rečeno, postaje jasno da sekundarni namotaj transformatora mora biti projektovan tako da isporučuje 60 volti plus 25% posto, tj. 60 plus 15 jednako je 75 volti. Međutim, da bi se dobila efektivna vrijednost od 60 volti, trajanje jednog polutalasa, odnosno jednog perioda konverzije, mora biti kraće za 25% od nominalne vrijednosti. Ne zaboravite da će u svakom slučaju vrijeme pauze između uključivanja također ometati, stoga će se 5% koje je uveo uređivač pauze automatski prekinuti, a naš kontrolni impuls mora biti smanjen za preostalih 20%.
Ova pauza između perioda konverzije će biti nadoknađena magnetskom energijom akumuliranom u induktoru sekundarnog filtera snage i akumuliranim nabojem u kondenzatorima. Istina, ne bih stavljao elektrolite ispred induktora, međutim, kao i svaki drugi kondenzator - bolje je staviti kondere nakon induktora i, osim elektrolita, naravno, ugraditi i filmske - oni bolje potiskuju impulsne udare i smetnje .
Stabilizacija izlaznog napona se provodi na sljedeći način. Iako nema opterećenja ili je vrlo mala, energija iz kondenzatora C8-C11 se gotovo ne troši i nije potrebno puno energije za njeno obnavljanje, a amplituda izlaznog napona iz sekundarnog namota bit će prilično velika. U skladu s tim, amplituda izlaznog napona iz dodatnog namotaja bit će velika. To će uzrokovati povećanje napona na prvom izlazu kontrolera, što će zauzvrat povećati izlazni napon pojačavača greške i trajanje kontrolnih impulsa će se smanjiti na takvu vrijednost da će se postići ravnoteža između snage troše i napajaju energetski transformator.
Čim potrošnja počne da raste, napon na dodatnom namotu se smanjuje i napon na izlazu pojačivača greške prirodno se smanjuje. To uzrokuje povećanje trajanja kontrolnih impulsa i povećanje energije koja se dovodi do transformatora. Trajanje impulsa se povećava sve dok se ponovo ne postigne ravnoteža potrošene i date energije. Ako se opterećenje smanji, ponovo dolazi do neravnoteže i regulator će sada morati smanjiti trajanje kontrolnih impulsa.
Ako su povratne vrijednosti pogrešno odabrane, može doći do efekta prekoračenja. Ovo se ne odnosi samo na TL494, već i na sve stabilizatore napona. U slučaju TL494, efekat prekoračenja se obično javlja u slučajevima kada nema lanaca koji usporavaju povratnu reakciju. Naravno, ne treba previše usporavati reakciju - može stradati koeficijent stabilizacije, međutim, prebrza reakcija nije dobra. A manifestuje se na sledeći način. Pretpostavimo da smo povećali opterećenje, napon počinje opadati, PWM kontroler pokušava vratiti ravnotežu, ali to čini prebrzo i povećava trajanje kontrolnih impulsa ne proporcionalno, već mnogo jače. U ovom slučaju, efektivna vrijednost napona naglo raste. Naravno, sada kontroler vidi da je napon veći od napona stabilizacije i naglo smanjuje trajanje impulsa, pokušavajući izbalansirati izlazni napon i referentni. Međutim, trajanje impulsa je postalo kraće nego što bi trebalo, a izlazni napon postaje mnogo manji nego što je potrebno. Regulator opet povećava trajanje impulsa, ali opet je pretjerao - napon se pokazao više nego što je potrebno i nema izbora nego smanjiti trajanje impulsa.
Dakle, na izlazu pretvarača se ne formira stabilizirani napon, već fluktuira za 20-40% postavljenog napona, kako u smjeru viška tako i u smjeru potcjenjivanja. Naravno, malo je vjerojatno da će se potrošačima svidjeti takva snaga, stoga, nakon sastavljanja bilo kojeg pretvarača, trebate ga provjeriti za brzinu reakcije na šantovima kako se ne biste odvojili od novosastavljenog plovila.
Sudeći po osiguraču, pretvarač je prilično moćan, ali u ovom slučaju kapaciteti C7 i C8 očito nisu dovoljni, treba ih dodati još najmanje tri. Dioda VD1 služi za zaštitu od promjene polariteta, a ako se to dogodi, malo je vjerojatno da će preživjeti - nije tako lako pregorjeti osigurač za 30-40 ampera.
Pa, na kraju, ostaje dodati da ovaj pretvarač nije opremljen stenbay sistemom, tj. kada je priključen na napon napajanja, počinje odmah i može se zaustaviti samo isključivanjem struje. Ovo nije baš zgodno - potreban vam je prilično moćan prekidač.
Automobilski pretvarač napona broj 2, također ima stabiliziran izlazni napon, o čemu svjedoči prisustvo optokaplera, čija je LED dioda spojena na izlazni napon. Štaviše, povezan je preko TL431, što značajno povećava preciznost održavanja izlaznog napona. Fototranzistor optokaplera je takođe povezan na stabilizovani napon preko druge mikruhe TL431. Suština ovog stabilizatora mi je lično izmakla - u mikrokrumu ima stabilizovanih pet volti i čini se da nema smisla stavljati dodatni stabilizator. Emiter fototranzistora ide na neinvertujući ulaz pojačavača greške (pin 1). Pojačavač greške je pokriven negativnom povratnom spregom, a za usporavanje njegove reakcije uvodi se otpornik R10, kondenzator C2.
Drugo pojačalo greške koristi se za prisilno zaustavljanje pretvarača u nestandardnoj situaciji - ako je napon na šesnaestom pinu veći od onog koji stvaraju razdjelnici R13 i R16, a to je oko dva i pol volta, kontroler će početi da smanjuje trajanje kontrolnih impulsa do njihovog potpunog nestanka.
Meki start je organiziran na isti način kao u prethodnom krugu - kroz formiranje vremena pauze, iako je kapacitet kondenzatora C3 nešto mali - stavio bih ga tamo na 4,7 ... 10 mikrofarada.
Izlazni stupanj mikrokola radi u režimu emiterskog sljedbenika, punopravni dodatni emiterski sljedbenik na VT1-VT4 tranzistorima koristi se za pojačavanje struje, koja se zauzvrat opterećuje na vratima radnika na polju snage, iako bih smanjio ocjene R22-R25 do 22 ... 33 Ohm. Slijede snuberi i energetski transformator, nakon čega diodni most i filter za izravnavanje. Filter u ovom krugu je napravljen ispravnije - nalazi se na istoj jezgri i sadrži isti broj zavoja. Ovo uključivanje pruža maksimalno moguće filtriranje, budući da se suprotna magnetna polja međusobno poništavaju.
Stenby način rada organiziran je na VT9 tranzistoru i releju K1, čiji kontakti napajaju samo kontroler. Dio napajanja je stalno priključen na napon napajanja, a dok se ne pojave kontrolni impulsi iz kontrolera, tranzistori VT5-VT8 će biti zatvoreni.
HL1 LED pokazuje da je kontroler napajan.
Sljedeći dijagram... Sljedeći dijagram je... Ovo je treća verzija automobilskog pretvarača napona ali hajde da to ispravimo...
Počnimo s glavnim razlikama od tradicionalnih opcija, naime korištenjem drajvera polumosta u automobilskom pretvaraču. Pa, još uvijek se nekako možete pomiriti s ovim - unutar mikro kruga postoje 4 tranzistora s dobrom brzinom otvaranja-zatvaranja, pa čak i oni od dva ampera. Nakon odgovarajuće veze, može se prebaciti u Push-Pull način rada, međutim, mikrokolo ne invertuje izlazni signal, a upravljački impulsi se na njegove ulaze dovode iz kolektora kontrolera, dakle, čim kontroler daje pauzu između kontrolnih impulsa, nivoa koji odgovaraju logičkim jedinicama, tj. blizu napona napajanja. Nakon prolaska Irke, impulsi će biti dovedeni do kapija tranzistora snage, koji će se sigurno otvoriti. I jedno i drugo... Istovremeno. Naravno, razumijem da možda neće uspjeti srušiti tranzistore FB180SA10 prvi put - svejedno, morat će se razviti 180 ampera, a pri takvim strujama staze obično počnu izgarati, ali ipak je nekako preteško . A cijena ovih tranzistora je više od hiljadu za jedan.
Sljedeći misteriozni trenutak je korištenje strujnog transformatora uključenog u primarnu strujnu sabirnicu, kroz koju teče jednosmjerna struja. Jasno je da će u ovom transformatoru i dalje biti nešto inducirano zbog promjene struje u trenutku prebacivanja, ali to ipak nekako nije sasvim točno. Ne, zaštita od preopterećenja će raditi, ali kako ispravno? Uostalom, izlaz strujnog transformatora je također dizajniran, blago rečeno, previše originalan - s povećanjem struje na pin 15, koji je invertni ulaz pojačala greške, napon koji formira otpornik R18 zajedno sa razdjelnik na R20 će se smanjiti. Naravno, smanjenje napona na ovom izlazu će uzrokovati povećanje napona iz pojačala greške, što će zauzvrat skratiti kontrolne impulse. Međutim, R18 je povezan direktno na primarnu magistralu napajanja i sav nered koji se dogodi na ovoj magistrali direktno će uticati na rad zaštite od preopterećenja.
Stabilizacija izlaznog napona je podešena... Pa, u principu, isto kao i rad energetske sekcije... Nakon pokretanja pretvarača, čim izlazni napon dostigne vrijednost na kojoj startuje optospojnik U1.2 LED da zablista, otvara se tranzistor optospojlera U1.1. Njegovo otvaranje uzrokuje smanjenje napona koji stvara razdjelnik na R10 i R11. Ovo zauzvrat uzrokuje pad izlaznog napona pojačala greške jer je ovaj napon povezan na neinvertirajući ulaz pojačala. Pa, budući da se napon smanjuje na izlazu pojačala greške, kontroler počinje povećavati trajanje impulsa, čime se povećava svjetlina LED-a optokaplera, što još više otvara fototranzistor i još više povećava trajanje impulsa. To se događa sve dok izlazni napon ne dostigne maksimalnu moguću vrijednost.
Općenito, shema je toliko originalna da se može dati samo neprijatelju na ponavljanje, a za ovaj grijeh vam je zagarantovana vječna muka u paklu. Ne znam ko je kriv... Lično sam stekao utisak da je to neko kursni rad, ili mozda diploma, ali ne zelim da verujem u to jer ako je objavljena znaci da je zasticena, a to govori da je kvalifikacija nastavnog kadra u mnogo gorem stanju nego sto sam mislio.. .
Četvrta verzija automobilskog pretvarača napona.
Neću to reći savršena opcija, ipak, svojedobno je učestvovao u razvoju ove šeme. Ovdje se odmah mali dio sedativa - petnaest i šesnaest zaključaka spajaju zajedno i spajaju na zajedničku žicu, iako logično, petnaesti zaključak treba povezati sa četrnaestim. Ipak, uzemljenje ulaza drugog pojačala greške nije ni na koji način utjecalo na performanse. Stoga, gdje spojiti petnaesti izlaz, prepuštam vama.
Izlaz unutrašnjeg stabilizatora na pet volti u ovom krugu se koristi vrlo intenzivno. Od pet volti formira se referentni napon s kojim će se uporediti izlazni napon. To se radi pomoću otpornika R8 i R2. Da bi se smanjilo talasanje referentnog napona, kondenzator C1 je spojen paralelno sa R2. Budući da su otpornici R8 i R2 isti, vrijednost referentnog napona je dva i po volta.
Takođe, pet volti se koristi za meki start - kondenzator C6 u trenutku uključivanja nakratko generiše pet volti na četvrtom izlazu kontrolera, tj. dok se puni, vrijeme prisilnih pauza između kontrolnih impulsa će se promijeniti od maksimalne do nominalne vrijednosti.
Istih pet volti spojeno je na kolektor fototranzistora optokaplera DA, a njegov emiter je preko malog razdjelnika na R5 i R4 spojen na neinvertirajući ulaz prvog pojačala greške - pin 1. Negativna povratna sprega je spojen na pin 2 sa izlaza pojačivača greške. Feedback ima kondenzator C2 koji usporava odziv kontrolera, čiji se kapacitet može kretati od deset nanofarada do šezdeset osam nanofarada.
Izlazni stepen kontrolera radi u repetitorskom režimu, a strujno pojačanje se vrši pomoću tranzistorskog drajverskog stepena na VT3-VT6. Naravno, snaga drajverske faze je dovoljna za upravljanje više od jednog para tranzistora snage, u stvari, ovo je bila opklada - u početku je ploča s kontrolerom napravljena odvojeno od dijela za napajanje, ali se na kraju ispostavilo da nije baš zgodno. Dakle, štampani provodnici su prebačeni na glavnu ploču, a transformatori, i naravno energetski tranzistori, već su varirani produžavanjem ploče.
Energetski transformator je povezan sa tranzistorima preko strujnog transformatora, koji je odgovoran za rad zaštite od preopterećenja. Snaberovi nisu instalirani u ovoj verziji - korišteni su ozbiljni radijatori.
Čim se na kontrolnom terminalu pojavi napon koji omogućava rad pretvarača, otvara se tranzistor VT2, koji zauzvrat dovodi VT1 u zasićenje. Na VT1 emiteru postoji napon od integralnog stabilizatora do 15, koji slobodno prolazi napon napajanja koji se napaja iz diode VD5, jer je manji od napona stabilizacije. Ova dioda se preko otpornika R28 napaja glavnim naponom napajanja od dvanaest volti. Otvaranje VT1 napaja regulator i tranzistore drajvera i pretvarač se pokreće. Čim se na energetskom transformatoru pojave impulsi, napon na njegovom namotu dostiže dvostruku vrijednost od glavnog napajanja i on se, prolazeći kroz diode VD4 i VD6, dovodi na ulaz stabilizatora na 15 volti. Dakle, nakon pokretanja pretvarača, kontroler se napaja iz već stabilizovanog napajanja. Ovo rješenje kola vam omogućava uštedu održivi rad pretvarač čak i kada ga napaja šest do sedam volti.
Stabilizacija izlaznog napona se vrši kontrolom sjaja LED diode DA optokaplera, čija je LED dioda spojena na nju preko otpornog razdjelnika. Štaviše, kontroliše se samo jedna ruka izlaznog napona. Stabilizacija drugog kraka se vrši putem magnetne spojnice koja se javlja u jezgri induktora L2 i L3, budući da je ovaj filter napravljen na jednom jezgru. Čim se poveća opterećenje na pozitivnoj strani izlaznog napona, jezgro se počinje magnetizirati i, kao rezultat toga, teže je negativnom naponu iz diodnog mosta doći do izlaza pretvarača, počinje negativni napon da padne, a LED dioda optokaplera reaguje na to, prisiljavajući kontroler da produži trajanje kontrolnih impulsa. Drugim riječima, induktor, osim funkcije filtriranja, ima ulogu induktora grupne stabilizacije i radi na isti način kao i kod kompjuterskih napajanja, stabilizirajući nekoliko izlaznih napona odjednom.
Zaštita od preopterećenja je malo gruba, ali i dalje prilično funkcionalna. Zaštitni prag se podešava otpornikom R26. Čim struja kroz tranzistore snage dostigne kritičnu vrijednost, napon iz strujnog transformatora otvara tiristor VS1 i on shuntuje upravljački napon sa upravljačkog terminala na masu, čime se uklanja napon napajanja iz kontrolera. Osim toga, ubrzano pražnjenje kondenzatora C7 događa se kroz otpornik R19, čiji je kapacitet još bolje smanjiti na 100 mikrofarada.
Za resetiranje aktivirane zaštite potrebno je ukloniti, a zatim ponovo staviti napon na upravljački terminal.
Još jedna karakteristika ovog pretvarača je upotreba kondenzatorsko-otpornog naponskog drajvera u vratima energetskih tranzistora. Ugradnjom ovih lanaca bilo je moguće postići negativan napon na vratima, koji je dizajniran da ubrza zatvaranje energetskih tranzistora. Međutim, ovaj način zatvaranja tranzistora nije doveo ni do povećanja efikasnosti niti do smanjenja temperature, čak ni uz korištenje snubera, te je napušteno - manje dijelova - veća pouzdanost.
Pa, zadnji peti automobilski pretvarač. Ova shema je logičan nastavak prethodne, ali opremljena dodatnim značajkama koje poboljšavaju njegova potrošačka svojstva. REM kontrolni napon se napaja preko termo osigurača KSD301 koji se može resetovati od 85 stepeni koji je montiran na hladnjak invertera. U idealnom slučaju, trebao bi postojati jedan radijator i za pojačalo snage i za pretvarač napona.
Ako su kontakti termičkog osigurača zatvoreni, tj. temperatura je manja od osamdeset pet stepeni, tada upravljački napon sa REM terminala otvara tranzistor VT14, koji zauzvrat otvara VT13 i dvanaest volti iz glavnog izvora napajanja ulazi u petnaest-voltni Krenka ulaz. Budući da je ulazni napon niži od KRENKA stabilizacijskog napona na njegovom izlazu, on će izgledati gotovo nepromijenjen - samo će pad u regulacionom tranzistoru donijeti mali pad. Iz Krenke se napajanje napaja na sam kontroler i tranzistori upravljačkog stupnja VT4-VT7. Čim unutrašnji pet-voltni stabilizator ispusti napon, kondenzator C6 će se početi puniti, smanjujući trajanje pauza između kontrolnih impulsa. Kontrolni impulsi će početi otvarati tranzistore snage na sekundarnim namotajima transformatora, oni će se pojaviti i početi povećavati efektivnu vrijednost sekundarnog napona. Iz prvog sekundarnog namota, napon od 24 volta kroz ispravljač sa središnjom točkom ići će na pozitivni terminal kondenzatora C18, a budući da je njegov napon veći od glavne dvanaestovoltne diode VD13, on će se zatvoriti i sada će kontroler će se napajati samim sekundarnim namotajem. Osim toga, dvadeset četiri volta je više od petnaest, stoga će se uključiti petnaest-voltni stabilizator i sada će se kontroler napajati stabiliziranim naponom.
Kako kontrolni impulsi rastu, efektivna vrijednost napona će se povećati i na drugom sekundarnom namotu, a čim dostigne vrijednost na kojoj LED dioda optokaplera DA počne svijetliti, fototranzistor će početi da se otvara i sistem će početi za postizanje stabilnog stanja - trajanje impulsa će prestati da raste, budući da je emiter fototranzistora povezan na izlaz pojačala greške kontrolera koji ne invertuje. Sa povećanjem opterećenja, izlazni napon će početi opadati, prirodno će se početi smanjivati svjetlina LED diode, napon na prvom izlazu kontrolera će se također smanjiti i kontroler će povećati trajanje impulsa tek toliko da se vrati ponovo osvetljenje LED-a.
Izlaznim naponom upravlja negativna ruka, a reakciju na promjene potrošnje u pozitivnom kraku vrši grupna stabilizacijska prigušnica L1. Da bi se ubrzao odziv kontroliranog napona, negativna ruka je dodatno opterećena otpornikom R38. Ovdje treba odmah napraviti rezervu - nije potrebno kačiti prevelike elektrolite na sekundarno napajanje - pri visokim frekvencijama konverzije oni su malo korisni, ali mogu značajno utjecati na ukupni koeficijent stabilizacije - tako da napon u pozitivnom kraku počinje rasti ako se opterećenje povećava, napon u negativnom ramenu također bi se trebao smanjiti. Ako potrošnja u negativnom kraku nije velika, a kapacitet kondenzatora je prilično velik C24, tada će se isprazniti prilično dugo i kontrola jednostavno neće imati vremena da prati da je napon pao na pozitivnom ruku.
Iz tog razloga se snažno preporučuje postavljanje ne više od 1000 uF po ramenu na samoj ploči pretvarača i 220 ... 470 uF svaki na pločama pojačala snage i ne više.
Nema dovoljno snage na vrhuncu zvučni signal morat će se kompenzirati ukupnom snagom transformatora.
Zaštita od preopterećenja se izvodi na strujnom transformatoru, napon iz kojeg se ispravlja diodama VD5 i VD6 i ulazi u regulator osjetljivosti R26. Dalje, prolazeći diodu VD4, koja je neka vrsta graničnika amplitude, napon ulazi u bazu tranzistora VT8. Kolektor ovog tranzistora spojen je na ulaz Schmidtovog okidača, montiranog na VT2-VT3, i čim se VT8 tranzistor otvori, zatvara VT3. Napon na kolektoru VT3 će se povećati i VT2 će se otvoriti, otvarajući VT1.
I okidač i VT1 se napajaju od pet-voltnog stabilizatora kontrolera, a kada se VT1 otvori, pet volti ulazi u šesnaesti izlaz kontrolera, naglo smanjujući trajanje kontrolnih impulsa. Također, pet volti kroz VD3 diodu ulazi u pin četiri, povećavajući vrijeme prinudnih pauza na maksimalnu moguću vrijednost, tj. kontrolni impulsi se skraćuju na dva načina odjednom - preko pojačivača greške koji nema negativnu povratnu spregu i radi kao komparator, smanjujući trajanje impulsa gotovo trenutno, i kroz oblikovnik trajanja pauze, koji će se sada kroz ispražnjeni kondenzator početi povećavati trajanje impulsa postupno i ako je opterećenje i dalje preveliko zaštita će ponovo raditi čim se VT8 otvori. Međutim, okidač na VT2-VT3 ima još jedan zadatak - prati vrijednost glavnog primarnog napona od 12 volti i čim on postane manji od 9-10 volti napaja se na VT3 bazu preko otpornika R21 i R22, pristranost neće biti dovoljno i VT3 će se zatvoriti, otvarajući VT2 i VT1. Regulator će se zaustaviti i sekundarno napajanje će biti izgubljeno.
Ovaj modul ostavlja priliku za pokretanje automobila, ako iznenada njegov vlasnik odluči da sluša muziku na automobilu koji ne radi, a također štiti pojačalo snage od iznenadnih padova napona u trenutku pokretanja automobila - pretvarač jednostavno čeka izvan trenutka kritične potrošnje, štiteći i pojačalo snage i vlastite prekidače za napajanje.
Nacrt štampane ploče ovog pretvarača, a postoje dve opcije - jedan i dva transformatora.
Zašto dva transformatora?
Za više snage. Činjenica je da je ukupna snaga transformatora u automobilskim pretvaračima ograničena naponom napajanja od dvanaest volti, što zahtijeva određeni iznos uključuje transformator. Prsten mora imati najmanje četiri zavoja u primarnom polunamotaju; za ferit u obliku slova W, broj zavoja se može smanjiti na tri.
Ovo ograničenje prvenstveno je posljedica činjenice da s manjim brojem zavoja, magnetsko polje već postaje neujednačeno i njegovi gubici su preveliki. To također znači da nije moguće preusmjeriti frekvenciju konverzije na više frekvencije - morat ćete smanjiti broj okreta, a to nije dozvoljeno.
Dakle, ispada da je ukupna snaga ograničena brojem zavoja primarnog namota i malim frekvencijskim opsegom konverzije - ne možete ići ispod 20 kHz - smetnje od pretvarača ne bi trebalo da budu u audio opsegu, jer uložit će sve napore da se čuje u zvučnicima.
Ne možete se podići ni iznad 40 kHz - broj zavoja primarnog namota postaje premali.
Ako želite da dobijete više snage, onda jedino rešenje ostaje - povećati broj transformatora i dva daleko je od maksimalnog mogućeg.
Ali ovdje se postavlja još jedno pitanje - kako pratiti sve transformatore? Ne želim ograđivati previše ozbiljno grupnu stabilizacijsku prigušnicu ili uvoditi određeni broj optokaplera. Stoga je jedini način kontrole serijski spoj sekundarnih namotaja. U ovom slučaju isključena su i izobličenja u potrošnji i mnogo je lakše kontrolirati izlazni napon, međutim, morat će se posvetiti maksimalna pažnja montaži i faziranju transformatora.
Sada malo o razlikama dijagram strujnog kola i naknade. Činjenica je da su na ovom principu naznačene samo najosnovnije tačke šeme, na štampanoj su elementi raspoređeni prema stvarnosti. Na primjer, na pločici nema filmskih kondenzatora za napajanje, ali su na ploči. Naravno, montažne rupe za njih su napravljene prema dimenzijama onih kondenzatora koji su bili dostupni u vrijeme razvoja. Naravno, u nedostatku kapacitivnosti od 2,2 μF, može se koristiti za 1 μF, ali ne niže od 0,47 μF.
Za napajanje su u kolo ugrađeni i elektroliti od 4700 uF, međutim umjesto njih na ploči je cijeli set kondenzatora od 2200 uF 25 volti, a kondenzatori moraju biti sa niskim ESR-om, to su oni koji su postavljeni od strane prodavaca kao “za matične ploče”. Obično su označene srebrnom ili zlatnom bojom. Ako je moguće kupiti na 3300 mikrofarada na 25 volti, onda će biti još bolje, ali na našim prostorima su to prilično rijetki.
Nekoliko riječi o navodno skakačima - to su skakači koji povezuju staze sa sobom. To je učinjeno s razlogom - debljina bakra na ploči je ograničena, a struje koje teku kroz provodnike su prilično velike, a kako bi se nadoknadili gubici u vodiču, staza se mora ili doslovno proliti lemom. , koji je danas skup, ili dupliran sa strujnim provodnicima, čime se povećava ukupan poprečni presjek provodnika. Ovi skakači su izrađeni od jednožilne bakrene žice s poprečnim presjekom od najmanje dva i pol kvadrata, idealno, naravno, deblji - četiri ili šest kvadrata.
Sekundarni energetski diodni most. Na dijagramu su prikazane diode u paketu TO-247, ploča je pripremljena za upotrebu dioda u paketu TO-220. Vrsta dioda direktno ovisi o planiranoj struji u opterećenju, i naravno, bolje je odabrati brže diode - bit će manje samozagrijavanja.
Sada nekoliko riječi o detaljima namotaja.
Najsumnjiviji u krugu je strujni transformator - čini se da je teško namotati pola okreta debelim žicama primarnog namota, pa čak i u različitim smjerovima. Zapravo, ovo je najjednostavnija komponenta dijelova za namotavanje. Za proizvodnju strujnog transformatora koristi se televizijski filter za napajanje, ako ga IZNENADA nije bilo moguće pronaći, onda se može koristiti BILO KOJE feritno jezgro u obliku slova w, na primjer, plutajući transformator iz računarskog napajanja. Jezgro se zagreva na 110-120 stepeni deset do dvadeset minuta i onda pukne. Namoti se uklanjaju, sekundarni namotaj je namotan na okvir, koji se sastoji od 80-120 zavoja žice 0,1 ... 0,2 mm, naravno, presavijenih na dva dijela. Zatim je početak jednog namota povezan s krajem drugog, žice su pričvršćene na bilo koji način koji vam odgovara, a okvir s namotom se stavlja na polovicu jezgre. Zatim se jedan snop polaže u jedan prozor sa snagom primarnog namotaja, u tri puta - stavlja se druga i druga polovina jezgre. To je sve! Dva namotaja od pola navoja u primarnom i 100 namotaja u sekundaru. Zašto broj okreta nije tačno naveden? Broj zavoja treba biti takav da se na otporniku R27 dobije tri do pet volti pri maksimalnim strujama. Ali ne znam koju struju smatrate maksimalnom, koje ćete tranzistore koristiti. A vrijednost napona na R27 uvijek se može korigirati odabirom vrijednosti ovog otpornika. Glavna stvar je da je strujni transformator preopterećen duž sekundarnog namota, a za to vam je potrebno najmanje 60-70 okreta u sekundaru - u ovom slučaju će biti minimalno zagrijavanje jezgre.
Induktor L2 izveden je na jezgri energetskog transformatora prekidačkog napajanja za televizore odgovarajuće veličine. U principu, može se namotati i na jezgru iz transformatora iz računarskog napajanja, ali će biti potrebno organizirati nemagnetski razmak od 0,5 ... 0,7 mm. Da biste ga stvorili, dovoljno je ubaciti NEZATVORENI prsten iz žice za namotavanje odgovarajućeg promjera unutar okvira sa umetnutom polovicom jezgre.
Induktor je namotan prije punjenja, ali koja će se žica morati izračunati. Lično, više volim raditi sa snopovima ili trakama. Traka je, naravno, kompaktnija, uz njenu pomoć postiže se vrlo visoka gustoća namotavanja, ali je potrebno puno vremena da se napravi, i, naravno, ljepilo ne leži na cesti. Mnogo je lakše napraviti snop - za to je dovoljno saznati približnu dužinu vodiča, presaviti žicu nekoliko puta, a zatim ga bušilicom uviti u snop.
Šta i koliko žice treba koristiti? To već ovisi o zahtjevima za konačni proizvod. U ovom slučaju govorimo o automobilskoj tehnologiji, koja po definiciji ima vrlo loše uslove hlađenja, pa se samozagrijavanje mora svesti na minimum, a za to je potrebno izračunati poprečni presjek vodiča pri kojem se neće mnogo zagrijati. , ili se uopće ne zagrijavati. Ovo posljednje je naravno poželjnije, ali uzrokuje povećanje veličine, a automobil nije Ikarus, u kojem ima puno prostora. Stoga ćemo poći od minimalnog grijanja. Naravno, možete, naravno, instalirati ventilatore tako da duvaju i kroz pojačalo i kroz konvertor, ali samo prašina sa naših puteva bolno brzo ubija ventilatore, pa je bolje plesati od prirodnog hlađenja i uzeti za osnovu napon od tri ampera po kvadratnom milimetru presjeka provodnika. Ovo je prilično popularna napetost, koju se preporučuje uzeti u obzir pri proizvodnji tradicionalnog transformatora na željezu u obliku slova W. Za impulsne uređaje preporučljivo je položiti pet ili šest ampera po kvadratnom milimetru, ali to podrazumijeva dobru konvekciju zraka, a naše kućište je zatvoreno, pa ipak uzimamo tri ampera.
Uvjereni da je tri bolje? A sada dajemo amandman na činjenicu da opterećenje na pojačalu nije konstantno, jer niko ne sluša čisti sinusni val, pa čak ni blizu klipinga, tako da se zagrijavanje neće događati stalno, budući da je trenutna vrijednost snage pojačala je otprilike 2/3 maksimalnog. Dakle, napetost se može povećati za trideset posto bez ikakvih rizika, tj. dovedite ga do četiri ampera po kvadratnom milimetru.
Još jednom, za bolje razumijevanje brojeva. Uslovi hlađenja su gadni, žica od velikih struja počinje da se zagreva ako je jako tanka, a ako je namotana u zavojnicu, sama se zagreva. Da bismo riješili problem, stavljamo napon na dva i po - tri ampera po kvadratnom milimetru presjeka žice, ako je opterećenje konstantno, ako napajamo pojačalo snage, onda povećavamo napetost na četiri - četiri i pol ampera po kvadratnom milimetru presjeka provodnika.
Sada pokrećemo Excel, nadam se da svi imaju takav kalkulator, a u gornjem redu pišemo redom: "Napetost", zatim "Prečnik žice", zatim "Broj žica", zatim "Maksimalna struja" i u posljednjoj ćeliji “Moć”. Idemo na početak sljedećeg reda i napišemo broj tri za sada, neka za sada bude tri ampera po kvadratnom milimetru. U sljedeću ćeliju upisujemo broj jedan, neka za sada bude žica promjera jednog milimetra. U sljedećoj ćeliji upisujemo deset, ovo će biti broj žica u snopu.
A evo ćelija u kojima će biti formule. Prvo izračunavamo poprečni presjek. Da biste to učinili, podijelite promjer sa 2 - potreban nam je radijus. Zatim množimo radijus sa radijusom, za svaki slučaj, da naš kalkulator ne otupi, uzimamo izračun radijusa u zagradama i sve ovo pomnožimo sa pi. Kao rezultat, dobijamo pier kvadrat, tj. površina kruga, što je poprečni presjek provodnika. Zatim, bez napuštanja uređivanja ćelije, množimo rezultirajući rezultat s našim promjerom žice i množimo s brojem žica. Pritisnemo ENTER i vidimo broj sa gomilom decimalnih mjesta. Ovako visoka tačnost nije potrebna, pa rezultat zaokružujemo na jednu decimalu, pa naviše, tako da postoji mala tehnološka margina. Da biste to učinili, idite na uređivanje ćelije, odaberite našu formulu i pritisnite CONTROL X - cut, zatim pritisnite tipku FORMULA i odaberite ZAOKRUŽI u redu MATEMATIČKE AKCIJE. Pojavljuje se dijaloški okvir sa pitanjem šta zaokružiti i na koliko decimalnih mjesta. Stavljamo kursor u gornji prozor i CONTRL VE ubacujemo prethodno isečenu formulu, a u donji prozor stavljamo jedinicu, tj. zaokružite na jednu decimalu i kliknite na OK. Sada ćelija sadrži broj sa jednom cifrom iza decimalnog zareza.
Ostaje umetnuti formulu u posljednju ćeliju, pa, ovdje je sve jednostavno - Ohmov zakon. Imamo maksimalnu struju koju možemo iskoristiti, a napon na vozilu neka bude dvanaest volti, iako je na automobilu u pogonu oko trinaest plus, ali to ne uzima u obzir pad spojnih žica. Rezultirajuću struju pomnožimo sa 12 i dobijemo maksimalnu nazivnu snagu koja neće uzrokovati snažno zagrijavanje vodiča, točnije, snop koji se sastoji od deset žica promjera jednog milimetra.
Neću odgovarati na pitanja "Ali nemam takvo dugme, nema reda za uređivanje", a objavljen je detaljniji opis upotrebe Excela u proračunima napajanja:
Vraćamo se našem zanatu. Shvatili smo promjere žica u snopu i njihov broj. Isti proračuni se mogu koristiti i pri određivanju potrebnog snopa u namotajima transformatora, ali se napetost može povećati na pet do šest ampera po kvadratnom milimetru - jedan polunamotaj radi pedeset posto vremena, tako da će imati vremena da se ohladi . Moguće je povećati napetost u namotu do sedam do osam ampera, ali ovdje će pad napona već početi utjecati aktivni otpor upregnuti, ali izgleda da i dalje imamo želju da dobijemo dobru efikasnost, pa je bolje da to ne radimo.
Ako postoji nekoliko tranzistora snage, onda morate odmah uzeti u obzir da broj žica u snopu mora biti višekratnik broja tranzistora - snop će se morati podijeliti s brojem energetskih agenata i vrlo je poželjno da ravnomerno rasporede struje koje teku kroz namotaj.
Pa, nekako smo shvatili proračune, možete početi sa namatanjem. Ako je ovo domaći prsten, onda se mora pripremiti, naime, brusiti oštre uglove kako ne bi oštetili izolaciju žice za namotaje. Zatim je prsten izoliran tankim izolatorom - nije preporučljivo koristiti električnu traku u ove svrhe. Vinil će curiti od temperature, a tkanina je predebela. Idealno - fluoroplastična traka, ali je nećete često vidjeti u prodaji. Thermosktch - materijal nije loš, ali nije baš zgodno namotati ga, iako ako se snađete, rezultat neće biti loš. Svojevremeno sam koristio auto antigravitaciju - samo sam ga farbao kistom, pustio da se osuši, farbao ponovo i tako tri sloja. Mehanička svojstva nije loše, ali ne veliki probojni napon ove izolacije neće utjecati na rad - u našem slučaju svi naponi nisu veliki. Prvo se namota sekundarni namotaj, jer je tanji i u njemu ima više zavoja. Zatim se primarni namotaj namota. Oba namota su odmah namotana u dva presavijena snopa - vrlo je teško pogriješiti s brojem zavoja, koji bi trebao biti isti. Uprtači se pozivaju i povezuju u traženom redoslijedu.
Ako ste previše lijeni da pozovete ili nemate dovoljno vremena, tada se prije namotavanja snopovi mogu obojiti različite boje. Kupuje se u paru trajnih markera različitih boja, sadržaj njihovih posuda za farbanje se bukvalno ispere otapalom, a zatim se snopovi prekrivaju ovom bojom odmah nakon polaganja. Boja se ne drži jako čvrsto, ali čak i nakon što je obrišete sa vanjskih žica snopa, još uvijek možete vidjeti boju unutar snopa.
Dijelove namotaja možete popraviti na ploči na dosta načina, a to se mora učiniti ne samo s dijelovima za namotavanje - visoki elektroliti od stalnog tresanja mogu se rastati i sa nogama. Dakle, sve je zalijepljeno. Možete koristiti poliuretansko ljepilo, možete koristiti automobilske fuge ili možete koristiti istu antigravitaciju. Čar potonjeg je u tome što, ako je potrebno, da nešto rastavite, možete to zakiseliti - na nju stavite krpu obilno natopljenu otapalom 647, sve to stavite u plastičnu vrećicu i pričekajte pet do šest sati. Anti-šljunak iz para rastvarača omekšava i relativno se lako uklanja.
To je sve za automobilske pretvarače, prijeđimo na mrežne.
Za one koji imaju neumornu želju da budu pametni, kažu da sam rekao nešto, ali nisam ništa skupio, odgovaram odmah - zapravo dijelim svoje iskustvo i nemojte se hvaliti da sam sklopio konverter i radi. Ono što je bljesnulo u okviru bile su ili neuspjele opcije koje nisu prošle konačna mjerenja, ili prototipovi koji su otišli na rastavljanje. Ne bavim se izradom pojedinačnih uređaja po narudžbi, a ako se bavim, onda bi to prije svega trebalo da bude interesantno meni lično, bilo sklopovski bilo materijalno, ali ovdje ću morati biti jako zainteresiran.
Svakom radio-amateru, majstoru ili samo majstoru potreban je izvor napajanja da napaja svoje strujne krugove, testira ih s napajanjem ili samo ponekad treba napuniti bateriju. Desilo se da sam se i mene prije nekog vremena zainteresirala za ovu temu i trebao mi je sličan uređaj. Kao i obično, mnoge stranice na Internetu su prebačene po ovom pitanju, pratio sam mnoge teme na forumima, ali baš ono što mi je trebalo u mislima nije bilo nigdje - tada je odlučeno da sve uradim sam, prikupljajući sve potrebne informacije u dijelovima. Tako je rođeno pulsno laboratorijsko napajanje bazirano na TL494 čipu.
Ono što je posebno - da, čini se da je malo, ali objasnit ću - prepraviti izvorno napajanje kompjutera sve na istoj štampanoj ploči, čini mi se ne baš prema Feng Shuiju, a nije ni lijepo. Slučaj je ista priča - komad željeza koji curi jednostavno ne izgleda dobro, iako ako ima ljubitelja ovog stila, nemam ništa protiv. Stoga se ovaj dizajn zasniva samo na glavnim dijelovima iz matičnog računarskog napajanja, već na štampanoj ploči (tačnije štampane ploče- zapravo ih ima tri) već je napravljen posebno i posebno za slučaj. Kućište se i ovdje sastoji od dva dijela – naravno, osnova je kućište Kradex Z4A, kao i ventilator (hladnjak) koji možete vidjeti na fotografiji. To je, takoreći, nastavak tijela, ali prije svega.
Krug napajanja:
Listu detalja možete vidjeti na kraju članka. A sada ukratko analizirajmo krug pulsa laboratorijski blok ishrana. Krug radi na TL494 čipu, ima mnogo analoga, ali ipak preporučujem korištenje originalnih mikro krugova, prilično su jeftini i rade pouzdano, za razliku od kineskih analoga i lažnjaka. Također možete rastaviti nekoliko starih kompjuterskih napajanja i odatle prikupiti potrebne dijelove, ali preporučujem korištenje novih dijelova i mikro krugova kad god je to moguće - to će povećati šanse za uspjeh, da tako kažem. Zbog izlazna snaga Ugrađeni ključni elementi TL494 nisu dovoljni za upravljanje snažnim tranzistorima koji rade na glavnom impulsnom transformatoru Tr2, upravljački krug za energetske tranzistore T3 i T4 izgrađen je pomoću upravljačkog transformatora Tr1. Ovaj upravljački transformator je korišten iz starog kompjuterskog napajanja bez izmjene sastava namotaja. Upravljački transformator Tr1 pokreću tranzistori T1 i T2.
Signali kontrolnog transformatora kroz diode D8 i D9 se dovode do baze energetskih tranzistora. Tranzistori T3 i T4 se koriste bipolarni marke MJE13009, možete koristiti tranzistori za nižu struju - MJE13007, ali ovdje je ipak bolje ostaviti ga na višoj struji kako bi se povećala pouzdanost i snaga kola, iako to neće spasiti vas od kratkog spoja u visokonaponskim krugovima kola. Nadalje, ovi tranzistori pokreću transformator Tr2, koji pretvara ispravljeni napon od 310 volti sa diodnog mosta VDS1 u onaj koji nam je potreban (u ovom slučaju 30 - 31 volt). Podaci o premotavanju (ili namotavanju od nule) transformatora nešto kasnije. Izlazni napon se uzima sa sekundarnih namotaja ovog transformatora, na koje su priključeni ispravljač i niz filtara kako bi napon bio što bez talasanja. Ispravljač se mora koristiti na Schottky diodama, kako bi se minimizirali gubici prilikom ispravljanja i eliminisalo veliko zagrijavanje ovog elementa, u kolu se koristi dvostruka Schottky dioda D15. I ovdje, što je veća dozvoljena struja dioda, to bolje. Ako budete nepažljivi prilikom prvih pokretanja kola, postoji velika vjerovatnoća da će se ove diode i tranzistori snage T3 i T4 pokvariti. U izlaznim filterima kruga vrijedi koristiti elektrolitičke kondenzatore s niskim ESR (Low ESR). Induktori L5 i L6 korišteni su iz starih kompjuterskih napajanja (iako su stari - samo neispravni, ali sasvim novi i snažni, čini se 550 vati). L6 se koristi bez promjene namotaja, to je cilindar sa desetak zavoja debele bakarne žice. L5 je potrebno premotati jer kompjuter koristi nekoliko nivoa napona - potreban nam je samo jedan napon koji ćemo regulisati.
L5 je žuti prsten (neće svaki prsten raditi, pošto se mogu koristiti feriti različitih karakteristika, potrebna nam je žuta). Oko ovog prstena treba namotati oko 50 zavoja bakarne žice prečnika 1,5 mm. Otpornik R34 se gasi - prazni kondenzatore tako da tokom podešavanja nema situacije dugog čekanja na smanjenje napona kada se okrene dugme za podešavanje.
Elementi T3 i T4, kao i D15, koji su najskloniji toploti, postavljeni su na radijatore. U ovom dizajnu, također su uzeti iz starih blokova i formatirani (odrezani i savijeni da odgovaraju kućištu i štampanoj ploči).
Kolo je pulsno i može unijeti vlastite smetnje u kućnu mrežu, tako da je potrebno koristiti uobičajeni prigušivač L2. Za filtriranje postojećih mrežnih smetnji koriste se filteri pomoću prigušnica L3 i L4. NTC1 termistor će eliminirati strujni udar u trenutku kada je krug uključen u utičnicu, početak kruga će se pokazati mekšim.
Za kontrolu napona i struje, kao i za rad TL494 čipa, potreban je nivo napona niži od 310 volti, pa se za to koristi poseban krug napajanja. Izgrađen je na malom transformatoru Tr3 BV EI 382 1189. Iz sekundarnog namotaja napon se ispravlja i izravnava kondenzatorom - jednostavno i ljuto. Tako dobivamo 12 volti potrebnih za upravljački dio strujnog kruga. Nadalje, 12 volti se stabilizira na 5 volti pomoću mikrokola linearnog regulatora 7805 - ovaj napon se koristi za krug indikacije napona i struje. Napon od -5 volti je također umjetno stvoren za napajanje operativnog pojačala kruga indikacije napona i struje. U principu, možete koristiti bilo koji dostupni krug voltmetra i ampermetra za dato napajanje, a ako nije potrebno, ovaj stupanj stabilizacije napona može se isključiti. U pravilu se koriste krugovi mjerenja i indikacije, izgrađeni na mikrokontrolerima, kojima je potrebno napajanje od 3,3 - 5 volti. Veza ampermetra i voltmetra prikazana je na dijagramu.
Na fotografiji je štampana ploča s mikrokontrolerom - ampermetrom i voltmetrom, pričvršćena na ploču na vijke koji su uvrnuti u matice koje su super ljepilom zalijepljene na plastiku. Ovaj indikator ima granicu mjerenja struje do 9,99 A, što očito nije dovoljno za ovo napajanje. Pored funkcija prikaza, modul za mjerenje struje i napona više nije uključen ni na koji način u odnosu na glavnu ploču uređaja. Svaki zamjenski mjerni modul će raditi.
Kolo za upravljanje naponom i strujom izgrađeno je na četiri operaciona pojačala (koristi se LM324 - četiri operaciona pojačala u jednom paketu). Za napajanje ovog mikrokola vrijedi koristiti filter za napajanje na elementima L1 i C1, C2. Podešavanje kruga se sastoji u odabiru elemenata označenih zvjezdicom za postavljanje kontrolnih opsega. Kolo za podešavanje je sastavljeno na zasebnoj štampanoj ploči. Osim toga, za lakše podešavanje struje možete koristiti nekoliko varijabilnih otpornika povezanih na odgovarajući način.
Za podešavanje frekvencije pretvarača potrebno je odabrati vrijednost kondenzatora C3 i vrijednost otpornika R3. Dijagram prikazuje malu ploču sa izračunatim podacima. Previsoka frekvencija može povećati gubitke na tranzistorima snage pri prebacivanju, tako da se ne biste trebali previše zanositi, optimalno je, po mom mišljenju, koristiti frekvenciju od 70-80 kHz, pa čak i manje.
Sada o parametrima namotaja ili premotavanja transformatora Tr2. Koristio sam i bazu od starih kompjuterskih napajanja. Ako vam nije potrebna velika struja i visoki napon, onda ne možete premotati takav transformator, već ga koristite gotovog povezivanja namotaja u skladu s tim. Međutim, ako je potrebna veća struja i napon, onda se transformator mora premotati da bi se dobio bolji rezultat. Prije svega, morate rastaviti jezgro koje imamo. Ovo je najvažniji trenutak, jer su feriti prilično krhki i ne treba ih lomiti, inače je sve smeće. Dakle, da biste rastavili jezgro, mora se zagrijati, jer proizvođač obično koristi epoksidna smola koji omekšava pri zagrevanju. Ne treba koristiti otvorene izvore vatre. Električna oprema za grijanje dobro je prikladna u domaćim uvjetima - ovo je, na primjer, električni štednjak. Kada se zagrije, pažljivo odvojite polovice jezgre. Nakon hlađenja, uklonite sve prirodne namote. Sada morate izračunati potreban broj zavoja primarnog i sekundarnog namota transformatora. Da biste to učinili, možete koristiti program ExcellentIT (5000) u kojem postavljamo potrebne parametre pretvarača i dobivamo izračun broja zavoja u odnosu na korištenu jezgru. Nadalje, nakon namotavanja, jezgro transformatora se mora zalijepiti natrag, poželjno je koristiti i ljepilo visoke čvrstoće ili epoksid. Prilikom kupovine novog jezgra možda neće biti potrebe za lijepljenjem, jer se često polovice jezgre mogu spojiti metalnim nosačima i vijcima. Namotaji moraju biti čvrsto namotani kako bi se eliminisao akustični šum tokom rada uređaja. Po želji, namotaji se mogu napuniti nekom vrstom parafina.
Štampane ploče su dizajnirane za Z4A paket. Samo kućište je podložno manjim modifikacijama kako bi se osigurala cirkulacija zraka za hlađenje. Da biste to učinili, na bočnim i stražnjim stranama izbuši se nekoliko rupa, a odozgo izrežemo rupu za ventilator. Ventilator duva, višak zraka izlazi kroz rupe. Ventilator možete postaviti i obrnuto, tako da usisava zrak iz kućišta. Zapravo, hlađenje ventilatorom je rijetko potrebno, a čak i pri velikim opterećenjima, elementi kola se ne zagrijavaju jako.
U pripremi su i prednje ploče. Indikatori napona i struje koriste se pomoću indikatora od sedam segmenata, a kao svjetlosni filter za ove indikatore koristi se metalizirani antistatički film, sličan onom u kojem su radio elementi pakirani sa oznakom osjetljivosti na elektrostatiku. Možete koristiti i prozirnu foliju koja se lijepi na stakla ili foliju za bojenje automobila. Set elemenata na prednjoj ploči ispred i iza se može rasporediti po bilo kojem ukusu. U mom slučaju na poleđini se nalazi utičnica za spajanje na utičnicu, kutija sa osiguračima i prekidač. Na prednjoj strani se nalaze indikatori struje i napona, LED diode za indikaciju stabilizacije struje (crveno) i stabilizacije napona (zeleno), dugmad za varijabilne otpornike za podešavanje struje i napona, te konektor za brzo spajanje na koji se priključuje izlazni napon.
Uz pravilnu montažu, napajanje treba samo da podesi kontrolne opsege.
Strujna zaštita (stabilizacija struje) radi na sljedeći način: kada je zadana struja prekoračena, TL494 čipu se šalje signal za smanjenje napona - što je napon niži, to je niža struja. Istovremeno, na prednjoj ploči svijetli crvena LED dioda, signalizirajući višak zadane struje ili kratki spoj. U normalnom načinu stabilizacije napona, zelena LED dioda svijetli.
Glavne karakteristike prekidačkog laboratorijskog napajanja ovise uglavnom o korištenoj bazi elemenata, u ovoj izvedbi karakteristike su sljedeće:
Sumirajući, može se primijetiti da se laboratorijsko napajanje pokazalo prilično kvalitetnim i moćnim. Ovo vam omogućava da koristite ovu verziju napajanja kako za testiranje nekih vaših kola, tako i za punjenje akumulatora automobila. Također je vrijedno napomenuti da su kapaciteti na izlazu prilično veliki, pa je bolje ne dozvoliti kratke spojeve, jer pražnjenje kondenzatora najvjerovatnije može onemogućiti krug (onaj na koji se povezujemo), međutim, bez toga kapacitivnosti, izlazni napon će biti lošiji - povećat će pulsacije. Ovo je karakteristika impulsne jedinice; u analognim izvorima napajanja, izlazni kapacitet ne prelazi 10 μF, u pravilu, zbog njegovog sklopa. Tako dobivamo univerzalno laboratorijsko prekidačko napajanje sposobno za rad u širokom rasponu opterećenja od gotovo nula do desetina ampera i volti. Napajanje se pokazalo odličnim kao napajanje male sheme pri testiranju (ali ovdje će zaštita od kratkog spoja malo pomoći zbog velikog izlaznog kapaciteta) sa potrošnjom u miliamperima, i u aplikacijama gdje je potrebna velika izlazna snaga tokom mog oskudnog iskustva u oblasti elektronike.
Napravio sam ovo laboratorijsko napajanje prije otprilike 4 godine, kada sam tek počinjao da pravim prve korake u elektronici. Do sada ni jedan kvar, s obzirom da je često radio daleko iznad 10 ampera (punjenje akumulatora automobila). Prilikom opisivanja zbog dugog vremena izrade mogao sam nešto propustiti, dodati pitanja, komentare u komentarima.
Softver za proračun transformatora:
Uz članak prilažem štampane ploče (voltmetar i ampermetar ovdje nisu uključeni - može se koristiti apsolutno bilo koji).
| Oznaka | Tip | Denominacija | Količina | Bilješka | Prodavnica | Moja beležnica |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IC1 | PWM kontroler | TL494 | 1 | U notes | ||
| IC2 | Operativno pojačalo | LM324 | 1 | U notes | ||
| VR1 | Linearni regulator | L7805AB | 1 | U notes | ||
| VR2 | Linearni regulator | LM7905 | 1 | U notes | ||
| T1, T2 | bipolarni tranzistor | C945 | 2 | U notes | ||
| T3, T4 | bipolarni tranzistor | MJE13009 | 2 | U notes | ||
| VDS2 | Diodni most | MB105 | 1 | U notes | ||
| VDS1 | Diodni most | GBU1506 | 1 | U notes | ||
| D3-D5, D8, D9 | ispravljačka dioda | 1N4148 | 5 | U notes | ||
| D6, D7 | ispravljačka dioda | FR107 | 2 | U notes | ||
| D10, D11 | ispravljačka dioda | FR207 | 2 | U notes | ||
| D12, D13 | ispravljačka dioda | FR104 | 2 | U notes | ||
| D15 | Schottky dioda | F20C20 | 1 | U notes | ||
| L1 | Gas | 100 uH | 1 | U notes | ||
| L2 | Common mode choke | 29 mH | 1 | U notes | ||
| L3, L4 | Gas | 10 µH | 2 | U notes | ||
| L5 | Gas | 100 uH | 1 | na žutom prstenu | U notes | |
| L6 | Gas | 8 uH | 1 | U notes | ||
| Tr1 | impulsni transformator | EE16 | 1 | U notes | ||
| Tr2 | impulsni transformator | EE28 - EE33 | 1 | ER35 | U notes | |
| Tr3 | Transformer | BV EI 382 1189 | 1 | U notes | ||
| F1 | Osigurač | 5 A | 1 | U notes | ||
| NTC1 | Termistor | 5,1 ohma | 1 | U notes | ||
| VDR1 | Varistor | 250 V | 1 | U notes | ||
| R1, R9, R12, R14 | Otpornik | 2,2 kOhm | 4 | U notes | ||
| R2, R4, R5, R15, R16, R21 | Otpornik | 4,7 kOhm | 6 | U notes | ||
| R3 | Otpornik | 5,6 kOhm | 1 | odaberite prema željenoj frekvenciji | U notes | |
| R6, R7 | Otpornik | 510 kOhm | 2 | U notes | ||
| R8 | Otpornik | 1 MΩ | 1 | U notes | ||
| R13 | Otpornik | 1,5 kOhm | 1 | U notes | ||
| R17, R24 | Otpornik | 22 kOhm | 2 | U notes | ||
| R18 | Otpornik | 1 kOhm | 1 | U notes | ||
| R19, R20 | Otpornik | 22 ohma | 2 | U notes | ||
| R22, R23 | Otpornik | 1,8 kOhm | 2 | U notes | ||
| R27, R28 | Otpornik | 2,2 oma | 2 | U notes | ||
| R29, R30 | Otpornik | 470 kOhm | 2 | 1-2W | U notes | |
| R31 | Otpornik | 100 ohma | 1 | 1-2W | U notes | |
| R32, R33 | Otpornik | 15 ohma | 2 | U notes | ||
| R34 | Otpornik | 1 kOhm | 1 | 1-2W | U notes | |
| R10, R11 | Varijabilni otpornik | 10 kOhm | 2 | možete koristiti 3 ili 4 | U notes | |
| R25, R26 | Otpornik | 0,1 ohm | 2 | shunts, snaga ovisi o izlaznoj snazi PSU-a | U notes | |
| C1, C8, C27, C28, C30, C31 | Kondenzator | 0.1uF | 7 | U notes | ||
| C2, C9, C22, C25, C26, C34, C35 | elektrolitički kondenzator | 47uF | 7 | U notes | ||
| C3 | Kondenzator | 1 nF | 1 | film |
