TL494 u kompletnom napajanju

Prošlo je više od godinu dana otkako sam se ozbiljno bavio temom napajanja. Pročitao sam prekrasne knjige Martyja Browna "Izvori energije" i Semenova "Power Electronics". Kao rezultat toga, primijetio sam puno pogrešaka u shemama s interneta i u novije vrijeme i sve što vidim je okrutno ismijavanje mog omiljenog TL494 čipa.

Volim TL494 zbog njegove svestranosti, vjerojatno ne postoji takvo napajanje koje se ne bi moglo implementirati na njega. U ovom slučaju želim razmotriti implementaciju najzanimljivije topologije polumosta. Upravljanje polumostnim tranzistorima je galvanski izolirano, za to je potrebno puno elemenata, u principu, pretvarač unutar pretvarača. Unatoč činjenici da postoji mnogo drajvera polumosta, prerano je otpisati korištenje transformatora (GDT) kao pokretača, ova metoda je najpouzdanija. Bootstrap drajveri su eksplodirali, ali još nisam primijetio eksploziju GDT-a. Pokretački transformator je konvencionalni impulsni transformator, izračunat pomoću istih formula kao i energetski transformator, uzimajući u obzir shemu nagomilavanja. Često sam viđao upotrebu tranzistora velike snage u GDT pogonu. Izlazi mikrosklopa mogu isporučiti 200 miliampera struje, a u slučaju dobro izgrađenog drajvera, to je puno, osobno sam zamahnuo IRF740 pa čak i IRFP460 na frekvenciji od 100 kiloherca. Pogledajmo shemu ovog drajvera:

T
Ovaj krug je spojen na svaki izlazni namot GDT-a. Činjenica je da se u trenutku mrtvog vremena primarni namot transformatora ispostavi da je otvoren, a sekundarni namoti nisu opterećeni, tako da će pražnjenje vrata kroz sam namot trajati izuzetno dugo, uvod potpornog otpornika za pražnjenje spriječit će vrata od brzog punjenja i konzumiranja puno potrošene energije. Krug na slici je bez ovih nedostataka. Fronte mjerene na stvarnom rasporedu bile su 160 ns rastuće i 120 ns pada na vratima IRF740 tranzistora.

Tranzistori koji nadopunjuju most u GDT nakupljanju su slično konstruirani. Korištenje nagomilavanja mosta posljedica je činjenice da prije nego što se okidač snage tl494 aktivira nakon postizanja 7 volti, izlazni tranzistori mikrosklopa će biti otvoreni, ako je transformator uključen, doći će do push-pool-a kratki spoj. Most je stabilan.

VD6 diodni most ispravlja napon iz primarnog namota, a ako on prijeđe napon napajanja, vratit će ga nazad u kondenzator C2. To se događa zbog pojave obrnutog napona, svejedno, induktivnost transformatora nije beskonačna.

Krug se može napajati preko kondenzatora za gašenje, sada k73-17 od 400 volti radi na 1,6 mikrofarada. diode kd522 ili puno bolje od 1n4148, moguća je zamjena snažnijim 1n4007. Ulazni most se može izgraditi na 1n4007 ili koristiti montažni kts407. Na ploči je kts407 pogrešno korišten kao VD6, ni u kojem slučaju se ne smije stavljati tamo, ovaj most mora biti izrađen na visokofrekventnim diodama. VT4 tranzistor može raspršiti do 2 vata topline, ali igra isključivo zaštitnu ulogu, možete koristiti kt814. Preostali tranzistori su kt361, a zamjena niskofrekventnim kt814 vrlo je nepoželjna. Glavni oscilator tl494 je ovdje podešen na frekvenciju od 200 kiloherca, što znači da u push-pull modu dobivamo 100 kiloherca. GDT navijamo na feritni prsten promjera 1-2 centimetra. Žica 0,2-0,3 mm. Trebalo bi biti deset puta više zavoja od izračunate vrijednosti, što uvelike poboljšava oblik izlaznog signala. Što je više rane - manje trebate opteretiti GDT otpornikom R2. Namotao sam 3 namota od 70 zavoja na prsten vanjskog promjera 18 mm. Povezani su precjenjivanje broja zavoja i obvezno opterećenje s trokutastom komponentom struje, ona se smanjuje s povećanjem zavoja, a opterećenje jednostavno smanjuje njegov postotni učinak. Tiskana ploča je pričvršćena, ali ne odgovara baš krugu, ali na njoj se nalaze glavni blokovi, plus body kit za jedno pojačalo greške i serijski stabilizator za napajanje iz transformatora. Ploča je napravljena za ugradnju u dio ploče pogonske jedinice.

Drugi punjač je sastavljen prema shemi ključnog stabilizatora struje s upravljačkom jedinicom za postignuti napon na bateriji kako bi se osiguralo da se isključi nakon završetka punjenja. Za upravljanje ključnim tranzistorom koristi se široko korišteni specijalizirani mikrosklop TL494 (KIA491, K1114UE4). Uređaj omogućuje podešavanje struje punjenja unutar 1 ... 6 A (10 A max) i izlaznog napona 2 ... 20 V.

Ključni tranzistor VT1, dioda VD5 i energetske diode VD1 - VD4 moraju se ugraditi kroz brtve od liskuna na zajednički radijator površine 200 ... 400 cm2. Najvažniji element u krugu je induktor L1. Učinkovitost kruga ovisi o kvaliteti njegove izrade. Kao jezgru možete koristiti impulsni transformator iz 3USCT TV napajanja ili slično. Vrlo je važno da magnetski krug ima razmak utora od približno 0,5 ... 1,5 mm kako bi se spriječilo zasićenje kada velike struje. Broj zavoja ovisi o specifičnom magnetskom krugu i može biti unutar 15 ... 100 zavoja žice PEV-2 2,0 mm. Ako je broj zavoja prevelik, onda kada krug radi u načinu rada nazivno opterećenje začut će se tihi zvižduk. U pravilu se zvuk zvižduka javlja samo pri srednjim strujama, a s velikim opterećenjem induktivnost induktora se smanjuje zbog magnetizacije jezgre i zviždaljka prestaje. Ako zvuk zvižduka prestane pri niskim strujama i s daljnjim povećanjem struje opterećenja, izlazni tranzistor počinje se naglo zagrijavati, tada je područje jezgre magnetskog kruga nedovoljno za rad na odabranoj frekvenciji proizvodnje - potrebno je povećati frekvenciju mikrosklopa odabirom otpornika R4 ili kondenzatora C3 ili ugraditi veći induktor. U nedostatku p-n-p tranzistora snage u krugu, možete koristiti tranzistori snage n-p-n strukture, kao što je prikazano na slici.

Kao diodu VD5 ispred induktora L1, poželjno je koristiti sve dostupne diode sa Schottky barijerom, nominalne za struju od najmanje 10A i napon od 50V, u ekstremnim slučajevima možete koristiti diode srednje frekvencije KD213 , KD2997 ili slične uvozne. Za ispravljač možete koristiti bilo koje moćne diode za struju od 10A ili diodni most, poput KBPC3506, MP3508 ili slično. Poželjno je prilagoditi otpor šanta u krugu na potreban. Raspon podešavanja izlazne struje ovisi o omjeru otpora otpornika u izlaznom krugu 15 mikrosklopa. U donjem položaju klizača otpornika za podešavanje promjenjive struje prema dijagramu, napon na pinu 15 mikrosklopa mora odgovarati naponu na šantu kada teče kroz njega maksimalna struja. Otpornik za podešavanje promjenjive struje R3 može se ugraditi s bilo kojim nominalnim otporom, ali morat ćete odabrati konstantni otpornik R2 koji se nalazi uz njega kako biste dobili potrebni napon na pin 15 mikrosklopa.
Promjenjivi otpornik za podešavanje izlaznog napona R9 također može imati velike varijacije u nazivnom otporu od 2 ... 100 kOhm. Odabirom otpora otpornika R10 postavlja se gornja granica izlaznog napona. Poanta određuje se omjerom otpora otpornika R6 i R7, ali je nepoželjno postaviti manje od 1 V.

Mikrokrug je postavljen na malu tiskanu ploču 45 x 40 mm, a ostali elementi sklopa postavljeni su na bazu uređaja i hladnjak.

Shema ožičenja za spajanje tiskane ploče prikazana je na donjoj slici.

PCB opcije u lay6

Hvala vam na otiscima u komentarima Demo

U krugu je korišten premotani energetski transformator TC180, ali ovisno o veličini potrebnih izlaznih napona i struje, snaga transformatora se može mijenjati. Ako je dovoljan izlazni napon od 15V i struja od 6A, dovoljan je transformator snage 100W. Površina radijatora također se može smanjiti na 100 .. 200 cm2. Uređaj se može koristiti kao laboratorijski blok napajanje s podesivim ograničenjem izlazne struje. S servisnim elementima, krug počinje raditi odmah i zahtijeva samo podešavanje.

Izvor: http://shemotekhnik.ru

Tako. Već smo razmotrili upravljačku ploču polumostnog invertera, vrijeme je da to provedemo u praksi. Uzmimo tipični polumosni krug, ne uzrokuje nikakve posebne poteškoće u montaži. Tranzistori su spojeni na odgovarajuće izlaze ploče, napajanje u stanju pripravnosti je 12-18 volti. 3 diode su spojene u seriju, napon na vratima će pasti za 2 volta i dobit ćemo baš pravih 10-15 volti.

Razmotrite shemu:
Transformator se izračunava programom ili pojednostavljuje formulom N=U/(4*pi*F*B*S). U=155V, F=100000 herca s RC ocjenama od 1nf i 4,7kOhm, B=0,22 T za prosječni ferit, bez obzira na propusnost, od promjenjivog parametra - površina poprečnog presjeka cijevi od prsten ili srednja šipka Š magnetskog kruga u kvadratnim metrima.

Gas se izračunava po formuli L \u003d (Upeak-Ustab) * Tdead / Imin. Međutim, formula nije baš prikladna - mrtvo vrijeme ovisi o samoj razlici između vršnog i stabiliziranog napona. Stabilizirani napon je aritmetička sredina uzorka iz izlaznih impulsa (ne smije se brkati s RMS). Za potpuno podesivo napajanje, formula se može prepisati kao L= (Upeak*1/(2*F))/Imin. Vidi se da je, u slučaju pune regulacije napona, induktivnost potrebna što je veća što je minimalna vrijednost struje manja. Što će se dogoditi ako je napajanje opterećeno manjom od struje Imin .. I sve je vrlo jednostavno - napon će težiti vršnoj vrijednosti, čini se da ignorira induktor. U slučaju upravljanja s povratnom spregom, napon neće moći rasti, umjesto toga, impulsi će biti potisnuti tako da ostaju samo njihove fronte, stabilizacija će doći zbog zagrijavanja tranzistora, zapravo linearni stabilizator. Smatram ispravnim uzeti Imin tako da su gubici linearnog načina rada jednaki gubicima pri maksimalnom opterećenju. Dakle, podešavanje se održava u punom rasponu i nije opasno za napajanje.

Izlazni ispravljač je izgrađen na punovalnom krugu sa središnjom točkom. Ovaj pristup omogućuje prepolovljenje pada napona na ispravljaču i omogućuje korištenje gotovih sklopova diode zajedničke katode, koji nisu skuplji od jedne diode, kao što su MBR20100CT ili 30CTQ100. Prve znamenke oznake znače struju od 20, odnosno 30 ampera, a drugi napon je 100 volti. Vrijedno je uzeti u obzir da će na diodama biti dvostruki napon. Oni. na izlazu dobivamo 12 volti, a diode će imati 24 u isto vrijeme.

Tranzistori s polumostom .. I ovdje je vrijedno razmotriti što nam treba. Tranzistori relativno male snage poput IRF730 ili IRF740 mogu raditi na vrlo visokim frekvencijama, 100 kiloherca nije granica za njih, štoviše, ne riskiramo upravljački krug izgrađen na ne baš snažnim dijelovima. Za usporedbu, kapacitivnost gejta tranzistora 740 je samo 1,8nF, a IRFP460 čak 10nF, što znači da će 6 puta više snage otići u transfuziju kapacitivnosti svakog poluciklusa. Osim toga, zategnut će prednje strane. Za statičke gubitke možete napisati P=0,5*Ropen *Itr^2 za svaki tranzistor. Riječima - otpor otvorenog tranzistora pomnožen s kvadratom struje kroz njega, podijeljen s dva. A ti gubici su obično nekoliko vata. Druga stvar su dinamički gubici, to su gubici na frontama kada tranzistor prolazi kroz omraženi mod A, a taj zli mod uzrokuje gubitke, grubo opisane kao maksimalna snaga pomnožena omjerom trajanja obje fronte i trajanja poluciklus, podijeljen s 2. Za svaki tranzistor. A ti gubici su puno više od statične. Stoga, ako uzmemo jači tranzistor, kada
možete se snaći s lakšom opcijom, možete čak i izgubiti u učinkovitosti, tako da to ne zlorabimo.

Gledajući ulazne i izlazne kapacitivnosti, možda ih želite staviti pretjerano velike, a to je sasvim logično, jer unatoč radnoj frekvenciji napajanja od 100 kiloherca, ipak ispravljamo mrežni napon 50 herca, a u slučaju nedovoljne kapacitivnosti, dobit ćemo isti ispravljeni sinus na izlazu, divno je moduliran i demoduliran natrag. Stoga je vrijedno tražiti valove na frekvenciji od 100 herca. Za one koji se boje "visokofrekventne buke", uvjeravam da ih nema ni kapi, provjereno je osciloskopom. Ali povećanje kapaciteta može dovesti do ogromnih udarnih struja, a one će sigurno uzrokovati oštećenje ulaznog mosta, a precijenjene izlazne kapacitivnosti također će uzrokovati eksploziju cijelog kruga. Kako bih popravio situaciju, napravio sam neke dodatke u krug - relej za kontrolu punjenja ulaznog kapaciteta i meki start na istom releju i kondenzatoru C5. Ne odgovaram za ocjene, mogu samo reći da će se C5 puniti kroz otpornik R7, a vrijeme punjenja možete procijeniti pomoću formule T = 2nRC, izlazni kapacitet će se puniti istom brzinom, punjenje s stabilnu struju opisuje U = I * t / C, iako ne točno, ali je moguće procijeniti udarnu struju ovisno o vremenu. Inače, bez gasa nema smisla.

Pogledajmo što se dogodilo nakon revizije:

A zamislimo da je napajanje jako opterećeno i u isto vrijeme isključeno. Uključujemo ga, ali kondenzatori se ne pune, otpornik na naboju samo gori i to je to. Problem, ali postoji rješenje. Druga kontaktna skupina releja je normalno zatvorena, a ako je 4. ulaz mikrosklopa zatvoren ugrađenim stabilizatorom od 5 volti na 14. kraku, tada će se trajanje impulsa smanjiti na nulu. Mikrokrug će se isključiti, prekidači za napajanje su zaključani, ulazni kapacitet će se napuniti, relej će kliknuti, punjenje kondenzatora C5 će početi, širina impulsa će polako porasti na radnu, napajanje je potpuno spreman za rad. U slučaju smanjenja napona u mreži, relej će se isključiti, što će dovesti do isključivanja upravljačkog kruga. Kada se napon vrati, proces pokretanja će se ponoviti. Čini se da sam to napravio ispravno, ako nešto propustim, bit će mi drago za svaki komentar.

Stabilizacija struje, ovdje ima više zaštitnu ulogu, iako je moguće podešavanje s promjenjivim otpornikom. Implementirano kroz strujni transformator, jer se prilagodio napajanju s bipolarnim izlazom, a tu nije sve tako jednostavno. Izračun ovog transformatora je vrlo jednostavan - šant s otporom R Ohma prenosi se na sekundarni namot s brojem zavoja N kao otporom Rnt \u003d R * N ^ 2, možete izraziti napon iz omjera broj zavoja i pad na ekvivalentnom šantu, mora biti veći od diode pada napona. Mod stabilizacije struje će započeti kada napon na + ulazu opampa pokuša premašiti napon na - ulazu. Na temelju ovog izračuna. Primarni namot - žica rastegnuta kroz prsten. Vrijedno je uzeti u obzir da prekid u opterećenju strujnog transformatora može dovesti do pojave ogromnih napona na njegovom izlazu, barem dovoljnih za kvar pojačala pogreške.

Kondenzatori C4 C6 i otpornici R10 R3 čine diferencijalno pojačalo. Zbog lanca R10 C6 i zrcalnog R3 C4 dobivamo trokutasti pad amplitude frekvencijski odziv pojačalo greške. Ovo izgleda kao spora promjena širine impulsa sa strujom. S jedne strane, to smanjuje stopu povratnih informacija, s druge strane čini sustav stabilnim. Ovdje je glavna stvar osigurati da frekvencijski odziv padne ispod 0 dB na frekvenciji ne većoj od 1/5 PWM frekvencije, takva povratna informacija je prilično brza, za razliku od povratne informacije s izlaza LC filtera. Početna frekvencija granične vrijednosti -3db izračunava se kao F=1/2pRC gdje je R=R10=R3; C=C6=C4 Vlastiti dobitak

krug se smatra omjerom maksimalnog mogućeg napona (mrtvo vrijeme teži nuli) na kondenzatoru C4 prema naponu generatora pile ugrađenog u mikrosklop i prevedenog u decibele. Povećava frekvenciju zatvoreni sustav gore. S obzirom na to da naši kompenzacijski lanci daju pad od 20 dB po desetljeću počevši od frekvencije od 1/2nRC i znajući taj porast, lako je pronaći točku presjeka s 0 dB, što ne bi trebalo biti više od frekvencije od 1/5 radna frekvencija, tj. 20 kiloherca. Vrijedi napomenuti da transformator ne bi trebao biti namotan s velikom marginom snage, naprotiv, struja kratkog spoja ne bi trebala biti jako velika, inače čak ni takva visokofrekventna zaštita neće moći raditi na vrijeme, ali što ako tamo iskoči kiloamper.. Pa ne zlorabimo ni ovo .

To je sve za danas, nadam se da će dijagram biti od koristi. Može se prilagoditi za strujni odvijač, ili napraviti bipolarni izlaz za napajanje pojačala, također je moguće puniti baterije stabilnom strujom. Za potpuni cjevovod tl494, okrećemo se posljednjem dijelu, od njegovih dodataka, samo kondenzator mekog pokretanja C5 i kontakti releja na njemu. Pa, važna napomena - kontrola napona na polumostnim kondenzatorima natjerala nas je da upravljački krug spojimo silom kako ne bi dopuštao korištenje rezervnog napajanja s kondenzatorom za gašenje, barem uz premosni ispravljač. Moguće rješenje- poluvalni ispravljač tipa diodni polumost ili transformator u dežurnoj prostoriji.

ID: 1548

Kako vam se sviđa ovaj članak?