TL494 dalam bekalan kuasa penuh
Lebih daripada setahun telah berlalu sejak saya serius mengambil topik bekalan kuasa. Saya membaca buku hebat "Bekalan Kuasa" oleh Marty Brown dan "Power Electronics" oleh Semenov. Akibatnya, saya melihat banyak ralat dalam rajah dari Internet, dan dalam kebelakangan ini dan apa yang saya lihat hanyalah ejekan kejam terhadap litar mikro TL494 kegemaran saya.
Saya suka TL494 kerana serba boleh; mungkin tiada bekalan kuasa yang tidak boleh dilaksanakan padanya. Dalam kes ini, saya ingin melihat pelaksanaan topologi separuh jambatan yang paling menarik. Kawalan transistor separuh jambatan dilakukan secara galvani terpencil, ini memerlukan banyak elemen, pada dasarnya penukar di dalam penukar. Walaupun terdapat banyak pemandu separuh jambatan, masih terlalu awal untuk menghapuskan penggunaan transformer (GDT) sebagai pemandu kaedah ini adalah yang paling boleh dipercayai. Pemandu Bootstrap meletup, tetapi saya belum lagi melihat letupan GDT. Transformer pemacu adalah biasa pengubah nadi, dikira menggunakan formula yang sama seperti yang berkuasa, dengan mengambil kira skema binaan. Selalunya saya telah melihat penggunaan transistor kuasa tinggi dalam pemacu GDT. Output litar mikro boleh menghasilkan 200 miliamp arus, dan dalam kes pemandu yang direka dengan baik, ini adalah banyak; saya sendiri memandu IRF740 dan juga IRFP460 pada frekuensi 100 kilohertz. Mari lihat gambarajah pemandu ini:
T
Litar ini disambungkan kepada setiap belitan keluaran GDT. Hakikatnya ialah pada masa mati, belitan utama pengubah adalah litar terbuka, dan belitan sekunder tidak dimuatkan, jadi pelepasan pintu melalui belitan itu sendiri akan mengambil masa yang sangat lama, pengenalan perintang nyahcas yang menyokong akan menghalang pintu daripada mengecas dengan cepat dan membazirkan banyak tenaga. Gambar rajah dalam rajah adalah bebas daripada kekurangan ini. Tepi yang diukur pada prototaip sebenar ialah 160ns meningkat dan 120ns jatuh pada gerbang transistor IRF740.
Transistor yang melengkapkan jambatan dalam pemacu GDT dibina sama. Penggunaan buaian jambatan adalah disebabkan oleh fakta bahawa sebelum pencetus kuasa tl494 dicetuskan apabila mencapai 7 volt, transistor keluaran litar mikro akan terbuka jika pengubah dihidupkan, tolak-tarik akan berlaku; litar pintas. Jambatan itu berfungsi dengan stabil.
Jambatan diod VD6 membetulkan voltan daripada belitan primer dan jika ia melebihi voltan bekalan, ia mengembalikannya semula kepada kapasitor C2. Ini berlaku kerana penampilan ketegangan terbalik Walau bagaimanapun, kearuhan pengubah adalah tidak terhingga.
Litar boleh dikuasakan melalui kapasitor pelindapkejutan; pada masa ini 400 volt K73-17 pada 1.6 uF sedang berfungsi. diod KD522 atau 1n4148 yang lebih baik, penggantian dengan 1n4007 yang lebih berkuasa adalah mungkin. Jambatan input boleh dibina pada 1n4007 atau menggunakan kts407 siap pakai. Di papan, Kts407 telah tersilap digunakan sebagai VD6, dalam keadaan apa pun tidak dibenarkan untuk diletakkan di sana, jambatan ini mesti dibuat dengan diod RF. Transistor VT4 boleh menghilangkan sehingga 2 watt haba, tetapi ia memainkan peranan pelindung semata-mata; anda boleh menggunakan KT814. Transistor yang tinggal ialah KT361, dan penggantian dengan KT814 frekuensi rendah adalah sangat tidak diingini. Pengayun induk tl494 dikonfigurasikan di sini pada frekuensi 200 kilohertz, yang bermaksud bahawa dalam mod tolak-tarik kita mendapat 100 kilohertz. Kami menggulung GDT pada cincin ferit dengan diameter 1-2 sentimeter. Kawat 0.2-0.3mm. Seharusnya terdapat sepuluh kali lebih banyak pusingan daripada nilai yang dikira, ini sangat meningkatkan bentuk isyarat keluaran. Semakin banyak luka, semakin kurang anda perlu memuatkan GDT dengan perintang R2. Saya melilit 3 belitan sebanyak 70 lilitan pada gelang dengan diameter luar 18mm. Anggaran berlebihan bilangan lilitan dan pemuatan mandatori dikaitkan dengan komponen segi tiga arus; ia berkurangan dengan peningkatan lilitan, dan pemuatan hanya mengurangkan pengaruh peratusannya. Papan litar bercetak disertakan, tetapi ia tidak sepadan dengan gambar rajah, tetapi blok utama ada di sana, ditambah kit badan untuk satu penguat ralat dan penstabil siri untuk bekalan kuasa daripada pengubah telah ditambah. Papan dibuat untuk pemasangan ke bahagian papan bahagian kuasa.
Pengecas lain dipasang mengikut litar penstabil arus utama dengan unit untuk memantau voltan yang dicapai pada bateri untuk memastikan ia dimatikan pada akhir pengecasan. Untuk pengurusan transistor kunci Litar mikro khusus yang digunakan secara meluas TL494 (KIA491, K1114UE4) digunakan. Peranti menyediakan peraturan arus cas dalam 1 ... 6 A (10 A maks) dan voltan keluaran 2 ... 20 V.
Transistor utama VT1, diod VD5 dan diod kuasa VD1 - VD4 melalui pengatur jarak mika mesti dipasang pada radiator biasa dengan keluasan 200 ... 400 cm2. Kebanyakan elemen penting dalam litar ialah induktor L1. Kecekapan litar bergantung kepada kualiti pembuatannya. Sebagai teras, anda boleh menggunakan pengubah nadi daripada bekalan kuasa TV 3USTST atau yang serupa. Adalah sangat penting bahawa teras magnet mempunyai jurang slot kira-kira 0.5 ... 1.5 mm untuk mengelakkan tepu pada arus tinggi. Bilangan lilitan bergantung pada litar magnet tertentu dan boleh berada dalam julat 15 ... 100 lilitan wayar PEV-2 2.0 mm. Jika bilangan lilitan berlebihan, maka bunyi siulan lembut akan kedengaran apabila litar beroperasi pada beban terkadar. Sebagai peraturan, bunyi siulan hanya berlaku pada arus sederhana, dan dengan beban yang berat, induktansi induktor akibat magnetisasi teras jatuh dan siulan berhenti. Jika bunyi siulan berhenti pada arus rendah dan dengan peningkatan selanjutnya dalam arus beban, transistor keluaran mula memanas dengan mendadak, maka kawasan teras magnet tidak mencukupi untuk beroperasi pada frekuensi penjanaan yang dipilih - adalah perlu untuk meningkatkan kekerapan operasi litar mikro dengan memilih perintang R4 atau kapasitor C3 atau memasang induktor yang lebih besar. Jika tiada transistor kuasa struktur p-n-p dalam litar, anda boleh menggunakan transistor berkuasa struktur n-p-n seperti yang ditunjukkan dalam gambar.
Sebagai diod VD5 di hadapan induktor L1, adalah dinasihatkan untuk menggunakan mana-mana diod yang tersedia dengan penghalang Schottky, dinilai untuk arus sekurang-kurangnya 10A dan voltan 50V dalam kes yang melampau, anda boleh menggunakan diod frekuensi pertengahan KD213, KD2997 atau yang diimport yang serupa. Untuk penerus, anda boleh menggunakan mana-mana diod berkuasa dengan arus 10A atau jambatan diod, contohnya KBPC3506, MP3508 atau seumpamanya. Adalah dinasihatkan untuk melaraskan rintangan shunt dalam litar kepada nilai yang diperlukan. Julat pelarasan arus keluaran bergantung kepada nisbah rintangan perintang dalam litar keluaran 15 litar mikro. Di kedudukan bawah peluncur perintang pembolehubah pelarasan semasa dalam rajah, voltan pada pin 15 litar mikro mesti sepadan dengan voltan pada shunt apabila mengalir melaluinya arus maksimum. Perintang kawalan arus berubah R3 boleh ditetapkan dengan sebarang rintangan nominal, tetapi anda perlu memilih perintang tetap R2 bersebelahan dengannya untuk mendapatkan voltan yang diperlukan pada pin 15 litar mikro.
Perintang pelarasan voltan keluaran berubah R9 juga boleh mempunyai julat luas rintangan nominal 2 ... 100 kOhm. Dengan memilih rintangan perintang R10, had atas voltan keluaran ditetapkan. Had bawah ditentukan oleh nisbah rintangan perintang R6 dan R7, tetapi tidak diingini untuk menetapkannya kurang daripada 1 V.
Litar mikro dipasang pada papan litar bercetak kecil 45 x 40 mm, elemen litar yang tinggal dipasang pada pangkalan peranti dan radiator.
Gambar rajah pendawaian untuk menyambungkan papan litar bercetak ditunjukkan dalam rajah di bawah.
Pilihan papan litar bercetak dalam lay6
Kami mengucapkan terima kasih atas meterai dalam ulasan Demo
Litar menggunakan pengubah kuasa TS180 gulung semula, tetapi bergantung pada magnitud voltan keluaran dan arus yang diperlukan, kuasa pengubah boleh diubah. Jika voltan keluaran 15 V dan arus 6 A adalah mencukupi, maka pengubah kuasa kuasa 100 W. Luas radiator juga boleh dikurangkan kepada 100...200 cm2. Peranti ini boleh digunakan sebagai bekalan kuasa makmal dengan had arus keluaran boleh laras. Jika elemen berfungsi dengan baik, litar mula berfungsi serta-merta dan hanya memerlukan pelarasan.
Sumber: http://shemotechnik.ru
Jadi. Kami telah melihat pada papan kawalan penyongsang separuh jambatan; Jom ambil rajah piawai separuh jambatan, ia tidak menyebabkan sebarang kesulitan tertentu dalam pemasangan. Transistor disambungkan ke terminal papan yang sepadan, bekalan kuasa siap sedia 12-18 volt dibekalkan. Jika 3 diod disambungkan secara bersiri, voltan di pintu akan turun sebanyak 2 volt dan kita akan mendapat tepat 10-15 volt yang diperlukan.
Mari lihat rajah:
Transformer dikira oleh atur cara atau dipermudahkan menggunakan formula N=U/(4*pi*F*B*S). U=155V, F=100000 hertz dengan penarafan RC 1nf dan 4.7kOhm, B=0.22 T untuk purata ferit, tanpa mengira kebolehtelapan, daripada parameter pembolehubah Yang tinggal hanyalah S - kawasan keratan rentas sisi cincin atau rod tengah Ш litar magnet dalam meter persegi.
Pendikit dikira menggunakan formula L=(Uppeak-Ustab)*Тdead/Imin. Walau bagaimanapun, formulanya tidak begitu mudah - masa mati bergantung pada perbezaan antara voltan puncak dan stabil. Voltan yang distabilkan ialah min aritmetik sampel daripada denyutan keluaran (jangan dikelirukan dengan kuasa dua min punca). Untuk bekalan kuasa yang dikawal dalam julat penuh, formula boleh ditulis semula sebagai L= (Naik*1/(2*F))/Imin. Adalah jelas bahawa, dalam kes itu pelarasan penuh voltan, semakin besar kearuhan yang diperlukan, semakin rendah nilai arus minimum. Apa yang akan berlaku jika bekalan kuasa dimuatkan dengan kurang daripada Imin semasa Dan semuanya sangat mudah - voltan akan cenderung kepada nilai puncak, ia seolah-olah mengabaikan induktor. Dalam kes peraturan maklum balas, voltan tidak akan dapat meningkat sebaliknya, denyutan akan ditindas supaya hanya bahagian hadapannya yang kekal akan berlaku disebabkan oleh pemanasan transistor, pada dasarnya penstabil linear. Saya fikir adalah betul untuk mengambil Imin supaya kerugian mod linear adalah sama dengan kerugian pada beban maksimum. Oleh itu, pelarasan kekal dalam julat penuh dan tidak berbahaya untuk bekalan kuasa.
Penerus keluaran dibina menggunakan litar gelombang penuh dengan titik tengah. Pendekatan ini membolehkan anda mengurangkan separuh penurunan voltan merentasi penerus dan membolehkan anda menggunakan pemasangan diod siap pakai dengan katod biasa, yang tidak lebih mahal daripada diod tunggal, contohnya MBR20100CT atau 30CTQ100. Digit pertama penandaan bermaksud arus 20 dan 30 ampere, masing-masing, dan digit kedua bermaksud voltan 100 volt. Perlu dipertimbangkan bahawa diod akan mempunyai voltan berganda. Itu. kita mendapat 12 volt pada output, dan pada masa yang sama akan ada 24 pada diod.
Transistor separuh jambatan.. Dan di sini patut difikirkan tentang apa yang kita perlukan. Transistor kuasa yang agak rendah seperti IRF730 atau IRF740 boleh beroperasi pada tahap yang sangat tinggi frekuensi tinggi, 100 kilohertz bukanlah had untuk mereka, dan selain itu, kami tidak mengambil risiko litar kawalan yang dibina pada bahagian yang tidak begitu berkuasa. Sebagai perbandingan, kapasitans get transistor 740 hanya 1.8 nf, dan IRFP460 adalah sebanyak 10 nf, yang bermaksud 6 kali lebih kuasa akan digunakan untuk memindahkan kapasitans setiap separuh kitaran. Selain itu, ini akan mengetatkan bahagian hadapan. Untuk kerugian statik, anda boleh menulis P=0.5*Ropen *Itr^2 untuk setiap transistor. Dalam perkataan - rintangan transistor terbuka didarab dengan kuasa dua arus melaluinya, dibahagikan dengan dua. Dan kerugian ini biasanya beberapa watt. Perkara lain ialah kerugian dinamik, ini adalah kerugian di bahagian hadapan, apabila transistor melalui mod A, dibenci oleh semua orang, dan mod jahat ini menyebabkan kerugian, secara kasar digambarkan sebagai kuasa maksimum didarab dengan nisbah tempoh kedua-dua hadapan kepada tempoh separuh kitaran, dibahagikan dengan 2. Bagi setiap transistor. Dan kerugian ini lebih daripada statik. Oleh itu, jika anda mengambil transistor yang lebih berkuasa apabila
anda boleh bertahan dengan pilihan yang lebih mudah, malah anda boleh kehilangan kecekapan, jadi jangan gunakannya secara berlebihan.
Melihat kapasitansi input dan output, anda mungkin mahu menjadikannya terlalu besar, dan ini agak logik, kerana walaupun kekerapan operasi bekalan kuasa 100 kilohertz, kami masih membetulkan voltan sesalur 50 hertz, dan sekiranya berlaku kapasitansi yang tidak mencukupi kita akan mendapat output yang sama gelombang sinus diperbetulkan, ia sangat termodulat dan dinyahmodulasi kembali. Oleh itu, anda harus mencari denyutan pada frekuensi 100 hertz. Bagi mereka yang takut dengan "bunyi HF", saya memberi jaminan bahawa tidak ada setitik pun, ia telah diperiksa dengan osiloskop. Tetapi peningkatan kapasiti boleh membawa kepada besar arus permulaan, dan ia pasti akan menyebabkan kerosakan pada jambatan input, dan kapasitans keluaran yang melambung juga akan membawa kepada letupan keseluruhan litar. Untuk membetulkan keadaan, saya membuat beberapa penambahan pada litar - geganti untuk memantau cas kapasiti input dan permulaan lembut pada geganti dan kapasitor C5 yang sama. Saya tidak bertanggungjawab untuk penarafan, saya hanya boleh mengatakan bahawa C5 akan dicas melalui perintang R7, dan masa pengecasan boleh dianggarkan menggunakan formula T=2pRC, kapasiti output akan dicas pada kelajuan yang sama, mengecas dengan arus stabil diterangkan oleh U=I*t/C, walaupun tidak tepat, tetapi adalah mungkin untuk menganggarkan lonjakan semasa bergantung pada masa. By the way, tanpa pendikit ia tidak masuk akal.
Mari lihat apa yang keluar selepas pengubahsuaian:
Mari kita bayangkan bahawa bekalan kuasa banyak dimuatkan dan pada masa yang sama dimatikan. Kami menghidupkannya, tetapi kapasitor tidak mengecas, perintang pengecasan hanya menyala dan itu sahaja. Ia masalah, tetapi ada penyelesaiannya. Kumpulan hubungan kedua geganti biasanya ditutup, dan jika input ke-4 litar mikro ditutup dengan penstabil 5 volt terbina dalam pada kaki ke-14, maka tempoh nadi akan menurun kepada sifar. Litar mikro akan dimatikan, suis kuasa akan dikunci, kapasiti input akan dicas, suis akan klik, kapasitor C5 akan mula mengecas, lebar nadi akan perlahan-lahan naik ke tahap operasi, bekalan kuasa akan sepenuhnya sedia untuk beroperasi. Sekiranya voltan dalam rangkaian berkurangan, geganti akan dimatikan, ini akan menyebabkan litar kawalan dimatikan. Apabila voltan dipulihkan, proses permulaan akan diulang semula. Nampaknya saya melakukannya dengan betul, jika saya terlepas sesuatu, saya akan gembira untuk sebarang komen.
Penstabilan semasa di sini lebih memainkan peranan perlindungan, walaupun pelarasan boleh dilakukan dengan perintang berubah-ubah. Dilaksanakan melalui pengubah semasa, kerana ia disesuaikan dengan bekalan kuasa dengan output bipolar, tetapi ia tidak begitu mudah. Pengiraan pengubah ini sangat mudah - shunt dengan rintangan R Ohm dipindahkan ke belitan sekunder dengan bilangan lilitan N sebagai rintangan Rнт=R*N^2, anda boleh menyatakan voltan daripada nisbah nombor daripada lilitan dan kejatuhan pada shunt yang setara, ia harus lebih besar daripada diod voltan jatuh. Mod penstabilan semasa akan bermula apabila voltan pada input + op-amp cuba melebihi voltan pada input -. Berdasarkan pengiraan ini. Penggulungan primer ialah dawai yang ditarik melalui gelang. Perlu dipertimbangkan bahawa pemecahan beban pengubah semasa boleh membawa kepada kemunculan voltan besar pada outputnya, sekurang-kurangnya mencukupi untuk memecahkan penguat ralat.
Kapasitor C4 C6 dan perintang R10 R3 membentuk penguat pembezaan. Disebabkan oleh rantai R10 C6 dan R3 C4 yang dicerminkan, kami memperoleh penurunan amplitud segi tiga. tindak balas frekuensi penguat ralat. Ini kelihatan seperti perubahan perlahan dalam lebar nadi bergantung pada arus. Di satu pihak, ini mengurangkan kelajuan maklum balas, sebaliknya, menjadikan sistem stabil. Perkara utama di sini adalah untuk memastikan bahawa tindak balas frekuensi berada di bawah 0 desibel pada frekuensi tidak lebih daripada 1/5 daripada frekuensi pensuisan adalah agak pantas, berbeza dengan maklum balas daripada keluaran penapis LC. Kekerapan permulaan potongan pada -3dB dikira sebagai F=1/2pRC di mana R=R10=R3; C=C6=C4, saya tidak bertanggungjawab untuk nilai dalam rajah, saya tidak mengiranya. Keuntungan sendiri
Litar dikira sebagai nisbah voltan maksimum yang mungkin (masa mati cenderung kepada sifar) pada kapasitor C4 kepada voltan penjana gergaji yang dibina ke dalam cip dan ditukar kepada desibel. Ia meningkatkan tindak balas frekuensi sistem tertutup naik. Memandangkan rantaian pampasan kami memberikan penurunan sebanyak 20 dB setiap dekad bermula dari kekerapan 1/2pRC dan mengetahui kenaikan ini, tidak sukar untuk mencari titik persilangan dengan 0 dB, yang sepatutnya tidak lebih daripada pada frekuensi 1/5 daripada kekerapan operasi, i.e. 20 kilohertz Perlu diperhatikan bahawa pengubah tidak boleh digulung dengan rizab kuasa yang besar, sebaliknya, arus litar pintas tidak boleh terlalu besar, jika tidak, perlindungan frekuensi tinggi sedemikian tidak akan dapat berfungsi tepat pada masanya. , dan bagaimana jika kiloampere melompat ke sana.. Jadi kita tidak menyalahgunakan ini juga .
Sekian sahaja untuk hari ini, semoga gambar rajah tersebut bermanfaat. Ia boleh disesuaikan untuk pemutar skru kuasa, atau output bipolar boleh dibuat untuk kuasa penguat ia juga mungkin untuk mengecas bateri dengan arus yang stabil. Untuk pendawaian lengkap tl494 kami merujuk kepada bahagian terakhir; satu-satunya tambahan padanya ialah kapasitor mula lembut C5 dan sesentuh geganti di atasnya. Nah, nota penting - memantau voltan pada kapasitor separuh jambatan memaksa kami menyambungkan litar kawalan dengan kuasa sedemikian rupa sehingga ini tidak akan membenarkan penggunaan kuasa siap sedia dengan kapasitor pelindapkejutan, sekurang-kurangnya dengan pembetulan jambatan. Penyelesaian yang mungkin- penerus separuh gelombang seperti jambatan separuh diod atau pengubah dalam bilik bertugas.
ID: 1548
|
Apa pendapat anda tentang artikel ini? |