Stromversorgung auf tl494 mit Mittelpunkt. Schema eines Laborschaltnetzteils am TL494

28.11.2021 | Autos

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LEISTUNGSUMWANDLUNG

Bevor man mit der Beschreibung des Funktionsprinzips von Schaltnetzteilen fortfährt, sollte man sich einige Details aus dem allgemeinen Kurs der Physik ins Gedächtnis rufen, nämlich was ist Elektrizität, was ist ein Magnetfeld und wie sie voneinander abhängen.
Wir werden nicht zu tief eintauchen und auch die Gründe für das Auftreten von Elektrizität in verschiedenen Objekten verschweigen - dafür müssen Sie nur 1/4 des Physikkurses dumm wiederholen, also hoffen wir, dass der Leser weiß, was Elektrizität ist nicht von den Aufschriften auf den Schildern "DO NOT GET IN - WILL TILL !". Erinnern wir uns jedoch zunächst daran, was es tatsächlich ist, das ist die Elektrizität selbst, oder besser gesagt die Spannung.

Nehmen wir nun rein theoretisch an, wir hätten einen Leiter als Last, d.h. das häufigste Stück Draht. Was darin passiert, wenn Strom durch sie fließt, ist in der folgenden Abbildung anschaulich dargestellt:

Wenn mit dem Leiter und dem ihn umgebenden Magnetfeld alles klar ist, falten wir den Leiter nicht zu einem Ring, sondern zu mehreren Ringen, damit sich unser Induktor aktiver zeigt und sieht, was als nächstes passiert.

Genau an dieser Stelle macht es Sinn, Tee zu trinken und das soeben Gelernte ins Gehirn aufzunehmen. Wenn das Gehirn nicht müde ist oder diese Information bereits bekannt ist, dann schauen wir weiter

Als Leistungstransistoren in einem Schaltnetzteil werden Bipolartransistoren, Feldeffekttransistoren (MOSFET) und IGBT verwendet. Welcher Leistungstransistor zum Einsatz kommt, bleibt dem Gerätehersteller überlassen, da beide ihre eigenen Vor- und Nachteile haben. Es wäre jedoch unfair, nicht zu bemerken, dass Bipolartransistoren in leistungsstarken Netzteilen praktisch nicht verwendet werden. MOSFET-Transistoren werden am besten bei Umwandlungsfrequenzen von 30 kHz bis 100 kHz verwendet, aber IGBTs "mögen niedrigere Frequenzen - über 30 kHz ist es besser, sie nicht zu verwenden.
Bipolartransistoren sind gut, weil sie ziemlich schnell schließen, da der Kollektorstrom vom Basisstrom abhängt, aber im offenen Zustand haben sie einen ziemlich großen Widerstand, was bedeutet, dass sie einen ziemlich großen Spannungsabfall haben, was definitiv zu einer übermäßigen Erwärmung führt des Transistors selbst.
Feldventile haben im geöffneten Zustand einen sehr geringen aktiven Widerstand, was keine große Wärmefreisetzung verursacht. Je leistungsfähiger der Transistor ist, desto größer ist jedoch seine Gate-Kapazität, und es sind ziemlich große Ströme erforderlich, um ihn zu laden und zu entladen. Diese Abhängigkeit der Gate-Kapazität von der Leistung des Transistors ist darauf zurückzuführen, dass die für Stromversorgungen verwendeten Feldeffekttransistoren in MOSFET-Technologie hergestellt werden, deren Kern die Verwendung einer Parallelschaltung mehrerer Feldeffekttransistoren ist ein isoliertes Gate und auf einem einzigen Chip hergestellt. Und je leistungsfähiger der Transistor ist, desto mehr parallele Transistoren werden verwendet und die Gate-Kapazitäten summieren sich.
Ein Versuch, einen Kompromiss zu finden, sind Transistoren, die in IGBT-Technologie hergestellt wurden, da sie konstituierende Elemente sind. Gerüchten zufolge stellten sie sich beim Versuch, den MOSFET zu wiederholen, rein zufällig heraus, aber anstelle von Feldeffekttransistoren erwiesen sie sich als nicht ganz Feld und nicht ganz bipolar. Als Steuerelektrode fungiert das Gate eines im Inneren eingebauten Low-Power-Feldeffekttransistors, der mit seinem Source-Drain bereits den Strom der Basen von parallel geschalteten, auf dem gleichen Chip gefertigten Bipolartransistoren steuert dieser Transistor. Somit erhält man eine ziemlich kleine Gate-Kapazität und einen nicht sehr großen aktiven Widerstand im offenen Zustand.
Es gibt nicht so viele Grundschaltungen zum Einschalten des Netzteils:
AUTOGENERATORISCHE STROMVERSORGUNG. Verwenden Sie eine positive Verbindung, normalerweise induktiv. Die Einfachheit solcher Stromversorgungen erlegt ihnen einige Einschränkungen auf – solche Stromversorgungen „mögen“ eine konstante, unveränderliche Last, da die Last die Rückkopplungsparameter beeinflusst. Solche Quellen sind sowohl Eintakt- als auch Zweitaktquellen.
IMPULSSTROMVERSORGUNG MIT ZWANGSREGUNG. Diese Stromversorgungen werden auch in Eintakt- und Zweitakt-Netzteile unterteilt. Erstere sind zwar der wechselnden Last treuer, halten aber dennoch nicht sehr konstant die nötige Gangreserve. Und Audiogeräte haben eine ziemlich große Verbrauchsspreizung - im Pausenmodus verbraucht der Verstärker einige Watt (Ruhestrom der Endstufe), und an den Spitzen des Audiosignals kann der Verbrauch Dutzende oder sogar Hunderte von Watt erreichen .
Daher ist die einzige und akzeptabelste Option für ein Schaltnetzteil für Audiogeräte die Verwendung von Gegentaktschaltungen mit erzwungener Erregung. Vergessen Sie auch nicht, dass bei der Hochfrequenzwandlung der Filterung der Sekundärspannung mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden muss, da das Auftreten von Netzstörungen im Audiobereich alle Bemühungen zur Herstellung eines Schaltnetzteils für einen Leistungsverstärker zunichte macht . Aus dem gleichen Grund wird die Wandlungsfrequenz weiter vom Audiobereich entfernt. Die beliebteste Konvertierungsfrequenz lag früher bei etwa 40 kHz, aber die moderne Elementbasis ermöglicht eine Konvertierung bei viel höheren Frequenzen - bis zu 100 kHz.
Es gibt zwei Grundtypen dieser Impulsquellen – stabilisiert und nicht stabilisiert.
Stabilisierte Netzteile verwenden eine Pulsweitenmodulation, deren Kern darin besteht, die Ausgangsspannung durch Anpassen der Dauer der an die Primärwicklung angelegten Spannung zu formen, und das Fehlen von Impulsen wird durch LC-Schaltungen kompensiert, die an den sekundären Leistungsausgang angeschlossen sind. Ein großes Plus stabilisierter Netzteile ist die Stabilität der Ausgangsspannung, die unabhängig von der Eingangsspannung des 220-V-Netzes oder der Leistungsaufnahme ist.
Nicht stabilisierte steuern den Leistungsteil einfach mit konstanter Frequenz und Impulsdauer an und unterscheiden sich von einem herkömmlichen Transformator nur durch Abmessungen und viel kleinere Kapazitäten der sekundären Leistungskondensatoren. Die Ausgangsspannung hängt direkt vom 220-V-Netz ab und hat eine geringe Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme (im Leerlauf ist die Spannung etwas höher als die berechnete).
Die beliebtesten Schemata für den Leistungsteil von Schaltnetzteilen sind:
Mittelpunkt(DRÜCKEN ZIEHEN). Sie werden normalerweise in Niederspannungsnetzteilen verwendet, da sie einige Merkmale in den Anforderungen an die Elementbasis aufweisen. Der Leistungsbereich ist recht groß.
Halbbrücke. Die beliebteste Schaltung in Netzwerk-Schaltnetzteilen. Leistungsbereich bis 3000 W. Eine weitere Leistungssteigerung ist möglich, erreicht aber schon kostenpflichtig das Niveau der Brückenversion, ist also etwas unwirtschaftlich.
Brücken. Diese Schaltung ist bei kleinen Leistungen nicht wirtschaftlich, da sie die doppelte Anzahl an Leistungsschaltern enthält. Daher wird es am häufigsten bei Leistungen ab 2000 Watt eingesetzt. Die maximale Leistung liegt im Bereich von 10.000 Watt. Diese Schaltung ist die wichtigste bei der Herstellung von Schweißmaschinen.
Werfen wir einen genaueren Blick darauf, wer wer ist und wie es funktioniert.

MIT MITTELPUNKT

Wie gezeigt wurde, wird diese Schaltung des Leistungsteils nicht empfohlen, um Netzwerkstromversorgungen zu erstellen, aber NICHT EMPFOHLEN bedeutet nicht UNMÖGLICH. Sie müssen lediglich bei der Auswahl der Elementbasis und der Herstellung des Leistungstransformators sorgfältiger vorgehen und beim Verlegen der Leiterplatte auf ziemlich hohe Spannungen achten.
Diese Leistungsstufe hat die größte Popularität in Automobil-Audiogeräten sowie in unterbrechungsfreien Stromversorgungen erhalten. Auf diesem Gebiet leidet diese Schaltung jedoch unter einigen Nachteilen, nämlich der Begrenzung der maximalen Leistung. Und der Punkt liegt nicht in der Elementbasis - heute sind MOSFET-Transistoren mit momentanen Drain-Source-Stromwerten von 50-100 A überhaupt nicht selten. Der Punkt liegt in der Gesamtleistung des Transformators selbst, oder besser gesagt darin die Primärwicklung.
Das Problem ist ... Zur größeren Überzeugungskraft verwenden wir jedoch das Programm zur Berechnung der Wicklungsdaten von Hochfrequenztransformatoren.
Nehmen wir 5 Ringe der Größe K45x28x8 mit einer Permeabilität M2000HM1-A, stellen die Wandlungsfrequenz auf 54 kHz und die Primärwicklung auf 24 V (zwei Halbwicklungen zu je 12 V) als Ergebnis erhalten wir diese Leistung Kern kann 658 Watt entwickeln, aber die Primärwicklung sollte 5 Windungen enthalten, d.h. 2,5 Windungen pro halbe Windung. Da reicht es natürlich nicht ... Allerdings lohnt es sich, die Wandlungsfrequenz auf 88 kHz anzuheben, da es nur 2 (!) Umdrehungen pro Halbwindung werden, obwohl die Leistung sehr verlockend aussieht - 1000 Watt.
Es scheint, dass Sie solche Ergebnisse ertragen können und auch 2 Windungen gleichmäßig über den gesamten Ring verteilen können, wenn Sie sich anstrengen, können Sie, aber die Qualität des Ferrits lässt zu wünschen übrig, und der M2000HM1-A bei Frequenzen darüber 60 kHz heizt schon von alleine ziemlich stark auf, naja, bei 90 kHz muss schon geblasen werden.
Also was auch immer man sagen mag, aber es entpuppt sich ein Teufelskreis – durch die Vergrößerung der Dimensionen um mehr Leistung zu erhalten, reduzieren wir die Windungszahl der Primärwicklung zu sehr, durch die Erhöhung der Frequenz reduzieren wir wieder die Windungszahl der Primärwicklung, aber zusätzlich bekommen wir überschüssige Wärme.
Aus diesem Grund werden Doppelwandler verwendet, um Leistungen über 600 W zu erzielen – ein Steuermodul gibt Steuerimpulse an zwei identische Leistungsmodule aus, die zwei Leistungstransformatoren enthalten. Die Ausgangsspannungen beider Transformatoren werden summiert. So wird die Stromversorgung von werksseitigen Hochleistungs-Autoverstärkern organisiert und ca. 500..700 W und nicht mehr aus einem Leistungsmodul entnommen. Es gibt mehrere Möglichkeiten, zusammenzufassen:
- Summierung der Wechselspannung. Der Strom in den Primärwicklungen der Transformatoren wird synchron zugeführt, daher sind die Ausgangsspannungen synchron und können in Reihe geschaltet werden. Es wird nicht empfohlen, die Sekundärwicklungen von zwei Transformatoren parallel zu schalten - ein kleiner Unterschied in der Wicklung oder Qualität des Ferrits führt zu großen Verlusten und einer Verringerung der Zuverlässigkeit.
- Summierung nach Gleichrichtern, d.h. konstante Spannung. Die beste Option - ein Leistungsmodul erzeugt eine positive Spannung für den Leistungsverstärker und das zweite - eine negative.
- Stromerzeugung für Verstärker mit zweistufiger Stromversorgung durch Addition zweier identischer bipolarer Spannungen.

HALBBRÜCKE

Die Halbbrückenschaltung hat einige Vorteile - sie ist einfach, daher zuverlässig, leicht zu wiederholen, enthält keine knappen Teile und kann sowohl mit Bipolar- als auch mit Feldeffekttransistoren durchgeführt werden. Die IGBT-Transistoren darin funktionieren auch gut. Allerdings hat sie eine Schwachstelle. Dies sind Bypass-Kondensatoren. Tatsache ist, dass bei hohen Leistungen ein ziemlich großer Strom durch sie fließt und die Qualität des fertigen Schaltnetzteils direkt von der Qualität dieser bestimmten Komponente abhängt.
Und das Problem ist, dass die Kondensatoren ständig aufgeladen werden, daher müssen sie einen minimalen AUSGANGSBEDECKUNGS-Widerstand haben, da bei einem großen Widerstand ziemlich viel Wärme in diesem Bereich freigesetzt wird und am Ende der Ausgang einfach durchbrennt. Daher müssen Folienkondensatoren als Durchgangskondensatoren verwendet werden, und die Kapazität eines Kondensators kann im Extremfall eine Kapazität von 4,7 μF erreichen, wenn ein Kondensator verwendet wird - eine Schaltung mit einem Kondensator wird demnach auch häufig verwendet das Prinzip der UMZCH-Endstufe mit unipolarer Stromversorgung. Wenn zwei 4,7-uF-Kondensatoren verwendet werden (ihr Verbindungspunkt ist mit der Transformatorwicklung verbunden und die freien Klemmen sind mit den positiven und negativen Leistungsbussen verbunden), eignet sich dieses Gerät gut zum Betreiben von Leistungsverstärkern - die Gesamtkapazität für den Wechsel Spannung der Umwandlung summiert sich und stellt sich als Ergebnis gleich 4,7 uF + 4,7 uF = 9,4 uF heraus. Diese Option ist jedoch nicht für den langfristigen Dauereinsatz mit maximaler Belastung ausgelegt - es ist erforderlich, die Gesamtkapazität auf mehrere Kondensatoren aufzuteilen.
Wenn es notwendig ist, große Kapazitäten zu erhalten (niedrige Umwandlungsfrequenz), ist es besser, mehrere Kondensatoren mit geringerer Kapazität zu verwenden (z. B. 5 Stück 1 uF parallel geschaltet). Eine große Anzahl parallel geschalteter Kondensatoren erhöht jedoch die Abmessungen der Vorrichtung ziemlich stark, und die Gesamtkosten der gesamten Kondensatorgirlande sind nicht gering. Wenn Sie also mehr Leistung benötigen, ist es sinnvoll, eine Brückenschaltung zu verwenden.
Für eine Halbbrückenversion sind Leistungen über 3000 W nicht wünschenswert - Platinen mit Durchführungskondensatoren werden schmerzhaft sperrig. Der Einsatz von Elektrolytkondensatoren als Durchführungskondensatoren ist sinnvoll, jedoch nur bei Leistungen bis 1000 W, da Elektrolyte bei hohen Frequenzen nicht wirksam sind und sich zu erwärmen beginnen. Papierkondensatoren als Durchführungen haben sich sehr gut gezeigt, aber hier sind ihre Abmessungen ...
Zur besseren Übersicht geben wir eine Tabelle der Abhängigkeit der Reaktanz des Kondensators von Frequenz und Kapazität (Ohm):

Kapazität des Kondensators	Konvertierungsfrequenz
Kapazität des Kondensators

Für alle Fälle erinnern wir Sie daran, dass bei Verwendung von zwei Kondensatoren (einer für Plus, der zweite für Minus) die Endkapazität gleich der Summe der Kapazitäten dieser Kondensatoren ist. Der resultierende Widerstand erzeugt keine Wärme, da er reaktiv ist, kann jedoch die Effizienz der Stromversorgung bei maximaler Last beeinträchtigen - die Ausgangsspannung beginnt zu sinken, obwohl die Gesamtleistung des Leistungstransformators ausreichend ist.

BRÜCKE

Die Brückenschaltung ist für jede Leistung geeignet, aber am effektivsten bei hohen Leistungen (bei Netzgeräten sind das Leistungen ab 2000 W). Die Schaltung enthält zwei Paare von Leistungstransistoren, die synchron gesteuert werden, aber die Notwendigkeit einer galvanischen Trennung der Emitter des oberen Paars bringt einige Unannehmlichkeiten mit sich. Dieses Problem ist jedoch vollständig lösbar, wenn Steuertransformatoren oder spezielle Mikroschaltungen verwendet werden. Beispielsweise können Sie für Feldeffekttransistoren IR2110 verwenden - eine spezielle Entwicklung von International Rectifier.

Das Leistungsteil hat jedoch keine Bedeutung, wenn es nicht vom Steuermodul angesteuert wird.
Es gibt eine ganze Reihe spezialisierter Mikroschaltungen, die den Leistungsteil von Schaltnetzteilen steuern können. Die erfolgreichste Entwicklung in diesem Bereich ist jedoch TL494, das im letzten Jahrhundert erschien, jedoch nicht an Relevanz verloren hat, da es ALLE enthält die notwendigen Knoten zur Steuerung des Leistungsteils von Schaltnetzteilen . Die Popularität dieser Mikroschaltung zeigt sich vor allem in ihrer gleichzeitigen Veröffentlichung durch mehrere große Hersteller elektronischer Komponenten.
Betrachten Sie das Funktionsprinzip dieser Mikroschaltung, die mit voller Verantwortung als Controller bezeichnet werden kann, da sie ALLE erforderlichen Knoten hat.

TEIL II

Was ist die eigentliche PWM-Methode der Spannungsregelung?
Das Verfahren basiert auf der gleichen Trägheit der Induktivität, d.h. es ist nicht die Fähigkeit, den Strom sofort durchzulassen. Daher können Sie durch Einstellen der Dauer der Impulse die endgültige konstante Spannung ändern. Darüber hinaus ist es für Schaltnetzteile besser, dies in Primärkreisen zu tun und so beim Erstellen einer Stromquelle Geld zu sparen, da diese Quelle zwei Rollen gleichzeitig spielt:
- Spannungsumwandlung;
- Stabilisierung der Ausgangsspannung.
Darüber hinaus wird in diesem Fall im Vergleich zu einem am Ausgang eines nicht stabilisierten Schaltnetzteils installierten linearen Stabilisator viel weniger Wärme erzeugt.
Für mehr Klarheit siehe die folgende Abbildung:

Die Abbildung zeigt das Ersatzschaltbild eines Schaltreglers, bei dem der Rechteckimpulsgenerator V1 als Leistungsschalter und R1 als Last fungiert. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, ist es bei einer festen Ausgangsimpulsamplitude von 50 V durch Ändern der Impulsdauer möglich, die der Last zugeführte Spannung über einen weiten Bereich und mit nur sehr geringen thermischen Verlusten zu ändern die Parameter des verwendeten Leistungsschalters.

Wir haben die Funktionsprinzipien des Kraftwerks sowie das Management herausgefunden. Es bleibt, beide Knoten anzuschließen und ein fertiges Schaltnetzteil zu erhalten.
Die Belastbarkeit des TL494-Controllers ist nicht sehr groß, reicht jedoch aus, um ein Paar Leistungstransistoren vom Typ IRFZ44 zu steuern. Für leistungsfähigere Transistoren werden jedoch bereits Stromverstärker benötigt, die den erforderlichen Strom an den Steuerelektroden von Leistungstransistoren aufbauen können. Da wir versuchen, die Größe der Stromversorgung zu reduzieren und uns vom Audiobereich zu entfernen, werden MOSFETs die beste Verwendung als Leistungstransistoren sein.

Varianten von Strukturen bei der Herstellung von MOSFETs.

Einerseits werden keine großen Ströme benötigt, um einen Feldeffekttransistor zu steuern - sie werden durch Spannung geöffnet. In diesem Fall gibt es jedoch einen Wermutstropfen in diesem Fass Honig, der darin besteht, dass das Gate zwar einen riesigen aktiven Widerstand hat, der keinen Strom verbraucht, um den Transistor anzusteuern, das Gate jedoch eine Kapazität hat. Und für seine Ladung und Entladung werden nur große Ströme benötigt, da bei hohen Umwandlungsfrequenzen die Reaktanz bereits auf nicht mehr zu vernachlässigende Grenzen reduziert wird. Und je größer die Leistung des Leistungs-MOSFET-Transistors ist, desto größer ist die Kapazität seines Gates.
Nehmen Sie zum Beispiel den IRF740 (400 V, 10 A) mit einer Gate-Kapazität von 1400 pF und den IRFP460 (500 V, 20 A) mit einer Gate-Kapazität von 4200 pF. Da sowohl die erste als auch die zweite Gatespannung ± 20 V nicht überschreiten soll, nehmen wir als Steuerimpulse eine Spannung von 15 V und sehen im Simulator, was bei einer Generatorfrequenz von 100 kHz an den angeschlossenen Widerständen R1 und R2 passiert in Reihe mit Kondensatoren bei 1400 pF und 4200 pF.

Prüfstand.

Wenn ein Strom durch eine aktive Last fließt, bildet sich darauf ein Spannungsabfall, anhand dessen die Momentanwerte des fließenden Stroms beurteilt werden können.

Abfall über Widerstand R1.

Wie aus der Abbildung ersichtlich, fallen über dem Widerstand R1 unmittelbar beim Auftreten eines Steuerimpulses ca. 10,7 V. Bei einem Widerstandswert von 10 Ohm bedeutet dies, dass der momentane Stromwert 1, A (!) erreicht. Sobald der Impuls am Widerstand R1 endet, fallen auch 10,7 V ab, daher wird zum Entladen des Kondensators C1 ein Strom von ca. 1 A benötigt..
Um eine Kapazität von 4200 pF über einen 10-Ohm-Widerstand zu laden und zu entladen, werden 1,3 A benötigt, da über dem 10-Ohm-Widerstand 13,4 V abfallen.

Die Schlussfolgerung liegt auf der Hand: Zum Laden und Entladen der Kapazitäten der Gates muss der an den Gates von Leistungstransistoren arbeitende Helm ziemlich großen Strömen standhalten, obwohl der Gesamtverbrauch ziemlich gering ist.
Um die momentanen Stromwerte in den Gates von Feldeffekttransistoren zu begrenzen, werden üblicherweise Strombegrenzungswiderstände von 33 bis 100 Ohm verwendet. Eine übermäßige Verringerung dieser Widerstände erhöht den Momentanwert der fließenden Ströme, und eine Erhöhung verlängert die Dauer des Leistungstransistors im linearen Modus, was zu einer unangemessenen Erwärmung des letzteren führt.
Häufig wird eine Kette verwendet, die aus einem Widerstand und einer parallel geschalteten Diode besteht. Dieser Trick dient vor allem dazu, die Steuerstufe beim Laden zu entlasten und die Entladung der Gate-Kapazität zu beschleunigen.

Ein Fragment eines Single-Cycle-Konverters.

Somit wird kein augenblickliches Auftreten von Strom in der Wicklung eines Leistungstransformators erreicht, sondern eher linear. Dies erhöht zwar die Temperatur der Endstufe, reduziert aber deutlich die Eigenschwingungsspitzen, die zwangsläufig auftreten, wenn eine Rechteckspannung an die Transformatorwicklung angelegt wird.

Selbstinduktion im Betrieb eines Single-Cycle-Konverters
(rote Linie - Spannung an der Transformatorwicklung, blau - Versorgungsspannung, grün - Steuerimpulse).

Wir haben also den theoretischen Teil herausgefunden und können einige Schlussfolgerungen ziehen:
Um ein Schaltnetzteil zu erstellen, wird ein Transformator benötigt, dessen Kern aus Ferrit besteht;
Um die Ausgangsspannung eines Schaltnetzteils zu stabilisieren, ist ein PWM-Verfahren erforderlich, mit dem der TL494-Controller recht erfolgreich fertig wird;
Der Leistungsteil mit Mittelpunkt ist am bequemsten für Niederspannungs-Schaltnetzteile;
Der Leistungsteil der Halbbrückenschaltung ist für kleine und mittlere Leistungen geeignet, und seine Parameter und Zuverlässigkeit hängen weitgehend von der Anzahl und Qualität der Durchführungskondensatoren ab.
Der Leistungsteil des Brückentyps ist vorteilhafter für große Leistungen;
Vergessen Sie bei Verwendung im Leistungsteil des MOSFET nicht die Kapazität der Gates und berechnen Sie die Steuerelemente mit Leistungstransistoren, die um diese Kapazität korrigiert sind.

Da wir die einzelnen Knoten herausgefunden haben, gehen wir zur endgültigen Version des Schaltnetzteils über. Da der Algorithmus und die Schaltung aller Halbbrückenquellen fast gleich sind, analysieren wir zur Klärung, welches Element wofür benötigt wird, das beliebteste mit einer Leistung von 400 W und zwei bipolaren Ausgangsspannungen.

Es bleiben einige Nuancen zu beachten:
Die Widerstände R23, R25, R33, R34 dienen zur Bildung eines RC-Filters, was bei Verwendung von Elektrolytkondensatoren am Ausgang von Schaltquellen sehr wünschenswert ist. Idealerweise verwendet man natürlich besser LC-Filter, aber da die "Verbraucher" nicht sehr leistungsstark sind, kommt man mit einem RC-Filter völlig aus. Der Widerstand dieser Widerstände kann von 15 bis 47 Ohm verwendet werden. R23 ist mit einer Leistung von 1 W besser, der Rest bei 0,5 W reicht.
C25 und R28 - ein Dämpfer, der die Selbstinduktionsemissionen in der Leistungstransformatorwicklung reduziert. Sie sind am effektivsten bei Kapazitäten über 1000 pF, aber in diesem Fall wird am Widerstand zu viel Wärme erzeugt. Notwendig, wenn nach den Gleichrichterdioden der sekundären Stromversorgung (die überwiegende Mehrheit der Werksausrüstung) keine Drosseln vorhanden sind. Wenn Drosseln verwendet werden, ist die Wirksamkeit von Dämpfern nicht so spürbar. Daher bauen wir sie selten ein und die Stromquellen arbeiten dadurch nicht schlechter.
Wenn sich einige Werte der Elemente auf der Platine und dem Schaltplan unterscheiden, sind diese Werte nicht kritisch - Sie können beide verwenden.
Wenn sich auf der Platine Elemente befinden, die nicht im Schaltplan enthalten sind (normalerweise sind dies Leistungskondensatoren), können Sie sie nicht installieren, obwohl es mit ihnen besser ist. Wenn Sie sich für die Installation entscheiden, können bei 0,1 ... 0,47 μF keine Elektrolytkondensatoren verwendet werden, sondern Elektrolytkondensatoren mit der gleichen Kapazität wie die, die mit ihnen parallel geschaltet werden.
Auf der Platine OPTION 2 In der Nähe der Heizkörper befindet sich ein rechteckiger Teil, der um den Umfang herum gebohrt ist und auf dem die Steuerknöpfe für die Stromversorgung (Ein-Aus) installiert sind. Die Notwendigkeit für dieses Loch ist darauf zurückzuführen, dass der 80-mm-Lüfter in der Höhe nicht passt, um ihn am Radiator zu befestigen. Daher wird der Lüfter unterhalb der Leiterplattenbasis montiert.

ANLEITUNG ZUR SELBSTMONTAGE
STABILISIERTE SCHALTERVERSORGUNG

Zu Beginn sollten Sie den Schaltplan sorgfältig lesen, dies sollte jedoch immer vor der Montage erfolgen. Dieser Spannungswandler arbeitet in Halbbrückenschaltung. Was der Unterschied zum Rest ist, wird im Detail beschrieben.

Der Schaltplan ist mit WinRAR der alten Version gepackt und auf einer WORD-2000-Seite ausgeführt, daher sollte es keine Probleme geben, diese Seite zu drucken. Hier werden wir seine Fragmente betrachten, da wir das Schema gut lesbar halten wollen, aber es passt nicht vollständig auf den Bildschirm des Monitors. Für alle Fälle können Sie diese Zeichnung verwenden, um das Bild als Ganzes darzustellen, aber es ist besser, sie zu drucken ...
Abbildung 1 - Filter und Netzspannungsgleichrichter. Der Filter soll in erster Linie das Eindringen von Impulsrauschen vom Umrichter in das Netz ausschließen. Gemacht auf L-C-Basis. Als Induktivität wird ein Ferritkern beliebiger Form verwendet (Stange wird besser nicht benötigt - ein großer Hintergrund von ihnen) mit einer gewickelten Einzelwicklung. Die Abmessungen des Kerns hängen von der Leistung der Stromquelle ab, denn je leistungsstärker die Quelle ist, desto mehr Interferenzen erzeugt sie und desto besser wird der Filter benötigt.

Bild 1.

Die ungefähren Abmessungen der Kerne, abhängig von der Leistung der Stromquelle, sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Die Wicklung wird gewickelt, bis der Kern gefüllt ist, der Durchmesser (s) des Drahtes sollte basierend auf 4-5 A/ gewählt werden. mm2.

		Tabelle 1
STROMVERSORGUNG	RINGKERN	W-FÖRMIGER KERN
	Durchmesser von 22 bis 30 mit einer Dicke von 6-8 mm	Breite von 24 bis 30 mit einer Dicke von 6-8 mm
	Durchmesser von 32 bis 40 mit einer Dicke von 8-10 mm	Breite von 30 bis 40 mit einer Dicke von 8-10 mm
	Durchmesser von 40 bis 45 mit einer Dicke von 8-10 mm	Breite von 40 bis 45 mit einer Dicke von 8-10 mm
	Durchmesser von 40 bis 45 mit einer Dicke von 10-12 mm	Breite von 40 bis 45 mit einer Dicke von 10-12 mm
	Durchmesser von 40 bis 45 mit einer Dicke von 12-16 mm	Breite von 40 bis 45 mit einer Dicke von 12-16 mm
	Durchmesser von 40 bis 45 mit einer Dicke von 16-20 mm	Breite von 40 bis 45 mit einer Dicke von 16-20 mm

Hier soll ein wenig erklärt werden warum der Durchmesser (s) und was 4-5 A/mm² ist.
Diese Kategorie von Netzteilen gehört zur Hochfrequenz. Erinnern wir uns nun an den Gang der Physik, nämlich an die Stelle, die besagt, dass bei hohen Frequenzen der Strom nicht über den gesamten Querschnitt des Leiters fließt, sondern über dessen Oberfläche. Und je höher die Frequenz, desto mehr Leiterquerschnitt bleibt ungenutzt. Aus diesem Grund werden bei gepulsten Hochfrequenzgeräten die Wicklungen in Bündeln ausgeführt, d.h. mehrere dünnere Leiter werden genommen und zusammengefügt. Anschließend wird das so entstandene Bündel entlang der Achse leicht verdrillt, damit die einzelnen Leiter beim Wickeln nicht in unterschiedliche Richtungen abstehen, und die Windungen mit diesem Bündel gewickelt.
4-5 A / mm kv bedeutet, dass die Spannung im Leiter vier bis fünf Ampere pro Quadratmillimeter erreichen kann. Dieser Parameter ist aufgrund des Spannungsabfalls für die Erwärmung des Leiters verantwortlich, da der Leiter zwar keinen großen, aber dennoch Widerstand hat. In der Impulstechnologie haben Wicklungsprodukte (Drosseln, Transformatoren) relativ kleine Abmessungen, daher werden sie gut gekühlt, sodass die Spannung genau 4-5 A / mm² verwendet werden kann. Bei herkömmlichen Transformatoren aus Eisen sollte dieser Parameter jedoch 2,5-3 A / mm² nicht überschreiten. Wie viele Drähte und welcher Querschnitt helfen bei der Berechnung der Durchmesserplatte. Darüber hinaus gibt Ihnen das Schild an, welche Leistung Sie erhalten können, wenn Sie die eine oder andere Anzahl von Drähten des verfügbaren Drahts verwenden, wenn Sie ihn als Primärwicklung eines Leistungstransformators verwenden. Platte öffnen.
Die Kapazität des Kondensators C4 muss mindestens 0,1 uF betragen, falls er überhaupt verwendet wird. Spannung 400-630 V. Formulierung wenn es überhaupt genutzt wird es wird nicht umsonst verwendet - der Hauptfilter ist die Induktivität L1, und ihre Induktivität erwies sich als ziemlich groß und die Wahrscheinlichkeit des Eindringens hochfrequenter Störungen wird auf nahezu Nullwerte reduziert.
Die Diodenbrücke VD dient zur Gleichrichtung der Netzwechselspannung. Als Diodenbrücke wird eine RS-Typ-Anordnung (Endanschlüsse) verwendet. Für eine Leistung von 400 W können Sie RS607, RS807, RS1007 (bei 700 V, 6, 8 bzw. 10 A) verwenden, da die Einbaumaße dieser Diodenbrücken gleich sind.
Die Kondensatoren C7, C8, C11 und C12 sind erforderlich, um das Impulsrauschen zu reduzieren, das von den Dioden erzeugt wird, wenn sich die Wechselspannung Null nähert. Die Kapazität dieser Kondensatoren beträgt 10 nF bis 47 nF, die Spannung ist nicht niedriger als 630 V. Nach mehreren Messungen wurde jedoch festgestellt, dass L1 diese Störungen gut verkraftet und der Kondensator C17 ausreicht, um den Einfluss auf die zu beseitigen Primärkreise. Außerdem tragen auch die Kapazitäten der Kondensatoren C26 und C27 bei - für die Primärspannung sind es zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren. Da ihre Werte gleich sind, wird die Endkapazität durch 2 geteilt und diese Kapazität dient nicht nur zum Betrieb des Leistungstransformators, sondern unterdrückt auch Impulsrauschen auf der primären Stromversorgung. Aus diesem Grund haben wir auf die Verwendung von C7, C8, C11 und C12 verzichtet, aber wenn jemand sie wirklich installieren möchte, dann ist auf der Platine genug Platz, von der Seite der Gleise.
Das nächste Fragment der Schaltung sind die Strombegrenzer an R8 und R11 (Abbildung 2). Diese Widerstände sind notwendig, um den Ladestrom der Elektrolytkondensatoren C15 und C16 zu reduzieren. Diese Maßnahme ist notwendig, da im Einschaltmoment ein sehr großer Strom benötigt wird. Weder die Sicherung noch die VD-Diodenbrücke sind in der Lage, auch nur kurzzeitig einem so starken Stromstoß standzuhalten, obwohl die Induktivität L1 den Maximalwert des fließenden Stroms begrenzt, reicht dies in diesem Fall nicht aus. Daher werden Strombegrenzungswiderstände verwendet. Die Leistung von 2-W-Widerständen wurde nicht so sehr wegen der erzeugten Wärme gewählt, sondern wegen der ziemlich breiten Widerstandsschicht, die kurzzeitig einem Strom von 5-10 A standhalten kann.Für Netzteile bis 600 W können Sie das Verwenden Sie Widerstände mit einer Leistung von 1 W oder verwenden Sie einen Widerstand mit einer Leistung von 2 W. Es ist nur erforderlich, die Bedingung einzuhalten - der Gesamtwiderstand dieser Schaltung sollte nicht weniger als 150 Ohm und nicht mehr als 480 Ohm betragen. Wenn der Widerstand zu niedrig ist, steigt die Wahrscheinlichkeit einer Zerstörung der Widerstandsschicht, wenn er zu hoch ist, erhöht sich die Ladezeit für C15, C16 und die Spannung an ihnen hat keine Zeit, sich dem Maximalwert zu nähern, wenn Relais K1 arbeitet und Die Kontakte dieses Relais müssen zu viel Strom schalten. Werden anstelle von MLT-Widerständen drahtgewickelte Widerstände verwendet, so kann der Gesamtwiderstand auf 47 ... 68 Ohm reduziert werden.
Die Kapazität der Kondensatoren C15 und C16 wird auch in Abhängigkeit von der Leistung der Quelle ausgewählt. Die benötigte Kapazität können Sie mit einer einfachen Formel berechnen: EIN WATT AUSGANGSLEISTUNG ERFORDERT 1 µF PRIMÄRLEISTUNGSFILTERKONDENSATOREN. Wenn Sie Zweifel an Ihren mathematischen Fähigkeiten haben, können Sie die Platte verwenden, in die Sie einfach die Leistung der Stromquelle eingeben, die Sie herstellen möchten, und sehen, wie viele und welche Art von Kondensatoren Sie benötigen. Bitte beachten Sie, dass die Platine für den Einbau von Netzwerk-Elektrolytkondensatoren mit einem Durchmesser von 30 mm ausgelegt ist.

Figur 3

Abbildung 3 zeigt die Löschwiderstände, deren Hauptaufgabe die Bildung der Zündspannung ist. Die Leistung beträgt nicht weniger als 2 W, sie sind paarweise übereinander auf der Platine verbaut. Widerstand von 43 kOhm bis 75 kOhm. Es ist SEHR wünschenswert, dass ALLE Widerstände die gleiche Nennleistung haben - in diesem Fall wird die Wärme gleichmäßig verteilt. Für kleine Leistungen wird ein kleines Relais mit geringem Verbrauch verwendet, so dass auf 2 oder drei Löschwiderstände verzichtet werden kann. Auf der Platine sind übereinander verbaut.

Figur 4

Bild 4 - Stromversorgungsregler des Steuermoduls - in jedem Fall ein Intergarl-Regler für + 15V. Benötigt einen Heizkörper. Größe ... Normalerweise reicht ein Strahler aus der vorletzten Kaskade von Haushaltsverstärkern aus. In TV-Werkstätten kann man etwas nachfragen – TV-Boards haben meist 2-3 passende Strahler. Der zweite wird nur zur Kühlung des VT4-Transistors verwendet, der die Lüftergeschwindigkeit steuert (Abbildung 5 und 6). Die Kondensatoren C1 und C3 können auch bei 470 uF bei 50 V verwendet werden, aber dieser Ersatz ist nur für Stromversorgungen geeignet, die einen bestimmten Relaistyp verwenden, bei dem der Spulenwiderstand ziemlich groß ist. Bei leistungsstärkeren Quellen wird ein leistungsstärkeres Relais verwendet, und eine Verringerung der Kapazität von C1 und C3 ist höchst unerwünscht.

Abbildung 5

Abbildung 6

Transistor VT4 - IRF640. Kann durch IRF510, IRF520, IRF530, IRF610, IRF620, IRF630, IRF720, IRF730, IRF740 usw. ersetzt werden. UND.
Transistor VT1 - fast jeder Direkttransistor mit einem maximalen Strom von mehr als 1 A, vorzugsweise mit einer kleinen Sättigungsspannung. Transistoren in den TO-126- und TO-220-Gehäusen werden gleich gut, sodass Sie eine Menge Ersatz finden können. Wenn Sie einen kleinen Radiator schrauben, dann ist sogar KT816 durchaus geeignet (Abbildung 7).

Abbildung 7

Relais K1 - TRA2 D-12VDC-S-Z oder TRA3 L-12VDC-S-2Z. Tatsächlich ist es das gewöhnlichste Relais mit einer 12-V-Wicklung und einer Kontaktgruppe, die 5 A oder mehr schalten kann. Sie können die in einigen Fernsehgeräten verwendeten Relais verwenden, um die Entmagnetisierungsschleife einzuschalten. Denken Sie jedoch daran, dass die Kontaktgruppe in solchen Relais eine andere Pinbelegung hat, und selbst wenn sie problemlos auf die Platine gelangt, sollten Sie prüfen, welche Pins schließen wenn Spannung an die Spule angelegt wird. TRA2 unterscheidet sich von TRA3 darin, dass TRA2 eine Kontaktgruppe hat, die Strom bis zu 16 A schalten kann, und TRA3 hat 2 Kontaktgruppen von jeweils 5 A.
Die Leiterplatte wird übrigens in zwei Varianten angeboten, nämlich mit und ohne Relaiseinsatz. Die Version ohne Relais verwendet kein Primärspannungs-Sanftanlaufsystem, daher ist diese Option für eine Stromversorgung mit einer Leistung von nicht mehr als 400 W geeignet, da es dringend empfohlen wird, eine "direkte" Kapazität von mehr einzuschalten als 470 uF ohne Strombegrenzung. Außerdem MUSS als VD-Diodenbrücke eine Brücke mit einem maximalen Strom von 10 A verwendet werden, d.h. RS1007. Nun, die Rolle des Relais in der Version ohne Sanftanlauf wird von der LED übernommen. Die Standby-Funktion wird gespeichert.
Tasten SA2 und SA3 (es wird angenommen, dass SA1 ein Netzschalter ist) - Tasten jeglicher Art ohne Befestigung, für die Sie eine separate Leiterplatte herstellen oder auf andere bequeme Weise schleifen können. Daran muss man sich erinnern Tasterkontakte sind galvanisch mit dem 220-V-Netz verbunden, Daher ist es notwendig, die Möglichkeit ihres Kontakts während des Betriebs der Stromquelle auszuschließen.
Es gibt einige Analoga des TL494-Controllers, Sie können jeden verwenden, denken Sie jedoch daran, dass verschiedene Hersteller einige Unterschiede in den Parametern haben können. Wenn Sie beispielsweise einen Hersteller durch einen anderen ersetzen, kann sich die Umwandlungsfrequenz ändern, aber nicht viel, aber die Ausgangsspannung kann sich um bis zu 15 % ändern.
IR2110 ist im Prinzip kein seltener Treiber und hat nicht viele Analoga - IR2113, aber IR2113 hat mehr Paketoptionen, also seien Sie vorsichtig - Sie benötigen ein DIP-14-Paket.
Bei der Montage der Platine ist es besser, anstelle von Mikroschaltungen Steckverbinder für Mikroschaltungen (Buchsen) zu verwenden, idealerweise - Spannzangen, aber es können auch normale verwendet werden. Diese Maßnahme vermeidet einige Missverständnisse, da es sowohl bei TL494 (keine Ausgangsimpulse, obwohl der Taktgenerator funktioniert) als auch bei IR2110 (keine Steuerimpulse zum oberen Transistor) ziemlich viele Ehen gibt, so dass die Garantiebedingungen vereinbart werden sollten mit dem Verkäufer von Mikroschaltungen.

Abbildung 8

Bild 8 zeigt den Leistungsteil. Es ist besser, schnelle Dioden VD4 ... VD5 zu verwenden, zum Beispiel SF16, aber ohne solche ist HER108 auch gut geeignet. C20 und C21 - eine Gesamtkapazität von mindestens 1 uF, sodass Sie 2 Kondensatoren von 0,47 uF verwenden können. Die Spannung beträgt im Idealfall mindestens 50 V - ein Folienkondensator von 1 μF 63 V (bei einem Ausfall von Leistungstransistoren bleibt die Folie intakt und die Mehrschichtkeramik stirbt). Bei Netzteilen bis 600 W kann der Widerstandswert der Widerstände R24 und R25 zwischen 22 und 47 Ohm liegen, da die Gate-Kapazitäten von Leistungstransistoren nicht sehr groß sind.
Leistungstransistoren können alle in Tabelle 2 angegebenen sein (Fall TO-220 oder TO-220R).

					Tabelle 2
Name	Gate-Kapazität, pkf	Maximale Spannung, BEI	Maximale Spannung, UND	Wärmekraft, Di	Widerstand, Ohm














Wenn die thermische Leistung 40 W nicht übersteigt, dann ist das Transistorgehäuse komplett aus Kunststoff und es wird ein größerer Kühlkörper benötigt, um die Kristalltemperatur nicht auf einen kritischen Wert zu bringen. Gate-Spannung für alle nicht mehr als ±20 V

Thyristoren VS1 und VS, im Prinzip spielt die Marke keine Rolle, Hauptsache, der maximale Strom muss mindestens 0,5 A betragen und das Gehäuse muss TO-92 sein. Wir verwenden entweder MCR100-8 oder MCR22-8.
Dioden für die Stromversorgung mit niedrigem Strom (Abbildung 9) sollten mit einer kurzen Erholungszeit ausgewählt werden. Gut geeignet sind Dioden der HER-Serie, wie HER108, aber auch andere können verwendet werden, wie SF16, MUR120, UF4007. Widerstände R33 und R34 für 0,5 W, Widerstand von 15 bis 47 Ohm, mit R33 \u003d R34. Die an VD9-VD10 betriebene Betriebswicklung muss für eine stabilisierte Spannung von 20 V ausgelegt sein. In der Wicklungsberechnungstabelle ist sie rot markiert.

Abbildung 9

Leistungsgleichrichterdioden können sowohl im TO-220-Gehäuse als auch im TO-247-Gehäuse verwendet werden. Bei beiden Versionen der Leiterplatte wird davon ausgegangen, dass die Dioden übereinander eingebaut und mit Leiterbahnen mit der Platine verbunden werden (Bild 10). Natürlich sollten beim Einbau von Dioden Wärmeleitpaste und Isolierdichtungen (Glimmer) verwendet werden.

Abbildung 10

Als Gleichrichterdioden ist es wünschenswert, Dioden mit kurzer Erholzeit zu verwenden, da die Erwärmung der Dioden im Leerlauf davon abhängt (die interne Kapazität der Dioden wirkt sich aus und sie erwärmen sich auch ohne Last von selbst). Die Liste der Optionen ist in Tabelle 3 zusammengefasst

			Tisch 3
Name	Maximale Spannung, BEI	maximaler Strom, UND	Wiederherstellungszeit, Nano Sek

Der Stromtransformator erfüllt zwei Aufgaben - er wird genau als Stromtransformator und als Induktivität verwendet, die in Reihe mit der Primärwicklung des Leistungstransformators geschaltet ist, wodurch die Stromerscheinungsrate in der Primärwicklung leicht reduziert werden kann, was zu a führt Abnahme der Selbstinduktionsemissionen (Abbildung 11).

Abbildung 11

Es gibt keine strengen Formeln zur Berechnung dieses Transformators, aber es wird dringend empfohlen, einige Einschränkungen zu beachten:

FÜR LEISTUNGEN VON 200 BIS 500 W - RING MIT DURCHMESSER 12...18 MM
FÜR LEISTUNGEN VON 400 BIS 800 W - RING MIT DURCHMESSER 18...26 MM
FÜR LEISTUNGEN VON 800 BIS 1800 W - RING MIT DURCHMESSER 22...32 MM
FÜR LEISTUNGEN VON 1500 BIS 3000 W - RING MIT DURCHMESSER 32...48 MM

FERRITRINGE, PERMEABILITÄT 2000, DICKE 6...12 MM

ANZAHL DER WINDUNGEN DER PRIMÄRWICKLUNG:
3 UMDREHUNGEN BEI SCHLECHTEN KÜHLBEDINGUNGEN UND 5 UMDREHUNGEN, WENN DER LÜFTER DIREKT AUF DIE PLATINE BLÄST
ANZAHL DER WINDUNGEN DER SEKUNDÄRWICKLUNG:
12...14 FÜR PRIMARY VON 3 UMDREHUNGEN UND 20...22 FÜR PRIMARY VON 5 UMDREHUNGEN

ES IST VIEL BEQUEMER, DEN TRANSFORMATOR SEKTIONAL ZU WICKELN – DIE PRIMÄRWICKLUNG VERRIEGELT NICHT MIT DER SEKUNDÄRWICKLUNG. IN DIESEM FALL IST ES KEINE ARBEIT, DIE SPULE AUF DIE PRIMÄRWICKLUNG ZURÜCKZULAUFEN. IM SCHLUSS, WENN DIE LAST 60% VOM MAXIMAL BETRÄGT, SOLLTE DER OBERE AUSGANG R27 CA. 12 ... 15 V BETREFFEN
Die Primärwicklung des Transformators ist wie die Primärwicklung des Leistungstransformators TV2 gewickelt, sekundär mit einem Doppeldraht mit einem Durchmesser von 0,15 ... 0,3 mm.

Für die Herstellung eines Leistungstransformators einer gepulsten Stromversorgung sollten Sie das Programm zur Berechnung von Impulstransformatoren verwenden. Die Gestaltung des Kerns ist nicht von grundlegender Bedeutung - er kann sowohl toroidal als auch W-förmig sein. Mit Leiterplatten können Sie beides problemlos verwenden. Wenn die Gesamtkapazität des W-förmigen Mediums nicht ausreicht, kann es auch wie Ringe zu einem Paket gefaltet werden (Abbildung 12).

Abbildung 12

W-förmige Ferrite bekommt man in TV-Werkstätten - nicht oft, aber die Leistungstransformatoren in Fernsehern fallen aus. Der einfachste Weg, Netzteile von Haushaltsfernsehern zu finden, ist der 3. ... 5.. Vergessen Sie nicht, dass, wenn ein Transformator mit zwei oder drei Medien benötigt wird, ALLE Medien von der gleichen Marke sein müssen, d.h. Für die Demontage müssen Transformatoren des gleichen Typs verwendet werden.
Wenn der Leistungstransformator aus Ringen 2000 besteht, kann Tabelle 4 verwendet werden.

IMPLEMENTIERUNG	REAL GRÖSSE	PARAMETER	KONVERTIERUNGSFREQUENZ
			MEHR MÖGLICH	OPTIMAL	STARKE HITZE

1 RING К40х25х11		GESAMTLEISTUNG
1 RING К40х25х11		SCHALTET DIE ERSTE WICKLUNG AN
2 RINGE К40х25х11		GESAMTLEISTUNG
2 RINGE К40х25х11		SCHALTET DIE ERSTE WICKLUNG AN
1 RING К45х28х8		GESAMTLEISTUNG
1 RING К45х28х8		SCHALTET DIE ERSTE WICKLUNG AN
2 RINGE К45х28х8		GESAMTLEISTUNG
2 RINGE К45х28х8		SCHALTET DIE ERSTE WICKLUNG AN
3 RINGE К45х28х8		GESAMTLEISTUNG
3 RINGE К45х28х8		SCHALTET DIE ERSTE WICKLUNG AN
4 RINGE A К45х28х8		GESAMTLEISTUNG
4 RINGE A К45х28х8		SCHALTET DIE ERSTE WICKLUNG AN
DIE ANZAHL DER WICKLUNGEN DER SEKUNDÄRWICKLUNG WIRD DURCH DEN ANTEIL BERECHNET, UNTER BERÜCKSICHTIGUNG DER SPANNUNG AN DER PRIMÄRWICKLUNG VON 155 V ODER NACH DER TABELLE ( ÄNDERN SIE NUR GELBE ZELLEN)

Bitte beachten Sie, dass die Spannungsstabilisierung mit PWM durchgeführt wird, daher muss die Ausgangsnennspannung der Sekundärwicklungen mindestens 30 % höher sein als Sie benötigen. Die optimalen Parameter werden erhalten, wenn die berechnete Spannung 50 ... 60% höher ist als zur Stabilisierung erforderlich. Sie benötigen beispielsweise eine Quelle mit einer Ausgangsspannung von 50 V, daher muss die Sekundärwicklung eines Leistungstransformators für eine Ausgangsspannung von 75 ... 80 V ausgelegt sein. In der Tabelle zur Berechnung der Sekundärwicklung ist dieser Koeffizient angegeben Wird berücksichtigt.
Die Abhängigkeit der Wandlungsfrequenz von den Bewertungen von C5 und R5 ist in der Grafik dargestellt:

Es wird nicht empfohlen, einen ziemlich großen Widerstand R5 zu verwenden - ein zu großes Magnetfeld ist überhaupt nicht weit und Pickups sind möglich. Daher konzentrieren wir uns auf die "durchschnittliche" R5-Bewertung von 10 kOhm. Mit einem solchen Widerstandswert des Frequenzeinstellwiderstands ergeben sich folgende Wandlungsfrequenzen:

Von diesem Hersteller erhaltene Parameter			Konvertierungsfrequenz

(!) Hier noch ein paar Worte zur Wicklung des Trafos. Nicht selten kommt es zu Störungen, heißt es, beim Eigenbau gibt die Quelle entweder nicht die nötige Leistung, oder die Leistungstransistoren werden auch ohne Last sehr heiß.
Ehrlich gesagt sind wir auch mit 2000 Ringen auf ein solches Problem gestoßen, aber es war einfacher für uns - das Vorhandensein von Messgeräten ermöglichte es, herauszufinden, was der Grund für solche Vorfälle war, und es stellte sich als ziemlich erwartet heraus - das Magnetische Permeabilität des Ferrits entspricht nicht der Kennzeichnung. Mit anderen Worten, bei "schwachen" Transformatoren musste die Primärwicklung abgewickelt werden, im Gegenteil, bei "Heizleistungstransistoren" - zum Aufwickeln.
Wenig später haben wir die Verwendung von Ringen aufgegeben, aber der von uns verwendete Ferrit war überhaupt nicht maskiert, also haben wir drastische Maßnahmen ergriffen. Ein Transformator mit der geschätzten Windungszahl der Primärwicklung wird an die bestückte und debuggte Platine angeschlossen und die Umwandlungsfrequenz wird durch den auf der Platine installierten Trimmwiderstand geändert (anstelle von R5 wird ein 22-kOhm-Trimmer installiert). Im Moment des Einschaltens ist die Umwandlungsfrequenz innerhalb von 110 kHz eingestellt und beginnt durch Drehen des Abstimmwiderstandsmotors zu sinken. Somit wird die Frequenz herausgefunden, bei der der Kern zu sättigen beginnt, d.h. wenn sich die Leistungstransistoren ohne Last zu erwärmen beginnen. Sinkt die Frequenz unter 60 kHz, wird die Primärwicklung abgewickelt, beginnt die Temperatur um 80 kHz zu steigen, wird die Primärwicklung wieder aufgewickelt. Somit wird die Anzahl der Windungen für diesen bestimmten Kern bestimmt, und erst danach wird die Sekundärwicklung unter Verwendung der oben vorgeschlagenen Platte gewickelt, und die Anzahl der Windungen der Primärwicklung für das eine oder andere Medium wird auf den Verpackungen angegeben.
Wenn die Qualität Ihres Kerns zweifelhaft ist, ist es besser, eine Platine herzustellen, sie auf Funktionsfähigkeit zu überprüfen und erst danach einen Leistungstransformator mit der oben beschriebenen Methode herzustellen.

Drosselgruppenstabilisierung. An manchen Stellen blitzte sogar das Urteil auf, dass er in keiner Weise arbeiten könne, da eine konstante Spannung durch ihn fließt. Einerseits sind solche Urteile richtig - die Spannung ist wirklich von gleicher Polarität, also als konstant zu erkennen. Der Autor eines solchen Urteils hat jedoch nicht berücksichtigt, dass die Spannung zwar konstant, aber pulsierend ist und während des Betriebs in diesem Knoten nicht ein Prozess (Stromfluss) auftritt, sondern viele, da der Induktor keinen enthält Wicklung, aber mindestens zwei (wenn die Ausgangsspannung bipolar benötigt wird) oder 4 Wicklungen, wenn zwei bipolare Spannungen benötigt werden (Abbildung 13).

Abbildung 13

Es ist möglich, sowohl am Ring als auch am W-förmigen Ferrit eine Drossel anzubringen. Abmessungen hängen natürlich von der Leistung ab. Für Leistungen bis zu 400-500 W reicht ein Medium von einem Überspannungsschutz aus, um Fernseher mit einer Diagonale von 54 cm und mehr mit Strom zu versorgen (Abbildung 14). Kerndesign ist nicht kritisch

Abbildung 14

Es wird wie ein Leistungstransformator gewickelt - aus mehreren dünnen Leitern, die zu einem Bündel verdrillt oder mit einer Rate von 4-5 A / mm² zu einem Band geklebt werden. Theoretisch - je mehr Windungen - desto besser, also wird die Wicklung gelegt, bevor das Fenster gefüllt ist, und sofort in 2 (wenn Sie eine bipolare Quelle benötigen) oder 4 Drähte (wenn Sie eine Quelle mit zwei bipolaren Spannungen benötigen).
Nach Glättungskondensatoren sind Ausgangsdrosseln. Es gibt keine besonderen Anforderungen an sie, Abmessungen ... Die Platinen sind für den Einbau von Adern von TV-Netzfiltern ausgelegt. Aufwickeln, bis das Fenster gefüllt ist, Querschnitt mit einer Rate von 4-5 A / mm² (Abbildung 15).

Abbildung 15

Das Band wurde oben als Wicklung erwähnt. Hier ist es notwendig, etwas detaillierter anzuhalten.
Was ist besser? Krawatte oder Klebeband? Beide Methoden haben ihre Vor- und Nachteile. Das Erstellen eines Bündels ist der einfachste Weg - strecken Sie die erforderliche Anzahl von Drähten und verdrillen Sie sie dann mit einem Bohrer zu einem Bündel. Dieses Verfahren erhöht jedoch die Gesamtlänge der Leiter aufgrund der inneren Torsion und ermöglicht es auch nicht, die Identität des Magnetfelds in allen Leitern des Bündels zu erreichen, und dies ist, obwohl nicht groß, immer noch ein Wärmeverlust.
Die Herstellung des Tapes ist arbeitsaufwändiger und etwas teurer, da die benötigte Anzahl von Leitern gestreckt und dann mit Hilfe von Polyurethan-Kleber (TOP-TOP, SPECIALIST, MOMENT-CRYSTAL) zu einem Tape verklebt wird. Der Kleber wird in kleinen Portionen auf den Draht aufgetragen - 15 ... 20 cm lang des Leiters, und dann halten sie das Bündel zwischen den Fingern und reiben es sozusagen, um sicherzustellen, dass die Drähte in das Band passen. Ähnlich wie Bandbündel, die zum Verbinden von Datenträgern mit der Hauptplatine von IBM-Computern verwendet werden. Nachdem der Kleber geklebt hat, wird eine neue Portion auf 15 ... 20 cm der Länge der Drähte aufgetragen und erneut mit den Fingern geglättet, bis ein Band entsteht. Und so über die gesamte Länge des Leiters (Abbildung 16).

Abbildung 16

Nachdem der Kleber vollständig getrocknet ist, wird das Band auf den Kern gewickelt, und die Wicklung mit einer großen Anzahl von Windungen (in der Regel mit kleinerem Querschnitt) wird zuerst gewickelt, und weitere Hochstromwicklungen befinden sich bereits oben. Nach dem Wickeln der ersten Schicht muss das Band mit einem aus Holz geschnittenen kegelförmigen Stift in den Ring „gelegt“ werden. Der maximale Durchmesser des Zapfens entspricht dem Innendurchmesser des verwendeten Rings und der minimale Durchmesser beträgt 8…10 mm. Die Länge des Kegels muss mindestens 20 cm betragen und die Durchmesseränderung muss gleichmäßig sein. Nach dem Wickeln der ersten Lage wird der Ring einfach auf den Zapfen gesteckt und kräftig angedrückt, sodass der Ring recht stark auf dem Zapfen klemmt. Dann wird der Ring abgenommen, umgedreht und mit gleicher Kraft wieder auf den Zapfen gesteckt. Der Stift muss weich genug sein, um die Isolierung des Wickeldrahts nicht zu beschädigen, daher sind Harthölzer für diesen Zweck nicht geeignet. Somit werden die Leiter streng nach der Form des Innendurchmessers des Kerns verlegt. Nach dem Wickeln der nächsten Schicht wird der Draht erneut mit einem Stift "gelegt", und dies geschieht nach dem Wickeln jeder nächsten Schicht.
Nachdem Sie alle Wicklungen gewickelt haben (nicht zu vergessen, die Wicklungsisolierung zu verwenden), ist es ratsam, den Transformator 30 bis 40 Minuten lang auf 80 ... 90 ° C aufzuwärmen (Sie können den Ofen eines Gas- oder Elektroherds in der Küche verwenden , aber Sie sollten nicht überhitzen). Bei dieser Temperatur wird der Polyurethan-Klebstoff elastisch und erhält wieder Klebeeigenschaften, indem er nicht nur die parallel zum Band selbst liegenden Leiter, sondern auch die darüber liegenden, d.h. Die Schichten der Wicklungen sind miteinander verklebt, was den Wicklungen mechanische Steifigkeit verleiht und Geräuscheffekte beseitigt, die manchmal auftreten, wenn die Leiter des Leistungstransformators schlecht gekoppelt sind (Abbildung 17).

Abbildung 17

Die Vorteile einer solchen Wicklung bestehen darin, in allen Drähten des Bandbündels ein identisches Magnetfeld zu erhalten, da sie in Bezug auf das Magnetfeld geometrisch auf die gleiche Weise angeordnet sind. Ein solcher Bandleiter lässt sich viel einfacher gleichmäßig um den gesamten Umfang des Kerns verteilen, was selbst für Standardtransformatoren sehr wichtig ist, und für Impulstransformatoren ist dies eine OBLIGATORISCHE Bedingung. Mit einem Klebeband können Sie eine ziemlich enge Wicklung erreichen und den Zugang von Kühlluft zu den Windungen erhöhen, die sich direkt in der Wicklung befinden. Dazu reicht es aus, die Anzahl der erforderlichen Drähte in zwei zu teilen und zwei identische Bänder herzustellen, die übereinander gewickelt werden. Dadurch wird die Dicke der Wicklung erhöht, aber zwischen den Windungen des Bandes bleibt ein großer Abstand, wodurch Luft in das Innere des Transformators gelangt.
Als Zwischenschichtisolierung verwenden Sie am besten eine Fluorkunststofffolie - sie ist sehr elastisch, kompensiert die Spannung einer Kante, die beim Aufwickeln auf einen Ring auftritt, hat eine ziemlich hohe Durchbruchspannung und ist unempfindlich gegen Temperaturen bis 200 °C und ist sehr dünnflüssig, d.h. nimmt nicht viel Platz im Kernfenster ein. Aber es ist nicht immer verfügbar. Vinylband kann verwendet werden, ist aber empfindlich gegenüber Temperaturen über 80 °C. Isolierband auf Materialbasis ist temperaturbeständig, hat aber eine niedrige Durchbruchspannung, daher müssen bei seiner Verwendung mindestens 2 Lagen gewickelt werden.
Welchen Leiter und in welcher Reihenfolge auch immer Sie die Drosseln und den Leistungstransformator wickeln, Sie sollten sich die Länge der Zuleitungen merken
Wenn Induktoren und Leistungstransformatoren mit Ferritringen hergestellt werden, sollten wir nicht vergessen, dass vor dem Wickeln die Kanten des Ferritrings abgerundet werden sollten, da sie ziemlich scharf sind und das Ferritmaterial ziemlich haltbar ist und die Isolierung auf dem beschädigen kann Wickeldraht. Nach der Bearbeitung wird der Ferrit mit Fluorkunststoffband oder Gewebeband umwickelt und die erste Wicklung gewickelt.
Für die vollständige Identität der gleichen Wicklungen werden die Wicklungen sofort in zwei Drähte (dh in zwei Bündel auf einmal) gewickelt, die nach dem Wickeln aufgerufen werden, und der Anfang einer Wicklung wird mit dem Ende der anderen verbunden.
Nach dem Wickeln des Transformators muss die Lackisolierung der Drähte entfernt werden. Dies ist der unangenehmste Moment, weil es SEHR mühsam ist.
Zunächst müssen die Ausgänge am Transformator selbst befestigt und das Ziehen einzelner Drähte ihres Bündels unter mechanischer Belastung ausgeschlossen werden. Wenn das Tourniquet aus Klebeband besteht, d.h. verklebt und nach dem Wickeln erhitzt, reicht es aus, mehrere Windungen auf die Anzapfungen mit dem gleichen Wickeldraht direkt in der Nähe des Transformatorkörpers zu wickeln. Wenn ein verdrilltes Bündel verwendet wird, muss es zusätzlich am Fuß des Ausgangs verdrillt und auch durch Wickeln mehrerer Drahtwindungen fixiert werden. Außerdem werden die Schlussfolgerungen entweder auf einmal mit einem Gasbrenner verbrannt oder einzeln mit einem Büroschneider gereinigt. Wenn der Lack geglüht wurde, werden die Drähte nach dem Abkühlen mit Schleifpapier geschützt und verdreht.
Nach dem Entlacken, Abisolieren und Verdrillen muss der Ausgang vor Oxidation geschützt werden, d.h. mit Kolophoniumflussmittel bedecken. Dann wird der Transformator auf der Platine installiert, alle Ausgänge mit Ausnahme des Ausgangs der Primärwicklung, die mit den Leistungstransistoren verbunden ist, werden in die entsprechenden Löcher eingeführt, nur für den Fall, dass die Wicklungen "beringt" werden sollten. Besonderes Augenmerk sollte auf die Phasenlage der Wicklungen gelegt werden, d.h. um den Wicklungsanfang mit dem Schaltplan abzugleichen. Nachdem die Transformatorleitungen in die Löcher eingeführt wurden, sollten sie so gekürzt werden, dass vom Ende der Leitung bis zur Leiterplatte 3 ... 4 mm verbleiben. Dann wird das verdrillte Kabel „entdrillt“ und ein AKTIVES Flussmittel an die Lötstelle gegeben, d.h. es ist entweder gelöschte Salzsäure, ein Tropfen wird auf die Spitze des Streichholzes genommen und an die Lötstelle gebracht. Oder Glycerin wird mit kristalliner Acetylsalicylsäure (Aspirin) versetzt, bis eine breiige Konsistenz entsteht (beides in der Apotheke, in der Rezeptabteilung erhältlich). Danach wird die Leitung an die Leiterplatte gelötet, vorsichtig erwärmt und eine gleichmäßige Verteilung des Lötmittels um ALLE Leitungsleiter erreicht. Dann wird das Blei auf die Lothöhe gekürzt und die Platine gründlich gewaschen, entweder mit Alkohol (mindestens 90%) oder mit raffiniertem Benzin oder einer Mischung aus Benzin und Verdünner 647 (1: 1).

ERSTES EINSCHALTEN
Das Einschalten und die Überprüfung der Leistung werden in mehreren Schritten durchgeführt, um Probleme zu vermeiden, die im Falle eines Installationsfehlers definitiv auftreten.
1 . Um dieses Design zu testen, benötigen Sie ein separates Netzteil mit einer bipolaren Spannung von ± 15 ... 20 V und einer Leistung von 15 ... 20 W. Das erste Einschalten erfolgt durch Verbinden des MINUS-AUSGANGS der zusätzlichen Stromquelle mit dem negativen primären Strombus des Wandlers, und der COMMON-AUSGANG wird mit dem positiven Anschluss des Kondensators C1 verbunden (Abbildung 18). Damit wird die Spannungsversorgung des Steuermoduls simuliert und auf Funktionsfähigkeit ohne Netzteil überprüft. Hier ist es wünschenswert, ein Oszilloskop und einen Frequenzmesser zu verwenden, aber wenn sie nicht vorhanden sind, können Sie mit einem Multimeter, vorzugsweise einem Schalter, auskommen (digitale reagieren nicht ausreichend auf pulsierende Spannungen).

Abbildung 18

An den Pins 9 und 10 des TL494-Controllers sollte ein zur Messung der Gleichspannung angeschlossenes Zeigergerät fast die Hälfte der Versorgungsspannung anzeigen, was darauf hinweist, dass Rechteckimpulse auf der Mikroschaltung vorhanden sind
Relais K1 sollte genauso funktionieren.
2. Wenn das Modul ordnungsgemäß funktioniert, sollten Sie das Leistungsteil überprüfen, aber wieder nicht mit Hochspannung, sondern mit einer zusätzlichen Stromquelle (Abbildung 19).

Abbildung 19

Bei einer solchen Prüffolge ist es selbst bei schwerwiegenden Installationsfehlern (Kurzschluss zwischen den Leiterbahnen der Platine, Nichtlöten der Elemente) sehr schwierig, etwas zu verbrennen, da die Leistung der Zusatzeinheit nicht ausreicht. Nach dem Einschalten wird das Vorhandensein der Ausgangsspannung des Wandlers überprüft - natürlich ist sie deutlich niedriger als die berechnete (bei Verwendung einer zusätzlichen Quelle von ± 15 V werden die Ausgangsspannungen seitdem etwa 10-mal unterschätzt die primäre Stromversorgung nicht 310 V, sondern 30 V beträgt), zeigt das Vorhandensein von Ausgangsspannungen jedoch an, dass im Leistungsteil keine Fehler vorliegen, und Sie können mit dem dritten Teil des Tests fortfahren.
3 . Der erste Anschluss vom Netz muss mit Strombegrenzung erfolgen, das kann eine herkömmliche 40-60 W Glühlampe sein, die anstelle einer Sicherung angeschlossen wird. Heizkörper sollten bereits installiert sein. Daher leuchtet die Lampe im Falle eines übermäßigen Verbrauchs aus irgendeinem Grund auf und die Ausfallwahrscheinlichkeit wird minimiert. Wenn alles in Ordnung ist, wird die Ausgangsspannung der Widerstände R26 eingestellt und die Belastbarkeit der Quelle überprüft, indem dieselbe Glühlampe an den Ausgang angeschlossen wird. Die anstelle der Sicherung eingeschaltete Lampe sollte aufleuchten (die Helligkeit hängt von der Ausgangsspannung ab, dh davon, wie viel Leistung die Quelle liefert. Die Ausgangsspannung wird durch den Widerstand R26 geregelt, aber die Auswahl von R36 kann erforderlich sein.
vier . Die Funktionsprüfung erfolgt bei eingesetzter Sicherung. Als Last können Sie eine Nichromspirale für Elektroherde mit einer Leistung von 2-3 kW verwenden. Zwei Drahtstücke werden an den Ausgang der Stromquelle gelötet, zuerst an die Schulter, von der aus die Ausgangsspannung gesteuert wird. Ein Draht wird an das Ende der Spirale geschraubt, am zweiten ist ein "Krokodil" installiert. Wenn Sie nun das „Krokodil“ entlang der Spirale neu installieren, können Sie den Lastwiderstand schnell ändern (Abbildung 20).

Abbildung 20

Es ist nicht überflüssig, an Stellen mit einem bestimmten Widerstand, beispielsweise alle 5 Ohm, „Dehnungsstreifen“ auf der Spirale anzubringen. Durch den Anschluss an die "Dehnungsstreifen" wird bereits im Voraus bekannt sein, welche Art von Belastung und welche Ausgangsleistung anliegt dieser Moment. Nun, die Leistung kann nach dem Ohmschen Gesetz (in der Platte verwendet) berechnet werden.
All dies ist erforderlich, um den Schwellenwert für den Überlastschutz einzustellen, der konstant arbeiten sollte, wenn die tatsächliche Leistung um 10-15% der berechneten überschritten wird. Außerdem wird geprüft, wie stabil das Netzteil die Last hält.

Wenn die Stromquelle nicht die berechnete Leistung liefert, hat sich bei der Herstellung des Transformators ein Fehler eingeschlichen - siehe oben, wie man die Windungen für einen echten Kern berechnet.
Es bleibt sorgfältig zu studieren, wie man eine Leiterplatte herstellt, und das Und Sie können mit dem Zusammenbau beginnen. Die erforderlichen Leiterplattenzeichnungen mit der Originalquelle im LAY-Format liegen vor

Erste
Anzahl

Zweite
Anzahl

Dritter
Anzahl

Viele-
Karosserie

Toleranz
+/- %

Silber

10^-2

Golden

10^-1

Schwarz

Braun

Rot

10^2

Orange

10^3

Gelb

10^4

Grün

10^5

0,5

Blau

10^6

0,25

Violett

10^7

0,1

Grau

10^8

SCHALTEN SIE DIE STROMVERSORGUNG AN TL494 UND IR2110 EIN

Die meisten Fahrzeug- und Netzspannungswandler basieren auf einem spezialisierten TL494-Controller, und da es sich um den Hauptcontroller handelt, wäre es nicht fair, nicht kurz über das Funktionsprinzip zu sprechen.
Der TL494-Controller ist ein DIP16-Kunststoffgehäuse (es gibt Optionen in einem planaren Gehäuse, aber es wird in diesen Designs nicht verwendet). Das Funktionsdiagramm des Reglers ist in Abb. 1 dargestellt.

Abbildung 1 – Blockdiagramm des TL494-Chips.

Wie aus der Abbildung ersichtlich, verfügt die TL494-Mikroschaltung über sehr entwickelte Steuerschaltungen, die es ermöglichen, auf ihrer Basis Konverter für nahezu alle Anforderungen zu bauen, aber zuerst ein paar Worte zu den Funktionseinheiten der Steuerung.
ION- und Unterspannungsschutzschaltungen. Die Schaltung schaltet sich ein, wenn die Stromversorgung den Schwellenwert von 5,5..7,0 V erreicht (typischer Wert 6,4 V). Bis zu diesem Punkt deaktivieren die internen Steuerbusse den Betrieb des Generators und des Logikteils der Schaltung. Leerlaufstrom bei +15V Versorgungsspannung (Ausgangstransistoren gesperrt) nicht mehr als 10 mA. ION +5V (+4,75..+5,25 V, Ausgangsstabilisierung nicht schlechter als +/- 25mV) liefert einen Ausgangsstrom von bis zu 10 mA. Es ist möglich, den ION nur mit einem npn-Emitter-Folger zu verstärken (siehe TI Seiten 19-20), aber die Spannung am Ausgang eines solchen "Stabilisators" hängt stark vom Laststrom ab.
Generator erzeugt am Timing-Kondensator Ct (Pin 5) eine Sägezahnspannung von 0..+3.0V (Amplitude eingestellt durch ION) für TL494 Texas Instruments und 0...+2.8V für TL494 Motorola (was können wir von anderen erwarten?) , jeweils für TI F = 1,0/(RtCt), für Motorola F = 1,1/(RtCt).
Zulässige Betriebsfrequenzen von 1 bis 300 kHz, während der empfohlene Bereich Rt = 1...500kΩ, Ct=470pF...10uF ist. Die typische Temperaturdrift der Frequenz beträgt dabei (natürlich ohne Berücksichtigung der Drift angeschlossener Komponenten) +/-3%, und die Frequenzdrift in Abhängigkeit von der Versorgungsspannung liegt im gesamten zulässigen Bereich innerhalb von 0,1% .
Für Fernabschaltung Generator können Sie mit einem externen Schlüssel den Eingang Rt (6) mit dem Ausgang des ION schließen, oder - Ct mit Masse schließen. Bei der Wahl von Rt, Ct muss natürlich der Ableitwiderstand des geöffneten Schalters berücksichtigt werden.
Steuereingang Ruhephase (Arbeitszyklus) durch den Ruhephasenkomparator stellt die erforderliche minimale Pause zwischen Impulsen in den Zweigen der Schaltung ein. Dies ist sowohl zur Vermeidung von Durchgangsströmen in den Leistungsstufen außerhalb des ICs als auch für den stabilen Betrieb des Triggers erforderlich - die Schaltzeit des Digitalteils des TL494 beträgt 200 ns. Das Ausgangssignal wird freigegeben, wenn die Säge an Ct die Spannung am Steuereingang 4 (DT) überschreitet. Bei Taktfrequenzen bis 150 kHz bei Steuerspannung Null ist die Ruhephase = 3 % der Periode (äquivalenter Steuersignal-Offset 100..120 mV), bei hohen Frequenzen verlängert die eingebaute Korrektur die Ruhephase auf 200.. 300 ns.
Über die DT-Eingangsschaltung ist es möglich, eine feste Ruhephase (R-R-Teiler), einen Sanftanlaufmodus (R-C), eine Fernabschaltung (Taste) einzustellen und DT auch als linearen Steuereingang zu verwenden. Die Eingangsschaltung besteht aus pnp-Transistoren, sodass der Eingangsstrom (bis zu 1,0 µA) aus dem IC herausfließt und nicht hineinfließt. Der Strom ist ziemlich groß, daher sollten hochohmige Widerstände (nicht mehr als 100 kOhm) vermieden werden. Siehe TI, Seite 23 für ein Beispiel des Überspannungsschutzes mit einer TL430 (431) 3-poligen Zenerdiode.
Fehlerverstärker - Tatsächlich Operationsverstärker mit Ku=70..95dB Gleichspannung (60 dB für frühe Serien), Ku=1 bei 350 kHz. Die Eingangsschaltungen sind auf pnp-Transistoren aufgebaut, so dass der Eingangsstrom (bis 1,0 µA) aus dem IC herausfließt und nicht hineinfließt. Der Strom ist groß genug für den Operationsverstärker, die Vorspannung auch (bis 10 mV), daher sollten hochohmige Widerstände in Steuerkreisen (nicht mehr als 100 kOhm) vermieden werden. Aber dank der Verwendung von pnp-Eingängen reicht der Eingangsspannungsbereich von -0,3 V bis Vsupply-2 V
Bei Verwendung eines frequenzabhängigen RC-Betriebssystems ist zu beachten, dass der Ausgang der Verstärker tatsächlich unsymmetrisch ist (serielle Diode!). Wenn Sie also die Kapazität aufladen (nach oben), wird sie aufgeladen, und nach unten - es wird lange dauern entladen. Die Spannung an diesem Ausgang liegt im Bereich von 0..+3,5V (etwas mehr als die Amplitude des Generators), dann fällt der Spannungskoeffizient stark ab und bei etwa 4,5V am Ausgang gehen die Verstärker in die Sättigung. Ebenso sollten niederohmige Widerstände im Ausgangskreis von Verstärkern (OS-Schleifen) vermieden werden.
Verstärker sind nicht dafür ausgelegt, innerhalb eines Zyklus der Betriebsfrequenz zu arbeiten. Mit einer Signallaufzeit im Verstärker von 400 ns sind sie dafür zu langsam und die Trigger-Steuerlogik lässt es nicht zu (es würden Nebenimpulse am Ausgang entstehen). In echten PN-Schaltungen wird die Grenzfrequenz der OS-Schaltung in der Größenordnung von 200–10000 Hz gewählt.
Trigger- und Ausgangssteuerlogik - Bei einer Versorgungsspannung von mindestens 7V, wenn die Sägezahnspannung am Generator größer ist als am Steuereingang DT, und wenn die Sägezahnspannung größer ist als an einem der Fehlerverstärker (unter Berücksichtigung der eingebauten Schwellen und offsets) - die Ausgabe der Schaltung ist erlaubt. Wenn der Generator von Maximum auf Null zurückgesetzt wird, werden die Ausgänge deaktiviert. Ein Trigger mit einem zweiphasigen Ausgang teilt die Frequenz in zwei Hälften. Bei einer logischen 0 am Eingang 13 (Ausgangsmodus) werden die Triggerphasen ODER verknüpft und gleichzeitig auf beide Ausgänge geführt, bei einer logischen 1 werden sie jedem Ausgang separat phasenparallel zugeführt.
Ausgangstransistoren - npn-Darlingtons mit eingebautem Wärmeschutz (aber kein Stromschutz). Daher beträgt der minimale Spannungsabfall zwischen dem Kollektor (normalerweise zum positiven Bus geschlossen) und dem Emitter (an der Last) 1,5 V (typisch bei 200 mA), und in einer Schaltung mit gemeinsamem Emitter ist er etwas besser, typisch 1,1 V. Der maximale Ausgangsstrom (bei einem offenen Transistor) ist auf 500 mA begrenzt, die maximale Leistung für den gesamten Quarz beträgt 1W.
Schaltnetzteile lösen nach und nach ihre traditionellen Verwandten in der Tontechnik ab, da sie sowohl wirtschaftlich als auch insgesamt merklich attraktiver wirken. Derselbe Faktor, den Schaltnetzteile zur Verzerrung des Verstärkers beitragen, nämlich das Auftreten zusätzlicher Obertöne, verliert vor allem aus zwei Gründen bereits an Relevanz - die moderne Elementbasis ermöglicht es Ihnen, Wandler mit einer Wandlungsfrequenz deutlich über 40 kHz zu entwerfen , daher wird die durch die Stromversorgung eingeführte Stromversorgungsmodulation im Ultraschall sein. Außerdem lässt sich eine höhere Netzfrequenz viel einfacher herausfiltern, und die Verwendung von zwei L-förmigen LC-Filtern in den Leistungskreisen glättet die Welligkeit bei diesen Frequenzen bereits ausreichend.
Natürlich gibt es auch in diesem Honigfass einen Wermutstropfen – der Preisunterschied zwischen einem typischen Netzteil für eine Endstufe und einem Schaltnetzteil macht sich mit zunehmender Leistung dieses Gerätes bemerkbar, d.h. Je leistungsfähiger das Netzteil, desto rentabler ist es im Vergleich zu seinem typischen Pendant.
Und das ist nicht alles. Bei der Verwendung von Schaltnetzteilen sind die Regeln für die Montage von Hochfrequenzgeräten zu beachten, nämlich die Verwendung zusätzlicher Abschirmungen, die Zuführung einer gemeinsamen Leitung zu den Kühlkörpern des Leistungsteils sowie die korrekte Verdrahtung von der Masse und dem Anschluss von Schirmgeflechten und Leitern.
Nach einem kleinen lyrischen Exkurs über die Eigenschaften von Schaltnetzteilen für Endstufen der eigentliche Schaltplan eines 400W Netzteils:

Bild 1. Schaltplan Schaltnetzteil für Endstufen bis 400 W
VERGRÖSSERN IN GUTER QUALITÄT

Der Steuercontroller in diesem Netzteil ist TL494. Natürlich gibt es modernere ICs für diese Aufgabe, aber wir verwenden diesen speziellen Controller aus zwei Gründen - er ist SEHR einfach zu bekommen. Bei den hergestellten Netzteilen TL494 von Texas Instruments wurden lange Zeit keine Qualitätsprobleme festgestellt. Der Fehlerverstärker wird durch den OOS abgedeckt, was es ermöglicht, einen ziemlich großen Koeffizienten zu erreichen. Stabilisierung (Verhältnis der Widerstände R4 und R6).
Nach dem TL494-Controller gibt es einen Halbbrückentreiber IR2110, der eigentlich die Gates von Leistungstransistoren steuert. Durch den Einsatz des Treibers konnte auf den in Computernetzteilen weit verbreiteten Anpasstrafo verzichtet werden. Der IR2110-Treiber wird über die R24-VD4- und R25-VD5-Ketten auf die Rollläden geladen, wodurch das Schließen der Außendienstmitarbeiter beschleunigt wird.
Die Leistungsschalter VT2 und VT3 arbeiten an der Primärwicklung des Leistungstransformators. Der zum Erhalten einer Wechselspannung in der Primärwicklung des Transformators erforderliche Mittelpunkt wird durch die Elemente R30-C26 und R31-C27 gebildet.
Ein paar Worte zum Algorithmus des Schaltnetzteils beim TL494:
In dem Moment, in dem die Netzspannung von 220 V angelegt wird, werden die Kapazitäten der primären Leistungsfilter C15 und C16 über die Widerstände R8 und R11 infiziert, wodurch die Diolbrücke VD nicht mit einem Kurzschlussstrom bei vollständiger Entladung überlastet werden kann C15 und C16. Gleichzeitig werden die Kondensatoren C1, C3, C6, C19 über eine Reihe von Widerständen R16, R18, R20 und R22, einen 7815-Stabilisator und einen Widerstand R21 geladen.
Sobald die Spannung am Kondensator C6 12 V erreicht, "bricht" die Zenerdiode VD1 durch und Strom beginnt durch sie zu fließen, wodurch der Kondensator C18 aufgeladen wird, und sobald der positive Anschluss dieses Kondensators einen zum Öffnen ausreichenden Wert erreicht der Thyristor VS2, es öffnet. Dadurch wird Relais K1 eingeschaltet, das mit seinen Kontakten die Strombegrenzungswiderstände R8 und R11 überbrückt.Außerdem öffnet der geöffnete Thyristor VS2 den VT1-Transistor zum TL494-Controller und zum IR2110-Halbbrückentreiber. Der Controller wechselt in den Sanftanlaufmodus, dessen Dauer von den Nennwerten von R7 und C13 abhängt.
Während eines sanften Starts nimmt die Dauer der Impulse, die die Leistungstransistoren öffnen, allmählich zu, wodurch die sekundären Leistungskondensatoren allmählich aufgeladen und der Strom durch die Gleichrichterdioden begrenzt wird. Die Dauer verlängert sich, bis die Menge an Sekundärleistung ausreicht, um die LED des Optokopplers IC1 einzuschalten. Sobald die Helligkeit der Optokoppler-LED ausreicht, um den Transistor zu öffnen, nimmt die Impulsdauer nicht mehr zu (Abbildung 2).

Abbildung 2. Sanftanlaufmodus.

Hierbei ist zu beachten, dass die Dauer des Sanftanlaufs begrenzt ist, da der durch die Widerstände R16, R18, R20, R22 fließende Strom nicht ausreicht, um den TL494-Controller, den IR2110-Treiber und die eingeschaltete Relaiswicklung mit Strom zu versorgen - die Versorgung Die Spannung dieser Mikroschaltungen beginnt zu sinken und sinkt bald auf einen Wert, bei dem TL494 aufhört, Steuerimpulse zu erzeugen. Und kurz vor diesem Moment sollte der Softstartmodus beendet sein und der Konverter in den normalen Betriebsmodus wechseln, da die Hauptstromversorgung für den TL494-Controller und den IR2110-Treiber vom Leistungstransformator (VD9, VD10 - Gleichrichter mit ein Mittelpunkt, R23-C1-C3 - RC-Filter , IC3 ist ein 15-V-Stabilisator) und deshalb haben die Kondensatoren C1, C3, C6, C19 so hohe Nennwerte - sie müssen die Stromversorgung des Controllers halten, bis er zum normalen Betrieb zurückkehrt .
Der TL494 stabilisiert die Ausgangsspannung, indem er die Dauer der Steuerimpulse von Leistungstransistoren bei konstanter Frequenz ändert - Pulsweitenmodulation - PWM. Dies ist nur möglich, wenn der Wert der Sekundärspannung des Leistungstransformators um mindestens 30%, aber nicht mehr als 60% höher ist als der am Ausgang des Stabilisators erforderliche Wert.

Abbildung 3. Das Funktionsprinzip des PWM-Stabilisators.

Mit zunehmender Last beginnt die Ausgangsspannung zu sinken, die Optokoppler-LED IC1 beginnt weniger zu leuchten, der Optokoppler-Transistor schließt, reduziert die Spannung am Fehlerverstärker und verlängert dadurch die Dauer der Steuerimpulse, bis die Effektivspannung den Stabilisierungswert erreicht (Figur 3). Wenn die Last abnimmt, beginnt die Spannung zu steigen, die LED des Optokopplers IC1 beginnt heller zu leuchten, wodurch der Transistor geöffnet und die Dauer der Steuerimpulse verringert wird, bis der Wert des Effektivwerts der Ausgangsspannung auf a abnimmt stabilisierter Wert. Der Wert der stabilisierten Spannung wird durch einen Abstimmwiderstand R26 geregelt.
Zu beachten ist, dass der TL494-Controller nicht die Dauer jedes Impulses in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung regelt, sondern nur den Mittelwert, d.h. das Messteil hat eine gewisse Trägheit. Aber selbst mit eingebauten Kondensatoren in der sekundären Stromversorgung mit einer Kapazität von 2200 uF überschreiten Stromausfälle bei kurzzeitigen Spitzenlasten nicht 5%, was für Geräte der HI-FI-Klasse durchaus akzeptabel ist. Normalerweise setzen wir Kondensatoren in die sekundäre Stromversorgung von 4700 uF ein, was einen sicheren Spielraum für Spitzenwerte bietet, und die Verwendung einer Gruppenstabilisierungsdrossel ermöglicht es Ihnen, alle 4 Ausgangsspannungen zu steuern.
Die Impulsblock Das Netzteil ist mit einem Überlastschutz ausgestattet, dessen Messelement der Stromwandler TV1 ist. Sobald der Strom einen kritischen Wert erreicht, öffnet der Thyristor VS1 und überbrückt die Stromversorgung der Endstufe des Reglers. Die Steuerimpulse verschwinden und das Netzteil geht in den Standby-Modus, der sich längere Zeit im Standby-Modus befinden kann, da der VS2-Thyristor weiterhin offen bleibt - der durch die Widerstände R16, R18, R20 und R22 fließende Strom reicht dazu aus halte es offen. So berechnen Sie Stromwandler.
Um das Netzteil aus dem Standby-Modus zu holen, müssen Sie die SA3-Taste drücken, die den VS2-Thyristor mit seinen Kontakten überbrückt, der Strom fließt nicht mehr durch ihn und er schließt sich. Sobald sich die SA3-Kontakte öffnen, schließt sich der VT1-Transistor und trennt die Stromversorgung von Controller und Treiber. Somit schaltet die Steuerschaltung in den Minimalverbrauchsmodus - der Thyristor VS2 ist geschlossen, daher ist das Relais K1 ausgeschaltet, der Transistor VT1 ist geschlossen, daher sind die Steuerung und der Treiber stromlos. Die Kondensatoren C1, C3, C6 und C19 beginnen sich aufzuladen und sobald die Spannung 12 V erreicht, öffnet der Thyristor VS2 und das Schaltnetzteil startet.
Versetzen Sie das Netzteil bei Bedarf in den Standby-Modus. Sie können die Taste SA2 verwenden. Wenn Sie gedrückt werden, werden die Basis und der Emitter des Transistors VT1 verbunden. Der Transistor schließt und entregt den Controller und den Treiber. Die Steuerimpulse verschwinden und die Sekundärspannungen verschwinden ebenfalls. Die Spannung wird jedoch nicht vom Relais K1 getrennt und der Umrichter wird nicht neu gestartet.
Mit dieser Schaltung können Sie natürlich Netzteile von 300-400 W bis 2000 W zusammenbauen, bei denen einige Elemente der Schaltung ausgetauscht werden müssen, da sie gemäß ihren Parametern schweren Belastungen einfach nicht standhalten können.
Bei der Zusammenstellung leistungsstärkerer Optionen sollten Sie auf die Kondensatoren der Glättungsfilter der primären Stromversorgung C15 und C16 achten. Die Gesamtkapazität dieser Kondensatoren muss proportional zur Leistung des Netzteils sein und dem Anteil von 1 W an der Ausgangsleistung des Spannungswandlers entspricht 1 μF der Kapazität des primären Netzfilterkondensators. Mit anderen Worten, wenn die Stromversorgung 400 W beträgt, sollten 2 220-uF-Kondensatoren verwendet werden, wenn die Leistung 1000 W beträgt, müssen 2 470-uF-Kondensatoren oder zwei 680-uF-Kondensatoren installiert werden.
Diese Anforderung hat zwei Zwecke. Erstens wird die Welligkeit der primären Versorgungsspannung reduziert, was es einfacher macht, die Ausgangsspannung zu stabilisieren. Zweitens erleichtert die Verwendung von zwei Kondensatoren anstelle von einem die Arbeit des Kondensators selbst, da die Elektrolytkondensatoren der TK-Serie viel einfacher zu bekommen sind und nicht ausschließlich für den Einsatz in Hochfrequenznetzteilen vorgesehen sind - der Innenwiderstand ist zu hoch und bei hohen Frequenzen erwärmen sich diese Kondensatoren. Bei zwei Stück reduziert sich der Innenwiderstand und die entstehende Erwärmung wird bereits auf die beiden Kondensatoren aufgeteilt.
Bei Verwendung als Leistungstransistoren IRF740, IRF840, STP10NK60 und ähnliche (weitere Einzelheiten zu den am häufigsten verwendeten Transistoren in Netzwerkwandlern finden Sie in der Tabelle unten auf der Seite) können Sie die VD4- und VD5-Dioden insgesamt ablehnen und reduzieren die Werte der Widerstände R24 und R25 auf 22 Ohm - die Leistung des IR2110-Treibers reicht aus, um diese Transistoren anzusteuern. Wenn ein leistungsstärkeres Schaltnetzteil zusammengebaut wird, werden leistungsstärkere Transistoren benötigt. Es sollte sowohl auf den maximalen Strom des Transistors als auch auf seine Verlustleistung geachtet werden - pulsstabilisierte Netzteile reagieren sehr empfindlich auf die Richtigkeit des mitgelieferten Snubbers und ohne ihn erwärmen sich Leistungstransistoren stärker, da durch Selbstinduktion gebildete Ströme zu beginnen beginnen fließen durch die in den Transistoren eingebauten Dioden. Erfahren Sie mehr über die Auswahl eines Snubbers.
Auch die Verlängerung der Schließzeit ohne Snubber trägt erheblich zur Erwärmung bei - der Transistor ist länger im linearen Modus.
Oft vergessen sie ein weiteres Merkmal von Feldeffekttransistoren - mit zunehmender Temperatur nimmt ihr maximaler Strom ziemlich stark ab. Auf dieser Grundlage sollten Sie bei der Auswahl von Leistungstransistoren für Schaltnetzteile mindestens einen zweifachen Spielraum für den maximalen Strom für Netzteile von Leistungsverstärkern und einen dreifachen Spielraum für Geräte haben, die mit einer großen, unveränderlichen Last arbeiten, wie z. B. einem Induktionsschmelzofen oder dekorative Beleuchtung, die ein Niederspannungs-Elektrowerkzeug mit Strom versorgt.
Die Stabilisierung der Ausgangsspannung erfolgt durch die Gruppenstabilisierungsdrossel L1 (DGS). Achten Sie auf die Richtung der Wicklungen dieser Induktivität. Die Anzahl der Windungen sollte proportional zu den Ausgangsspannungen sein. Natürlich gibt es Formeln zur Berechnung dieser Wicklungsanordnung, aber die Erfahrung hat gezeigt, dass die Gesamtleistung des Kerns für ein DGS 20-25% der Gesamtleistung eines Leistungstransformators betragen sollte. Sie können wickeln, bis das Fenster zu etwa 2/3 gefüllt ist, wobei Sie nicht vergessen sollten, dass bei unterschiedlichen Ausgangsspannungen die Wicklung mit einer höheren Spannung proportional größer sein sollte. Sie benötigen beispielsweise zwei bipolare Spannungen, eine für ± 35 V , und die zweite, um den Subwoofer mit einer Spannung von ±50 V zu versorgen.
Wir wickeln das DGS gleichzeitig in vier Drähte, bis 2/3 des Fensters gefüllt sind, und zählen die Windungen. Der Durchmesser errechnet sich aus der Stromstärke von 3-4 A/mm2. Sagen wir, wir haben 22 Windungen, wir machen den Anteil:
22 Umdrehungen / 35 V = X Umdrehungen / 50 V.
X Umdrehungen = 22 × 50 / 35 = 31,4 ≈ 31 Umdrehungen
Als nächstes schneiden wir zwei Drähte für ± 35 V und wickeln 9 weitere Windungen für eine Spannung von ± 50 V.
AUFMERKSAMKEIT! Denken Sie daran, dass die Qualität der Stabilisierung direkt davon abhängt, wie schnell sich die Spannung ändert, an die die Optokopplerdiode angeschlossen ist. Um das Cof-Styling zu verbessern, ist es sinnvoll, an jede Spannung eine zusätzliche Last in Form von 2-W-Widerständen und einem Widerstand von 3,3 kOhm anzuschließen. Der Lastwiderstand, der an die vom Optokoppler gesteuerte Spannung angeschlossen ist, muss 1,7 ... 2,2-mal kleiner sein.

Wicklungsdaten Daten für Netzschaltnetzteile auf Ferritringen mit einer Permeabilität von 2000NM sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

WICKELDATEN FÜR IMPULSTRANSFORMATOREN
BERECHNET NACH DER ENORASYAN-METHODE
Wie zahlreiche Versuche gezeigt haben, kann die Windungszahl sicher um 10-15% reduziert werden.
ohne Angst, dass der Kern in die Sättigung eintritt.

Implementierung	Größe		Umwandlungsfrequenz, kHz
Implementierung	Größe

1 Ring K40x25x11		Gab. Energie
1 Ring K40x25x11		Vitkov zum primären

2 Ringe К40х25х11		Gab. Energie
2 Ringe К40х25х11		Vitkov zum primären

1 Ring К45х28х8		Gab. Energie
1 Ring К45х28х8		Vitkov zum primären

2 Ringe К45х28х8		Gab. Energie
2 Ringe К45х28х8		Vitkov zum primären

3 Ringe К45х28х81		Gab. Energie
3 Ringe К45х28х81		Vitkov zum primären

4 Ringe К45х28х8		Gab. Energie
4 Ringe К45х28х8		Vitkov zum primären

5 Ringe К45х28х8		Gab. Energie
5 Ringe К45х28х8		Vitkov zum primären

6 Ringe К45х28х8		Gab. Energie
6 Ringe К45х28х8		Vitkov zum primären

7 Ringe К45х28х8		Gab. Energie
7 Ringe К45х28х8		Vitkov zum primären

8 Ringe К45х28х8		Gab. Energie
8 Ringe К45х28х8		Vitkov zum primären

9 Ringe К45х28х8		Gab. Energie
9 Ringe К45х28х8		Vitkov zum primären

10 Ringe К45х28х81		Gab. Energie
10 Ringe К45х28х81		Vitkov zum primären

Es ist jedoch bei weitem nicht immer möglich, die Ferritmarke herauszufinden, insbesondere wenn es sich um Ferrit von Leitungstransformatoren von Fernsehgeräten handelt. Sie können aus der Situation herauskommen, indem Sie die Anzahl der Windungen empirisch herausfinden. Mehr Details dazu im Video:

Unter Verwendung der obigen Schaltung eines Schaltnetzteils wurden mehrere Untermodifikationen entwickelt und getestet, die darauf ausgelegt sind, ein bestimmtes Problem für verschiedene Leistungen zu lösen. Die Leiterplattenzeichnungen dieser Netzteile sind unten dargestellt.
Leiterplatte für ein pulsstabilisiertes Netzteil mit einer Leistung von bis zu 1200 ... 1500 W. Plattengröße 269x130 mm. Tatsächlich handelt es sich hierbei um eine weiterentwickelte Version der vorherigen Leiterplatte. Es zeichnet sich durch das Vorhandensein einer Gruppenstabilisierungsdrossel aus, mit der Sie die Größe aller Versorgungsspannungen sowie eines zusätzlichen LC-Filters steuern können. Es verfügt über eine Lüftersteuerung und einen Überlastschutz. Die Ausgangsspannungen bestehen aus zwei bipolaren Stromquellen und einer bipolaren Schwachstromquelle zur Versorgung der Vorstufen.

Aussehen Netzteilplatine bis 1500 W. DOWNLOAD IM LAIENFORMAT

Auf einer 272 x 100 mm großen Leiterplatte kann ein stabilisiertes Schaltnetzteil mit einer Leistung von bis zu 1500 ... 1800 W hergestellt werden. Die Stromversorgung ist für einen Leistungstransformator ausgelegt, der auf K45-Ringen hergestellt und horizontal angeordnet ist. Es verfügt über zwei bipolare Leistungsquellen, die zu einer Quelle kombiniert werden können, um den Verstärker mit zweistufiger Stromversorgung und einer bipolaren Niederstromquelle für Vorstufen zu versorgen.

Platinenschaltnetzteil bis 1800 W. DOWNLOAD IM LAIENFORMAT

Dieses Netzteil kann verwendet werden, um Hochleistungs-Automobilgeräte wie Hochleistungsautoverstärker und Autoklimaanlagen mit Strom zu versorgen. Die Abmessungen der Platine betragen 188x123. Die verwendeten Schottky-Gleichrichterdioden sind überbrückbar und der Ausgangsstrom kann 120 A bei einer Spannung von 14 V erreichen. Zusätzlich kann das Netzteil eine bipolare Spannung mit einer Belastbarkeit von bis zu 1 A erzeugen (die eingebauten integrierten Spannungsstabilisatoren Nr länger erlauben). Der Leistungstransformator ist auf K45-Ringen aufgebaut, die Netzspannungsfilterdrossel auf ja zwei K40x25x11-Ringen. Eingebauter Überlastschutz.

Das Erscheinungsbild der Leiterplatten-Stromversorgung für Kfz-Ausrüstung DOWNLOAD IN LAY FORMAT

Die Stromversorgung bis 2000 W erfolgt auf zwei übereinander angeordneten Platinen der Größe 275x99. Die Spannung wird durch eine Spannung gesteuert. Hat Überlastschutz. Die Datei enthält mehrere Varianten des "zweiten Stockwerks" für zwei bipolare Spannungen, für zwei unipolare Spannungen, für die erforderlichen Spannungen für zwei- und dreistufige Spannungen. Der Leistungstransformator befindet sich horizontal und besteht aus K45-Ringen.

Das Erscheinungsbild des "zweistöckigen" Netzteils DOWNLOAD IM LAIENFORMAT

Die Stromversorgung mit zwei bipolaren Spannungen oder einer für einen zweistufigen Verstärker erfolgt auf einer 277x154 Platine. Es verfügt über eine Gruppenstabilisierungsdrossel und einen Überlastschutz. Der Leistungstransformator befindet sich auf K45-Ringen und ist horizontal angeordnet. Leistung bis 2000 W.

Das Erscheinungsbild der Leiterplatte DOWNLOAD IN LAY FORMAT

Fast das gleiche Netzteil wie oben, aber mit einer bipolaren Ausgangsspannung.

Das Erscheinungsbild der Leiterplatte DOWNLOAD IN LAY FORMAT

Das Schaltnetzteil verfügt über zwei bipolar stabilisierte Spannungen und einen bipolaren Niederstrom. Ausgestattet mit Lüftersteuerung und Überlastschutz. Es verfügt über eine Gruppenstabilisierungsdrossel und zusätzliche LC-Filter. Leistung bis 2000...2400 W. Die Platine hat Abmessungen von 278x146 mm

Das Erscheinungsbild der Leiterplatte DOWNLOAD IN LAY FORMAT

Die Platine eines Schaltnetzteils für einen Leistungsverstärker mit zweistufiger Stromversorgung mit einer Größe von 284x184 mm verfügt über eine Gruppenstabilisierungsdrossel und zusätzliche LC-Filter, Überlastschutz und Lüftersteuerung. Eine Besonderheit ist die Verwendung von diskreten Transistoren, um das Schließen von Leistungstransistoren zu beschleunigen. Leistung bis 2500...2800 W.

mit zweistufiger Stromversorgung DOWNLOAD IM LAIENFORMAT

Eine leicht modifizierte Version der vorherigen Platine mit zwei bipolaren Spannungen. Größe 285 x 172. Leistung bis 3000 W.

Das Aussehen der Leiterplatte des Netzteils für den Verstärker DOWNLOAD IM LAIENFORMAT

Brückennetz-Schaltnetzteil mit einer Leistung von bis zu 4000...4500 W auf einer 269x198 mm großen Leiterplatte mit zwei bipolaren Leistungsspannungen, Lüftersteuerung und Überlastschutz. Verwendet eine Gruppenstabilisierungsdrossel. Es ist wünschenswert, externe zusätzliche sekundäre Leistungsfilter L zu verwenden.

Das Aussehen der Leiterplatte des Netzteils für den Verstärker DOWNLOAD IM LAIENFORMAT

Auf den Platinen ist viel mehr Platz für Ferrite, als es sein könnte. Tatsache ist, dass es bei weitem nicht immer notwendig ist, die Grenzen des Klangbereichs zu überschreiten. Daher sind zusätzliche Flächen auf den Platinen vorgesehen. Für alle Fälle eine kleine Auswahl an Referenzdaten zu Leistungstransistoren und Links wo ich sie kaufen würde. Übrigens habe ich sowohl TL494 als auch IR2110 mehr als einmal bestellt und natürlich Leistungstransistoren. Zwar hat er weit von der gesamten Bandbreite entfernt, aber die Ehe ist noch nicht rübergekommen.

BELIEBTE TRANSISTOREN FÜR SCHALTNETZTEILE
NAME	STROMSPANNUNG	ENERGIE	KAPAZITÄT VERSCHLUSS	Qg (HERSTELLER)

Die meisten modernen Schaltnetzteile werden auf TL494-Mikroschaltungen hergestellt, bei denen es sich um einen schaltenden PWM-Controller handelt. Der Leistungsteil besteht aus leistungsstarken Elementen wie Transistoren.Der TL494-Schaltkreis ist einfach, es sind nur minimale zusätzliche Funkkomponenten erforderlich, die im Datenblatt ausführlich beschrieben sind.

Modifikationsmöglichkeiten: TL494CN, TL494CD, TL494IN, TL494C, TL494CI.

Er schrieb auch Rezensionen anderer beliebter ICs.

1. Eigenschaften und Funktionalität
2. Analoga
3. Typische Schaltkreise für ein Netzteil auf TL494
4. Stromversorgungsschemata
5. Umbau des ATX-Netzteils in ein Labornetzteil
6. Datenblatt
7. Diagramme der elektrischen Eigenschaften
8. Die Funktionalität der Mikroschaltung

Eigenschaften und Funktionalität

Der TL494-Chip ist als PWM-Controller für Schaltnetzteile mit fester Betriebsfrequenz ausgelegt. Zur Einstellung der Betriebsfrequenz werden zwei zusätzliche externe Elemente, ein Widerstand und ein Kondensator, benötigt. Die Mikroschaltung hat eine 5-V-Referenzspannungsquelle, deren Fehler 5% beträgt.

Vom Hersteller vorgegebener Umfang:

Netzteile mit einer Leistung von mehr als 90W AC-DC mit PFC;
Mikrowellen;
Aufwärtswandler von 12 V bis 220 V;
Stromversorgungsquellen für Server;
Solar-Wechselrichter;
elektrische Fahrräder und Motorräder;
Abwärtswandler;
Rauchmelder;
Desktop-Computer.

Analoga

Die bekanntesten Analoga des TL494-Chips sind die inländischen KA7500B, KR1114EU4 von Fairchild, Sharp IR3M02, UA494, Fujitsu MB3759. Der Schaltkreis ist ähnlich, die Pinbelegung kann unterschiedlich sein.

Der neue TL594 ist ein Analogon des TL494 mit verbesserter Komparatorgenauigkeit. TL598 analog zu TL594 mit Ausgangsrepeater.

Typische Schaltkreise für ein Netzteil auf TL494

Die Hauptschaltkreise des TL494 werden aus Datenblättern verschiedener Hersteller zusammengestellt. Sie können als Grundlage für die Entwicklung ähnlicher Geräte mit ähnlicher Funktionalität dienen.

Stromversorgungsschemata

Ich werde keine komplexen Schaltungen von Schaltnetzteilen TL494 berücksichtigen. Sie erfordern viele Details und Zeit, daher ist es nicht rational, sie selbst zu machen. Es ist einfacher, ein fertiges ähnliches Modul bei den Chinesen für 300-500 Rubel zu kaufen.

Beim Zusammenbau von Aufwärtswandlern Besondere Aufmerksamkeit Kühlen Sie die Leistungstransistoren am Ausgang. Bei 200 W beträgt die Ausgangsleistung etwa 1 A, relativ wenig. Die Stabilitätsprüfung sollte mit der maximal zulässigen Last durchgeführt werden. Die erforderliche Last wird am besten aus 220-Volt-Glühlampen mit einer Leistung von 20 W, 40 W, 60 W, 100 W gebildet. Überhitzen Sie Transistoren nicht um mehr als 100 Grad. Beachten Sie die Sicherheitsvorschriften beim Arbeiten mit Hochspannung. Sieben Mal messen, einmal einschalten.

Der Aufwärtswandler des TL494 erfordert fast keine Abstimmung, die Wiederholgenauigkeit ist hoch. Widerstands- und Kondensatorwerte vor dem Zusammenbau prüfen. Je kleiner die Abweichung, desto stabiler arbeitet der Wechselrichter von 12 bis 220 Volt.

Es ist besser, die Temperatur von Transistoren mit einem Thermoelement zu steuern. Wenn der Kühler klein ist, ist es einfacher, einen Lüfter zu installieren, um keinen neuen Kühler zu installieren.

Ich musste mit meinen eigenen Händen ein Netzteil für den TL494 für einen Subwoofer-Verstärker in einem Auto herstellen. Zu dieser Zeit wurden Autowechselrichter von 12 V bis 220 V nicht verkauft, und die Chinesen hatten kein Aliexpress. Als ULF-Verstärker habe ich einen Chip der TDA-Serie mit 80 W verwendet.

In den letzten 5 Jahren ist das Interesse an elektrisch angetriebener Technologie gestiegen. Dies wurde durch die Chinesen erleichtert, die mit der Massenproduktion von Elektrofahrrädern, modernen Radmotoren mit hohem Wirkungsgrad, begannen. Ich halte zweirädrige und einrädrige Kreiselroller für die beste Umsetzung.“ 2015 kaufte die chinesische Firma Ninebot den amerikanischen Segway und begann mit der Produktion von 50 Typen von Elektrorollern vom Typ Segway.

Um einen leistungsstarken Niederspannungsmotor anzutreiben, ist ein guter Steuerregler erforderlich.

Umbau des ATX-Netzteils in ein Labornetzteil

Jeder Funkamateur hat ein leistungsstarkes ATX-Netzteil von einem Computer, der 5V und 12V liefert. Seine Leistung liegt zwischen 200 W und 500 W. Wenn Sie die Parameter des Steuerreglers kennen, können Sie die Parameter der ATX-Quelle ändern. Erhöhen Sie beispielsweise die Spannung von 12 auf 30 V. 2 Methoden sind beliebt, eine von italienischen Funkamateuren.

Betrachten Sie die italienische Methode, die so einfach wie möglich ist und kein Zurückspulen von Transformatoren erfordert. Der ATX-Ausgang wird komplett entfernt und nach Schema fertiggestellt. Eine große Anzahl von Funkamateuren wiederholte dieses Schema aufgrund seiner Einfachheit. Ausgangsspannung von 1V bis 30V, Strom bis 10A.

Datenblatt

Der Mikroschaltkreis ist so beliebt, dass er von mehreren Herstellern hergestellt wird, nebenbei habe ich 5 verschiedene Datenblätter gefunden, von Motorola, Texas Instruments und anderen weniger bekannten. Das vollständigste Datenblatt TL494 stammt von Motorola, das ich veröffentlichen werde.

Alle Datenblätter können Sie jeweils herunterladen:

Motorola;
Texas Instruments - das beste Datenblatt;
Contek

Die betreffende Mikroschaltung gehört zur Liste der gebräuchlichsten und am weitesten verbreiteten integrierten elektronischen Schaltungen. Sein Vorgänger war die PWM-Controller-Serie Unitrode UC38xx. 1999 wurde dieses Unternehmen von Texas Instruments gekauft, und seitdem hat die Entwicklung einer Reihe dieser Controller begonnen, die Anfang der 2000er Jahre zur Gründung führte. Chips der TL494-Serie. Neben den oben bereits erwähnten USVs findet man sie in Gleichspannungsreglern, in geregelten Antrieben, in Softstartern, kurzum überall dort, wo eine PWM-Steuerung zum Einsatz kommt.

Unter den Unternehmen, die diese Mikroschaltung geklont haben, gibt es weltberühmte Marken wie Motorola, Inc, International Rectifier, Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor. Alle geben eine ausführliche Beschreibung ihrer Produkte, das sogenannte TL494CN-Datenblatt.

Dokumentation

Eine Analyse der Beschreibungen des betrachteten Typs von Mikroschaltungen verschiedener Hersteller zeigt die praktische Identität seiner Eigenschaften. Die Menge an Informationen, die von verschiedenen Unternehmen bereitgestellt werden, ist nahezu gleich. Darüber hinaus wiederholen sich TL494CN-Datenblätter von Marken wie Motorola, Inc und ON Semiconductor in Struktur, Abbildungen, Tabellen und Grafiken gegenseitig. Die Darstellung des Materials von Texas Instruments weicht etwas davon ab, jedoch wird bei genauerem Studium deutlich, dass ein identisches Produkt gemeint ist.

Der Zweck des TL494CN-Chips

Traditionell beginnen wir mit der Beschreibung des Zwecks und der Liste der internen Geräte. Es handelt sich um einen Festfrequenz-PWM-Controller, der hauptsächlich für USV-Anwendungen entwickelt wurde und die folgenden Geräte enthält:

Sägezahnspannungsgenerator (GPN);
Fehlerverstärker;
Referenz (Referenz) Spannungsquelle +5 V;
Totzeitanpassungsschema;
Ausgang für Strom bis 500 mA;
Schema zur Auswahl der Ein- oder Zweitakt-Betriebsart.

Parameter begrenzen

Wie bei jeder anderen Mikroschaltung muss die Beschreibung des TL494CN eine Liste der maximal zulässigen Leistungsmerkmale enthalten. Geben wir sie basierend auf Daten von Motorola, Inc. an:

Versorgungsspannung: 42 V.
Ausgangstransistor-Kollektorspannung: 42 V.
Kollektorstrom des Ausgangstransistors: 500 mA.
Eingangsspannungsbereich des Verstärkers: -0,3 V bis +42 V.
Verlustleistung (bei t< 45 °C): 1000 мВт.
Lagertemperaturbereich: -55 bis +125 °С.
Betriebsumgebungstemperaturbereich: von 0 bis +70 °C.

Es sei darauf hingewiesen, dass Parameter 7 für den TL494IN-Chip etwas breiter ist: von -25 bis +85 °С.

TL494CN-Chipdesign

Die Beschreibung der Schlussfolgerungen seines Körpers in russischer Sprache ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Die Mikroschaltung befindet sich in einem 16-Pin-Gehäuse aus Kunststoff (dies wird durch den Buchstaben N am Ende seiner Bezeichnung angezeigt) mit PDP-Pins.

Sein Aussehen ist auf dem Foto unten dargestellt.

TL494CN: Funktionsdiagramm

Die Aufgabe dieser Mikroschaltung ist also die Pulsweitenmodulation (PWM oder Englisch Pulse Width Modulated (PWM)) von Spannungsimpulsen, die sowohl in geregelten als auch in ungeregelten USVs erzeugt werden. Bei Netzteilen des ersten Typs erreicht der Impulsdauerbereich in der Regel den maximal möglichen Wert (~ 48% für jeden Ausgang in Gegentaktschaltungen, die häufig zur Stromversorgung von Auto-Audioverstärkern verwendet werden).

Der TL494CN-Chip hat insgesamt 6 Ausgangspins, 4 davon (1, 2, 15, 16) sind Eingänge zu internen Fehlerverstärkern, die verwendet werden, um die USV vor Strom- und potenziellen Überlastungen zu schützen. Pin Nr. 4 ist ein 0- bis 3-V-Signaleingang zum Einstellen des Tastverhältnisses der Ausgangsrechteckwelle, und Nr. 3 ist ein Komparatorausgang und kann auf verschiedene Arten verwendet werden. Weitere 4 (Nummern 8, 9, 10, 11) sind freie Kollektoren und Emitter von Transistoren mit einem maximal zulässigen Laststrom von 250 mA (im Dauerbetrieb nicht mehr als 200 mA). Sie können paarweise (9 mit 10 und 8 mit 11) verbunden werden, um leistungsstarke Feldgeräte mit einem maximal zulässigen Strom von 500 mA (nicht mehr als 400 mA im kontinuierlichen Modus) zu steuern.

Was ist die interne Struktur des TL494CN? Sein Diagramm ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Die Mikroschaltung hat eine eingebaute Referenzspannungsquelle (ION) +5 V (Nr. 14). Es wird normalerweise als Referenzspannung (mit einer Genauigkeit von ± 1%) an die Eingänge von Schaltungen angelegt, die nicht mehr als 10 mA verbrauchen, beispielsweise an Pin 13 der Wahl zwischen Ein- oder Zwei-Zyklus-Betrieb Mikroschaltung: Wenn +5 V vorhanden sind, wird der zweite Modus ausgewählt , wenn eine Minus-Versorgungsspannung anliegt - der erste.

Um die Frequenz des Sägezahnspannungsgenerators (GPN) einzustellen, werden ein Kondensator und ein Widerstand verwendet, die mit den Pins 5 bzw. 6 verbunden sind. Und natürlich hat die Mikroschaltung Klemmen zum Anschließen von Plus und Minus der Stromquelle (Nummer 12 bzw. 7) im Bereich von 7 bis 42 V.

Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass es im TL494CN eine Reihe interner Geräte gibt. Eine Beschreibung ihres funktionellen Zwecks in russischer Sprache wird unten im Verlauf der Präsentation des Materials gegeben.

Eingangsklemmenfunktionen

Genau wie jedes andere elektronische Gerät. Die betreffende Mikroschaltung hat ihre eigenen Ein- und Ausgänge. Wir beginnen mit dem ersten. Eine Liste dieser TL494CN-Pins wurde bereits oben gegeben. Eine Beschreibung ihres funktionellen Zwecks in russischer Sprache wird unten mit detaillierten Erläuterungen gegeben.

Fazit 1

Dies ist der positive (nicht invertierende) Eingang des Fehlerverstärkers 1. Wenn die Spannung daran niedriger ist als die Spannung an Pin 2, ist der Ausgang des Fehlerverstärkers 1 niedrig. Wenn es höher als an Pin 2 ist, geht das Signal des Fehlerverstärkers 1 hoch. Der Ausgang des Verstärkers repliziert im Wesentlichen den positiven Eingang unter Verwendung von Pin 2 als Referenz. Die Funktionen der Fehlerverstärker werden unten detaillierter beschrieben.

Fazit 2

Dies ist der negative (invertierende) Eingang des Fehlerverstärkers 1. Wenn dieser Pin höher als Pin 1 ist, ist der Ausgang des Fehlerverstärkers 1 niedrig. Wenn die Spannung an diesem Pin niedriger ist als die Spannung an Pin 1, ist der Ausgang des Verstärkers hoch.

Fazit 15

Es funktioniert genauso wie Nr. 2. Oft wird der zweite Fehlerverstärker im TL494CN nicht verwendet. In diesem Fall enthält sein Schaltkreis Pin 15, der einfach mit dem 14. (Referenzspannung +5 V) verbunden ist.

Fazit 16

Es funktioniert genauso wie Nr. 1. Es wird normalerweise an Masse Nr. 7 angeschlossen, wenn der zweite Fehlerverstärker nicht verwendet wird. Wenn Pin 15 mit +5 V und Nr. 16 mit Masse verbunden ist, ist der Ausgang des zweiten Verstärkers niedrig und hat daher keine Auswirkung auf den Betrieb des Chips.

Fazit 3

Dieser Pin und jeder interne TL494CN-Verstärker sind diodengekoppelt. Wenn das Signal am Ausgang eines von ihnen von Low auf High wechselt, dann geht es bei Nummer 3 ebenfalls auf High. Wenn das Signal an diesem Pin 3,3 V überschreitet, werden die Ausgangsimpulse ausgeschaltet (Null-Tastverhältnis). Wenn die Spannung nahe 0 V liegt, ist die Impulsdauer maximal. Zwischen 0 und 3,3 V liegt die Impulsbreite zwischen 50 % und 0 % (für jeden der PWM-Controller-Ausgänge – an den Pins 9 und 10 bei den meisten Geräten).

Bei Bedarf kann Pin 3 als Eingangssignal oder zur Dämpfung der Änderungsrate der Impulsbreite verwendet werden. Wenn die Spannung hoch ist (> ~ 3,5 V), gibt es keine Möglichkeit, die USV am PWM-Controller zu starten (es werden keine Impulse ausgegeben).

Fazit 4

Es steuert das Tastverhältnis der Ausgangsimpulse (engl. Dead-Time Control). Wenn die Spannung nahe 0 V liegt, kann die Mikroschaltung sowohl die minimal mögliche als auch die maximal mögliche Impulsbreite (wie durch andere Eingangssignale bestimmt) ausgeben. Wenn eine Spannung von etwa 1,5 V an diesen Pin angelegt wird, wird die Ausgangsimpulsbreite auf 50 % ihrer maximalen Breite begrenzt (oder ~25 % Arbeitszyklus für einen Push-Pull-PWM-Controller). Wenn die Spannung hoch ist (> ~ 3,5 V), gibt es keine Möglichkeit, die USV auf dem TL494CN zu starten. Sein Schaltkreis enthält oft Nr. 4, die direkt mit der Erde verbunden ist.

Wichtig zu merken! Das Signal an den Pins 3 und 4 sollte niedriger sein als ~3,3 V. Was passiert, wenn es beispielsweise nahe an +5 V liegt? Wie wird sich TL494CN dann verhalten? Die darauf befindliche Spannungswandlerschaltung erzeugt keine Impulse, d.h. Es gibt keine Ausgangsspannung von der USV.

Fazit 5

Dient zum Anschluss des Zeitkondensators Ct, und sein zweiter Kontakt ist mit Masse verbunden. Kapazitätswerte liegen typischerweise bei 0,01 μF bis 0,1 μF. Änderungen des Werts dieser Komponente führen zu einer Änderung der Frequenz des GPN und der Ausgangsimpulse des PWM-Controllers. Hier werden in der Regel hochwertige Kondensatoren mit sehr niedrigem Temperaturkoeffizienten (mit sehr geringer Kapazitätsänderung bei Temperaturänderung) verwendet.

Fazit 6

Um den Zeiteinstellwiderstand Rt anzuschließen, ist auch sein zweiter Kontakt mit Masse verbunden. Die Werte von Rt und Ct bestimmen die Frequenz von FPG.

f = 1,1: (Rt x Ct).

Fazit 7

Es wird mit dem gemeinsamen Draht des Geräteschaltkreises am PWM-Controller verbunden.

Fazit 12

Es ist mit den Buchstaben VCC gekennzeichnet. Daran wird das „Plus“ des Netzteils TL494CN angeschlossen. Sein Schaltkreis enthält normalerweise Nr. 12, der mit dem Stromversorgungsschalter verbunden ist. Viele USVs verwenden diesen Pin, um den Strom (und die USV selbst) ein- und auszuschalten. Wenn es +12 V hat und Nr. 7 geerdet ist, funktionieren die GPN- und ION-Chips.

Fazit 13

Dies ist der Betriebsarteneingang. Sein Betrieb wurde oben beschrieben.

Ausgangsklemmenfunktionen

Sie wurden auch oben für TL494CN aufgeführt. Eine Beschreibung ihres funktionellen Zwecks in russischer Sprache wird unten mit detaillierten Erläuterungen gegeben.

Fazit 8

Auf diesem Chip befinden sich 2 npn-Transistoren, die seine Ausgangsschlüssel sind. Dieser Pin ist der Kollektor von Transistor 1, der normalerweise mit einer Gleichspannungsquelle (12 V) verbunden ist. Trotzdem wird es in den Schaltkreisen einiger Geräte als Ausgang verwendet, und Sie können einen Mäander darauf sehen (sowie auf Nr. 11).

Fazit 9

Dies ist der Emitter von Transistor 1. Er treibt den Leistungstransistor der USV (in den meisten Fällen Feldeffekt) in einer Gegentaktschaltung, entweder direkt oder über einen zwischengeschalteten Transistor.

Fazit 10

Это эмиттер транзистора 2. В однотактном режиме работы сигнал на нем такой же, как и на № 9. В двухтактном режиме сигналы на №№ 9 и 10 противофазны, т. е. когда на одном высокий уровень сигнала, то на другом он низкий, umgekehrt. In den meisten Geräten treiben die Signale von den Emittern der Ausgangstransistorschalter der betreffenden Mikroschaltung leistungsstarke Feldeffekttransistoren an, die in den EIN-Zustand getrieben werden, wenn die Spannung an den Pins 9 und 10 hoch ist (über ~ 3,5 V, aber es bezieht sich nicht auf den 3,3-V-Pegel auf Nr. Nr. 3 und 4).

Fazit 11

Dies ist der Kollektor von Transistor 2, der normalerweise mit einer Gleichspannungsquelle (+12 V) verbunden ist.

Notiz: In Geräten auf dem TL494CN kann der Schaltkreis sowohl Kollektoren als auch Emitter der Transistoren 1 und 2 als Ausgänge des PWM-Controllers enthalten, obwohl die zweite Option häufiger ist. Es gibt jedoch Optionen, wenn genau die Pins 8 und 11 Ausgänge sind. Wenn Sie in der Schaltung zwischen dem IC und den FETs einen kleinen Transformator finden, wird das Ausgangssignal höchstwahrscheinlich von ihnen (von den Kollektoren) abgenommen.

Fazit 14

Dies ist der ebenfalls oben beschriebene ION-Ausgang.

Arbeitsprinzip

Wie funktioniert der TL494CN-Chip? Wir werden eine Beschreibung der Reihenfolge ihrer Arbeit auf der Grundlage von Materialien von Motorola, Inc. geben. Die Impulsbreitenmodulationsausgabe wird durch Vergleichen des positiven Sägezahnsignals von dem Kondensator Ct mit einem der zwei Steuersignale erreicht. Die Ausgangstransistoren Q1 und Q2 sind NOR-gattert, um sie nur dann zu öffnen, wenn der Triggertakteingang (C1) (siehe TL494CN-Funktionsdiagramm) niedrig wird.

Liegt also der Pegel einer logischen Einheit am Eingang C1 des Triggers, so sind die Ausgangstransistoren in beiden Betriebsarten Single-Cycle und Push-Pull geschlossen. Liegt an diesem Eingang ein Signal an, so schaltet der Transistor im Push-Pull-Modus beim Eintreffen eines Cutoff-Taktes am Trigger nacheinander auf. Im Single-Cycle-Modus wird der Trigger nicht verwendet und beide Ausgangstasten öffnen synchron.

Dieser offene Zustand (in beiden Modi) ist nur in dem Teil der FPV-Periode möglich, wenn die Sägezahnspannung größer als die Steuersignale ist. Somit bewirkt eine Erhöhung oder Verringerung der Größe des Steuersignals jeweils eine lineare Erhöhung oder Verringerung der Breite der Spannungsimpulse an den Ausgängen der Mikroschaltung.

Als Steuersignale können die Spannung von Pin 4 (Totzeitsteuerung), die Eingänge von Fehlerverstärkern oder der Rückkopplungssignaleingang von Pin 3 verwendet werden.

Die ersten Schritte bei der Arbeit mit einer Mikroschaltung

Bevor Sie ein nützliches Gerät herstellen, wird empfohlen, die Funktionsweise des TL494CN zu studieren. Wie kann man seine Leistung überprüfen?

Nehmen Sie Ihr Steckbrett, montieren Sie den Chip darauf und schließen Sie die Drähte gemäß dem Diagramm unten an.

Wenn alles richtig angeschlossen ist, funktioniert die Schaltung. Pin 3 und 4 nicht frei lassen. Verwenden Sie Ihr Oszilloskop, um den Betrieb des FPV zu überprüfen - Sie sollten eine Sägezahnspannung an Pin 6 sehen. Die Ausgänge werden Null sein. So bestimmen Sie ihre Leistung in TL494CN. Es kann wie folgt überprüft werden:

Verbinden Sie den Feedback-Ausgang (Nr. 3) und den Totzeit-Steuerausgang (Nr. 4) mit Masse (Nr. 7).
Sie sollten nun Rechteckimpulse an den Ausgängen des Chips erkennen können.

Wie wird das Ausgangssignal verstärkt?

Der Ausgang des TL494CN ist ein ziemlich niedriger Strom, und Sie möchten sicherlich mehr Leistung. Daher müssen wir einige leistungsstarke Transistoren hinzufügen. Am einfachsten zu verwenden (und sehr leicht zu bekommen - von einem alten Computer-Motherboard) sind n-Kanal-Leistungs-MOSFETs. Gleichzeitig müssen wir den Ausgang des TL494CN invertieren, denn wenn wir einen n-Kanal-MOSFET daran anschließen, ist er ohne Impuls am Ausgang der Mikroschaltung für den Gleichstromfluss geöffnet. Wenn es einfach durchbrennen kann ... Also nehmen wir einen universellen npn-Transistor heraus und schließen ihn gemäß dem folgenden Diagramm an.

Der Leistungs-MOSFET in dieser Schaltung wird passiv gesteuert. Das ist nicht sehr gut, aber für Testzwecke und Low-Power durchaus geeignet. R1 in der Schaltung ist die Last des npn-Transistors. Wählen Sie ihn entsprechend dem maximal zulässigen Strom seines Kollektors aus. R2 repräsentiert die Last unserer Endstufe. In den folgenden Experimenten wird er durch einen Transformator ersetzt.

Wenn wir nun mit einem Oszilloskop das Signal an Pin 6 der Mikroschaltung betrachten, sehen wir eine „Säge“. Bei Nummer 8 (K1) sind noch Rechteckimpulse zu sehen, und am Drain des MOSFET sind die Impulse gleich geformt, aber größer.

Und wie erhöht man die Spannung am Ausgang?

Lassen Sie uns jetzt mit dem TL494CN etwas Spannung erzeugen. Das Schalt- und Verdrahtungsschema ist das gleiche - auf dem Steckbrett. Natürlich bekommt man daran keine ausreichend hohe Spannung, zumal bei den Leistungs-MOSFETs kein Kühlkörper vorhanden ist. Schließen Sie dennoch einen kleinen Transformator gemäß diesem Diagramm an die Ausgangsstufe an.

Die Primärwicklung des Transformators enthält 10 Windungen. Die Sekundärwicklung enthält etwa 100 Windungen. Somit beträgt das Übersetzungsverhältnis 10. Wenn Sie 10 V an die Primärseite anlegen, sollten Sie am Ausgang etwa 100 V erhalten. Der Kern besteht aus Ferrit. Sie können einen mittelgroßen Kern von einem PC-Netzteiltransformator verwenden.

Seien Sie vorsichtig, der Ausgang des Transformators ist Hochspannung. Der Strom ist sehr gering und wird Sie nicht töten. Aber man kann einen guten Treffer landen. Eine weitere Gefahr besteht darin, dass ein großer Kondensator am Ausgang viel Ladung speichert. Daher sollte der Stromkreis nach dem Ausschalten entladen werden.

Am Ausgang der Schaltung können Sie wie auf dem Foto unten eine beliebige Anzeige wie eine Glühbirne einschalten.

Es wird mit Gleichspannung betrieben und benötigt etwa 160 V zum Leuchten. (Die Stromversorgung des gesamten Geräts beträgt etwa 15 V - eine Größenordnung niedriger.)

Die Transformatorausgangsschaltung wird häufig in jeder USV verwendet, einschließlich PC-Netzteilen. Bei diesen Geräten dient der erste Transformator, der über Transistorschalter mit den Ausgängen des PWM-Controllers verbunden ist, für den Niederspannungsteil der Schaltung, einschließlich des TL494CN, von seinem Hochspannungsteil, der den Netzspannungstransformator enthält.

Spannungsregler

Bei selbstgebauten kleinen elektronischen Geräten wird die Stromversorgung in der Regel von einer typischen PC-USV bereitgestellt, die auf dem TL494CN hergestellt wird. Die Stromversorgungsschaltung eines PCs ist hinlänglich bekannt, und die Bausteine selbst sind leicht zugänglich, da jährlich Millionen alter PCs entsorgt oder als Ersatzteile verkauft werden. Diese USVs erzeugen aber in der Regel keine Spannungen über 12 V. Das ist zu wenig für einen Frequenzumrichter. Natürlich könnte man versuchen, eine Überspannungs-PC-USV für 25 V zu verwenden, aber es wird schwierig sein, sie zu finden, und bei 5 V wird in den Logikelementen zu viel Leistung verbraucht.

Auf dem TL494 (oder Analogen) können Sie jedoch beliebige Schaltungen mit Zugang zu erhöhter Leistung und Spannung aufbauen. Mit typischen Teilen einer PC-USV und leistungsstarken MOSFETs vom Motherboard können Sie auf dem TL494CN einen PWM-Spannungsregler aufbauen. Die Umrichterschaltung ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Darauf sehen Sie die Schaltung zum Einschalten der Mikroschaltung und der Ausgangsstufe auf zwei Transistoren: einem universellen npn- und einem leistungsstarken MOS.

Hauptteile: T1, Q1, L1, D1. Der bipolare T1 dient zur Ansteuerung eines vereinfacht geschalteten Leistungs-MOSFET, des sog. "passiv". L1 ist eine Induktivität aus einem alten HP-Drucker (ca. 50 Windungen, 1 cm hoch, 0,5 cm breit mit Wicklungen, offene Drossel). D1 stammt von einem anderen Gerät. TL494 angeschlossen alternativer Weg in Bezug auf das Obige, obwohl jede davon verwendet werden kann.

C8 ist eine kleine Kapazität, um zu verhindern, dass Rauschen in den Eingang des Fehlerverstärkers eintritt, ist ein Wert von 0,01 uF mehr oder weniger normal. Größere Werte verlangsamen die Einstellung der erforderlichen Spannung.

C6 ist ein noch kleinerer Kondensator und wird zum Filtern von Hochfrequenzrauschen verwendet. Seine Kapazität beträgt bis zu mehreren hundert Picofarad.

Nikolai Petruschow

TL494, was ist das für ein "Biest"?

TL494 (Texas Instruments) ist wahrscheinlich der am weitesten verbreitete PWM-Controller, auf dessen Basis ein Großteil der Computernetzteile und Leistungsteile verschiedener Haushaltsgeräte hergestellt wurde.
Und jetzt ist diese Mikroschaltung bei Funkamateuren, die am Bau von Schaltnetzteilen beteiligt sind, sehr beliebt. Das inländische Analogon dieser Mikroschaltung ist M1114EU4 (KR1114EU4). Darüber hinaus produzieren verschiedene ausländische Unternehmen diese Mikroschaltung mit unterschiedlichen Namen. Zum Beispiel IR3M02 (Sharp), KA7500 (Samsung), MB3759 (Fujitsu). Es ist alles derselbe Chip.
Ihr Alter ist viel jünger als TL431. Es wurde irgendwann Ende der 90er - Anfang der 2000er Jahre von Texas Instruments produziert.
Versuchen wir gemeinsam herauszufinden, was es ist und um was für eine „Bestie“ es sich handelt? Wir werden den TL494-Chip (Texas Instruments) in Betracht ziehen.

Beginnen wir also damit, uns anzusehen, was drin ist.

Komposition.

Es beinhaltet:
- Sägezahnspannungsgenerator (GPN);
- Komparator zur Einstellung der Totzeit (DA1);
- PWM-Einstellungskomparator (DA2);
- Fehlerverstärker 1 (DA3), hauptsächlich für Spannung verwendet;
- Fehlerverstärker 2 (DA4), der hauptsächlich vom Strombegrenzungssignal verwendet wird;
- eine stabile Referenzspannungsquelle (ION) für 5 V mit einem externen Ausgang 14;
- Steuerkreis der Endstufe.

Dann werden wir natürlich alle seine Komponenten betrachten und versuchen herauszufinden, wozu das alles dient und wie das alles funktioniert, aber zuerst müssen wir seine Betriebsparameter (Eigenschaften) angeben.

Optionen	Mindest.	max.	Einheit Ändern
V CC Versorgungsspannung	7	40	BEI
V I Eingangsspannung des Verstärkers	-0,3	VCC-2	BEI
V O Kollektorspannung		40	BEI
Kollektorstrom (jeder Transistor)		200	mA
Rückkopplungsstrom		0,3	mA
f OSC Oszillatorfrequenz	1	300	kHz
C T Generatorkondensator	0,47	10000	nF
R T Widerstand des Generatorwiderstands	1,8	500	kOhm
T A Betriebstemperatur TL494C TL494I	0	70	°C
T A Betriebstemperatur TL494C TL494I	-40	85	°C

Seine einschränkenden Eigenschaften sind wie folgt;

Versorgungsspannung................................................ .....41V

Eingangsspannung des Verstärkers.................................(Vcc+0,3)V

Kollektorausgangsspannung.................................41V

Kollektorausgangsstrom................................................. .....250mA

Gesamtverlustleistung im Dauerbetrieb....1W

Die Position und der Zweck der Pins der Mikroschaltung.

Fazit 1

Dies ist der nicht invertierende (positive) Eingang des Fehlerverstärkers 1.
Wenn die Eingangsspannung niedriger ist als die Spannung an Pin 2, liegt am Ausgang dieses Fehlerverstärkers 1 keine Spannung an (der Ausgang ist niedrig) und hat keinen Einfluss auf die Breite (Arbeitszyklus). der Ausgangsimpulse.
Wenn die Spannung an diesem Pin höher ist als an Pin 2, dann erscheint eine Spannung am Ausgang dieses Verstärkers 1 (der Ausgang von Verstärker 1 hat einen hohen Pegel) und die Breite (Einschaltdauer) der Ausgangsimpulse nimmt ab umso mehr, je höher die Ausgangsspannung dieses Verstärkers ist (maximal 3,3 Volt).

Fazit 2

Dies ist der invertierende (negative) Eingang des Fehlerverstärkers 1.
Wenn die Eingangsspannung an diesem Pin höher als Pin 1 ist, tritt am Ausgang des Verstärkers kein Spannungsfehler auf (der Ausgang ist niedrig) und hat keinen Einfluss auf die Breite (Einschaltdauer) der Ausgangsimpulse.
Wenn die Spannung an diesem Pin niedriger ist als an Pin 1, ist der Ausgang des Verstärkers hoch.

Der Fehlerverstärker ist ein herkömmlicher Operationsverstärker mit einer Verstärkung in der Größenordnung von = 70 ... 95 dB für Gleichspannung (Ku = 1 bei einer Frequenz von 350 kHz). Der Eingangsspannungsbereich des Operationsverstärkers reicht von -0,3 V bis zur Versorgungsspannung minus 2 V. Das heißt, die maximale Eingangsspannung muss mindestens zwei Volt niedriger sein als die Versorgungsspannung.

Fazit 3

Dies sind die Ausgänge der Fehlerverstärker 1 und 2, die über Dioden (ODER-Schaltung) mit diesem Ausgang verbunden sind. Ändert sich die Spannung am Ausgang irgendeines Verstärkers von Low auf High, dann geht sie auch an Pin 3 auf High.
Wenn die Spannung an diesem Pin 3,3 V überschreitet, verschwinden die Impulse am Ausgang der Mikroschaltung (Null-Tastverhältnis).
Wenn die Spannung an diesem Pin nahe bei 0 V liegt, ist die Dauer der Ausgangsimpulse (Duty Cycle) maximal.

Pin 3 wird normalerweise verwendet, um eine Rückkopplung zu Verstärkern bereitzustellen, aber bei Bedarf kann Pin 3 auch als Eingang verwendet werden, um eine Impulsbreitenvariation bereitzustellen.
Wenn die Spannung hoch ist (> ~ 3,5 V), gibt es keine Impulse am Ausgang des MS. Die Stromversorgung startet unter keinen Umständen.

Fazit 4

Es steuert den Änderungsbereich der "toten" Zeit (eng. Dead-Time Control), im Prinzip ist dies das gleiche Tastverhältnis.
Wenn die Spannung nahe 0 V liegt, hat der Ausgang der Mikroschaltung sowohl die minimal möglichen als auch die maximal möglichen Impulsbreiten, die jeweils durch andere Eingangssignale (Fehlerverstärker, Pin 3) eingestellt werden können.
Wenn die Spannung an diesem Pin etwa 1,5 V beträgt, liegt die Breite der Ausgangsimpulse im Bereich von 50 % ihrer maximalen Breite.
Wenn die Spannung an diesem Pin 3,3 V überschreitet, werden keine Impulse am Ausgang des MS ausgegeben. Die Stromversorgung startet unter keinen Umständen.
Man sollte aber nicht vergessen, dass mit zunehmender „Totzeit“ der PWM-Einstellbereich abnimmt.

Durch Ändern der Spannung an Pin 4 können Sie eine feste Breite der "Totzeit" (R-R-Teiler) einstellen, einen Sanftanlaufmodus im Netzteil (R-C-Kette) implementieren, das MS fernabschalten (Taste) und Sie kann diesen Pin auch als linearen Steuereingang verwenden.

Betrachten wir (für diejenigen, die es nicht wissen), was "tote" Zeit ist und wozu sie dient.
Wenn eine Gegentakt-Stromversorgungsschaltung in Betrieb ist, werden Impulse abwechselnd von den Ausgängen der Mikroschaltung zu den Basen (Gates) der Ausgangstransistoren geleitet. Da jeder Transistor ein Trägheitselement ist, kann er nicht sofort schließen (öffnen), wenn ein Signal von der Basis (Gate) des Ausgangstransistors entfernt (angelegt) wird. Und wenn Impulse ohne "Totzeit" an die Ausgangstransistoren angelegt werden (dh ein Impuls wird von einem entfernt und sofort an den zweiten angelegt), kann ein Moment kommen, in dem ein Transistor keine Zeit zum Schließen hat und der zweite bereits geöffnet. Dann fließt der gesamte Strom (Durchgangsstrom genannt) durch beide offenen Transistoren unter Umgehung der Last (Transformatorwicklung), und da er durch nichts begrenzt wird, fallen die Ausgangstransistoren sofort aus.
Um dies zu verhindern, muss nach dem Ende eines Impulses und vor dem Beginn des nächsten eine bestimmte Zeit verstrichen sein, die zum zuverlässigen Schließen des Ausgangstransistors ausreicht, von dessen Eingang das Steuersignal entfernt wurde.
Diese Zeit wird "tote" Zeit genannt.

Ja, selbst wenn Sie sich die Abbildung mit der Zusammensetzung der Mikroschaltung ansehen, sehen wir, dass Pin 4 über eine Spannungsquelle von 0,1 bis 0,12 V mit dem Eingang des Komparators zur Einstellung der Totzeit (DA1) verbunden ist. Warum wird dies getan?
Dies geschieht nur, damit die maximale Breite (Tastverhältnis) der Ausgangsimpulse niemals 100 % beträgt, um den sicheren Betrieb der Ausgangstransistoren (Ausgangstransistoren) zu gewährleisten.
Das heißt, wenn Sie Pin 4 auf ein gemeinsames Kabel "stecken", liegt am Eingang des Komparators DA1 immer noch keine Nullspannung an, aber es liegt eine Spannung von genau diesem Wert (0,1-0,12 V) und Impulsen von an Der Sägezahnspannungsgenerator (GPN) erscheint nur dann am Ausgang der Mikroschaltung, wenn ihre Amplitude an Pin 5 diese Spannung überschreitet. Das heißt, die Mikroschaltung hat eine feste maximale Arbeitszyklusschwelle der Ausgangsimpulse, die 95–96 % für den Einzelzyklusbetrieb der Ausgangsstufe und 47,5–48 % für den Zweizyklusbetrieb des Ausgangs nicht überschreitet Bühne.

Fazit 5

Dies ist der Ausgang des GPN, an den ein Zeiteinstellungskondensator Ct angeschlossen wird, dessen zweites Ende mit einem gemeinsamen Draht verbunden ist. Seine Kapazität wird normalerweise von 0,01 μF bis 0,1 μF gewählt, abhängig von der Ausgangsfrequenz der FPG-Impulse des PWM-Controllers. Hier kommen in der Regel hochwertige Kondensatoren zum Einsatz.
An diesem Pin kann einfach die Ausgangsfrequenz des GPN geregelt werden. Der Bereich der Ausgangsspannung des Generators (die Amplitude der Ausgangsimpulse) liegt irgendwo im Bereich von 3 Volt.

Fazit 6

Es ist auch der Ausgang des GPN, der dafür ausgelegt ist, einen Zeiteinstellungswiderstand Rt daran anzuschließen, dessen zweites Ende mit einem gemeinsamen Draht verbunden ist.
Die Werte von Rt und Ct bestimmen die Ausgangsfrequenz des GPN und werden nach der Formel für einen Einzelzyklusbetrieb berechnet;

Für eine Push-Pull-Betriebsart hat die Formel die folgende Form;

Bei PWM-Controllern anderer Hersteller wird die Frequenz nach derselben Formel berechnet, außer dass die Zahl 1 in 1,1 geändert werden muss.

Fazit 7

Es wird mit dem gemeinsamen Draht des Geräteschaltkreises am PWM-Controller verbunden.

Fazit 8

Die Mikroschaltung hat eine Ausgangsstufe mit zwei Ausgangstransistoren, die ihre Ausgangsschlüssel sind. Die Kollektor- und Emitteranschlüsse dieser Transistoren sind frei, und daher können diese Transistoren je nach Bedarf in die Schaltung aufgenommen werden, um sowohl mit einem gemeinsamen Emitter als auch mit einem gemeinsamen Kollektor zu arbeiten.
Abhängig von der Spannung an Pin 13 kann diese Ausgangsstufe sowohl im Gegentakt- als auch im Single-Cycle-Betrieb arbeiten. Im Single-Cycle-Betrieb können diese Transistoren parallel geschaltet werden, um den Laststrom zu erhöhen, was üblicherweise erfolgt.
Pin 8 ist also der Kollektor-Pin von Transistor 1.

Fazit 9

Dies ist der Emitteranschluss von Transistor 1.

Fazit 10

Dies ist der Emitteranschluss von Transistor 2.

Fazit 11

Dies ist der Kollektor von Transistor 2.

Fazit 12

An diesen Pin wird das „Plus“ des Netzteils TL494CN angeschlossen.

Fazit 13

Dies ist der Ausgang zur Auswahl der Betriebsart der Endstufe. Wird dieser Pin mit Masse verbunden, arbeitet die Ausgangsstufe im Single-Ended-Modus. Die Ausgangssignale an den Ausgängen der Transistorschalter sind gleich.
Wenn Sie an diesen Pin eine Spannung von +5 V anlegen (Pin 13 und 14 miteinander verbinden), dann arbeiten die Ausgangstasten im Push-Pull-Modus. Die Ausgangssignale an den Anschlüssen der Transistorschalter sind phasenverschoben und die Frequenz der Ausgangsimpulse ist halb so hoch.

Fazit 14

Dies ist die Ausgabe des Stalls Und Quelle Ö Porno H Spannung (ION), mit einer Ausgangsspannung von +5 V und einem Ausgangsstrom von bis zu 10 mA, die als Vergleichsreferenz in Fehlerverstärkern und für andere Zwecke verwendet werden kann.

Fazit 15

Er funktioniert genauso wie Pin 2. Wenn kein zweiter Fehlerverstärker verwendet wird, dann wird Pin 15 einfach mit Pin 14 (+5V Referenz) verbunden.

Fazit 16

Er funktioniert genauso wie Pin 1. Wird der zweite Fehlerverstärker nicht verwendet, wird er normalerweise mit der gemeinsamen Leitung (Pin 7) verbunden.
Wenn Pin 15 mit +5 V und Pin 16 mit Masse verbunden ist, gibt es keine Ausgangsspannung vom zweiten Verstärker, so dass es keinen Einfluss auf den Betrieb des Chips hat.

Das Funktionsprinzip der Mikroschaltung.

Wie funktioniert also der PWM-Controller TL494?
Oben haben wir den Zweck der Pins dieser Mikroschaltung und ihre Funktion im Detail untersucht.
Wenn dies alles sorgfältig analysiert wird, wird aus all dem klar, wie dieser Chip funktioniert. Aber ich werde das Prinzip seiner Arbeit noch einmal ganz kurz beschreiben.

Wenn die Mikroschaltung normalerweise eingeschaltet und mit Strom versorgt wird (minus an Pin 7, plus an Pin 12), beginnt das GPN, Sägezahnimpulse mit einer Amplitude von etwa 3 Volt zu erzeugen, deren Frequenz von C und R abhängt an die Pins 5 und 6 der Mikroschaltung angeschlossen.
Wenn der Wert der Steuersignale (an den Pins 3 und 4) weniger als 3 Volt beträgt, erscheinen an den Ausgangstasten der Mikroschaltung Rechteckimpulse, deren Breite (Einschaltdauer) vom Wert der Steuersignale an den Pins abhängt 3 und 4.
Das heißt, die Mikroschaltung vergleicht die positive Sägezahnspannung vom Kondensator Ct (C1) mit einem der beiden Steuersignale.
Die Logikschaltungen zum Steuern der Ausgangstransistoren VT1 und VT2 öffnen diese nur, wenn die Spannung der Sägezahnimpulse höher als die Steuersignale ist. Und je größer dieser Unterschied ist, desto breiter ist der Ausgangsimpuls (größerer Arbeitszyklus).
Die Steuerspannung an Pin 3 wiederum hängt von den Signalen an den Eingängen von Operationsverstärkern (Fehlerverstärkern) ab, die wiederum die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom des Netzteils steuern können.

Somit bewirkt eine Erhöhung oder Verringerung des Wertes irgendeines Steuersignals jeweils eine lineare Verringerung oder Erhöhung der Breite der Spannungsimpulse an den Ausgängen der Mikroschaltung.
Als Steuersignale können, wie oben erwähnt, die Spannung von Pin 4 (Totzeitsteuerung), die Eingänge von Fehlerverstärkern oder der Rückkopplungssignaleingang direkt von Pin 3 verwendet werden.

Theorie ist Theorie, wie sie sagen, aber es wird viel besser sein, all dies in der Praxis zu sehen und zu „fühlen“, also lassen Sie uns das folgende Schema auf dem Steckbrett zusammenbauen und aus erster Hand sehen, wie alles funktioniert.

Das einfachste u der schnelle Weg- Legen Sie alles zusammen auf ein Steckbrett. Ja, ich habe den KA7500-Chip installiert. Ich lege den Ausgang "13" der Mikroschaltung auf ein gemeinsames Kabel, das heißt, unsere Ausgangstasten arbeiten im Einzelzyklusmodus (die Signale an den Transistoren sind gleich) und die Wiederholungsrate der Ausgangsimpulse entspricht auf die Frequenz der Sägezahnspannung des GPN.

Ich habe das Oszilloskop an folgende Testpunkte angeschlossen:
- Der erste Strahl an Pin "4", um die Gleichspannung an diesem Pin zu steuern. Befindet sich in der Mitte des Bildschirms auf der Nulllinie. Empfindlichkeit - 1 Volt pro Teilung;
- Der zweite Strahl an den Ausgang "5", um die Sägezahnspannung des GPN zu steuern. Er befindet sich ebenfalls auf der Nulllinie (beide Strahlen werden zusammengeführt) in der Mitte des Oszilloskops und mit gleicher Empfindlichkeit;
- Der dritte Strahl zum Ausgang der Mikroschaltung zum Ausgang "9", um die Impulse am Ausgang der Mikroschaltung zu steuern. Die Empfindlichkeit des Strahls beträgt 5 Volt pro Teilung (0,5 Volt plus Teiler durch 10). Befindet sich am unteren Rand des Oszilloskopbildschirms.

Ich habe vergessen zu sagen, dass die Ausgangstasten der Mikroschaltung an einen gemeinsamen Kollektor angeschlossen sind. Mit anderen Worten, nach dem Emitterfolger-Schema. Warum ein Repeater? Denn das Signal am Emitter des Transistors wiederholt genau das Basissignal, sodass wir alles klar sehen können.
Wenn Sie das Signal vom Kollektor des Transistors entfernen, wird es in Bezug auf das Basissignal invertiert (umgedreht).
Wir versorgen die Mikroschaltung mit Strom und sehen, was wir an den Ausgängen haben.

Auf dem vierten Bein haben wir Null (der Schieberegler des Trimmers befindet sich in seiner niedrigsten Position), der erste Balken befindet sich auf der Nulllinie in der Mitte des Bildschirms. Fehlerverstärker funktionieren auch nicht.
Auf dem fünften Bein sehen wir die Sägezahnspannung des GPN (zweiter Strahl) mit einer Amplitude von etwas mehr als 3 Volt.
Am Ausgang der Mikroschaltung (Pin 9) sehen wir Rechteckimpulse mit einer Amplitude von etwa 15 Volt und einer maximalen Breite (96%). Die Punkte am unteren Rand des Bildschirms sind nur ein fester Arbeitszyklus-Schwellenwert. Um es besser sichtbar zu machen, schalten Sie die Dehnung am Oszilloskop ein.

Nun, jetzt können Sie es besser sehen. Genau zu diesem Zeitpunkt fällt die Impulsamplitude auf Null ab und der Ausgangstransistor wird für diese kurze Zeit geschlossen. Nullpegel für diesen Strahl am unteren Rand des Bildschirms.
Nun, lassen Sie uns Spannung an Pin 4 hinzufügen und sehen, was wir bekommen.

An Pin "4" mit einem Trimmerwiderstand habe ich eine konstante Spannung von 1 Volt eingestellt, der erste Strahl stieg um eine Teilung (eine gerade Linie auf dem Oszilloskopbildschirm). Was sehen wir? Die Totzeit hat sich erhöht (die Einschaltdauer hat sich verringert), dies ist eine gepunktete Linie am unteren Rand des Bildschirms. Das heißt, der Ausgangstransistor ist für etwa die Hälfte der Dauer des Impulses selbst für eine Weile geschlossen.
Lassen Sie uns ein weiteres Volt mit einem Abstimmwiderstand an Pin "4" der Mikroschaltung hinzufügen.

Wir sehen, dass der erste Strahl um eine Division nach oben gestiegen ist, die Dauer der Ausgangsimpulse noch kürzer geworden ist (1/3 der Dauer des gesamten Impulses) und die Totzeit (Schließzeit des Ausgangstransistors) auf gestiegen ist zwei Drittel. Das heißt, es ist deutlich zu sehen, dass die Logik der Mikroschaltung den Pegel des GPN-Signals mit dem Pegel des Steuersignals vergleicht und nur das GPN-Signal an den Ausgang weiterleitet, dessen Pegel höher als das Steuersignal ist.

Um es noch deutlicher zu machen, ist die Dauer (Breite) der Ausgangsimpulse der Mikroschaltung gleich der Dauer (Breite) der Ausgangsimpulse der Sägezahnspannung, die über dem Pegel des Steuersignals liegen (über einer geraden Linie auf dem Oszilloskopbildschirm).

Gehen Sie voran, fügen Sie ein weiteres Volt an Pin "4" des Mikroschaltkreises hinzu. Was sehen wir? Am Ausgang der Mikroschaltung sind sehr kurze Impulse ungefähr gleich breit wie diejenigen, die über die gerade Linie der Spitze der Sägezahnspannung hinausragen. Schalten Sie die Dehnung am Oszilloskop ein, damit der Puls besser zu sehen ist.

Hier sehen wir einen kurzen Impuls, während dessen der Ausgangstransistor geöffnet ist und die restliche Zeit (die unterste Zeile auf dem Bildschirm) geschlossen ist.
Nun, lassen Sie uns versuchen, die Spannung an Pin "4" noch weiter zu erhöhen. Die Spannung am Ausgang stellen wir mit einem Trimmerwiderstand über den Pegel der Sägezahnspannung des GPN ein.

Nun, das war's, das Netzteil hört bei uns auf zu arbeiten, da die Ausgabe völlig "ruhig" ist. Es gibt keine Ausgangsimpulse, da wir am Steuerpin „4“ einen konstanten Spannungspegel von mehr als 3,3 Volt haben.
Absolut dasselbe passiert, wenn Sie ein Steuersignal an Pin "3" oder an eine Art Fehlerverstärker anlegen. Bei Interesse können Sie sich selbst davon überzeugen. Wenn die Steuersignale sofort an allen Steuerausgängen anliegen, steuern Sie die Mikroschaltung (überwiegen), es gibt ein Signal von diesem Steuerausgang, dessen Amplitude größer ist.

Nun, versuchen wir, den Ausgang "13" von der gemeinsamen Leitung zu trennen und an den Ausgang "14" anzuschließen, dh die Betriebsart der Ausgangstasten von Einzelzyklus auf Doppelzyklus umzuschalten. Mal sehen, was wir tun können.

Mit einem Trimmer bringen wir die Spannung an Pin „4“ wieder auf Null. Wir schalten den Strom ein. Was sehen wir?
Am Ausgang der Mikroschaltung gibt es auch Rechteckimpulse mit maximaler Dauer, aber ihre Wiederholungsrate ist halb so groß wie die Frequenz von Sägezahnimpulsen.
Die gleichen Impulse werden auf dem zweiten Schlüsseltransistor der Mikroschaltung (Pin 10) sein, mit dem einzigen Unterschied, dass sie relativ zu diesen zeitlich um 180 Grad verschoben sind.
Es gibt auch eine maximale Einschaltdauerschwelle (2 %). Jetzt ist es nicht sichtbar, Sie müssen den 4. Strahl des Oszilloskops anschließen und die beiden Ausgangssignale miteinander kombinieren. Die vierte Sonde ist nicht zur Hand, also habe ich es nicht gemacht. Wer möchte, kann sich selbst davon überzeugen.

In diesem Modus arbeitet die Mikroschaltung genauso wie im Einzelzyklusmodus, mit dem einzigen Unterschied, dass die maximale Dauer der Ausgangsimpulse hier 48% der Gesamtimpulsdauer nicht überschreitet.
Wir werden diesen Modus also nicht lange betrachten, sondern nur sehen, welche Art von Impulsen wir bei einer Spannung an Pin "4" von zwei Volt haben werden.

Wir erhöhen die Spannung mit einem Abstimmwiderstand. Die Breite der Ausgangsimpulse hat sich auf 1/6 der Gesamtimpulsdauer verringert, also auch genau doppelt so viel wie in der Einzelzyklus-Betriebsart der Ausgangsschalter (dort 1/3-mal).
Am Ausgang des zweiten Transistors (Pin 10) liegen die gleichen Impulse an, nur zeitlich um 180 Grad verschoben.
Nun, im Prinzip haben wir die Funktionsweise des PWM-Controllers analysiert.

Mehr zum Schluss "4". Wie bereits erwähnt, kann dieser Pin zum "sanften" Starten der Stromversorgung verwendet werden. Wie organisiert man es?
Sehr einfach. Verbinden Sie dazu den Ausgang "4" mit der RC-Kette. Hier ist ein Beispiel für ein Diagrammfragment:

Wie funktioniert hier "Softstart"? Schauen wir uns das Diagramm an. Der Kondensator C1 ist über den Widerstand R5 mit ION (+5 Volt) verbunden.
Wenn Strom an die Mikroschaltung (Pin 12) angelegt wird, erscheinen an Pin 14 +5 Volt. Kondensator C1 beginnt sich aufzuladen. Der Ladestrom des Kondensators fließt durch den Widerstand R5, im Moment des Einschaltens ist er maximal (der Kondensator ist entladen) und am Widerstand tritt ein Spannungsabfall von 5 Volt auf, der an den Ausgang "4" angelegt wird. Wie wir bereits durch Erfahrung herausgefunden haben, verhindert diese Spannung den Durchgang von Impulsen zum Ausgang der Mikroschaltung.
Wenn sich der Kondensator auflädt, nimmt der Ladestrom ab und der Spannungsabfall am Widerstand nimmt entsprechend ab. Die Spannung an Pin "4" nimmt ebenfalls ab und am Ausgang der Mikroschaltung beginnen Impulse zu erscheinen, deren Dauer allmählich zunimmt (wenn sich der Kondensator auflädt). Wenn der Kondensator vollständig aufgeladen ist, stoppt der Ladestrom, die Spannung an Pin „4“ wird nahe Null und Pin „4“ beeinflusst die Dauer der Ausgangsimpulse nicht mehr. Das Netzteil geht in seinen Betriebsmodus.
Natürlich haben Sie vermutet, dass die Startzeit des Netzteils (seine Ausgabe an den Betriebsmodus) vom Wert des Widerstands und des Kondensators abhängt, und durch deren Auswahl kann diese Zeit reguliert werden.

Nun, das ist kurz die ganze Theorie und Praxis, und hier gibt es nichts besonders Kompliziertes, und wenn Sie die Funktionsweise dieser PWM verstehen und verstehen, wird es Ihnen nicht schwer fallen, die Arbeit anderer PWMs zu verstehen und zu verstehen.

Ich wünsche Ihnen allen viel Glück.

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