TL494 v polnem napajalniku
Več kot leto dni je minilo, odkar sem se resno lotil teme napajalnikov. Prebral sem čudoviti knjigi Martyja Browna "Napajalniki" in Semenova "Močnostna elektronika". Posledično sem opazil veliko napak v diagramih iz interneta in v v zadnjem času in vse kar vidim je kruto norčevanje iz mojega najljubšega mikrovezja TL494.
TL494 mi je všeč zaradi njegove vsestranskosti; verjetno ga ni napajalnika, ki ga ne bi bilo mogoče implementirati. V tem primeru si želim ogledati izvedbo najbolj zanimive topologije pol-mostov. Krmiljenje polmostnih tranzistorjev je galvansko ločeno, kar zahteva veliko elementov, načeloma pretvornik v pretvorniku. Kljub dejstvu, da je polmostnih gonilnikov veliko, je še prezgodaj odpisati uporabo transformatorja (GDT) kot gonilnik, ta metoda je najbolj zanesljiva. Gonilniki Bootstrap so eksplodirali, vendar eksplozije GDT še nisem videl. Gonilnik transformator je navaden impulzni transformator, se izračuna po enakih formulah kot moč, ob upoštevanju sheme kopičenja. Pogosto sem videl uporabo visokozmogljivih tranzistorjev v pogonih GDT. Izhodi mikrovezja lahko proizvedejo 200 miliamperov toka in v primeru dobro zasnovanega gonilnika je to veliko; osebno sem vozil IRF740 in celo IRFP460 pri frekvenci 100 kilohercev. Poglejmo diagram tega gonilnika:
T
To vezje je povezano z vsakim izhodnim navitjem GDT. Dejstvo je, da je v trenutku mrtvega časa primarno navitje transformatorja odprto, sekundarna navitja pa niso obremenjena, zato bo praznjenje vrat skozi samo navitje trajalo izjemno dolgo, uvedba podporni, razelektritveni upor bo preprečil, da bi se vrata hitro napolnila in porabila veliko energije. Diagram na sliki je brez teh pomanjkljivosti. Robovi, izmerjeni na pravem prototipu, so bili 160 ns naraščajočih in 120 ns padajočih na vratih tranzistorja IRF740.
Tranzistorji, ki dopolnjujejo most v pogonu GDT, so zgrajeni podobno. Uporaba nihanja mostu je posledica dejstva, da preden se sproži sprožilec moči tl494, ko doseže 7 voltov, bodo izhodni tranzistorji mikrovezja odprti; če je transformator vklopljen, bo prišlo do push-pull kratek stik. Most deluje stabilno.
Diodni most VD6 popravi napetost iz primarnega navitja in če ta preseže napajalno napetost, jo vrne nazaj v kondenzator C2. To se zgodi zaradi pojava napetosti vzvratno Vendar pa induktivnost transformatorja ni neskončna.
Vezje se lahko napaja preko dušilnega kondenzatorja; zdaj deluje 400-voltni K73-17 pri 1,6 uF. diode KD522 ali veliko boljši 1n4148, možna je zamenjava z močnejšim 1n4007. Vhodni most je mogoče zgraditi na 1n4007 ali uporabiti že pripravljen kts407. Na plošči je bil Kts407 pomotoma uporabljen kot VD6, pod nobenim pogojem ga ni dovoljeno postaviti tam, ta most mora biti narejen z RF diodami. Tranzistor VT4 lahko odvaja do 2 vata toplote, vendar igra izključno zaščitno vlogo; lahko uporabite KT814. Preostali tranzistorji so KT361, zamenjava z nizkofrekvenčnim KT814 pa je zelo nezaželena. Glavni oscilator tl494 je tukaj nastavljen na frekvenco 200 kilohercev, kar pomeni, da v načinu push-pull dobimo 100 kilohercev. GDT navijemo na feritni obroč s premerom 1-2 centimetra. Žica 0,2-0,3 mm. Zavojev mora biti desetkrat več od izračunane vrednosti, kar močno izboljša obliko izhodnega signala. Bolj ko je navit, manj morate naložiti GDT z uporom R2. Na obroč z zunanjim premerom 18 mm sem navil 3 navitja po 70 ovojev. Precenjenost števila obratov in obvezna obremenitev sta povezana s trikotno komponento toka, s povečanjem števila obratov se zmanjšuje, obremenitev pa preprosto zmanjša svoj vpliv v odstotkih. Tiskano vezje je priloženo, vendar ne ustreza točno diagramu, vendar so glavni bloki tam, poleg tega je dodan body kit za en ojačevalnik napak in serijski stabilizator za napajanje iz transformatorja. Plošča je izdelana za vgradnjo v razdelek plošče močnostnega dela.
Drugi polnilnik je sestavljen po vezju stabilizatorja ključnega toka z enoto za spremljanje dosežene napetosti na akumulatorju, da se zagotovi izklop ob koncu polnjenja. Za upravljanje ključni tranzistor Uporablja se široko uporabljeno specializirano mikrovezje TL494 (KIA491, K1114UE4). Naprava zagotavlja regulacijo polnilnega toka v območju 1 ... 6 A (največ 10 A) in izhodno napetost 2 ... 20 V.
Ključni tranzistor VT1, dioda VD5 in močnostne diode VD1 - VD4 skozi distančnike iz sljude morajo biti nameščeni na skupnem radiatorju s površino 200 ... 400 cm2. večina pomemben element v vezju je induktor L1. Učinkovitost vezja je odvisna od kakovosti njegove izdelave. Kot jedro lahko uporabite impulzni transformator iz napajalnika 3USTST TV ali podobnega. Zelo pomembno je, da ima magnetno jedro reže približno 0,5 ... 1,5 mm, da se prepreči nasičenje pri visokih tokovih. Število obratov je odvisno od specifičnega magnetnega vezja in je lahko v območju 15 ... 100 obratov žice PEV-2 2,0 mm. Če je število obratov preveliko, bo med delovanjem tokokroga pri nazivni obremenitvi slišan nežen žvižgajoč zvok. Praviloma se žvižgajoči zvok pojavi le pri srednjih tokovih, pri veliki obremenitvi pa induktivnost induktorja zaradi magnetizacije jedra pade in žvižganje preneha. Če se žvižgajoči zvok ustavi pri nizkih tokovih in z nadaljnjim povečanjem obremenitvenega toka se izhodni tranzistor začne močno segrevati, potem je površina magnetnega jedra nezadostna za delovanje na izbrani generacijski frekvenci - potrebno je povečajte delovno frekvenco mikrovezja z izbiro upora R4 ali kondenzatorja C3 ali namestite večji induktor. Če v vezju ni močnostnega tranzistorja p-n-p strukture, lahko uporabite močne tranzistorje n-p-n strukture kot je prikazano na sliki.
Kot diodo VD5 pred induktorjem L1 je priporočljivo uporabiti vse razpoložljive diode s Schottkyjevo pregrado, ocenjeno na tok najmanj 10 A in napetost 50 V, v skrajnih primerih lahko uporabite srednjefrekvenčne diode KD213, KD2997 ali podobne uvožene. Za usmernik lahko uporabite vse močne diode s tokom 10A ali diodni most, na primer KBPC3506, MP3508 ali podobno. Priporočljivo je prilagoditi upornost šanta v tokokrogu na zahtevano vrednost. Območje nastavitve izhodnega toka je odvisno od razmerja uporov uporov v izhodnem vezju 15 mikrovezja. V spodnjem položaju drsnika spremenljivega upora za nastavitev toka v diagramu se mora napetost na nožici 15 mikrovezja ujemati z napetostjo na šantu, ko teče skozi njega največji tok. Regulacijski upor spremenljivega toka R3 lahko nastavite s katerim koli nazivnim uporom, vendar boste morali izbrati fiksni upor R2 poleg njega, da dobite zahtevano napetost na nožici 15 mikrovezja.
Spremenljivi upor za nastavitev izhodne napetosti R9 ima lahko tudi širok razpon nominalne upornosti 2 ... 100 kOhm. Z izbiro upora upora R10 se nastavi zgornja meja izhodne napetosti. Spodnja meja je določena z razmerjem uporov uporov R6 in R7, vendar je nezaželeno nastaviti pod 1 V.
Mikrovezje je nameščeno na majhnem tiskanem vezju 45 x 40 mm, preostali elementi vezja so nameščeni na dnu naprave in radiatorja.
Shema ožičenja za priključitev tiskanega vezja je prikazana na spodnji sliki.
Možnosti tiskana vezja v položaju 6
Zahvaljujemo se vam za pečate v komentarjih Demo
Vezje je uporabilo previt močnostni transformator TS180, vendar je moč transformatorja mogoče spremeniti glede na velikost zahtevanih izhodnih napetosti in toka. Če zadostuje izhodna napetost 15 V in tok 6 A, potem močnostni transformator moč 100 W. Površino radiatorja lahko zmanjšate tudi na 100...200 cm2. Naprava se lahko uporablja kot laboratorijski napajalnik z nastavljivo omejitvijo izhodnega toka. Če so elementi v dobrem stanju, vezje začne delovati takoj in zahteva le prilagoditev.
Vir: http://shemotechnik.ru
torej. Krmilno ploščo polmostnega pretvornika smo si že ogledali; čas je, da jo uporabimo v praksi. Vzemimo standardni diagram pol-most, ne povzroča posebnih težav pri montaži. Tranzistorji so priključeni na ustrezne sponke plošče, napaja se napajanje v stanju pripravljenosti 12-18 voltov. Če zaporedno povežemo 3 diode, bo napetost na vratih padla za 2 volta in dobili bomo točno potrebnih 10-15 voltov.
Poglejmo diagram:
Transformator izračunamo s programom ali poenostavimo po formuli N=U/(4*pi*F*B*S). U = 155 V, F = 100000 hertz z ocenami RC 1nf in 4,7 kOhm, B = 0,22 T za povprečni ferit, ne glede na prepustnost, od spremenljivi parameter Vse, kar ostane, je S - površina prečnega prereza strani obroča ali srednje palice Š magnetnega vezja v kvadratnih metrih.
Plin se izračuna po formuli L=(Uppeak-Ustab)*Тdead/Imin. Vendar formula ni zelo priročna - mrtvi čas je odvisen od razlike med najvišjo in stabilizirano napetostjo. Stabilizirana napetost je aritmetična sredina vzorca iz izhodnih impulzov (ne sme se zamenjati s kvadratno sredino). Za napajanje, ki je regulirano v celotnem obsegu, lahko formulo prepišemo kot L= (Upeak*1/(2*F))/Imin. Jasno je, da v primeru popolna prilagoditev napetosti, večja kot je potrebna induktivnost, nižja je minimalna vrednost toka. Kaj se bo zgodilo, če je napajalnik obremenjen z manj kot trenutnim Imin. In vse je zelo preprosto - napetost se nagiba k najvišji vrednosti, zdi se, da ignorira induktor. V primeru povratne regulacije napetost ne bo mogla narasti, temveč bodo impulzi potlačeni, tako da bo v bistvu prišlo do stabilizacije zaradi segrevanja tranzistorjev linearni stabilizator. Mislim, da je pravilno vzeti Imin tako, da so izgube linearnega načina enake izgubam pri največja obremenitev. Tako nastavitev ostane v polnem območju in ni nevarna za napajanje.
Izhodni usmernik je zgrajen s polnovalnim vezjem s srednjo točko. Ta pristop vam omogoča, da prepolovite padec napetosti na usmerniku in vam omogoča uporabo že pripravljenih diodnih sklopov s skupno katodo, ki niso dražji od ene same diode, na primer MBR20100CT ali 30CTQ100. Prve števke oznake pomenijo tok 20 oziroma 30 amperov, druge števke pa napetost 100 voltov. Upoštevati je treba, da bodo diode imele dvojno napetost. Tisti. na izhodu dobimo 12 voltov, hkrati pa bo na diodah 24.
Polmostni tranzistorji .. In tukaj je vredno razmisliti o tem, kaj potrebujemo. Tranzistorji z relativno majhno močjo, kot sta IRF730 ali IRF740, lahko delujejo pri zelo visoke frekvence 100 kilohercev za njih ni meja, poleg tega pa ne tvegamo krmilnega vezja, zgrajenega na ne zelo močnih delih. Za primerjavo, kapacitivnost vrat tranzistorja 740 je le 1,8 nf, IRFP460 pa kar 10 nf, kar pomeni, da bo za prenos kapacitivnosti vsak pol-cikel porabljene 6-krat več energije. Poleg tega bo to zategnilo sprednje strani. Za statične izgube lahko napišete P=0,5*Ropen *Itr^2 za vsak tranzistor. Z besedami - upor odprtega tranzistorja, pomnožen s kvadratom toka skozi njega, deljen z dva. In te izgube so običajno nekaj vatov. Druga stvar so dinamične izgube, to so izgube na frontah, ko tranzistor prehaja skozi način A, ki ga vsi sovražijo, in ta zlobni način povzroča izgube, grobo opisane kot največja moč pomnoženo z razmerjem med trajanjem obeh front in trajanjem polcikla, deljeno z 2. Za vsak tranzistor. In te izgube so veliko več kot statične. Torej, če vzamete močnejši tranzistor, ko
z enostavnejšo možnostjo lahko preživite, lahko celo izgubite na učinkovitosti, zato ne pretiravajte.
Če pogledamo vhodne in izhodne kapacitivnosti, jih morda želite narediti prevelike, kar je povsem logično, saj kljub delovni frekvenci napajalnika 100 kilohercev še vedno usmerjamo omrežno napetost 50 hercev in v primeru nezadostne kapacitivnosti bomo dobili enak izhodni popravljen sinusni val, ki je izjemno moduliran in demoduliran nazaj. Torej bi morali iskati pulzacije pri frekvenci 100 hercev. Za tiste, ki se bojijo "HF šuma", zagotavljam, da ga tam ni niti kapljice, preverjeno je bilo z osciloskopom. Toda povečanje zmogljivosti lahko vodi do velikih začetni tokovi, in zagotovo bodo povzročili škodo na vhodnem mostu, napihnjene izhodne kapacitivnosti pa bodo povzročile tudi eksplozijo celotnega vezja. Da bi popravil situacijo, sem naredil nekaj dodatkov k vezju - rele za spremljanje napolnjenosti vhodne kapacitivnosti in mehak zagon na istem releju in kondenzatorju C5. Ne odgovarjam za ocene, lahko samo povem, da se bo C5 polnil preko upora R7, čas polnjenja pa je mogoče oceniti s formulo T=2pRC, izhodna kapacitivnost se bo polnila z enako hitrostjo, polnjenje z stabilni tok je opisan z U=I*t/C, čeprav ne natančno, vendar je mogoče oceniti tokovni sunek glede na čas. Mimogrede, brez plina nima smisla.
Poglejmo, kaj je nastalo po spremembi:
Predstavljajmo si, da je napajalnik močno obremenjen in hkrati izklopljen. Vklopimo ga, vendar se kondenzatorji ne polnijo, polnilni upor samo zasveti in to je to. To je problem, vendar obstaja rešitev. Druga kontaktna skupina releja je običajno zaprta in če je 4. vhod mikrovezja zaprt z vgrajenim 5-voltnim stabilizatorjem na 14. nogi, bo trajanje impulza padlo na nič. Mikrovezje bo izklopljeno, stikala za vklop bodo zaklenjena, vhodna kapacitivnost bo napolnjena, stikalo bo kliknilo, kondenzator C5 se bo začel polniti, širina impulza se bo počasi dvignila na delovno raven, napajanje bo popolnoma izklopljeno pripravljen za delovanje. Če se napetost v omrežju zmanjša, se bo rele izklopil, kar bo povzročilo izklop krmilnega vezja. Ko se napetost ponovno vzpostavi, se postopek zagona znova ponovi. Zdi se, da sem naredil pravilno, če sem kaj spregledal, bom vesel komentarjev.
Trenutna stabilizacija tukaj igra bolj zaščitno vlogo, čeprav je nastavitev možna s spremenljivim uporom. Izveden je bil preko tokovnega transformatorja, ker je bil prilagojen napajalniku z bipolarnim izhodom, vendar ni vse tako preprosto. Izračun tega transformatorja je zelo preprost - shunt z uporom R Ohm se prenese v sekundarno navitje s številom obratov N kot upor Rнт=R*N^2, lahko izrazite napetost iz razmerja števila obratov in padca na ekvivalentnem šantu, mora biti večji od padca napetosti diode. Trenutni način stabilizacije se bo začel, ko bo napetost na vhodu + operacijskega ojačevalnika poskušala preseči napetost na vhodu -. Na podlagi tega izračuna. Primarno navitje je žica, vlečena skozi obroč. Upoštevati je treba, da lahko prekinitev obremenitve tokovnega transformatorja povzroči pojav ogromnih napetosti na njegovem izhodu, ki so vsaj zadostne za razgradnjo ojačevalnika napak.
Kondenzatorji C4 C6 in upori R10 R3 tvorijo diferencialni ojačevalnik. Zaradi verige R10 C6 in zrcaljenega R3 C4 dobimo trikotni padec amplitude frekvenčni odziv ojačevalnik napak. To je videti kot počasna sprememba širine impulza glede na tok. Po eni strani to zmanjša hitrost povratne informacije, po drugi strani pa naredi sistem stabilen. Glavna stvar pri tem je zagotoviti, da gre frekvenčni odziv pod 0 decibelov pri frekvenci, ki ni večja od 1/5 preklopne frekvence; takšna povratna informacija je precej hitra, v nasprotju z povratno informacijo iz izhoda LC filtra. Začetna frekvenca mejne vrednosti pri -3dB se izračuna kot F=1/2pRC, kjer je R=R10=R3; C=C6=C4, za vrednosti v diagramu ne odgovarjam, nisem štel. Lastni dobiček
Vezje se izračuna kot razmerje med največjo možno napetostjo (mrtvi čas se nagiba k nič) na kondenzatorju C4 in napetostjo generatorja žage, vgrajenega v čip, in pretvorjenega v decibele. Dvigne frekvenčni odziv zaprt sistem gor. Glede na to, da naše kompenzacijske verige dajejo padec 20 dB na desetletje, začenši s frekvenco 1/2pRC, in ob poznavanju tega porasta ni težko najti presečišča z 0 dB, ki ne sme biti več kot pri frekvenci 1/5 delovne frekvence, tj. 20 kilohercev Omeniti velja, da transformator ne bi smel biti navit z veliko rezervo moči, nasprotno, tok kratkega stika ne bi smel biti posebej velik, sicer tudi taka visokofrekvenčna zaščita ne bo mogla delovati pravočasno. , pa kaj če tam kak kiloamper skoči.. Tako da tudi tega ne zlorabljamo .
To je vse za danes, upam, da bo diagram uporaben. Možno ga je prilagoditi za napajalni izvijač ali narediti bipolarni izhod za napajanje ojačevalca, možno je tudi polnjenje baterij s stabilnim tokom. Za celotno ožičenje tl494 se sklicujemo na zadnji del; edini dodatki so kondenzator za mehki zagon C5 in kontakti releja na njem. No, pomembna opomba - spremljanje napetosti na polmostnih kondenzatorjih nas je prisililo, da krmilno vezje povežemo z napajanjem tako, da to ne bo omogočilo uporabe napajanja v stanju pripravljenosti s kondenzatorjem za gašenje, vsaj z mostnim usmerjanjem. Možna rešitev- polvalovni usmernik, kot je diodni polmostovnik ali transformator v dežurni sobi.
ID: 1548
|
Kaj menite o tem članku? |