ACEST MATERIAL CONȚINE UN NUMĂR MARE DE APLICAȚII ANIMATE!!!

Pentru browserul Microsoft Internet Extlorer, trebuie să dezactivați temporar unele funcții, și anume:
- dezactivați barele integrate de la Yandex, Google etc.
- dezactivați bara de stare (debifați):

Opriți bara de adrese:

Opțional, puteți dezactiva BUTONELE REGULARE, dar zona ecranului rezultată este deja suficientă

În caz contrar, nu sunt necesare alte ajustări - materialul este controlat folosind butoanele încorporate în material și puteți oricând înapoi panourile îndepărtate la locul lor.

CONVERSIUNEA PUTERII

Înainte de a trece la descrierea principiului de funcționare a comutației surselor de alimentare, ar trebui să ne amintim câteva detalii din cursul general al fizicii, și anume ce este electricitatea, ce este un câmp magnetic și cum depind ele unul de celălalt.
Nu vom aprofunda prea mult și, de asemenea, vom păstra tăcerea cu privire la motivele apariției electricității în diverse obiecte - pentru aceasta trebuie doar să reintroduceți prostesc 1/4 din cursul de fizică, așa că sperăm că cititorul știe ce este electricitatea. nu din inscripțiile de pe panourile „NU INTRAȚI – VOR UCI!”. Cu toate acestea, pentru început, să ne amintim ce se întâmplă să fie, aceasta este electricitatea în sine, sau mai degrabă tensiunea.

Ei bine, acum, pur teoretic, să presupunem că avem un conductor ca sarcină, adică. cea mai comună bucată de sârmă. Ce se întâmplă în el când trece curentul prin el este arătat clar în următoarea figură:

Dacă totul este clar cu conductorul și câmpul magnetic din jurul lui, atunci vom plia conductorul nu într-un inel, ci în mai multe inele, astfel încât inductorul nostru să se arate mai activ și să vedem ce se întâmplă în continuare.

Chiar în acest loc, are sens să bei ceai și să lași creierul să absoarbă ceea ce tocmai ai învățat. Dacă creierul nu este obosit, sau această informație este deja cunoscută, atunci ne uităm mai departe

Ca tranzistori de putere într-o sursă de alimentare cu comutație, sunt utilizați tranzistori bipolari, cu efect de câmp (MOSFET) și IGBT. Este la latitudinea producătorului dispozitivului să decidă ce tranzistor de putere să folosească, deoarece ambele au propriile avantaje și dezavantaje. Cu toate acestea, ar fi nedrept să nu observăm că tranzistoarele bipolare nu sunt practic utilizate în sursele de alimentare puternice. Tranzistoarele MOSFET sunt utilizate cel mai bine la frecvențele de conversie de la 30 kHz la 100 kHz, dar IGBT-urilor „precum frecvențele mai mici - peste 30 kHz este mai bine să nu le folosiți.
Tranzistoarele bipolare sunt bune pentru că se închid destul de repede, deoarece curentul colectorului depinde de curentul de bază, dar în stare deschisă au o rezistență destul de mare, ceea ce înseamnă că vor avea o cădere de tensiune destul de mare, ceea ce duce cu siguranță la încălzire excesivă. a tranzistorului propriu-zis.
Supapele de câmp au foarte puțină rezistență activă în stare deschisă, ceea ce nu provoacă o eliberare mare de căldură. Cu toate acestea, cu cât tranzistorul este mai puternic, cu atât capacitatea de poartă este mai mare și sunt necesari curenți destul de mari pentru a-l încărca și descărca. Această dependență a capacității porții de puterea tranzistorului se datorează faptului că tranzistoarele cu efect de câmp utilizate pentru sursele de alimentare sunt fabricate folosind tehnologia MOSFET, a cărei esență este utilizarea conexiunii paralele a mai multor tranzistoare cu efect de câmp cu o poartă izolată și realizată pe un singur cip. Și cu cât tranzistorul este mai puternic, cu atât se folosesc mai multe tranzistoare paralele și se însumează capacitățile porții.
O încercare de a găsi un compromis sunt tranzistoarele realizate folosind tehnologia IGBT, deoarece sunt elemente constitutive. Se zvonește că s-au dovedit pur accidental, când au încercat să repete MOSFET-ul, dar în loc de tranzistori cu efect de câmp, s-au dovedit a nu chiar de câmp și nu chiar bipolar. Poarta unui tranzistor cu efect de câmp de putere redusă încorporat în interior acționează ca un electrod de control, care, cu sursa-scurgere, controlează deja curentul bazelor tranzistoarelor bipolare puternice conectate în paralel și realizate pe același cip de acest tranzistor. Astfel, se obține o capacitate de poartă destul de mică și o rezistență activă nu foarte mare în stare deschisă.
Nu există atât de multe circuite de bază pentru pornirea unității de alimentare:
ALIMENTARE AUTOGENERATORĂ. Utilizați o conexiune pozitivă, de obicei inductivă. Simplitatea unor astfel de surse de alimentare le impune unele limitări - astfel de surse de alimentare „precum” o sarcină constantă, neschimbătoare, deoarece sarcina afectează parametrii de feedback. Astfel de surse sunt atât cu un singur timp, cât și cu doi timpi.
ALIMENTARE PULS CU EXCITAȚIE FORȚATĂ. Aceste surse de alimentare sunt, de asemenea, împărțite în o singură cursă și în doi timpi. Primii, deși sunt mai loiali sarcinii în schimbare, totuși nu își mențin rezerva de putere necesară foarte constant. Iar echipamentele audio au o răspândire destul de mare a consumului - în modul de pauză, amplificatorul consumă câțiva wați (curentul de repaus al etapei finale), iar la vârfurile semnalului audio, consumul poate ajunge la zeci sau chiar sute de wați .
Astfel, singura, cea mai acceptabilă opțiune pentru o sursă de alimentare comutată pentru echipamente audio este utilizarea circuitelor push-pull cu excitație forțată. De asemenea, nu uitați că în timpul conversiei de înaltă frecvență, este necesar să acordați o atenție mai mare filtrării tensiunii secundare, deoarece apariția interferenței de putere în domeniul audio va anula toate eforturile de a produce o sursă de alimentare comutată pentru un amplificator de putere. . Din același motiv, frecvența de conversie este îndepărtată mai mult de domeniul audio. Cea mai populară frecvență de conversie era în jur de 40 kHz, dar elementul de bază modern permite conversia la frecvențe mult mai mari - până la 100 kHz.
Există două tipuri de bază ale acestor surse de puls - stabilizate și nestabilizate.
Sursele de alimentare stabilizate folosesc modularea lățimii impulsului, a cărei esență este modelarea tensiunii de ieșire prin ajustarea duratei tensiunii furnizate înfășurării primare, iar absența impulsurilor este compensată de circuitele LC conectate la ieșirea secundară a puterii. Un mare plus al surselor de alimentare stabilizate este stabilitatea tensiunii de ieșire, care nu depinde de tensiunea de intrare a rețelei de 220 V sau de consumul de energie.
Cele nestabilizate controlează pur și simplu partea de putere cu o frecvență constantă și o durată a impulsului și diferă de un transformator convențional doar prin dimensiuni și capacități mult mai mici ale condensatoarelor secundare de putere. Tensiunea de ieșire depinde direct de rețeaua de 220 V, și are o ușoară dependență de consumul de energie (la relanti, tensiunea este puțin mai mare decât cea calculată).
Cele mai populare scheme pentru partea de alimentare a surselor de alimentare cu comutare sunt:
Punct de mijloc(PUSH-PULL). Ele sunt de obicei utilizate în sursele de alimentare de joasă tensiune, deoarece are unele caracteristici în cerințele pentru baza elementului. Gama de putere este destul de mare.
Jumătate de pod. Cel mai popular circuit din sursele de alimentare cu comutare de rețea. Gama de putere de pana la 3000 W. O creștere suplimentară a puterii este posibilă, dar deja cu un cost ajunge la nivelul versiunii de pod, prin urmare este oarecum neeconomică.
Poduri. Acest circuit nu este economic la puteri mici, deoarece conține dublul numărului de comutatoare de alimentare. Prin urmare, cel mai des este folosit la puteri de la 2000 de wați. Puterea maximă este în intervalul de 10.000 de wați. Acest circuit este principalul în fabricarea mașinilor de sudură.
Să aruncăm o privire mai atentă la cine este cine și cum funcționează.

CU PUNCT DE MIJLOC

După cum sa arătat, acest circuit al secțiunii de alimentare nu este recomandat să fie utilizat pentru a crea surse de alimentare de rețea, dar NERECOMANDAT nu înseamnă IMPOSIBIL. Trebuie doar să fiți mai atent la alegerea bazei elementului și la fabricarea transformatorului de putere, precum și la luarea în considerare a tensiunilor destul de ridicate atunci când așezați placa de circuit imprimat.
Această etapă de putere a primit popularitatea maximă în echipamentele audio auto, precum și în sursele de alimentare neîntreruptibile. Totuși, în acest domeniu, acest circuit suferă unele inconveniente, și anume limitarea puterii maxime. Și punctul nu se află în baza elementului - astăzi tranzistoarele MOSFET cu valori instantanee ale curentului sursă de scurgere de 50-100 A nu sunt deloc rare. Ideea este în puterea totală a transformatorului în sine, sau mai degrabă în înfăşurarea primară.
Problema este... Cu toate acestea, pentru o mai mare persuasivitate, vom folosi programul pentru calcularea datelor de înfășurare a transformatoarelor de înaltă frecvență.
Să luăm 5 inele de dimensiunea K45x28x8 cu o permeabilitate M2000HM1-A, setăm frecvența de conversie la 54 kHz și înfășurarea primară la 24 V (două semiînfășurări de 12 V fiecare). Ca rezultat, obținem că puterea acestui miezul poate dezvolta 658 de wați, dar înfășurarea primară ar trebui să conțină 5 spire, adică 2,5 spire pe jumătate de înfășurare. Deoarece nu este suficient de natural... Cu toate acestea, merită să creșteți frecvența de conversie la 88 kHz, deoarece se dovedește doar 2 (!) ture pe jumătate de înfășurare, deși puterea pare foarte tentantă - 1000 de wați.
Se pare că poți să suporti astfel de rezultate și să distribui 2 ture uniform pe tot inelul, dacă te străduiești, poți, dar calitatea feritei lasă de dorit, iar M2000HM1-A la frecvențe mai sus. 60 kHz deja se încălzește destul de puternic de la sine, ei bine, la 90 kHz trebuie deja suflat.
Deci, orice s-ar putea spune, dar rezultă un cerc vicios - prin creșterea dimensiunilor pentru a obține mai multă putere, reducem prea mult numărul de spire ale înfășurării primare, prin creșterea frecvenței, reducem din nou numărul de spire ale înfășurare primară, dar în plus obținem căldură în exces.
Din acest motiv se folosesc convertoare duale pentru a obține puteri de peste 600 W - un modul de control emite impulsuri de control către două module de putere identice care conțin două transformatoare de putere. Tensiunile de ieșire ale ambelor transformatoare sunt însumate. În acest fel se organizează sursa de alimentare a amplificatoarelor de mașină de mare putere fabricate din fabrică și se scot aproximativ 500..700 W și nu mai mult dintr-un modul de putere. Există mai multe moduri de a rezuma:
- însumarea tensiunii alternative. Curentul din înfășurările primare ale transformatoarelor este furnizat sincron, prin urmare tensiunile de ieșire sunt sincrone și pot fi conectate în serie. Nu se recomandă conectarea înfășurărilor secundare în paralel de la două transformatoare - o mică diferență de înfășurare sau de calitate a feritei duce la pierderi mari și la o scădere a fiabilității.
- sumare dupa redresoare, i.e. tensiune constantă. Cea mai bună opțiune - un modul de putere produce o tensiune pozitivă pentru amplificatorul de putere, iar al doilea - una negativă.
- generare de energie pentru amplificatoare cu alimentare cu două niveluri prin adăugarea a două tensiuni bipolare identice.

SEMI-POD

Circuitul în jumătate de punte are destul de multe avantaje - este simplu, prin urmare fiabil, ușor de repetat, nu conține piese rare și poate fi realizat atât pe tranzistoarele bipolare, cât și pe cele cu efect de câmp. Tranzistoarele IGBT din el funcționează bine. Cu toate acestea, ea are un punct slab. Acestea sunt condensatoare bypass. Faptul este că la puteri mari circulă un curent destul de mare prin ele, iar calitatea sursei de alimentare cu comutare finită depinde direct de calitatea acestei componente particulare.
Și problema este că condensatoarele sunt reîncărcate în mod constant, prin urmare trebuie să aibă o rezistență minimă de IEȘIRE-ACOPERIRE, deoarece cu o rezistență mare, se va elibera destul de multă căldură în această zonă și, în final, ieșirea se va arde pur și simplu. Prin urmare, condensatorii de film trebuie utilizați ca condensatori de trecere, iar capacitatea unui condensator poate ajunge la o capacitate de 4,7 μF în cazul extrem, dacă este utilizat un condensator - un circuit cu un condensator este, de asemenea, destul de des folosit, conform principiul etajului de ieșire UMZCH cu alimentare unipolară. Dacă sunt utilizați doi condensatori de 4,7 uF (punctul lor de conectare este conectat la înfășurarea transformatorului, iar bornele libere sunt conectate la magistralele de putere pozitive și negative), atunci acest echipament este destul de potrivit pentru alimentarea amplificatoarelor de putere - capacitatea totală pentru alternanță. tensiunea de conversie se adună și, ca urmare, se dovedește egală cu 4,7 uF + 4,7 uF = 9,4 uF. Cu toate acestea, această opțiune nu este concepută pentru utilizare continuă pe termen lung cu sarcină maximă - este necesar să se împartă capacitatea totală în mai mulți condensatori.
Dacă este necesar să obțineți capacități mari (frecvență de conversie scăzută), este mai bine să folosiți mai mulți condensatori de o capacitate mai mică (de exemplu, 5 bucăți de 1 uF conectate în paralel). Cu toate acestea, un număr mare de condensatori conectați în paralel crește destul de mult dimensiunile dispozitivului, iar costul total al întregii ghirlande de condensatoare nu este mic. Prin urmare, dacă trebuie să obțineți mai multă putere, este logic să utilizați un circuit de punte.
Pentru o versiune cu jumătate de punte, puterile de peste 3000 W nu sunt de dorit - plăcile cu condensatoare de trecere vor fi dureros de voluminoase. Utilizarea condensatoarelor electrolitice ca condensatoare de trecere are sens, dar numai la puteri de până la 1000 W, deoarece electroliții nu sunt eficienți la frecvențe înalte și încep să se încălzească. Condensatorii de hârtie ca treceri s-au arătat foarte bine, dar iată dimensiunile lor...
Pentru o mai mare claritate, oferim un tabel cu dependența reactanței condensatorului de frecvență și capacitate (Ohm):

Capacitatea condensatorului	frecvența de conversie

Pentru orice eventualitate, vă reamintim că atunci când folosiți doi condensatori (unul pentru plus, al doilea pentru minus), capacitatea finală va fi egală cu suma capacităților acestor condensatoare. Rezistența rezultată nu generează căldură, deoarece este reactivă, dar poate afecta eficiența sursei de alimentare la sarcini maxime - tensiunea de ieșire va începe să scadă, în ciuda faptului că puterea totală a transformatorului de putere este destul de suficientă.

POD

Circuitul de punte este potrivit pentru orice putere, dar este cel mai eficient la puteri mari (pentru sursele de alimentare de la rețea, acestea sunt puteri de la 2000 W). Circuitul conține două perechi de tranzistoare de putere controlate sincron, dar necesitatea izolației galvanice a emițătorilor perechii superioare introduce unele inconveniente. Cu toate acestea, această problemă este complet rezolvabilă atunci când se utilizează transformatoare de control sau microcircuite specializate, de exemplu, pentru tranzistoarele cu efect de câmp, puteți utiliza IR2110 - o dezvoltare specializată a International Rectifier.

Cu toate acestea, secțiunea de putere nu are sens dacă nu este controlată de modulul de control.
Există destul de multe microcircuite specializate capabile să controleze partea de putere a surselor de alimentare comutatoare, cu toate acestea, cea mai de succes dezvoltare în acest domeniu este TL494, care a apărut în ultimul secol, cu toate acestea, nu și-a pierdut relevanța, deoarece conține TOATE nodurile necesare pentru controlul părții de putere a surselor de alimentare comutatoare . Popularitatea acestui microcircuit este evidențiată în primul rând de lansarea sa de către mai mulți producători mari de componente electronice simultan.
Luați în considerare principiul de funcționare al acestui microcircuit, care cu toată responsabilitatea poate fi numit controler, deoarece are TOATE nodurile necesare.

PARTEA II

Care este metoda actuală PWM de reglare a tensiunii?
Metoda se bazează pe aceeași inerție a inductanței, adică. nu este capacitatea de a trece instantaneu curentul. Prin urmare, prin ajustarea duratei impulsurilor, puteți modifica tensiunea constantă finală. În plus, pentru comutarea surselor de alimentare, este mai bine să faceți acest lucru în circuitele primare și, astfel, să economisiți bani la crearea unei surse de alimentare, deoarece această sursă va juca două roluri simultan:
- conversia tensiunii;
- stabilizarea tensiunii de iesire.
Mai mult, în acest caz va fi generată mult mai puțină căldură în comparație cu un stabilizator liniar instalat la ieșirea unei surse de alimentare cu comutație nestabilizată.
Pentru mai multă claritate, consultați figura de mai jos:

Figura prezintă circuitul echivalent al unui regulator de comutare în care generatorul de impulsuri dreptunghiulare V1 acționează ca un întrerupător de alimentare, iar R1 ca o sarcină. După cum se poate observa din figură, cu o amplitudine fixă ​​a impulsului de ieșire de 50 V, prin modificarea duratei impulsului, este posibilă modificarea tensiunii furnizate sarcinii pe o gamă largă și cu pierderi termice foarte mici, în funcție doar de parametrii comutatorului de alimentare utilizat.

Ne-am dat seama de principiile de funcționare a unității de alimentare, precum și de management. Rămâne să conectați ambele noduri și să obțineți o sursă de alimentare cu comutare gata făcută.
Capacitatea de încărcare a controlerului TL494 nu este foarte mare, deși este suficientă pentru a controla o pereche de tranzistoare de putere de tip IRFZ44. Cu toate acestea, pentru tranzistoarele mai puternice, sunt deja necesare amplificatoare de curent care pot dezvolta curentul necesar la electrozii de control ai tranzistoarelor de putere. Deoarece încercăm să reducem dimensiunea sursei de alimentare și să ne îndepărtăm de domeniul audio, MOSFET-urile vor fi cea mai bună utilizare ca tranzistori de putere.

Variante de structuri în fabricarea MOSFET-urilor.

Pe de o parte, curenții mari nu sunt necesari pentru a controla un tranzistor cu efect de câmp - aceștia sunt deschisi de tensiune. Cu toate acestea, există o muscă în unguent din acest butoi de miere, în acest caz, care constă în faptul că, deși poarta are o rezistență activă uriașă, care nu consumă curent pentru a antrena tranzistorul, poarta are o capacitate. Și pentru încărcarea și descărcarea sa, sunt necesari doar curenți mari, deoarece la frecvențe mari de conversie, reactanța este deja redusă la limite care nu pot fi ignorate. Și cu cât puterea tranzistorului MOSFET de putere este mai mare, cu atât capacitatea porții sale este mai mare.
De exemplu, luați IRF740 (400V, 10A) care are o capacitate de poartă de 1400pF și IRFP460 (500V, 20A) care are o capacitate de poartă de 4200pF. Deoarece atât prima, cât și a doua tensiune de poartă nu trebuie să depășească ± 20 V, atunci luăm o tensiune de 15 V ca impulsuri de control și vedem în simulator ce se întâmplă la o frecvență a generatorului de 100 kHz pe rezistențele R1 și R2, care sunt conectate. în serie cu condensatoare la 1400 pF și 4200 pF.

Stand de testare.

Când un curent trece printr-o sarcină activă, se formează o cădere de tensiune pe aceasta; după această valoare, se pot aprecia valorile instantanee ale curentului care curge.

Cădere peste rezistorul R1.

După cum se poate observa din figură, imediat după apariția unui impuls de control, aproximativ 10,7 V cade peste rezistorul R1. Cu o rezistență de 10 ohmi, aceasta înseamnă că valoarea curentului instantaneu ajunge la 1, A (!). De îndată ce pulsul se termină pe rezistorul R1, scade și 10,7 V, prin urmare, pentru a descărca condensatorul C1, este necesar un curent de aproximativ 1 A..
Pentru a încărca și descărca o capacitate de 4200 pF printr-un rezistor de 10 ohmi, este necesar 1,3 A, deoarece 13,4 V scade pe rezistorul de 10 ohmi.

Concluzia sugerează de la sine - pentru încărcarea și descărcarea capacităților porților, este necesar ca casca care funcționează pe porțile tranzistoarelor de putere să reziste la curenți destul de mari, în ciuda faptului că consumul total este destul de mic.
Pentru a limita valorile curentului instantaneu în porțile tranzistoarelor cu efect de câmp, se folosesc de obicei rezistențe de limitare a curentului de la 33 la 100 ohmi. O scădere excesivă a acestor rezistențe crește valoarea instantanee a curenților care curg, iar o creștere crește durata tranzistorului de putere în modul liniar, ceea ce duce la încălzirea nerezonabilă a acestuia din urmă.
Destul de des, se folosește un lanț format dintr-un rezistor și o diodă conectate în paralel. Acest truc este folosit în primul rând pentru a descărca etapa de control în timpul încărcării și pentru a accelera descărcarea capacității porții.

Un fragment dintr-un convertor cu un singur ciclu.

Astfel, nu se obține o apariție instantanee a curentului în înfășurarea unui transformator de putere, ci oarecum liniară. Deși acest lucru crește temperatura treptei de putere, reduce destul de vizibil vârfurile de auto-oscilație care apar inevitabil atunci când se aplică o tensiune cu undă pătrată înfășurării transformatorului.

Auto-inducție în funcționarea unui convertor cu un singur ciclu
(linie roșie - tensiune pe înfășurarea transformatorului, albastru - tensiune de alimentare, verde - impulsuri de control).

Așa că ne-am dat seama de partea teoretică și putem trage câteva concluzii:
Pentru a crea o sursă de alimentare comutată, este nevoie de un transformator, al cărui miez este făcut din ferită;
Pentru a stabiliza tensiunea de ieșire a unei surse de alimentare comutatoare, este necesară o metodă PWM, la care controlerul TL494 o face față cu succes;
Partea de putere cu un punct de mijloc este cea mai convenabilă pentru sursele de alimentare cu comutare de joasă tensiune;
Partea de putere a circuitelor cu jumătate de punte este convenabilă pentru puteri mici și medii, iar parametrii și fiabilitatea acesteia depind în mare măsură de numărul și calitatea condensatoarelor de trecere;
Partea de putere a tipului de punte este mai benefică pentru puteri mari;
Când este utilizat în secțiunea de putere a MOSFET, nu uitați de capacitatea porților și calculați elementele de control cu ​​tranzistoare de putere, corectate pentru această capacitate;

Din moment ce ne-am dat seama de nodurile individuale, trecem la versiunea finală a sursei de alimentare cu comutare. Deoarece algoritmul și circuitele tuturor surselor de semi-punte sunt aproape aceleași, pentru a clarifica ce element este necesar pentru ce, îl vom analiza pe cel mai popular, cu o putere de 400 W, cu două tensiuni de ieșire bipolare.

Rămâne de observat câteva nuanțe:
Rezistoarele R23, R25, R33, R34 servesc la crearea unui filtru RC, care este foarte de dorit atunci când se utilizează condensatori electrolitici la ieșirea surselor de comutare. În mod ideal, desigur, este mai bine să folosiți filtre LC, dar din moment ce „consumatorii” nu sunt foarte puternici, vă puteți descurca complet cu un filtru RC. Rezistența acestor rezistențe poate fi utilizată de la 15 la 47 ohmi. R23 este mai bun cu o putere de 1 W, restul la 0,5 W este suficient.
C25 și R28 - un amortizor care reduce emisiile de auto-inducție în înfășurarea transformatorului de putere. Ele sunt cele mai eficiente la capacități de peste 1000 pF, dar în acest caz se generează prea multă căldură pe rezistor. Necesar în cazul în care nu există șocuri după diodele redresoare ale sursei de alimentare secundare (marea majoritate a echipamentelor din fabrică). Dacă sunt folosite șocuri, eficacitatea amortizoarelor nu este la fel de vizibilă. Prin urmare, le instalăm rar și sursele de alimentare nu funcționează mai rău din asta.
Dacă unele valori ale elementelor diferă pe placă și pe schema circuitului, aceste valori nu sunt critice - le puteți folosi pe ambele.
Dacă pe placă există elemente care nu sunt pe schema circuitului (de obicei, acestea sunt condensatoare de putere), atunci nu le puteți instala, deși va fi mai bine cu ei. Dacă decideți să instalați, atunci nu pot fi folosiți condensatori electrolitici la 0,1 ... 0,47 μF, ci cei electrolitici de aceeași capacitate cu cei care se obțin cu ei conectați în paralel.
Pe placă OPȚIUNEA 2 În apropierea caloriferelor există o parte dreptunghiulară care este găurită în jurul perimetrului și pe ea sunt instalate butoane de control al sursei de alimentare (on-off). Necesitatea acestui orificiu se datoreaza faptului ca ventilatorul de 80 mm nu se potriveste la inaltime pentru a-l fixa pe calorifer. Prin urmare, ventilatorul este montat sub baza PCB-ului.

INSTRUCȚIUNI DE AUTOMONTARE
SURSA DE ALIMENTARE STABILIZATĂ

Pentru început, ar trebui să citiți cu atenție schema circuitului, totuși, acest lucru trebuie făcut întotdeauna înainte de a continua cu asamblarea. Acest convertor de tensiune funcționează pe un circuit în jumătate de punte. Care este diferența față de restul este descrisă în detaliu.

Schema de circuit este ambalată cu WinRAR din versiunea veche și executată pe o pagină WORD-2000, deci nu ar trebui să apară probleme la imprimarea acestei pagini. Aici vom lua în considerare fragmentele sale, deoarece dorim să păstrăm schema foarte lizibilă, dar nu se potrivește în întregime pe ecranul monitorului. Pentru orice eventualitate, puteți folosi acest desen pentru a reprezenta imaginea în ansamblu, dar este mai bine să imprimați...
Figura 1 - filtru și redresor de tensiune de rețea. Filtrul este destinat în primul rând să excludă pătrunderea zgomotului de impuls din convertor în rețea. Făcut pe Baza L-C. Un miez de ferită de orice formă este folosit ca inductanță (mai bine nu este necesară tija - un fundal mare de la ele) cu o singură înfășurare. Dimensiunile miezului depind de puterea sursei de alimentare, deoarece cu cât sursa este mai puternică, cu atât va crea mai multe interferențe și cu atât este necesar un filtru mai bun.

Poza 1.

Dimensiunile aproximative ale miezurilor, în funcție de puterea sursei de alimentare, sunt rezumate în Tabelul 1. Înfășurarea este înfășurată până când miezul este umplut, diametrul (e) firului trebuie selectat pe baza 4-5 A/ mm2.

				tabelul 1
ALIMENTAREA DE ALIMENTARE		Miezul inelului		MIUZ în formă de W
		Diametru de la 22 la 30 cu o grosime de 6-8 mm		Latime de la 24 la 30 cu o grosime de 6-8 mm
		Diametru de la 32 la 40 cu o grosime de 8-10 mm		Latime de la 30 la 40 cu o grosime de 8-10 mm
		Diametru de la 40 la 45 cu o grosime de 8-10 mm		Latime de la 40 la 45 cu o grosime de 8-10 mm
		Diametru de la 40 la 45 cu o grosime de 10-12 mm		Latime de la 40 la 45 cu o grosime de 10-12 mm
		Diametru de la 40 la 45 cu o grosime de 12-16 mm		Latime de la 40 la 45 cu o grosime de 12-16 mm
		Diametru de la 40 la 45 cu o grosime de 16-20 mm		Latime de la 40 la 45 cu o grosime de 16-20 mm

Aici ar trebui explicat puțin de ce diametrul (e) și ce este 4-5 A / mm pătrați.
Această categorie de surse de alimentare aparține celor de înaltă frecvență. Acum să ne amintim de cursul fizicii, și anume locul care spune că la frecvențe înalte curentul nu circulă pe toată secțiunea transversală a conductorului, ci pe suprafața acestuia. Și cu cât frecvența este mai mare, cu atât cea mai mare parte a secțiunii conductorului rămâne neutilizată. Din acest motiv, în dispozitivele cu pulsații de înaltă frecvență, înfășurările sunt realizate folosind fascicule, adică. se iau mai mulți conductori mai subțiri și se adună împreună. Apoi fasciculul rezultat este răsucit ușor de-a lungul axei, astfel încât conductorii individuali să nu iasă în direcții diferite în timpul înfășurării, iar înfășurările sunt înfășurate cu acest mănunchi.
4-5 A / mm kv înseamnă că tensiunea din conductor poate ajunge de la patru până la cinci amperi pe milimetru pătrat. Acest parametru este responsabil pentru încălzirea conductorului din cauza căderii de tensiune din acesta, deoarece conductorul are, deși nu mare, totuși rezistență. În tehnologia cu impulsuri, produsele de înfășurare (choke, transformatoare) au dimensiuni relativ mici, prin urmare vor fi bine răcite, astfel încât tensiunea poate fi folosită exact 4-5 A / mm sq. Dar pentru transformatoarele tradiționale realizate pe fier, acest parametru nu trebuie să depășească 2,5-3 A / mm pătrați. Câte fire și ce secțiune vor ajuta la calcularea plăcii de diametre. În plus, placa vă va spune ce putere poate fi obținută utilizând unul sau altul număr de fire ale firului disponibil, dacă îl utilizați ca înfășurare primară a unui transformator de putere. Deschideți farfuria.
Capacitatea condensatorului C4 trebuie să fie de cel puțin 0,1 uF, dacă este folosit. Tensiune 400-630 V. Formulare dacă este folosit deloc nu este folosit în zadar - filtrul principal este inductorul L1, iar inductanța sa s-a dovedit a fi destul de mare, iar probabilitatea de penetrare a interferențelor de înaltă frecvență este redusă la valori aproape zero.
Puntea de diode VD este utilizată pentru a redresa tensiunea de rețea alternativă. Ca punte de diode, se folosește un ansamblu de tip RS (borne de capăt). Pentru o putere de 400 W, puteți folosi RS607, RS807, RS1007 (la 700 V, 6, 8 și respectiv 10 A), deoarece dimensiunile de instalare ale acestor punți de diode sunt aceleași.
Condensatorii C7, C8, C11 și C12 sunt necesari pentru a reduce zgomotul de impuls creat de diode atunci când tensiunea AC se apropie de zero. Capacitatea acestor condensatoare este de la 10 nF la 47 nF, tensiunea nu este mai mică de 630 V. Cu toate acestea, după mai multe măsurători, s-a constatat că L1 face față bine acestor interferențe, iar condensatorul C17 este suficient pentru a elimina influența asupra circuite primare. În plus, contribuie și capacitățile condensatoarelor C26 și C27 - pentru tensiunea primară, sunt doi condensatori conectați în serie. Deoarece evaluările lor sunt egale, capacitatea finală este împărțită la 2 și această capacitate nu servește doar la operarea transformatorului de putere, ci și suprimă zgomotul de impuls pe sursa de alimentare primară. Pe baza acestui fapt, am renunțat la utilizarea C7, C8, C11 și C12, dar dacă cineva dorește cu adevărat să le instaleze, atunci este suficient spațiu pe placă, din lateralul șinelor.
Următorul fragment al circuitului este limitatoarele de curent de pe R8 și R11 (Figura 2). Aceste rezistențe sunt necesare pentru a reduce curentul de încărcare al condensatoarelor electrolitice C15 și C16. Această măsură este necesară deoarece este necesar un curent foarte mare în momentul pornirii. Nici siguranța și nici puntea de diode VD nu sunt capabile, chiar și pentru o perioadă scurtă de timp, să reziste la o creștere de curent atât de puternică, deși inductanța L1 limitează valoarea maximă a curentului care curge, în acest caz acest lucru nu este suficient. Prin urmare, se folosesc rezistențe de limitare a curentului. Puterea rezistențelor de 2 W a fost aleasă nu atât din cauza căldurii generate, cât din cauza stratului rezistiv destul de larg care poate rezista pentru o perioadă scurtă de timp la un curent de 5-10 A. Pentru sursele de alimentare de până la 600 W, puteți utilizați rezistențe cu putere și 1 W sau utilizați o putere rezistență de 2 W, este necesar doar să respectați condiția - rezistența totală a acestui circuit nu trebuie să fie mai mică de 150 ohmi și nu trebuie să fie mai mare de 480 ohmi. Dacă rezistența este prea mică, șansa de distrugere a stratului rezistiv crește, dacă este prea mare, timpul de încărcare pentru C15, C16 crește și tensiunea pe acestea nu are timp să se apropie de valoarea maximă atunci când releul K1 funcționează și contactele acestui releu vor trebui să comute prea mult curent. Dacă în locul rezistențelor MLT sunt utilizate rezistențe bobinate, atunci rezistența totală poate fi redusă la 47 ... 68 ohmi.
Capacitatea condensatoarelor C15 și C16 este, de asemenea, selectată în funcție de puterea sursei. Puteți calcula capacitatea necesară folosind o formulă simplă: UN WATT DE PUTEREA DE IEȘIRE NECESITĂ 1 µF DE CONDENSATORI DE FILTRU DE PUTERE PRIMARĂ. Dacă ai îndoieli cu privire la abilitățile tale matematice, poți folosi placa, în care pur și simplu pui puterea sursei de alimentare pe care urmează să o faci și vezi de câți și de ce fel de condensatoare ai nevoie. Vă rugăm să rețineți că placa este proiectată pentru instalarea de condensatoare electrolitice de rețea cu un diametru de 30 mm.

Figura 3

Figura 3 prezintă rezistențele de stingere, al căror scop principal este formarea tensiunii de pornire. Puterea nu este mai mică de 2 W, sunt instalate pe placă în perechi, unul deasupra celuilalt. Rezistență de la 43 kOhm la 75 kOhm. Este FOARTE de dorit ca TOATE rezistențele să aibă aceeași evaluare - în acest caz, căldura este distribuită uniform. Pentru puteri mici, se folosește un releu mic cu consum redus, astfel încât se poate renunța la 2 sau trei rezistențe de stingere. Pe placă sunt instalate unul peste altul.

Figura 4

Figura 4 - regulatorul de alimentare al modulului de control - în orice caz, un regulator intergarl pentru + 15V. Necesita calorifer. Dimensiune ... De obicei, un radiator din penultima cascadă de amplificatoare casnice este suficient. Puteți cere ceva în atelierele TV - plăcile TV au de obicei 2-3 calorifere potrivite. Al doilea este folosit doar pentru a răci tranzistorul VT4, care controlează viteza ventilatorului (Figura 5 și 6). Condensatorii C1 și C3 pot fi folosiți și la 470 uF la 50 V, dar această înlocuire este potrivită doar pentru sursele de alimentare care utilizează un anumit tip de releu, în care rezistența bobinei este destul de mare. Pe surse mai puternice, este utilizat un releu mai puternic și o scădere a capacității C1 și C3 este foarte nedorită.

Figura 5

Figura 6

Tranzistor VT4 - IRF640. Poate fi înlocuit cu IRF510, IRF520, IRF530, IRF610, IRF620, IRF630, IRF720, IRF730, IRF740 etc. ȘI.
Tranzistor VT1 - aproape orice tranzistor direct cu un curent maxim mai mare de 1 A, de preferință cu o tensiune de saturație mică. Tranzistoarele din carcasele TO-126 și TO-220 devin la fel de bune, așa că puteți alege o mulțime de înlocuitori. Dacă înșurubați un radiator mic, atunci chiar și KT816 este destul de potrivit (Figura 7).

Figura 7

releu K1 - TRA2 D-12VDC-S-Z sau TRA3 L-12VDC-S-2Z. De fapt, este cel mai obișnuit releu cu o înfășurare de 12 V și un grup de contacte capabil să comute 5 A sau mai mult. Puteți folosi releele folosite la unele televizoare pentru a porni bucla de demagnetizare, doar rețineți că grupul de contacte din astfel de relee are un pinout diferit și chiar dacă ajunge pe placă fără probleme, ar trebui să verificați ce pini se închid când bobinei i se aplică tensiune. TRA2 diferă de TRA3 prin faptul că TRA2 are un grup de contacte capabil să comute curent până la 16 A, iar TRA3 are 2 grupuri de contacte de 5 A fiecare.
Apropo, placa de circuit imprimat este oferită în două versiuni, și anume cu utilizarea unui releu și fără acesta. Versiunea fără releu nu utilizează sistemul de pornire ușoară de tensiune primară, prin urmare această opțiune este potrivită pentru o sursă de alimentare cu o putere de cel mult 400 W, deoarece nu este recomandat să porniți o capacitate „directă” mai mare. de 470 uF fără limitare de curent. În plus, o punte cu un curent maxim de 10 A TREBUIE folosită ca punte de diodă VD, adică. RS1007. Ei bine, rolul releului în versiunea fără pornire soft este îndeplinit de LED. Funcția de așteptare este salvată.
Butoanele SA2 și SA3 (se presupune că SA1 este un comutator de alimentare) - butoane de orice tip fără fixare, pentru care puteți face o placă de circuit imprimat separat sau o puteți șlefui într-un alt mod convenabil. Trebuie amintit că contactele butoanelor sunt conectate galvanic la rețeaua de 220 V, prin urmare, este necesar să se excludă posibilitatea contactului lor în timpul funcționării sursei de alimentare.
Există destul de mulți analogi ai controlerului TL494, puteți folosi oricare, doar rețineți că diferiți producători pot avea unele diferențe de parametri. De exemplu, atunci când înlocuiți un producător cu altul, frecvența de conversie se poate schimba, dar nu mult, dar tensiunea de ieșire se poate modifica până la 15%.
IR2110, în principiu, nu este un driver rar și nu are mulți analogi - IR2113, dar IR2113 are mai multe opțiuni de pachet, așa că aveți grijă - aveți nevoie de un pachet DIP-14.
La montarea plăcii, în loc de microcircuite, este mai bine să folosiți conectori pentru microcircuite (prize), în mod ideal - colț, dar pot fi folosite și cele obișnuite. Această măsură va evita unele neînțelegeri, deoarece există destul de multe căsătorii atât între TL494 (fără impulsuri de ieșire, deși generatorul de ceas funcționează), cât și între IR2110 (fără impulsuri de control la tranzistorul superior), așa că trebuie convenite condițiile de garanție. cu vânzătorul de microcircuite.

Figura 8

Figura 8 prezintă secțiunea de putere. Este mai bine să folosiți diode rapide VD4 ... VD5, de exemplu SF16, dar în absența acestora, HER108 este, de asemenea, destul de potrivit. C20 și C21 - o capacitate totală de cel puțin 1 uF, deci puteți folosi 2 condensatoare de 0,47 uF. Tensiunea este de cel puțin 50 V, în mod ideal - un condensator de film de 1 μF 63 V (în cazul unei defecțiuni a tranzistorilor de putere, pelicula rămâne intactă, iar ceramica multistrat moare). Pentru sursele de alimentare de până la 600 W, rezistența rezistențelor R24 ​​și R25 poate fi de la 22 la 47 ohmi, deoarece capacitățile de poartă ale tranzistoarelor de putere nu sunt foarte mari.
Tranzistoarele de putere pot fi oricare dintre cele date în tabelul 2 (cazul TO-220 sau TO-220R).

					masa 2
Nume	capacitatea portii, pkf	Tensiune maxima, LA	curent maxim, ȘI	putere termala, mar	Rezistenţă, Ohm
Dacă puterea termică nu depășește 40 W, atunci carcasa tranzistorului este complet din plastic și este necesar un radiator mai mare pentru a nu aduce temperatura cristalului la o valoare critică. Tensiunea la poartă pentru toate nu mai mult de ±20 V

Tiristoarele VS1 și VS, în principiu, marca nu contează, principalul lucru este că curentul maxim trebuie să fie de cel puțin 0,5 A și carcasa trebuie să fie TO-92. Folosim fie MCR100-8, fie MCR22-8.
Diodele pentru alimentare cu curent scăzut (Figura 9) sunt de dorit să fie alese cu un timp scurt de recuperare. Diodele din seria HER, precum HER108, sunt destul de potrivite, dar pot fi folosite și altele, cum ar fi SF16, MUR120, UF4007. Rezistoarele R33 și R34 pentru 0,5 W, rezistență de la 15 la 47 ohmi, cu R33 \u003d R34. Înfășurarea de serviciu care funcționează pe VD9-VD10 trebuie să fie evaluată pentru o tensiune stabilizată de 20 V. În tabelul de calcul al înfășurării, este marcat cu roșu.

Figura 9

Diodele redresoare de putere pot fi utilizate atât în ​​pachetul TO-220, cât și în pachetul TO-247. În ambele versiuni ale plăcii de circuit imprimat, se presupune că diodele vor fi instalate una deasupra celeilalte și conectate la placă cu conductori (Figura 10). Desigur, atunci când se instalează diode, ar trebui să se folosească pastă termică și garnituri izolante (mica).

Figura 10

Ca diode redresoare, este de dorit să se utilizeze diode cu un timp scurt de recuperare, deoarece încălzirea diodelor la ralanti depinde de aceasta (capacitatea internă a diodelor afectează și pur și simplu se încălzesc de la sine, chiar și fără sarcină). Lista de opțiuni este rezumată în tabelul 3

			Tabelul 3
Nume	Tensiune maxima, LA	curent maxim, ȘI	timp de recuperare, nano sec

Transformatorul de curent îndeplinește două roluri - este folosit tocmai ca transformator de curent și ca inductanță conectată în serie cu înfășurarea primară a transformatorului de putere, ceea ce permite reducerea ușor a ratei de apariție a curentului în înfășurarea primară, ceea ce duce la o scăderea emisiilor de autoinducție (Figura 11).

Figura 11

Nu există formule stricte pentru calcularea acestui transformator, dar este recomandat să respectați unele restricții:

PENTRU PUTERI DE LA 200 LA 500 W - INEL CU DIAMETRUL 12...18 MM PENTRU PUTERE DE LA 400 LA 800 W - INEL CU DIAMETRUL 18...26 MM PENTRU PUTERE DE LA 800 LA 1800 W - INEL CU DIAMETRU 22...32 MM PENTRU PUTERE DE LA 1500 LA 3000 W - INEL CU DIAMETRUL 32...48 MM

INELE DE FERITA, PERMEABILITATE 2000, GROSIME 6...12 MM

NUMĂR DE TURURI ALE BOFĂRII PRIMARE:
3 TURURI PENTRU CONDIȚII PROASTE DE RĂCIRE ​​ȘI 5 TURURI DACĂ VENTILATORUL SUFLĂSTE DIRECT PE PLACĂ
NUMĂR DE TURURI ALE BOFĂRII SECUNDARE:
12...14 PENTRU PRIMAR DE 3 TURNE ȘI 20...22 PENTRU PRIMAR DE 5 TURNE

ESTE MULT MAI CONVENIBIL SĂ BOBINAȚI TRANSFORMATORUL SECȚIONAL - ÎMBFĂRÂREA PRIMARĂ NU SE BLOCĂ CU SECUNDARUL. ÎN ACEST CAZ, NU ESTE MUNCĂ SĂ REBOBINAȚI-DEBOBINAȚI BOBINA PENTRU ÎNFĂȘURAREA PRIMARĂ. ÎN FINALĂ CÂND ÎNCĂRCAREA ESTE DE 60% DE LA MAXIMUL DE LA IEȘIREA SUPERIOARĂ R27 TREBUIE SĂ FIE DE 12 ... 15 V
Înfășurarea primară a transformatorului este înfășurată în același mod ca și înfășurarea primară a transformatorului de putere TV2, secundar cu un fir dublu cu diametrul de 0,15 ... 0,3 mm.

Pentru fabricarea unui transformator de putere al unei surse de alimentare cu impulsuri, ar trebui să utilizați programul pentru calcularea transformatoarelor de impulsuri. Designul miezului nu are o importanță fundamentală - poate fi atât toroidal, cât și în formă de W. Plăcile cu circuite imprimate vă permit să le utilizați pe ambele fără probleme. Dacă capacitatea totală a mediului în formă de W nu este suficientă, acesta poate fi, de asemenea, pliat într-un pachet, ca inele (Figura 12).

Figura 12

Puteți obține ferite în formă de W în atelierele TV - nu de multe ori, dar transformatoarele de putere din televizoare eșuează. Cel mai simplu mod de a găsi surse de alimentare de la televizoarele casnice este a treia ... a cincea. Nu uitați că, dacă este necesar un transformator de două sau trei medii, atunci TOATE mediile trebuie să fie de aceeași marcă, adică. pentru demontare este necesar să se folosească transformatoare de același tip.
Dacă transformatorul de putere este realizat din inele 2000, atunci tabelul 4 poate fi utilizat.

IMPLEMENTARE	REAL MĂRIMEA	PARAMETRU	FRECVENTA DE CONVERSIE
			POSIBIL MAI MULT		OPTIMĂ			CĂLDURĂ PUTERNICĂ
1 INEL К40х25х11		PUTEREA GENERALĂ
		PORNEAZĂ PRIMA BFURĂ
2 INELE К40х25х11		PUTEREA GENERALĂ
		PORNEAZĂ PRIMA BFURĂ
1 INEL К45х28х8		PUTEREA GENERALĂ
		PORNEAZĂ PRIMA BFURĂ
2 INELE К45х28х8		PUTEREA GENERALĂ
		PORNEAZĂ PRIMA BFURĂ
3 INELE К45х28х8		PUTEREA GENERALĂ
		PORNEAZĂ PRIMA BFURĂ
4 INELE A К45х28х8		PUTEREA GENERALĂ
		PORNEAZĂ PRIMA BFURĂ
NUMĂRUL DE ÎNFĂȘURĂRI ALE ÎNFĂȘTURĂRII SECUNDARE SE CALCULEAZĂ PRIN PROPORȚIE, ȚINÂND ÎN VEDERE TENSIUNEA PE ÎNFĂȘURAREA PRIMARĂ ESTE DE 155 V SAU FOLOSIND TABELUL ( SCHIMBA NUMAI CELULELE GALBENII)

Vă rugăm să rețineți că stabilizarea tensiunii se realizează folosind PWM, prin urmare tensiunea nominală de ieșire a înfășurărilor secundare trebuie să fie cu cel puțin 30% mai mare decât aveți nevoie. Parametrii optimi se obțin atunci când tensiunea calculată este cu 50 ... 60% mai mult decât este necesar pentru a stabiliza. De exemplu, aveți nevoie de o sursă cu o tensiune de ieșire de 50 V, prin urmare, înfășurarea secundară a unui transformator de putere trebuie să fie proiectată pentru o tensiune de ieșire de 75 ... 80 V. În tabelul pentru calcularea înfășurării secundare, acest coeficient este luată în considerare.
Dependența frecvenței de conversie de evaluările C5 și R5 este prezentată în grafic:

Nu este recomandat să folosiți o rezistență R5 destul de mare - un câmp magnetic prea mare nu este deloc departe și sunt posibile pickup-uri. Prin urmare, ne vom concentra pe ratingul „mediu” R5 de 10 kOhm. Cu o astfel de rezistență a rezistenței de setare a frecvenței, se obțin următoarele frecvențe de conversie:

Parametrii obținuți de la acest producător			frecvența de conversie

(!) Aici ar trebui spuse câteva cuvinte despre înfășurarea transformatorului. Destul de des, perturbările apar, spun ei, atunci când se fac singuri, sursa fie nu dă puterea necesară, fie tranzistoarele de putere se încălzesc foarte mult chiar și fără sarcină.
Sincer vorbind, am întâlnit și o astfel de problemă folosind 2000 de inele, dar ne-a fost mai ușor - prezența echipamentelor de măsurare a făcut posibil să aflăm care a fost motivul unor astfel de incidente și s-a dovedit a fi destul de așteptat - magneticul permeabilitatea feritei nu corespunde marcajului. Cu alte cuvinte, la transformatoarele „slabe”, înfășurarea primară trebuia desfășurată, dimpotrivă, pe „tranzistoarele de putere de încălzire” - pentru a se închide.
Puțin mai târziu, am renunțat la utilizarea inelelor, totuși, ferita pe care o folosim nu era deloc mascata, așa că am luat măsuri drastice. Un transformator cu numărul estimat de spire ale înfășurării primare este conectat la placa asamblată și depanată, iar frecvența de conversie este modificată de rezistența de reglare instalată pe placă (în loc de R5, este instalat un trimmer de 22 kOhm). În momentul pornirii, frecvența de conversie este setată la 110 kHz și începe să scadă prin rotirea motorului rezistenței de reglare. Astfel, se află frecvența la care miezul începe să se satureze, adică. când tranzistoarele de putere încep să se încălzească fără sarcină. Dacă frecvența scade sub 60 kHz, atunci înfășurarea primară este derulată; dacă temperatura începe să crească cu 80 kHz, atunci înfășurarea primară este derulată. Astfel, se determină numărul de spire pentru acest miez particular și numai după aceea înfășurarea secundară este înfășurată folosind placa propusă mai sus, iar numărul de spire ale primarului pentru unul sau altul mediu este indicat pe pachete.
Dacă calitatea nucleului dvs. este îndoielnică, atunci este mai bine să faceți o placă, să o verificați pentru funcționare și numai după aceea să faceți un transformator de putere folosind metoda descrisă mai sus.

Stabilizarea grupului de accelerație. În unele locuri, chiar și judecata a fulgerat că nu ar putea lucra în niciun fel, deoarece o tensiune constantă trece prin el. Pe de o parte, astfel de judecăți sunt corecte - tensiunea este într-adevăr de aceeași polaritate, ceea ce înseamnă că poate fi recunoscută ca constantă. Cu toate acestea, autorul unei astfel de judecăți nu a ținut cont de faptul că tensiunea, deși constantă, este pulsatorie, iar în timpul funcționării, nu are loc un proces (flux de curent) în acest nod, ci multe, deoarece inductorul nu conține nici unul. înfășurare, dar cel puțin două (dacă tensiunea de ieșire necesită bipolară) sau 4 înfășurări dacă sunt necesare două tensiuni bipolare (Figura 13).

Figura 13

Este posibil să se efectueze o sufocare atât pe inel, cât și pe ferita în formă de W. Dimensiunile depind desigur de putere. Pentru puteri de până la 400-500 W, un mediu este suficient de la un protector de supratensiune pentru alimentarea televizoarelor cu o diagonală de 54 cm și mai mult (Figura 14). Designul de bază nu este critic

Figura 14

Este înfășurat în același mod ca un transformator de putere - din mai multe conductoare subțiri răsucite într-un mănunchi sau lipite într-o bandă la o rată de 4-5 A / mm². Teoretic - cu cât se rotește mai multe - cu atât mai bine, astfel încât înfășurarea este așezată înainte ca fereastra să fie umplută și imediat în 2 (dacă aveți nevoie de o sursă bipolară) sau 4 fire (dacă aveți nevoie de o sursă cu două tensiuni bipolare.
După netezire, condensatorii sunt bobine de ieșire. Nu există cerințe speciale pentru ele, dimensiuni... Plăcile sunt concepute pentru instalarea miezurilor de la filtrele de alimentare de la rețeaua TV. Închideți până când fereastra este umplută, secțiune transversală la o rată de 4-5 A / mm pătrați (Figura 15).

Figura 15

Banda a fost menționată mai sus ca înfășurare. Aici este necesar să ne oprim puțin mai în detaliu.
Ce e mai bine? Cravată sau bandă? Ambele metode au avantajele și dezavantajele lor. Efectuarea unui pachet este cea mai ușoară modalitate - întindeți numărul necesar de fire și apoi răsuciți-le într-un pachet folosind un burghiu. Cu toate acestea, această metodă mărește lungimea totală a conductorilor din cauza torsiunei interne și, de asemenea, nu permite realizarea identității câmpului magnetic în toți conductorii fasciculului, iar aceasta, deși nu este mare, este totuși o pierdere de căldură.
Producția benzii este mai laborioasă și puțin mai costisitoare, deoarece numărul necesar de conductori este întins și apoi, cu ajutorul adezivului poliuretanic (TOP-TOP, SPECIALIST, MOMENT-CRYSTAL) este lipit într-o bandă. Adezivul este aplicat pe sârmă în porțiuni mici - 15 ... 20 cm lungime a conductorului, apoi, ținând pachetul între degete, îl frecă, așa cum ar fi, asigurându-se că firele se potrivesc în bandă, similar cu pachetele de bandă utilizate pentru a conecta mediile de disc la placa de bază a computerelor IBM. După ce lipiciul s-a lipit, se aplică o nouă porțiune pe 15 ... 20 cm din lungimea firelor și se netezește din nou cu degetele până se obține o bandă. Și așa pe toată lungimea conductorului (Figura 16).

Figura 16

După ce adezivul s-a uscat complet, banda este înfășurată pe miez, iar înfășurarea cu un număr mare de spire (de regulă, cu o secțiune transversală mai mică) este înfășurată mai întâi și mai multe înfășurări de curent ridicat sunt deja deasupra. După înfășurarea primului strat, este necesar să „așezați” banda în interiorul inelului folosind un cuier în formă de con tăiat din lemn. Diametrul maxim al cuiului este egal cu diametrul interior al inelului folosit, iar cel minim este de 8…10 mm. Lungimea conului trebuie să fie de cel puțin 20 cm, iar modificarea diametrului trebuie să fie uniformă. După înfășurarea primului strat, inelul este pur și simplu pus pe cuier și apăsat cu forță, astfel încât inelul să se blocheze destul de puternic pe cuier. Apoi se scoate inelul, se întoarce și se pune din nou pe cuier cu aceeași forță. Cuița trebuie să fie suficient de moale pentru a nu deteriora izolația firului de înfășurare, astfel încât lemnele de esență tare nu sunt potrivite în acest scop. Astfel, conductoarele sunt așezate strict în funcție de forma diametrului interior al miezului. După înfășurarea următorului strat, firul este din nou „așezat” cu un cuier, iar acest lucru se face după înfășurarea fiecărui strat următor.
După înfășurarea tuturor înfășurărilor (fără a uita să folosiți izolația de întreținere), este recomandabil să încălziți transformatorul la 80 ... 90 ° C timp de 30-40 de minute (puteți folosi cuptorul unui aragaz sau electric în bucătărie , dar nu trebuie să vă supraîncălziți). La această temperatură, adezivul poliuretanic devine elastic și capătă din nou proprietăți adezive prin lipirea împreună nu numai a conductoarelor amplasate paralel cu banda în sine, ci și a celor amplasate deasupra, adică. straturile înfășurărilor sunt lipite între ele, ceea ce adaugă rigiditate mecanică înfășurărilor și elimină orice efecte sonore, a căror apariție se întâmplă uneori când conductoarele transformatorului de putere sunt cuplate slab (Figura 17).

Figura 17

Avantajele unei astfel de înfășurări sunt obținerea unui câmp magnetic identic în toate firele mănunchiului de bandă, deoarece acestea sunt localizate geometric în același mod față de câmpul magnetic. Un astfel de conductor de bandă este mult mai ușor de distribuit uniform pe întregul perimetru al miezului, ceea ce este foarte important chiar și pentru transformatoarele standard, iar pentru transformatoarele cu impulsuri este o condiție OBLIGATORIE. Folosind o bandă, puteți obține o înfășurare destul de strânsă și prin creșterea accesului aerului de răcire la spirele situate direct în interiorul înfășurării. Pentru a face acest lucru, este suficient să împărțiți numărul de fire necesare în două și să faceți două benzi identice care vor fi înfășurate una peste alta. Acest lucru va crește grosimea înfășurării, dar va exista o distanță mare între spirele benzii, oferind acces la aer în interiorul transformatorului.
Ca izolație interstrat, cel mai bine este să folosiți un film fluoroplastic - este foarte elastic, care compensează tensiunea unei margini care apare atunci când este înfășurat pe un inel, are o tensiune de rupere destul de mare, nu este sensibil la temperaturi de până la 200 ° C și este foarte subțire, adică nu va ocupa mult spațiu în fereastra de bază. Dar nu este întotdeauna disponibil. Se poate folosi banda de vinil, dar este sensibilă la temperaturi peste 80°C. Banda electrică pe bază de material este rezistentă la temperaturi, dar are o tensiune de rupere scăzută, așa că atunci când o utilizați, este necesar să înfășurați cel puțin 2 straturi.
Indiferent de conductor și în orice ordine înfășurați bobinele și transformatorul de putere, ar trebui să vă amintiți lungimea cablurilor
Dacă inductoarele și transformatoarele de putere sunt fabricate folosind inele de ferită, atunci nu trebuie să uităm că înainte de înfășurare marginile inelului de ferită trebuie rotunjite, deoarece sunt destul de ascuțite, iar materialul de ferită este destul de durabil și poate deteriora izolația de pe fir de bobinare. După prelucrare, ferita este înfășurată cu bandă fluoroplastică sau bandă de pânză și prima înfășurare este înfășurată.
Pentru identitatea completă a acelorași înfășurări, înfășurările sunt înfășurate imediat în două fire (adică în două mănunchiuri deodată), care, după înfășurare, sunt numite și începutul unei înfășurări este conectat la sfârșitul celeilalte.
După înfășurarea transformatorului, este necesar să îndepărtați izolația de lac de pe fire. Acesta este cel mai neplăcut moment, pentru că este FOARTE laborios.
În primul rând, este necesar să se fixeze ieșirile de pe transformatorul în sine și să se excludă tragerea de fire individuale ale pachetului lor sub presiune mecanică. Dacă garoul este bandă, adică. lipit și încălzit după înfășurare, este suficient să înfășurați mai multe ture pe robinete cu același fir de înfășurare direct lângă corpul transformatorului. Dacă se folosește un fascicul răsucit, atunci acesta trebuie răsucit suplimentar la baza ieșirii și, de asemenea, fixat prin înfășurarea mai multor spire de sârmă. În plus, concluziile fie sunt arse cu un arzător cu gaz dintr-o dată, fie sunt curățate una câte una folosind un tăietor clerical. Dacă lacul a fost recoacet, atunci, după răcire, firele sunt protejate cu șmirghel și răsucite.
După îndepărtarea lacului, decapare și răsucire, ieșirea trebuie protejată de oxidare, de ex. acoperiți cu flux de colofoniu. Apoi, transformatorul este instalat pe placă, toate ieșirile, cu excepția ieșirii înfășurării primare conectate la tranzistoarele de putere, sunt introduse în găurile corespunzătoare, pentru orice eventualitate, înfășurările ar trebui să fie „înelate”. O atenție deosebită trebuie acordată trepării înfășurărilor, adică pentru a potrivi începutul înfășurării cu schema circuitului. După ce cablurile transformatorului sunt introduse în găuri, acestea trebuie scurtate astfel încât să existe 3 ... 4 mm de la capătul conductorului la placa de circuit imprimat. Apoi plumbul răsucit este „nerăsucit” și un flux ACTIV este plasat în locul lipirii, adică. este fie acid clorhidric stins, se ia o picătură pe vârful chibritului și se transferă la locul de lipit. Sau acid acetilsalicilic cristalin (aspirina) se adaugă la glicerină până se obține o consistență moale (ambele pot fi achiziționate la farmacie, în secția de prescripție). După aceea, cablul este lipit de placa de circuit imprimat, încălzindu-se cu atenție și obținând o distribuție uniformă a lipirii în jurul TOȚI conductorii de plumb. Apoi, plumbul este scurtat la înălțimea de lipit și placa este spălată bine fie cu alcool (minimum 90%), fie cu benzină rafinată, fie cu un amestec de benzină și diluant 647 (1: 1).

PRIMA PORNIRE
La pornire, verificarea performanței se realizează în mai multe etape pentru a evita problemele care vor apărea cu siguranță în cazul unei erori de instalare.
1 . Pentru a testa acest design, veți avea nevoie de o sursă de alimentare separată cu o tensiune bipolară de ± 15 ... 20 V și o putere de 15 ... 20 W. Prima pornire se face prin conectarea IEȘIRII MINUS a sursei de alimentare suplimentare la magistrala de alimentare negativă primară a convertorului, iar IEȘIREA COMUNĂ este conectată la borna pozitivă a condensatorului C1 (Figura 18). Astfel, sursa de alimentare a modulului de control este simulată și se verifică funcționarea fără unitate de alimentare. Aici este de dorit să folosiți un osciloscop și un frecvențămetru, dar dacă nu sunt acolo, atunci vă puteți descurca cu un multimetru, de preferință un comutator (cele digitale nu răspund în mod adecvat la tensiunile pulsatile).

Figura 18

La pinii 9 și 10 ai controlerului TL494, un dispozitiv indicator conectat pentru a măsura tensiunea DC ar trebui să arate aproape jumătate din tensiunea de alimentare, ceea ce indică faptul că există impulsuri dreptunghiulare pe microcircuit.
Releul K1 ar trebui să funcționeze în același mod.
2. Dacă modulul funcționează corect, atunci ar trebui să verificați secțiunea de alimentare, dar din nou, nu de la tensiune înaltă, ci folosind o sursă de alimentare suplimentară (Figura 19).

Figura 19

Cu o astfel de secvență de verificări, este foarte dificil să ardeți ceva chiar și cu erori grave de instalare (un scurtcircuit între pistele plăcii, nu lipirea elementelor), deoarece puterea unității suplimentare nu este suficientă. După pornire, se verifică prezența tensiunii de ieșire a convertorului - desigur, aceasta va fi semnificativ mai mică decât cea calculată (când se utilizează o sursă suplimentară de ± 15V, tensiunile de ieșire vor fi subestimate de aproximativ 10 ori, deoarece sursa de alimentare primară nu este de 310 V, ci de 30 V), cu toate acestea, prezența tensiunilor de ieșire indică faptul că nu există erori în partea de alimentare și puteți trece la a treia parte a testului.
3 . Prima conexiune de la rețea trebuie făcută cu limitare de curent, care poate fi o lampă cu incandescență convențională de 40-60 W, care se conectează în locul unei siguranțe. Radiatoarele ar trebui să fie deja instalate. Astfel, în cazul unui consum excesiv din orice motiv, lampa se va aprinde, iar probabilitatea de defecțiune va fi minimizată. Dacă totul este în regulă, atunci tensiunea de ieșire a rezistențelor R26 este reglată și capacitatea de încărcare a sursei este verificată prin conectarea aceleiași lămpi cu incandescență la ieșire. Lampa aprinsă în locul siguranței ar trebui să se aprindă (luminozitatea depinde de tensiunea de ieșire, adică de cât de multă putere va oferi sursa. Tensiunea de ieșire este reglată de rezistența R26, dar poate fi necesară selectarea lui R36.
patru . Testul de funcționare se efectuează cu siguranța montată. Ca sarcină, puteți utiliza o spirală nicrom pentru sobe electrice cu o putere de 2-3 kW. Două bucăți de sârmă sunt lipite la ieșirea sursei de alimentare, mai întâi la umăr, de la care este controlată tensiunea de ieșire. Un fir este înșurubat la capătul spiralei, pe al doilea este instalat un „crocodil”. Acum, reinstalând „crocodilul” pe lungimea spiralei, puteți modifica rapid rezistența la sarcină (Figura 20).

Figura 20

Nu va fi de prisos să faceți „vergeturi” pe spirală în locuri cu o anumită rezistență, de exemplu, la fiecare 5 ohmi. Prin conectarea la "vergeturi" Se va ști deja în prealabil ce fel de sarcină și ce putere de ieșire pornește acest moment. Ei bine, puterea poate fi calculată conform legii lui Ohm (folosită în placă).
Toate acestea sunt necesare pentru a regla pragul de protecție la suprasarcină, care ar trebui să funcționeze constant atunci când puterea reală este depășită cu 10-15% din cea calculată. De asemenea, se verifică cât de stabilă ține sarcina sursa de alimentare.

Dacă sursa de alimentare nu furnizează puterea calculată, atunci s-a strecurat un fel de eroare în timpul fabricării transformatorului - vedeți mai sus cum să calculați turele pentru un miez real.
Rămâne să studiezi cu atenție cum să faci o placă de circuit imprimat și asta Și poți începe asamblarea. Desenele PCB necesare cu sursa originală în format LAY sunt în

Primul
număr

Al doilea
număr

Al treilea
număr

Mulți-
corp

Toleranţă
+/- %

Argint

-

-

-

10^-2

10

De aur

-

-

-

10^-1

5

Negru

-

0

-

1

-

Maro

1

1

1

10

1

roșu

2

2

2

10^2

2

Portocale

3

3

3

10^3

-

Galben

4

4

4

10^4

-

Verde

5

5

5

10^5

0,5

Albastru

6

6

6

10^6

0,25

Violet

7

7

7

10^7

0,1

gri

8

8

8

10^8

COMUTAȚI SURSA DE ALIMENTARE PE TL494 ȘI IR2110

Majoritatea convertoarelor de tensiune auto și de rețea se bazează pe un controler specializat TL494 și, deoarece este cel principal, nu ar fi corect să nu vorbim pe scurt despre principiul funcționării acestuia.
Controlerul TL494 este o carcasă din plastic DIP16 (există opțiuni într-o carcasă plană, dar nu este utilizat în aceste modele). Schema funcțională a controlerului este prezentată în Fig.1.

Figura 1 - Diagrama bloc a cipului TL494.

După cum se poate observa din figură, microcircuitul TL494 are circuite de control foarte dezvoltate, ceea ce face posibilă construirea de convertoare pe baza sa pentru aproape orice cerințe, dar mai întâi câteva cuvinte despre unitățile funcționale ale controlerului.
Circuite de protecție ION și subtensiune. Circuitul pornește când sursa de alimentare atinge pragul de 5,5..7,0 V (valoare tipică 6,4 V). Până în acest punct, magistralele de control interne dezactivează funcționarea generatorului și partea logică a circuitului. Curent fără sarcină la +15 V tensiune de alimentare (tranzistoare de ieșire dezactivate) nu mai mult de 10 mA. ION +5V (+4.75..+5.25 V, stabilizarea ieșirii nu mai slabă de +/- 25mV) oferă curent de ieșire de până la 10 mA. Este posibil să amplificați ION-ul numai folosind un emițător de urmărire npn (vezi TI paginile 19-20), dar tensiunea la ieșirea unui astfel de „stabilizator” va depinde puternic de curentul de sarcină.
Generator generează pe condensatorul de temporizare Ct (pin 5) o tensiune dinți de ferăstrău de 0..+3.0V (amplitudine stabilită de ION) pentru TL494 Texas Instruments și 0...+2.8V pentru TL494 Motorola (la ce ne putem aștepta de la alții?) , respectiv pentru TI F =1,0/(RtCt), pentru Motorola F=1,1/(RtCt).
Frecvențele de funcționare admise de la 1 la 300 kHz, în timp ce intervalul recomandat este Rt = 1...500kΩ, Ct=470pF...10uF. În acest caz, deviația tipică de temperatură a frecvenței este (desigur, fără a lua în considerare deriva componentelor atașate) de +/-3%, iar deviația de frecvență în funcție de tensiunea de alimentare este de 0,1% în întregul interval admisibil. .
Pentru oprire de la distanță generator, puteți utiliza o cheie externă pentru a închide intrarea Rt (6) la ieșirea ION, sau - închideți Ct la sol. Desigur, la alegerea Rt, Ct trebuie luată în considerare rezistența la scurgeri a comutatorului deschis.
Intrare control faza de repaus (ciclul de funcționare) prin comparatorul de fază de repaus stabilește pauza minimă necesară între impulsuri în brațele circuitului. Acest lucru este necesar atât pentru a preveni prin curent în treptele de putere din afara IC, cât și pentru funcționarea stabilă a declanșatorului - timpul de comutare al părții digitale a TL494 este de 200 ns. Semnalul de ieșire este activat atunci când ferăstrăul de pe Ct depășește tensiunea la intrarea de comandă 4 (DT). La frecvențe de ceas de până la 150 kHz la tensiune de control zero, faza de repaus = 3% din perioadă (offset echivalent al semnalului de control 100..120 mV), la frecvențe înalte, corecția încorporată extinde faza de repaus la 200.. 300 ns.
Folosind circuitul de intrare DT, este posibil să setați o fază fixă ​​de repaus (divizor R-R), modul de pornire ușoară (R-C), oprire de la distanță (cheie) și, de asemenea, să utilizați DT ca intrare de control liniară. Circuitul de intrare este alcătuit din tranzistori pnp, astfel încât curentul de intrare (până la 1,0 uA) iese din circuitul integrat și nu curge în el. Curentul este destul de mare, așa că trebuie evitate rezistențele de înaltă rezistență (nu mai mult de 100 kOhm). Consultați TI, pagina 23 pentru un exemplu de protecție la supratensiune folosind o diodă zener cu 3 pini TL430 (431).
Amplificatoare de eroare - de fapt, amplificatoare operaționale cu Ku=70..95dB tensiune DC (60 dB pentru seriile timpurii), Ku=1 la 350 kHz. Circuitele de intrare sunt asamblate pe tranzistoare pnp, astfel încât curentul de intrare (până la 1,0 µA) curge din IC și nu curge în el. Curentul este suficient de mare pentru amplificatorul operațional, tensiunea de polarizare este și ea (până la 10mV), așa că trebuie evitate rezistențele de înaltă rezistență din circuitele de control (nu mai mult de 100 kOhm). Dar datorită utilizării intrărilor pnp, intervalul de tensiune de intrare este de la -0,3V la Vsupply-2V
Când utilizați un sistem de operare RC dependent de frecvență, trebuie amintit că ieșirea amplificatoarelor este de fapt cu un singur capăt (diodă în serie!), Deci încărcarea capacității (în sus) o va încărca și în jos - va dura mult timp. a descarca. Tensiunea la această ieșire este în intervalul 0..+3.5V (puțin mai mult decât amplitudinea generatorului), apoi coeficientul de tensiune scade brusc și la aproximativ 4,5V la ieșire amplificatoarele se saturează. De asemenea, rezistențele cu rezistență scăzută ar trebui evitate în circuitul de ieșire al amplificatoarelor (bucle OS).
Amplificatoarele nu sunt proiectate să funcționeze într-un singur ciclu de frecvență de funcționare. Cu o întârziere de propagare a semnalului în interiorul amplificatorului de 400 ns, acestea sunt prea lente pentru acest lucru, iar logica de control al declanșării nu permite (ar fi impulsuri laterale la ieșire). În circuitele PN reale, frecvența de tăiere a circuitului OS este selectată de ordinul 200-10000 Hz.
Logica de control de declanșare și ieșire - Cu o tensiune de alimentare de cel puțin 7V, dacă tensiunea ferăstrăului pe generator este mai mare decât pe intrarea de comandă DT și dacă tensiunea ferăstrăului este mai mare decât pe oricare dintre amplificatoarele de eroare (ținând cont de pragurile încorporate și offsets) - ieșirea circuitului este permisă. Când generatorul este resetat de la maxim la zero, ieșirile sunt dezactivate. Un declanșator cu o ieșire în două faze împarte frecvența la jumătate. Cu un 0 logic la intrarea 13 (modul de ieșire), fazele de declanșare sunt combinate prin OR și sunt alimentate simultan la ambele ieșiri, cu un 1 logic, sunt alimentate în parafază la fiecare ieșire separat.
Tranzistoare de ieșire - npn Darlingtons cu protecție termică încorporată (dar fără protecție curentă). Astfel, căderea minimă de tensiune între colector (închis de obicei la magistrala pozitivă) și emițător (la sarcină) este de 1,5V (tipic la 200 mA), iar într-un circuit emițător comun este puțin mai bună, 1,1V tipic. Curentul maxim de ieșire (cu un tranzistor deschis) este limitat la 500 mA, puterea maximă pentru întregul cristal este de 1W.
Sursele de alimentare cu comutare își înlocuiesc treptat rudele tradiționale în ingineria sunetului, deoarece arată mult mai atractive atât din punct de vedere economic, cât și în general. Același factor pe care comutarea surselor de alimentare contribuie la distorsiunea amplificatorului, și anume apariția unor tonuri suplimentare, își pierde deja relevanța în principal din două motive - baza de elemente moderne vă permite să proiectați convertoare cu o frecvență de conversie semnificativ mai mare de 40 kHz. , prin urmare, modulația sursei de alimentare introdusă de sursa de alimentare va fi în ultrasunete. În plus, o frecvență de putere mai mare este mult mai ușor de filtrat, iar utilizarea a două filtre LC în formă de L în circuitele de putere netezește deja suficient ondulația la aceste frecvențe.
Desigur, există și o muscă în unguent în acest butoi de miere - diferența de preț între o sursă de alimentare tipică pentru un amplificator de putere și una cu comutare devine mai vizibilă odată cu creșterea puterii acestei unități, adică. cu cât sursa de alimentare este mai puternică, cu atât este mai profitabilă în raport cu omologul său tipic.
Și asta nu este tot. Atunci când utilizați surse de alimentare cu comutare, este necesar să respectați regulile de montare a dispozitivelor de înaltă frecvență, și anume utilizarea ecranelor suplimentare, alimentarea unui fir comun la radiatoarele părții de alimentare, precum și cablarea corectă a împământarea și legătura dintre împletiturile și conductorii de ecranare.
După o mică digresiune lirică despre caracteristicile comutării surselor de alimentare pentru amplificatoare de putere, schema de circuit reală a unei surse de alimentare de 400 W:

Poza 1. schema circuitului sursă de alimentare comutată pentru amplificatoare de putere de până la 400 W
MĂRIRE LA CALITATE BUNĂ

Controlerul de control din această sursă de alimentare este TL494. Desigur, există circuite integrate mai moderne pentru această sarcină, dar folosim acest controler special din două motive - este FOARTE ușor de obținut. Pentru o perioadă destul de lungă, nu au fost găsite probleme de calitate în sursele de alimentare fabricate TL494 de la Texas Instruments. Amplificatorul de eroare este acoperit de OOS, ceea ce face posibilă atingerea unui coeficient destul de mare. stabilizare (raportul rezistențelor R4 și R6).
După controlerul TL494, există un driver de jumătate de punte IR2110, care controlează de fapt porțile tranzistoarelor de putere. Utilizarea driverului a făcut posibilă abandonarea transformatorului de potrivire, care este utilizat pe scară largă în sursele de alimentare ale computerelor. Driverul IR2110 este încărcat pe obloane prin lanțurile R24-VD4 și R25-VD5 accelerând închiderea muncitorilor de câmp.
Comutatoarele de alimentare VT2 și VT3 funcționează pe înfășurarea primară a transformatorului de putere. Punctul de mijloc necesar pentru a obține o tensiune alternativă în înfășurarea primară a transformatorului este format din elementele R30-C26 și R31-C27.
Câteva cuvinte despre algoritmul sursei de alimentare comutatoare pe TL494:
În momentul în care se aplică tensiunea de rețea de 220 V, capacitățile filtrelor de putere primare C15 și C16 sunt infectate prin rezistențele R8 și R11, ceea ce nu permite supraîncărcarea punții diol VD cu un curent de scurtcircuit complet descărcat. C15 și C16. În același timp, condensatoarele C1, C3, C6, C19 sunt încărcate printr-o linie de rezistențe R16, R18, R20 și R22, un stabilizator 7815 și un rezistor R21.
De îndată ce tensiunea de pe condensatorul C6 ajunge la 12 V, dioda zener VD1 „sparge” și curentul începe să curgă prin ea, încărcând condensatorul C18 și de îndată ce borna pozitivă a acestui condensator atinge o valoare suficientă pentru a se deschide tiristorul VS2 se va deschide. Acest lucru va porni releul K1, care va deriva rezistențele de limitare a curentului R8 și R11 cu contactele sale.În plus, tiristorul deschis VS2 va deschide tranzistorul VT1 către controlerul TL494 și driverul semi-bridge IR2110. Controlerul va intra în modul de pornire ușoară, a cărui durată depinde de evaluările R7 și C13.
În timpul unei porniri ușoare, durata impulsurilor care deschid tranzistoarele de putere crește treptat, încarcând astfel treptat condensatorii de putere secundari și limitând curentul prin diodele redresoare. Durata crește până când cantitatea de putere secundară este suficientă pentru a porni LED-ul optocuplerului IC1. De îndată ce luminozitatea LED-ului optocuplerului devine suficientă pentru a deschide tranzistorul, durata impulsului va înceta să crească (Figura 2).

Figura 2. Modul de pornire soft.

Trebuie remarcat aici că durata pornirii ușoare este limitată, deoarece curentul care trece prin rezistențele R16, R18, R20, R22 nu este suficient pentru a alimenta controlerul TL494, driverul IR2110 și înfășurarea releului pornit - alimentarea tensiunea acestor microcircuite va începe să scadă și în curând va scădea la o valoare la care TL494 va înceta să genereze impulsuri de control. Și chiar înainte de acest moment, modul de pornire ușoară ar trebui să se termine și convertorul ar trebui să intre în modul normal de funcționare, deoarece sursa de alimentare principală pentru controlerul TL494 și driverul IR2110 este obținută de la transformatorul de putere (VD9, VD10 - redresor cu un punct de mijloc, R23-C1-C3 - filtru RC , IC3 este un stabilizator de 15 V) și de aceea condensatoarele C1, C3, C6, C19 au valori atât de mari - trebuie să mențină sursa de alimentare a controlerului până când acesta revine la funcționarea normală .
TL494 stabilizează tensiunea de ieșire prin modificarea duratei impulsurilor de control ale tranzistoarelor de putere la o frecvență constantă - Modularea lățimii impulsului - PWM. Acest lucru este posibil numai dacă valoarea tensiunii secundare a transformatorului de putere este mai mare decât cea cerută la ieșirea stabilizatorului cu cel puțin 30%, dar nu mai mult de 60%.

Figura 3. Principiul de funcționare al stabilizatorului PWM.

Pe măsură ce sarcina crește, tensiunea de ieșire începe să scadă, LED-ul optocupler IC1 începe să strălucească mai puțin, tranzistorul optocupler se închide, reducând tensiunea la amplificatorul de eroare și crescând astfel durata impulsurilor de control până când tensiunea efectivă atinge valoarea de stabilizare (Figura 3). Când sarcina scade, tensiunea va începe să crească, LED-ul optocuplerului IC1 va începe să strălucească mai puternic, deschizând astfel tranzistorul și reducând durata impulsurilor de control până când valoarea valorii efective a tensiunii de ieșire scade la un valoare stabilizată. Valoarea tensiunii stabilizate este reglată de un rezistor de reglare R26.
De remarcat că controlerul TL494 nu reglează durata fiecărui impuls în funcție de tensiunea de ieșire, ci doar valoarea medie, adică. partea de măsurare are o oarecare inerție. Cu toate acestea, chiar și cu condensatoare instalate în sursa de alimentare secundară cu o capacitate de 2200 uF, întreruperile de curent la sarcini de vârf pe termen scurt nu depășesc 5%, ceea ce este destul de acceptabil pentru echipamentele din clasa HI-FI. De obicei, punem condensatori în sursa de alimentare secundară de 4700 uF, ceea ce oferă o marjă de încredere pentru valorile de vârf, iar utilizarea unui choke de stabilizare de grup vă permite să controlați toate cele 4 tensiuni ale puterii de ieșire.
The blocarea impulsurilor sursa de alimentare este echipată cu protecție la suprasarcină, al cărei element de măsurare este transformatorul de curent TV1. De îndată ce curentul atinge o valoare critică, tiristorul VS1 se deschide și oprește alimentarea etapei finale a controlerului. Impulsurile de control dispar și sursa de alimentare intră în modul de așteptare, care poate fi în modul de așteptare pentru o perioadă destul de lungă, deoarece tiristorul VS2 continuă să rămână deschis - curentul care curge prin rezistențele R16, R18, R20 și R22 este suficient pentru tine-l deschis. Cum se calculează transformatorul de curent.
Pentru a scoate sursa de alimentare din modul standby, trebuie să apăsați butonul SA3, care va șunta tiristorul VS2 cu contactele sale, curentul nu va mai curge prin ea și se va închide. De îndată ce contactele SA3 se deschid, tranzistorul VT1 se închide singur, eliminând puterea de la controler și driver. Astfel, circuitul de control va trece la modul de consum minim - tiristorul VS2 este închis, prin urmare releul K1 este oprit, tranzistorul VT1 este închis, prin urmare controlerul și driverul sunt dezactivate. Condensatorii C1, C3, C6 și C19 încep să se încarce și de îndată ce tensiunea ajunge la 12 V, tiristorul VS2 se va deschide și va porni alimentarea cu comutație.
Dacă este necesar, puneți sursa de alimentare în modul de așteptare, puteți utiliza butonul SA2, când este apăsat, baza și emițătorul tranzistorului VT1 vor fi conectate. Tranzistorul se va închide și va dezactiva controlerul și driverul. Impulsurile de control vor dispărea, iar tensiunile secundare vor dispărea și ele. Cu toate acestea, alimentarea nu va fi îndepărtată de la releul K1 și convertorul nu va reporni.
Acest circuit vă permite să asamblați surse de alimentare de la 300-400 W la 2000 W, desigur, că unele elemente ale circuitului vor trebui înlocuite, deoarece, conform parametrilor lor, pur și simplu nu pot rezista la sarcini grele.
Când asamblați opțiuni mai puternice, ar trebui să acordați atenție condensatorilor filtrelor de netezire ale sursei de alimentare primare C15 și C16. Capacitatea totală a acestor condensatoare trebuie să fie proporțională cu puterea sursei de alimentare și să corespundă proporției de 1 W din puterea de ieșire a convertorului de tensiune corespunde cu 1 μF din capacitatea condensatorului de filtru de putere primar. Cu alte cuvinte, dacă sursa de alimentare este de 400 W, atunci trebuie utilizați 2 220 uF condensatori, dacă puterea este de 1000 W, atunci trebuie instalați 2 470 uF condensatori sau doi condensatori de 680 uF.
Această cerință are două scopuri. În primul rând, ondulația tensiunii de alimentare primară este redusă, ceea ce facilitează stabilizarea tensiunii de ieșire. În al doilea rând, utilizarea a doi condensatoare în loc de unul facilitează munca condensatorului în sine, deoarece condensatoarele electrolitice din seria TK sunt mult mai ușor de obținut și nu sunt în întregime destinate utilizării în sursele de alimentare de înaltă frecvență - rezistența internă. este prea mare și la frecvențe înalte acești condensatori se vor încălzi. Folosind două piese, rezistența internă este redusă, iar încălzirea rezultată este deja împărțită între cei doi condensatori.
Când sunt utilizate ca tranzistoare de putere IRF740, IRF840, STP10NK60 și altele similare (pentru mai multe detalii despre tranzistoarele cele mai frecvent utilizate în convertoarele de rețea, consultați tabelul din partea de jos a paginii), puteți refuza cu totul diodele VD4 și VD5 și reduceți valorile rezistențelor R24 ​​și R25 până la 22 ohmi - alimentarea driverului IR2110 este suficientă pentru a conduce aceste tranzistoare. Dacă este asamblată o sursă de comutație mai puternică, atunci vor fi necesari tranzistori mai puternici. Trebuie acordată atenție atât curentului maxim al tranzistorului, cât și puterii de disipare a acestuia - sursele de alimentare cu impulsuri stabilizate sunt foarte sensibile la corectitudinea amortizorului furnizat și, fără acesta, tranzistoarele de putere se încălzesc mai mult, deoarece curenții formați din cauza auto-inducției încep să se încingă. curge prin diodele instalate în tranzistoare. Aflați mai multe despre alegerea unui snubber.
De asemenea, creșterea timpului de închidere fără amortizor are o contribuție semnificativă la încălzire - tranzistorul este mai lung în modul liniar.
Destul de des, ei uită de încă o caracteristică a tranzistoarelor cu efect de câmp - cu creșterea temperaturii, curentul lor maxim scade și destul de puternic. Pe baza acestui fapt, atunci când alegeți tranzistori de putere pentru comutarea surselor de alimentare, ar trebui să aveți o marjă de cel puțin două ori pentru curentul maxim pentru sursele de alimentare ale amplificatoarelor de putere și de trei ori pentru dispozitivele care funcționează cu o sarcină mare neschimbătoare, cum ar fi o topitorie cu inducție sau iluminat decorativ, care alimentează o unealtă electrică de joasă tensiune.
Stabilizarea tensiunii de ieșire se realizează datorită bobinei de stabilizare a grupului L1 (DGS). Acordați atenție direcției înfășurărilor acestui inductor. Numărul de spire ar trebui să fie proporțional cu tensiunile de ieșire. Desigur, există formule pentru calcularea acestui ansamblu de înfășurare, dar experiența a arătat că puterea totală a miezului pentru un DGS ar trebui să fie de 20-25% din puterea totală a unui transformator de putere. Puteți înfășura până când fereastra este umplută cu aproximativ 2/3, fără a uita că dacă tensiunile de ieșire sunt diferite, atunci înfășurarea cu o tensiune mai mare ar trebui să fie proporțional mai mare, de exemplu, aveți nevoie de două tensiuni bipolare, una pentru ± 35 V. , iar al doilea pentru a alimenta subwoofer-ul cu o tensiune de ±50 V.
Înfășuram DGS în patru fire deodată până când 2/3 din fereastră este umplută, numărând turele. Diametrul este calculat pe baza intensității curentului de 3-4 A / mm2. Să presupunem că avem 22 de ture, alcătuim proporția:
22 spire / 35 V = X ture / 50 V.
X spire = 22 × 50 / 35 = 31,4 ≈ 31 spire
Apoi, tăiem două fire pentru ± 35 V și înfășurăm încă 9 ture pentru o tensiune de ± 50.
ATENŢIE! Rețineți că calitatea stabilizării depinde direct de cât de repede se schimbă tensiunea la care este conectată dioda optocupler. Pentru a îmbunătăți stilul cof, este logic să conectați o sarcină suplimentară la fiecare tensiune sub formă de rezistențe de 2 W și o rezistență de 3,3 kOhm. Rezistorul de sarcină conectat la tensiunea controlată de optocupler trebuie să fie de 1,7 ... 2,2 ori mai mic.

Datele de înfășurare pentru sursele de alimentare cu comutare de rețea pe inele de ferită cu o permeabilitate de 2000NM sunt rezumate în tabelul 1.

DATE DE BINARĂ PENTRU TRANSFORMATORE DE IMPULS CALCULAT PRIN METODĂ ENORASYAN După cum au arătat numeroase experimente, numărul de ture poate fi redus în siguranță cu 10-15%. fără teama ca miezul să intre în saturație.

Implementarea mărimea Frecvența de conversie, kHz

1 inel K40x25x11 Gab. putere Vitkov la primar

2 inele К40х25х11 Gab. putere Vitkov la primar

1 inel К45х28х8 Gab. putere Vitkov la primar

2 inele К45х28х8 Gab. putere Vitkov la primar

3 inele К45х28х81 Gab. putere Vitkov la primar

4 inele К45х28х8 Gab. putere Vitkov la primar

5 inele К45х28х8 Gab. putere Vitkov la primar

6 inele К45х28х8 Gab. putere Vitkov la primar

7 inele К45х28х8 Gab. putere Vitkov la primar

8 inele К45х28х8 Gab. putere Vitkov la primar

9 inele К45х28х8 Gab. putere Vitkov la primar

10 inele К45х28х81 Gab. putere Vitkov la primar

Cu toate acestea, este departe de a fi întotdeauna posibil să aflați marca de ferită, mai ales dacă este vorba de ferită de la transformatoarele de linie ale televizoarelor. Puteți ieși din situație aflând empiric numărul de ture. Mai multe detalii despre asta în videoclip:

Folosind circuitele de mai sus ale unei surse de alimentare comutatoare, au fost dezvoltate și testate mai multe submodificări, concepute pentru a rezolva o anumită problemă pentru diferite puteri. Desenele plăcii de circuit imprimat ale acestor surse de alimentare sunt prezentate mai jos.
Placă de circuit imprimat pentru o sursă de alimentare cu impulsuri stabilizate cu o putere de până la 1200 ... 1500 W. Dimensiunea plăcii 269x130 mm. De fapt, aceasta este o versiune mai avansată a plăcii de circuite imprimate anterioare. Se distinge prin prezența unui șoc de stabilizare a grupului care vă permite să controlați mărimea tuturor tensiunilor de putere, precum și un filtru LC suplimentar. Are control ventilator și protecție la suprasarcină. Tensiunile de ieșire constau din două surse de alimentare bipolare și o sursă bipolară de curent scăzut concepută pentru a alimenta etapele preliminare.

Aspect circuit de alimentare de până la 1500 W. DESCARCĂ ÎN FORMAT LAIC

O sursă de alimentare în comutație stabilizată cu o putere de până la 1500 ... 1800 W poate fi realizată pe o placă de circuit imprimat cu dimensiunea de 272x100 mm. Sursa de alimentare este proiectata pentru un transformator de putere realizat pe inele K45 si amplasat orizontal. Are două surse bipolare de putere care pot fi combinate într-o singură sursă pentru a alimenta amplificatorul cu sursă de alimentare cu două niveluri și o sursă bipolară de curent scăzut pentru etapele preliminare.

Sursa de alimentare comutatoare pe placa de circuite pana la 1800 W. DESCARCĂ ÎN FORMAT LAIC

Această sursă de alimentare poate fi utilizată pentru alimentarea echipamentelor auto de mare putere, cum ar fi amplificatoare auto de mare putere, aparate de aer condiționat auto. Dimensiunile plăcii sunt 188x123. Diodele redresoare Schottky folosite pot fi pontate, iar curentul de ieșire poate ajunge la 120 A la o tensiune de 14 V. În plus, sursa de alimentare poate produce o tensiune bipolară cu o capacitate de încărcare de până la 1 A (stabilizatoarele de tensiune integrate instalate nu permite mai mult). Transformatorul de putere este realizat pe inele K45, bobina de filtrare a tensiunii de putere pe două inele K40x25x11. Protecție la suprasarcină încorporată.

Apariția sursei de alimentare a plăcii de circuit imprimat pentru echipamente auto DOWNLOAD IN FORMAT LAY

Alimentarea de pana la 2000 W este realizata pe doua placi de dimensiuni 275x99, amplasate una deasupra celeilalte. Tensiunea este controlată de o singură tensiune. Are protectie la suprasarcina. Dosarul contine mai multe variante de „etaj” pentru doua tensiuni bipolare, pentru doua tensiuni unipolare, pentru tensiunile necesare pentru tensiuni de doua si trei nivele. Transformatorul de putere este situat orizontal si este realizat pe inele K45.

Apariția sursei de alimentare cu „două etaje” DESCARCĂ ÎN FORMAT LAIC

Alimentarea cu două tensiuni bipolare sau una pentru un amplificator cu două nivele se realizează pe o placă de 277x154. Are un șoc de stabilizare a grupului, protecție la suprasarcină. Transformatorul de putere este pe inele K45 și este situat orizontal. Putere de până la 2000 W.

Aspectul plăcii de circuit imprimat DESCARCĂ ÎN FORMAT LAIC

Aproape aceeași sursă de alimentare ca mai sus, dar are o tensiune de ieșire bipolară.

Aspectul plăcii de circuit imprimat DESCARCĂ ÎN FORMAT LAIC

Sursa de alimentare în comutație are două tensiuni de putere stabilizate bipolar și una bipolară de curent scăzut. Echipat cu control al ventilatorului și protecție la suprasarcină. Are o sufocă de stabilizare a grupului și filtre LC suplimentare. Putere de până la 2000...2400 W. Placa are dimensiunile de 278x146 mm

Aspectul plăcii de circuit imprimat DESCARCĂ ÎN FORMAT LAIC

Placa de circuit imprimat a unei surse de alimentare în comutație pentru un amplificator de putere cu sursă de alimentare cu două niveluri cu o dimensiune de 284x184 mm are o bobine de stabilizare a grupului și filtre LC suplimentare, protecție la suprasarcină și control al ventilatorului. O caracteristică distinctivă este utilizarea tranzistoarelor discrete pentru a accelera închiderea tranzistoarelor de putere. Putere de până la 2500...2800 W.

cu sursă de alimentare cu două niveluri DESCARCĂ ÎN FORMAT LAY

O versiune ușor modificată a PCB-ului precedent cu două tensiuni bipolare. Dimensiune 285x172. Putere de până la 3000 W.

Aspectul plăcii de circuit imprimat a sursei de alimentare pentru amplificator DESCARCĂ ÎN FORMAT LAY

Alimentarea in comutatie a retelei de punte cu o putere de pana la 4000...4500 W este realizata pe o placa de circuit imprimat de 269x198 mm.Are doua tensiuni de putere bipolare, control ventilator si protectie la suprasarcina. Folosește un șoc de stabilizare a grupului. Este de dorit să se utilizeze filtre de putere secundare externe L.

Aspectul plăcii de circuit imprimat a sursei de alimentare pentru amplificator DESCARCĂ ÎN FORMAT LAY

Există mult mai mult spațiu pentru ferite pe plăci decât ar putea fi. Faptul este că este departe de a fi întotdeauna necesar să depășești limitele gamei de sunet. Prin urmare, sunt prevăzute zone suplimentare pe plăci. Pentru orice eventualitate, o mică selecție de date de referință despre tranzistoarele de putere și legăturile de unde le-aș cumpăra. Apropo, am comandat atât TL494, cât și IR2110 de mai multe ori și, desigur, tranzistori de putere. Adevărat, el a luat departe de întreaga gamă, dar căsătoria nu a ajuns încă.

TRANZISTOARE POPULARE PENTRU ALIMENTARE COMUTATĂ
NUME	VOLTAJ			PUTERE	CAPACITATE OBTURATOR	Qg (PRODUCĂTOR)

Cele mai multe surse de alimentare cu comutare moderne sunt realizate pe microcircuite TL494, care este un controler PWM cu comutare. Partea de putere este realizată pe elemente puternice, cum ar fi tranzistoarele.Circuitul de comutare TL494 este simplu, este necesar un minim de componente radio suplimentare, este descris în detaliu în fișa tehnică.

Opțiuni de modificare: TL494CN, TL494CD, TL494IN, TL494C, TL494CI.

De asemenea, a scris recenzii despre alte IC-uri populare.

• 1. Caracteristici și funcționalitate
• 2. Analogii
• 3. Circuite de comutare tipice pentru o unitate de alimentare pe TL494
• 4. Scheme de surse de alimentare
• 5. Modificarea PSU ATX într-una de laborator
• 6.Fisa tehnica
• 7. Grafice ale caracteristicilor electrice
• 8. Functionalitatea microcircuitului

Caracteristici și funcționalitate

Cipul TL494 este proiectat ca un controler PWM pentru comutarea surselor de alimentare, cu o frecvență fixă ​​de funcționare. Pentru setarea frecvenței de funcționare, sunt necesare două elemente externe suplimentare, un rezistor și un condensator. Microcircuitul are o sursă de tensiune de referință de 5V, a cărei eroare este de 5%.

Domeniul de aplicare specificat de producător:

1. surse de alimentare cu o putere mai mare de 90W AC-DC cu PFC;
2. cuptor cu microunde;
3. boost convertoare de la 12V la 220V;
4. Surse de alimentare pentru servere;
5. invertoare solare;
6. biciclete și motociclete electrice;
7. convertizoare de dolari;
8. Detectoare de fum;
9. computere desktop.

Analogii

Cei mai faimoși analogi ai cipului TL494 sunt KA7500B, KR1114EU4 de la Fairchild, Sharp IR3M02, UA494, Fujitsu MB3759. Circuitul de comutare este similar, pinout-ul poate fi diferit.

Noul TL594 este un analog al lui TL494, cu o precizie îmbunătățită a comparatorului. TL598 analog cu TL594 cu repetor de ieșire.

Circuite de comutare tipice pentru o unitate de alimentare pe TL494

Principalele circuite de comutare ale TL494 sunt asamblate din fișe de date de la diverși producători. Ele pot servi drept bază pentru dezvoltarea dispozitivelor similare cu funcționalități similare.

Scheme de alimentare cu energie

Nu voi lua în considerare circuitele complexe ale surselor de alimentare comutatoare TL494. Ele necesită o mulțime de detalii și timp, așa că să le faci singur nu este rațional. Este mai ușor să cumpărați un modul similar gata făcut de la chinezi pentru 300-500 de ruble.

..

La asamblarea convertoarelor de amplificare Atentie speciala dau răcire tranzistoarelor de putere la ieșire. Pentru 200W, ieșirea va fi un curent de aproximativ 1A, relativ puțin. Testarea stabilității trebuie efectuată cu sarcina maximă admisă. Sarcina necesară este cel mai bine formată din lămpi cu incandescență de 220 volți cu o putere de 20w, 40w, 60w, 100w. Nu supraîncălziți tranzistoarele cu mai mult de 100 de grade. Respectați regulile de siguranță atunci când lucrați cu tensiune înaltă. Măsurați de șapte ori, porniți o dată.

Convertorul boost de pe TL494 nu necesită aproape nicio reglare, repetabilitatea este ridicată. Verificați valorile rezistenței și condensatorului înainte de asamblare. Cu cât abaterea este mai mică, cu atât invertorul va funcționa mai stabil de la 12 la 220 de volți.

Este mai bine să controlați temperatura tranzistoarelor cu un termocuplu. Dacă radiatorul este mic, atunci este mai ușor să instalați un ventilator pentru a nu instala un nou calorifer.

A trebuit să fac o sursă de alimentare pentru TL494 cu propriile mâini pentru un amplificator subwoofer într-o mașină. La acea vreme, invertoarele auto de la 12V la 220V nu erau vândute, iar chinezii nu aveau Aliexpress. Ca amplificator ULF, am folosit un cip din seria TDA la 80W.

În ultimii 5 ani, a existat o creștere a interesului pentru tehnologia acţionată electric. Acest lucru a fost facilitat de chinezi, care au început producția de masă de biciclete electrice, roți-motor modern cu eficiență ridicată. Consider că trotinetele giroscopice cu două roți și cu o roată sunt cea mai bună implementare.În 2015, compania chineză Ninebot a cumpărat Segway-ul american și a început producția a 50 de tipuri de trotinete electrice de tip Segway.

Este necesar un controler de control bun pentru a conduce un motor puternic de joasă tensiune.

Modificarea PSU ATX într-una de laborator

Fiecare radioamator are o sursă de alimentare ATX puternică de la un computer care oferă 5V și 12V. Puterea sa este de la 200W la 500W. Cunoscând parametrii controlerului de control, puteți modifica parametrii sursei ATX. De exemplu, creșteți tensiunea de la 12 la 30V. Sunt populare 2 metode, una de la radioamatorii italieni.

Luați în considerare metoda italiană, care este cât se poate de simplă și nu necesită rebobinarea transformatoarelor. Ieșirea ATX este complet eliminată și finalizată conform schemei. Un număr mare de radioamatori au repetat această schemă datorită simplității sale. Tensiune de ieșire de la 1V la 30V, curent până la 10A.

Fișa cu date

Microcircuitul este atât de popular încât este produs de mai mulți producători, am găsit din mână 5 fișe de date diferite, de la Motorola, Texas Instruments și altele mai puțin cunoscute. Cea mai completă fișă de date TL494 este de la Motorola, pe care o voi publica.

Toate fișele tehnice, puteți descărca fiecare:

• Motorola;
• Texas Instruments - cea mai bună fișă de date;
• Contek

Microcircuitul în cauză face parte din lista celor mai comune și utilizate pe scară largă circuite electronice integrate. Predecesorul său a fost seria Unitrode UC38xx de controlere PWM. În 1999, această companie a fost cumpărată de Texas Instruments, iar de atunci a început dezvoltarea unei linii de aceste controlere, ducând la crearea la începutul anilor 2000. Chip-uri din seria TL494. Pe lângă UPS-urile deja notate mai sus, acestea pot fi găsite în regulatoarele de tensiune DC, în drive-urile controlate, în soft startere, într-un cuvânt, oriunde este folosit controlul PWM.

Printre companiile care au clonat acest microcircuit, există mărci de renume mondial precum Motorola, Inc, International Rectifier, Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor. Toate oferă o descriere detaliată a produselor lor, așa-numita fișă de date TL494CN.

Documentație

O analiză a descrierilor tipului de microcircuit considerat de la diferiți producători arată identitatea practică a caracteristicilor acestuia. Cantitatea de informații oferite de diferite firme este aproape aceeași. Mai mult, fișa de date TL494CN de la mărci precum Motorola, Inc și ON Semiconductor se repetă în structura, figurile, tabelele și graficele sale. Prezentarea materialului de către Texas Instruments este oarecum diferită de acestea, cu toate acestea, la un studiu atent, devine clar că se înțelege un produs identic.

Scopul cipului TL494CN

În mod tradițional, vom începe să-l descriem cu scopul și lista dispozitivelor interne. Este un controler PWM cu frecvență fixă ​​conceput în principal pentru aplicații UPS și conține următoarele dispozitive:

• generator de tensiune din dinți de ferăstrău (GPN);
• amplificatoare de eroare;
• sursă de tensiune de referință (de referință) +5 V;
• schema de ajustare a timpului mort;
• ieșire pentru curent de până la 500 mA;
• schema de selectare a modului de funcționare într-un timp sau în doi timpi.

Parametri limită

Ca orice alt microcircuit, descrierea TL494CN trebuie să conțină o listă de caracteristici de performanță maxime admise. Să le oferim pe baza datelor de la Motorola, Inc:

1. Tensiune de alimentare: 42 V.
2. Tensiune colector tranzistor de ieșire: 42 V.
3. Curent colector tranzistor de ieșire: 500 mA.
4. Gama de tensiune de intrare a amplificatorului: de la -0,3 V la +42 V.
5. Puterea disipată (la t< 45 °C): 1000 мВт.
6. Interval de temperatură de depozitare: -55 până la +125 °С.
7. Interval de temperatură ambientală de funcționare: de la 0 la +70 °C.

Trebuie remarcat faptul că parametrul 7 pentru cipul TL494IN este oarecum mai larg: de la -25 la +85 °С.

Design chip TL494CN

Descrierea în limba rusă a concluziilor corpului său este prezentată în figura de mai jos.

Microcircuitul este plasat într-un pachet din plastic (aceasta este indicată de litera N la sfârșitul denumirii sale) cu 16 pini cu pini de tip pdp.

Aspectul său este prezentat în fotografia de mai jos.

TL494CN: diagramă funcțională

Deci, sarcina acestui microcircuit este modularea lățimii impulsurilor (PWM, sau în limba engleză Pulse Width Modulated (PWM)) a impulsurilor de tensiune generate atât în ​​interiorul UPS-urilor reglate, cât și nereglate. În sursele de alimentare de primul tip, intervalul de durată a impulsului, de regulă, atinge valoarea maximă posibilă (~ 48% pentru fiecare ieșire în circuitele push-pull utilizate pe scară largă pentru alimentarea amplificatoarelor audio auto).

Cipul TL494CN are un total de 6 pini de ieșire, 4 dintre ei (1, 2, 15, 16) sunt intrări la amplificatoare de eroare interne utilizate pentru a proteja UPS-ul de suprasarcinile curente și potențiale. Pinul #4 este o intrare de semnal de la 0 la 3V pentru ajustarea ciclului de lucru al undei pătrate de ieșire, iar #3 este o ieșire de comparație și poate fi utilizat în mai multe moduri. Alți 4 (numerele 8, 9, 10, 11) sunt colectori liberi și emițători de tranzistoare cu un curent de sarcină maxim admisibil de 250 mA (în modul continuu, nu mai mult de 200 mA). Acestea pot fi conectate în perechi (9 cu 10 și 8 cu 11) pentru a controla dispozitive de câmp puternice cu un curent maxim admisibil de 500 mA (nu mai mult de 400 mA în modul continuu).

Care este structura internă a TL494CN? Diagrama acestuia este prezentată în figura de mai jos.

Microcircuitul are încorporată o sursă de tensiune de referință (ION) +5 V (nr. 14). Este de obicei folosit ca tensiune de referință (cu o precizie de ± 1%) aplicată intrărilor circuitelor care consumă nu mai mult de 10 mA, de exemplu, la pinul 13 la alegerea funcționării cu unul sau două cicluri a microcircuit: dacă +5 V este prezent, al doilea mod este selectat, dacă există o tensiune de alimentare minus pe el - primul.

Pentru a regla frecvența generatorului de tensiune din dinți de ferăstrău (GPN), se utilizează un condensator și un rezistor, conectați la pinii 5 și, respectiv, 6. Și, desigur, microcircuitul are terminale pentru conectarea plusului și minusului sursei de alimentare (numerele 12 și, respectiv, 7) în intervalul de la 7 la 42 V.

Din diagramă se poate observa că există o serie de dispozitive interne în TL494CN. O descriere în limba rusă a scopului lor funcțional va fi dată mai jos în cursul prezentării materialului.

Funcții terminale de intrare

La fel ca orice alt dispozitiv electronic. Microcircuitul în cauză are propriile intrări și ieșiri. Vom începe cu primul. O listă cu acești pini TL494CN a fost deja prezentată mai sus. O descriere în limba rusă a scopului lor funcțional va fi oferită mai jos, cu explicații detaliate.

Concluzia 1

Aceasta este intrarea pozitivă (neinversoare) a amplificatorului de eroare 1. Dacă tensiunea de pe acesta este mai mică decât tensiunea de pe pinul 2, ieșirea amplificatorului de eroare 1 va fi scăzută. Dacă este mai mare decât pe pinul 2, semnalul amplificatorului de eroare 1 va deveni ridicat. Ieșirea amplificatorului reproduce în esență intrarea pozitivă folosind pinul 2 ca referință. Funcțiile amplificatoarelor de eroare vor fi descrise mai detaliat mai jos.

Concluzia 2

Aceasta este intrarea negativă (inversoare) a amplificatorului de eroare 1. Dacă acest pin este mai mare decât pinul 1, ieșirea amplificatorului de eroare 1 va fi scăzută. Dacă tensiunea la acest pin este mai mică decât tensiunea la pinul 1, ieșirea amplificatorului va fi ridicată.

Concluzia 15

Funcționează exact la fel ca # 2. Adesea, cel de-al doilea amplificator de eroare nu este utilizat în TL494CN. În acest caz, circuitul său de comutare conține pinul 15 pur și simplu conectat la al 14-lea (tensiune de referință +5 V).

Concluzia 16

Funcționează la fel ca # 1. Este de obicei conectat la comunul # 7 când al doilea amplificator de eroare nu este utilizat. Cu pinul 15 conectat la +5V și #16 conectat la comun, ieșirea celui de-al doilea amplificator este scăzută și, prin urmare, nu are niciun efect asupra funcționării cipului.

Concluzia 3

Acest pin și fiecare amplificator intern TL494CN sunt cuplate cu diode. Dacă semnalul de la ieșirea oricăruia dintre ele se schimbă de la scăzut la ridicat, atunci la numărul 3 ajunge și la sus. Când semnalul de pe acest pin depășește 3,3 V, impulsurile de ieșire se opresc (ciclu de lucru zero). Când tensiunea de pe acesta este aproape de 0 V, durata impulsului este maximă. Între 0 și 3,3 V, lățimea impulsului este între 50% și 0% (pentru fiecare dintre ieșirile controlerului PWM - pe pinii 9 și 10 pe majoritatea dispozitivelor).

Dacă este necesar, pinul 3 poate fi folosit ca semnal de intrare sau poate fi folosit pentru a asigura amortizarea ratei de modificare a lățimii impulsului. Dacă tensiunea de pe acesta este ridicată (> ~ 3,5 V), nu există nicio modalitate de a porni UPS-ul pe controlerul PWM (nu vor exista impulsuri de la acesta).

Concluzia 4

Acesta controlează ciclul de lucru al impulsurilor de ieșire (ing. Dead-Time Control). Dacă tensiunea de pe acesta este aproape de 0 V, microcircuitul va putea emite atât lățimea minimă posibilă, cât și lățimea maximă a impulsului (determinată de alte semnale de intrare). Dacă la acest pin este aplicată o tensiune de aproximativ 1,5 V, lățimea impulsului de ieșire va fi limitată la 50% din lățimea maximă (sau ~25% ciclu de lucru pentru un controler PWM push-pull). Dacă tensiunea de pe acesta este mare (> ~ 3,5 V), nu există nicio modalitate de a porni UPS-ul pe TL494CN. Circuitul său de comutare conține adesea numărul 4, conectat direct la pământ.

• Important de reținut! Semnalul de pe pinii 3 și 4 ar trebui să fie mai mic de ~ 3,3 V. Ce se întâmplă dacă este aproape, de exemplu, de +5 V? Cum se va comporta atunci TL494CN? Circuitul convertorului de tensiune de pe acesta nu va genera impulsuri, de exemplu. nu va exista tensiune de ieșire de la UPS.

Concluzia 5

Servește la conectarea condensatorului de temporizare Ct, iar al doilea contact al acestuia este conectat la masă. Valorile capacității sunt de obicei între 0,01 μF și 0,1 μF. Modificările valorii acestei componente duc la o modificare a frecvenței GPN și a impulsurilor de ieșire ale controlerului PWM. De regulă, aici sunt utilizați condensatori de înaltă calitate cu un coeficient de temperatură foarte scăzut (cu o schimbare foarte mică a capacității cu schimbarea temperaturii).

Concluzia 6

Pentru a conecta rezistența de setare a timpului Rt și al doilea contact al acestuia este conectat la masă. Valorile Rt și Ct determină frecvența FPG.

• f = 1,1: (Rt x Ct).

Concluzia 7

Se conectează la firul comun al circuitului dispozitivului de pe controlerul PWM.

Concluzia 12

Este marcat cu literele VCC. La aceasta este conectat „plusul” sursei de alimentare TL494CN. Circuitul său de comutare conține de obicei nr. 12 conectat la întrerupătorul de alimentare. Multe UPS-uri folosesc acest pin pentru a porni și opri alimentarea (și UPS-ul în sine). Dacă are +12 V și numărul 7 este împământat, cipurile GPN și ION vor funcționa.

Concluzia 13

Aceasta este intrarea modului de operare. Funcționarea sa a fost descrisă mai sus.

Funcții terminale de ieșire

De asemenea, au fost enumerate mai sus pentru TL494CN. O descriere în limba rusă a scopului lor funcțional va fi oferită mai jos, cu explicații detaliate.

Concluzia 8

Există 2 tranzistori npn pe acest cip care sunt cheile sale de ieșire. Acest pin este colectorul tranzistorului 1, de obicei conectat la o sursă de tensiune DC (12 V). Cu toate acestea, în circuitele unor dispozitive este folosit ca ieșire și puteți vedea un meandre pe el (precum și pe nr. 11).

Concluzia 9

Acesta este emițătorul tranzistorului 1. Acesta conduce tranzistorul de putere al UPS-ului (efect de câmp în majoritatea cazurilor) într-un circuit push-pull, fie direct, fie printr-un tranzistor intermediar.

Concluzia 10

Acesta este emițătorul tranzistorului 2. În funcționarea cu un singur ciclu, semnalul de pe acesta este același ca pe nr. 9. În modul push-pull, semnalele de pe nr. 9 și 10 sunt defazate, adică atunci când nivelul semnalului este ridicat la unul, este scăzut pe celălalt și invers. În majoritatea dispozitivelor, semnalele de la emițătorii comutatoarelor tranzistorului de ieșire ale microcircuitului în cauză conduc tranzistoare puternice cu efect de câmp, care sunt conduse în starea ON atunci când tensiunea la pinii 9 și 10 este mare (peste ~ 3,5 V, dar nu se referă la nivelul de 3,3 V de pe nr. 3 și 4).

Concluzia 11

Acesta este colectorul tranzistorului 2, de obicei conectat la o sursă de tensiune DC (+12 V).

• Notă: În dispozitivele de pe TL494CN, circuitul de comutare poate conține atât colectori, cât și emițători ai tranzistorilor 1 și 2 ca ieșiri ale controlerului PWM, deși a doua opțiune este mai comună. Există, totuși, opțiuni când exact pinii 8 și 11 sunt ieșiri. Dacă găsiți un mic transformator în circuitul dintre IC și FET-uri, cel mai probabil semnalul de ieșire este luat de la ei (de la colectoare).

Concluzia 14

Aceasta este ieșirea ION, de asemenea descrisă mai sus.

Principiul de funcționare

Cum funcționează cipul TL494CN? Vom oferi o descriere a ordinii lucrărilor sale pe baza materialelor de la Motorola, Inc. Ieșirea de modulare a lățimii impulsului este obținută prin compararea semnalului pozitiv din dinte de ferăstrău de la condensatorul Ct cu oricare dintre cele două semnale de control. Tranzistoarele de ieșire Q1 și Q2 sunt cu porți NOR pentru a le deschide numai atunci când intrarea ceasului de declanșare (C1) (vezi diagrama funcțională TL494CN) scade.

Astfel, dacă nivelul unei unități logice este la intrarea C1 a declanșatorului, atunci tranzistoarele de ieșire sunt închise în ambele moduri de funcționare: un singur ciclu și push-pull. Dacă este prezent un semnal la această intrare, atunci în modul push-pull, tranzistorul se deschid unul câte unul la sosirea unei opriri a impulsului de ceas la declanșator. În modul cu un singur ciclu, declanșatorul nu este utilizat și ambele taste de ieșire se deschid sincron.

Această stare deschisă (în ambele moduri) este posibilă numai în acea parte a perioadei FPV când tensiunea dinților de ferăstrău este mai mare decât semnalele de control. Astfel, o creștere sau scădere a mărimii semnalului de comandă determină, respectiv, o creștere liniară sau o scădere a lățimii impulsurilor de tensiune la ieșirile microcircuitului.

Ca semnale de control, pot fi utilizate tensiunea de la pinul 4 (controlul timpului mort), intrările amplificatoarelor de eroare sau intrarea semnalului de feedback de la pinul 3.

Primii pași în lucrul cu un microcircuit

Înainte de a realiza orice dispozitiv util, este recomandat să studiați modul în care funcționează TL494CN. Cum să-i verific performanța?

Luați placa, montați cipul pe ea și conectați firele conform diagramei de mai jos.

Dacă totul este conectat corect, atunci circuitul va funcționa. Lăsați pinii 3 și 4 să nu fie liberi. Utilizați osciloscopul pentru a verifica funcționarea FPV - ar trebui să vedeți o tensiune cu dinte de ferăstrău la pinul 6. Ieșirile vor fi zero. Cum să determinați performanța lor în TL494CN. Se poate verifica astfel:

1. Conectați ieșirea de feedback (#3) și ieșirea de control a timpului mort (#4) la comun (#7).
2. Acum ar trebui să puteți detecta impulsuri dreptunghiulare la ieșirile cipului.

Cum se amplifica semnalul de ieșire?

Ieșirea TL494CN este un curent destul de scăzut și cu siguranță doriți mai multă putere. Astfel, trebuie să adăugăm niște tranzistoare puternice. Cele mai ușor de utilizat (și foarte ușor de obținut - de la o placă de bază de computer veche) sunt MOSFET-urile de putere cu canale n. În același timp, trebuie să inversăm ieșirea TL494CN, deoarece dacă conectăm un MOSFET cu canale n la acesta, atunci în absența unui impuls la ieșirea microcircuitului, acesta va fi deschis pentru flux de curent continuu. Când pur și simplu se poate arde ... Deci scoatem un tranzistor universal npn și îl conectăm conform diagramei de mai jos.

MOSFET-ul de putere din acest circuit este controlat pasiv. Acest lucru nu este foarte bun, dar pentru scopuri de testare și putere redusă este destul de potrivit. R1 în circuit este sarcina tranzistorului npn. Selectați-l în funcție de curentul maxim admisibil al colectorului său. R2 reprezintă sarcina treptei noastre de putere. În următoarele experimente, acesta va fi înlocuit cu un transformator.

Dacă ne uităm acum la semnalul de la pinul 6 al microcircuitului cu un osciloscop, vom vedea un „fierăstrău”. La numărul 8 (K1), încă se pot vedea impulsuri dreptunghiulare, iar la scurgerea MOSFET-ului, impulsurile au aceeași formă, dar mai mari.

Și cum să măresc tensiunea la ieșire?

Acum să creștem puțină tensiune cu TL494CN. Schema de comutare și cablare este aceeași - pe placa. Desigur, nu puteți obține o tensiune suficient de mare pe el, mai ales că nu există un radiator pe MOSFET-urile de putere. Totuși, conectați un mic transformator la treapta de ieșire conform acestei diagrame.

Înfășurarea primară a transformatorului conține 10 spire. Înfășurarea secundară conține aproximativ 100 de spire. Astfel, raportul de transformare este 10. Dacă aplicați 10V la primar, ar trebui să obțineți aproximativ 100V la ieșire. Miezul este făcut din ferită. Puteți utiliza un miez de dimensiuni medii de la un transformator de alimentare pentru PC.

Atenție, ieșirea transformatorului este de înaltă tensiune. Curentul este foarte scăzut și nu te va ucide. Dar poți obține o lovitură bună. Un alt pericol este că dacă puneți un condensator mare la ieșire, acesta va stoca multă încărcare. Prin urmare, după oprirea circuitului, acesta ar trebui să fie descărcat.

La ieșirea circuitului, puteți aprinde orice indicator ca un bec, ca în fotografia de mai jos.

Funcționează la tensiune DC și are nevoie de aproximativ 160 V pentru a se aprinde. (Sursa de alimentare a întregului dispozitiv este de aproximativ 15 V - cu un ordin de mărime mai mică.)

Circuitul de ieșire a transformatorului este utilizat pe scară largă în orice UPS, inclusiv în sursele de alimentare pentru PC. În aceste dispozitive, primul transformator, conectat prin comutatoare cu tranzistori la ieșirile controlerului PWM, servește pentru partea de joasă tensiune a circuitului, inclusiv TL494CN, din partea sa de înaltă tensiune, care conține transformatorul de tensiune de rețea.

Regulator de voltaj

De regulă, în dispozitivele electronice mici de casă, puterea este furnizată de un UPS tipic pentru PC, realizat pe TL494CN. Circuitul de alimentare al unui PC este bine cunoscut, iar blocurile în sine sunt ușor accesibile, deoarece milioane de computere vechi sunt eliminate anual sau vândute ca piese de schimb. Dar, de regulă, aceste UPS-uri nu produc tensiuni mai mari de 12 V. Acest lucru este prea puțin pentru o unitate de frecvență variabilă. Desigur, s-ar putea încerca să folosească un UPS PC cu supratensiune pentru 25V, dar va fi greu de găsit, iar prea multă putere va fi disipată la 5V în elementele logice.

Cu toate acestea, pe TL494 (sau analogi), puteți construi orice circuite cu acces la putere și tensiune crescute. Folosind piese tipice de la un UPS pentru PC și MOSFET-uri puternice de pe placa de bază, puteți construi un regulator de tensiune PWM pe TL494CN. Circuitul convertorului este prezentat în figura de mai jos.

Pe el puteți vedea circuitul pentru pornirea microcircuitului și treapta de ieșire pe două tranzistoare: un npn universal și un MOS puternic.

Părți principale: T1, Q1, L1, D1. T1 bipolar este folosit pentru a conduce un MOSFET de putere conectat într-un mod simplificat, așa-numitul. "pasiv". L1 este un inductor de la o veche imprimantă HP (aproximativ 50 de spire, 1 cm înălțime, 0,5 cm lățime cu înfășurări, șoc deschis). D1 este de pe alt dispozitiv. TL494 conectat cale alternativăîn raport cu cele de mai sus, deși oricare dintre ele poate fi folosit.

C8 este o capacitate mică, pentru a preveni efectul zgomotului care intră în intrarea amplificatorului de eroare, o valoare de 0,01 uF va fi mai mult sau mai puțin normală. Valorile mai mari vor încetini setarea tensiunii necesare.

C6 este un condensator și mai mic și este folosit pentru a filtra zgomotul de înaltă frecvență. Capacitatea sa este de până la câteva sute de picofaradi.

Nikolai Petrușov

TL494, ce fel de „fiară” este aceasta?

TL494 (Texas Instruments) este probabil cel mai obișnuit controler PWM, pe baza căruia a fost creată cea mai mare parte a surselor de alimentare pentru computer și a componentelor de alimentare ale diverselor aparate de uz casnic.
Și acum acest microcircuit este destul de popular printre radioamatorii implicați în construcția surselor de alimentare cu comutare. Analogul domestic al acestui microcircuit este M1114EU4 (KR1114EU4). În plus, diverse companii străine produc acest microcircuit cu denumiri diferite. De exemplu IR3M02 (Sharp), KA7500 (Samsung), MB3759 (Fujitsu). Totul este același cip.
Vârsta ei este mult mai mică decât TL431. A început să fie produs de Texas Instruments undeva la sfârșitul anilor 90 - începutul anilor 2000.
Să încercăm să ne dăm seama împreună ce este și ce fel de „fiară” este? Vom lua în considerare cipul TL494 (Texas Instruments).

Deci, să începem prin a ne uita la ceea ce este înăuntru.

Compoziţie.

Contine:
- generator de tensiune din dinti de fierastrau (GPN);
- comparator de reglare a timpului mort (DA1);
- Comparator de ajustare PWM (DA2);
- amplificator de eroare 1 (DA3), utilizat în principal pentru tensiune;
- amplificator de eroare 2 (DA4), utilizat în principal de semnalul limită de curent;
- o sursă stabilă de tensiune de referință (ION) pentru 5V cu o ieșire externă 14;
- circuitul de control al etajului de ieșire.

Apoi, desigur, vom lua în considerare toate componentele sale și vom încerca să ne dăm seama pentru ce sunt toate acestea și cum funcționează totul, dar mai întâi va fi necesar să îi oferim parametrii de funcționare (caracteristicile).

Opțiuni	Min.	Max.	Unitate Schimbare
V CC Tensiune de alimentare	7	40	LA
V I Tensiunea de intrare a amplificatorului	-0,3	VCC-2	LA
V O Tensiune colector		40	LA
curent de colector (fiecare tranzistor)		200	mA
Curent de feedback		0,3	mA
f OSC Frecvența oscilatorului	1	300	kHz
C T Condensator alternator	0,47	10000	nF
R T Rezistența rezistenței generatorului	1,8	500	kOhm
T A Temperatura de lucru TL494C TL494I	0	70	°C
	-40	85	°C

Caracteristicile sale limitative sunt următoarele;

Tensiunea de alimentare................................................ .....41V

Tensiunea de intrare a amplificatorului..................................(Vcc+0,3)V

Tensiunea de ieșire a colectorului.............................41V

Curentul de ieșire al colectorului.............................................. .....250mA

Putere disipată totală în modul continuu....1W

Locația și scopul pinii microcircuitului.

Concluzia 1

Aceasta este intrarea neinversoare (pozitivă) a amplificatorului de eroare 1.
Dacă tensiunea de intrare este mai mică decât tensiunea de la pinul 2, atunci nu va exista nicio tensiune la ieșirea acestui amplificator de eroare 1 (ieșirea va fi scăzută) și nu va avea niciun efect asupra lățimii (ciclului de lucru) a impulsurilor de ieșire.
Dacă tensiunea la acest pin este mai mare decât la pinul 2, atunci tensiunea va apărea la ieșirea acestui amplificator 1 (ieșirea amplificatorului 1 va avea un nivel ridicat), iar lățimea (ciclul de lucru) a impulsurilor de ieșire va scădea cu atât mai mare este tensiunea de ieșire a acestui amplificator (maximum 3,3 volți).

Concluzia 2

Aceasta este intrarea inversoare (negativă) a amplificatorului de eroare 1.
Dacă tensiunea de intrare la acest pin este mai mare decât pinul 1, nu va exista nicio eroare de tensiune la ieșirea amplificatorului (ieșirea va fi scăzută) și nu va avea niciun efect asupra lățimii (ciclului de lucru) a impulsurilor de ieșire.
Dacă tensiunea la acest pin este mai mică decât la pinul 1, ieșirea amplificatorului va fi ridicată.

Amplificatorul de eroare este un amplificator operațional convențional cu un câștig de ordinul = 70..95dB pentru tensiune DC, (Ku = 1 la o frecvență de 350 kHz). Gama de tensiune de intrare a amplificatorului operațional se extinde de la -0,3V la tensiunea de alimentare, minus 2V. Adică, tensiunea maximă de intrare trebuie să fie cu cel puțin doi volți mai mică decât tensiunea de alimentare.

Concluzia 3

Acestea sunt ieșirile amplificatoarelor de eroare 1 și 2 conectate la această ieșire prin diode (circuit OR). Dacă tensiunea de la ieșirea oricărui amplificator se schimbă de la scăzut la ridicat, atunci la pinul 3 crește și el.
Dacă tensiunea la acest pin depășește 3,3 V, atunci impulsurile de la ieșirea microcircuitului dispar (ciclu de lucru zero).
Dacă tensiunea la acest pin este aproape de 0 V, atunci durata impulsurilor de ieșire (ciclul de lucru) va fi maximă.

Pinul 3 este utilizat în mod normal pentru a furniza feedback amplificatoarelor, dar dacă este necesar, pinul 3 poate fi folosit și ca intrare pentru a oferi variație a lățimii impulsului.
Dacă tensiunea este mare (> ~ 3,5 V), atunci nu vor exista impulsuri la ieșirea MS. Alimentarea nu va porni sub nicio formă.

Concluzia 4

Controlează intervalul de schimbare a timpului „mort” (ing. Dead-Time Control), în principiu, acesta este același ciclu de funcționare.
Dacă tensiunea de pe acesta este apropiată de 0 V, atunci ieșirea microcircuitului va avea atât lățimile minime posibile, cât și maxime ale impulsului, care pot fi setate de alte semnale de intrare (amplificatoare de eroare, pin 3).
Dacă tensiunea la acest pin este de aproximativ 1,5 V, atunci lățimea impulsurilor de ieșire va fi în regiunea de 50% din lățimea lor maximă.
Dacă tensiunea la acest pin depășește 3,3 V, atunci nu vor exista impulsuri la ieșirea MS. Alimentarea nu va porni sub nicio formă.
Dar nu trebuie să uitați că odată cu creșterea timpului „mort”, intervalul de reglare PWM va scădea.

Schimbând tensiunea la pinul 4, puteți seta o lățime fixă ​​a timpului „mort” (divizor R-R), puteți implementa un mod de pornire ușoară în PSU (lanțul R-C), puteți asigura oprirea de la distanță a MS (cheie) și dvs. poate folosi acest pin și ca intrare de control liniară.

Să ne gândim (pentru cei care nu știu) ce este timpul „mort” și pentru ce este.
Când funcționează un circuit de alimentare push-pull, impulsurile sunt alimentate alternativ de la ieșirile microcircuitului la bazele (porțile) tranzistoarelor de ieșire. Deoarece orice tranzistor este un element inerțial, nu se poate închide (deschide) instantaneu atunci când un semnal este îndepărtat (aplicat) de la baza (poarta) tranzistorului de ieșire. Și dacă impulsurile sunt aplicate tranzistorilor de ieșire fără timp „mort” (adică un impuls este îndepărtat de la unul și aplicat imediat celui de-al doilea), poate veni un moment în care un tranzistor nu are timp să se închidă, iar al doilea are deja deschis. Apoi, întregul curent (numit prin curent) va curge prin ambele tranzistoare deschise ocolind sarcina (înfășurarea transformatorului) și, deoarece nu va fi limitat de nimic, tranzistoarele de ieșire vor eșua instantaneu.
Pentru a preveni acest lucru, este necesar după sfârșitul unui impuls și înainte de începerea următorului - a trecut un anumit timp, suficient pentru închiderea fiabilă a tranzistorului de ieșire, de la intrarea căruia a fost eliminat semnalul de control.
Acest timp se numește timp „mort”.

Da, chiar dacă te uiți la figura cu compoziția microcircuitului, vedem că pinul 4 este conectat la intrarea comparatorului de reglare a timpului mort (DA1) printr-o sursă de tensiune de 0,1-0,12 V. De ce se face acest lucru?
Acest lucru se face doar astfel încât lățimea maximă (ciclul de lucru) a impulsurilor de ieșire să nu fie niciodată egală cu 100%, pentru a asigura funcționarea în siguranță a tranzistoarelor de ieșire (ieșire).
Adică, dacă „puneți” pinul 4 pe un fir comun, atunci la intrarea comparatorului DA1 nu va exista încă o tensiune zero, dar va exista o tensiune de doar această valoare (0,1-0,12 V) și impulsuri de la generatorul de tensiune din dinți de ferăstrău (GPN) va apărea la ieșirea microcircuitului numai atunci când amplitudinea lor la pinul 5 depășește această tensiune. Adică, microcircuitul are un prag maxim fix al ciclului de lucru al impulsurilor de ieșire, care nu va depăși 95-96% pentru funcționarea cu un singur ciclu a etapei de ieșire și 47,5-48% pentru funcționarea în două cicluri a ieșirii. etapă.

Concluzia 5

Aceasta este ieșirea GPN-ului, este proiectat să conecteze la acesta un condensator de setare a timpului Ct, al cărui capăt este conectat la un fir comun. Capacitatea sa este de obicei selectată de la 0,01 μF la 0,1 μF, în funcție de frecvența de ieșire a impulsurilor FPG ale controlerului PWM. De regulă, aici sunt utilizați condensatori de înaltă calitate.
Frecvența de ieșire a GPN poate fi controlată doar la acest pin. Gama tensiunii de ieșire a generatorului (amplitudinea impulsurilor de ieșire) este undeva în regiunea de 3 volți.

Concluzia 6

Este, de asemenea, ieșirea GPN, concepută pentru a conecta la acesta o rezistență de setare a timpului Rt, al cărui capăt este conectat la un fir comun.
Valorile Rt și Ct determină frecvența de ieșire a GPN și sunt calculate prin formula pentru o funcționare cu un singur ciclu;

Pentru un mod de operare push-pull, formula are următoarea formă;

Pentru controlerele PWM de la alte companii, frecvența este calculată folosind aceeași formulă, cu excepția faptului că numărul 1 va trebui schimbat la 1.1.

Concluzia 7

Se conectează la firul comun al circuitului dispozitivului de pe controlerul PWM.

Concluzia 8

Microcircuitul are o etapă de ieșire cu două tranzistoare de ieșire, care sunt cheile sale de ieșire. Bornele colectorului și emițătorului acestor tranzistoare sunt libere și, prin urmare, în funcție de nevoie, acești tranzistori pot fi incluși în circuit pentru a funcționa atât cu un emițător comun, cât și cu un colector comun.
În funcție de tensiunea de la pinul 13, această etapă de ieșire poate funcționa atât în ​​regim push-pull, cât și în funcționare cu un singur ciclu. În funcționarea cu un singur ciclu, acești tranzistori pot fi conectați în paralel pentru a crește curentul de sarcină, ceea ce se face de obicei.
Deci, pinul 8 este pinul colector al tranzistorului 1.

Concluzia 9

Acesta este terminalul emițătorului tranzistorului 1.

Concluzia 10

Acesta este terminalul emițătorului tranzistorului 2.

Concluzia 11

Acesta este colectorul tranzistorului 2.

Concluzia 12

La acest pin este conectat „plusul” sursei de alimentare TL494CN.

Concluzia 13

Aceasta este ieșirea pentru selectarea modului de funcționare al treptei de ieșire. Dacă acest pin este conectat la masă, treapta de ieșire va funcționa în modul single-ended. Semnalele de ieșire la ieșirile comutatoarelor cu tranzistori vor fi aceleași.
Dacă aplicați o tensiune de +5 V acestui pin (conectați pinii 13 și 14 unul la altul), atunci tastele de ieșire vor funcționa în modul push-pull. Semnalele de ieșire la bornele comutatoarelor tranzistorului vor fi defazate, iar frecvența impulsurilor de ieșire va fi la jumătate.

Concluzia 14

Aceasta este ieșirea grajdului Și sursă O porno H tensiune (ION), Cu o tensiune de ieșire de +5 V și un curent de ieșire de până la 10 mA, care poate fi folosit ca referință pentru comparație în amplificatoare de eroare și în alte scopuri.

Concluzia 15

Funcționează exact ca pinul 2. Dacă un al doilea amplificator de eroare nu este utilizat, atunci pinul 15 este pur și simplu conectat la pinul 14 (referință +5V).

Concluzia 16

Funcționează în același mod ca pinul 1. Dacă al doilea amplificator de eroare nu este utilizat, atunci acesta este de obicei conectat la firul comun (pin 7).
Cu pinul 15 conectat la +5V și pinul 16 conectat la masă, nu există tensiune de ieșire de la al doilea amplificator, așa că nu are niciun efect asupra funcționării cipului.

Principiul de funcționare al microcircuitului.

Deci, cum funcționează controlerul TL494 PWM.
Mai sus, am examinat în detaliu scopul pinii acestui microcircuit și ce funcție îndeplinesc.
Dacă toate acestea sunt analizate cu atenție, atunci din toate acestea devine clar cum funcționează acest cip. Dar voi descrie încă o dată foarte pe scurt principiul activității sale.

Când microcircuitul este de obicei pornit și îi este furnizată energie (minus pinului 7, plus pinului 12), GPN începe să genereze impulsuri dinți de ferăstrău cu o amplitudine de aproximativ 3 volți, a căror frecvență depinde de C și R. conectat la pinii 5 și 6 ai microcircuitului.
Dacă valoarea semnalelor de control (la pinii 3 și 4) este mai mică de 3 volți, atunci pe tastele de ieșire ale microcircuitului apar impulsuri dreptunghiulare, a căror lățime (ciclu de lucru) depinde de valoarea semnalelor de control la pini. 3 și 4.
Adică, microcircuitul compară tensiunea pozitivă din dinte de ferăstrău de la condensatorul Ct (C1) cu oricare dintre cele două semnale de control.
Circuitele logice pentru controlul tranzistorilor de ieșire VT1 și VT2 le deschid numai atunci când tensiunea impulsurilor dinți de ferăstrău este mai mare decât semnalele de control. Și cu cât această diferență este mai mare, cu atât impulsul de ieșire este mai larg (mai mult ciclu de lucru).
Tensiunea de control la pinul 3, la rândul său, depinde de semnalele de la intrările amplificatoarelor operaționale (amplificatoare de eroare), care la rândul lor pot controla tensiunea de ieșire și curentul de ieșire al PSU.

Astfel, o creștere sau scădere a valorii oricărui semnal de control determină, respectiv, o scădere liniară sau o creștere a lățimii impulsurilor de tensiune la ieșirile microcircuitului.
Ca semnale de control, așa cum sa menționat mai sus, pot fi utilizate tensiunea de la pinul 4 (controlul timpului mort), intrările amplificatoarelor de eroare sau semnalul de feedback direct de la pinul 3.

Teoria, după cum se spune, este teorie, dar va fi mult mai bine să vezi și să „simți” toate acestea în practică, așa că haideți să asamblam următoarea schemă pe placa de laborator și să vedem direct cum funcționează totul.

Cel mai simplu și drumul rapid- Pune totul împreună pe o placă. Da, am instalat cipul KA7500. Am pus ieșirea „13” a microcircuitului pe un fir comun, adică tastele noastre de ieșire vor funcționa în modul cu un singur ciclu (semnalele de pe tranzistoare vor fi aceleași), iar rata de repetiție a impulsurilor de ieșire va corespunde la frecvența tensiunii din dinte de ferăstrău a GPN.

Am conectat osciloscopul la următoarele puncte de testare:
- Primul fascicul la pinul „4”, pentru a controla tensiunea DC pe acest pin. Situat în centrul ecranului pe linia zero. Sensibilitate - 1 volt pe diviziune;
- Al doilea fascicul la ieșirea „5”, pentru a controla tensiunea din dinte de ferăstrău a GPN. De asemenea, este situat pe linia zero (ambele fascicule sunt combinate) in centrul osciloscopului si cu aceeasi sensibilitate;
- Al treilea fascicul la ieșirea microcircuitului la ieșirea „9”, pentru a controla impulsurile la ieșirea microcircuitului. Sensibilitatea fasciculului este de 5 volți pe diviziune (0,5 volți, plus un divizor cu 10). Situat în partea de jos a ecranului osciloscopului.

Am uitat să spun că cheile de ieșire ale microcircuitului sunt conectate la un colector comun. Cu alte cuvinte, conform schemei de urmărire a emițătorului. De ce un repetor? Pentru că semnalul de la emițătorul tranzistorului repetă exact semnalul de bază, astfel încât să putem vedea totul clar.
Dacă eliminați semnalul din colectorul tranzistorului, atunci acesta va fi inversat (întors) în raport cu semnalul de bază.
Alimentam microcircuitul și vedem ce avem la ieșiri.

Pe al patrulea picior avem zero (glisorul mașinii de tuns este în poziția sa cea mai de jos), primul fascicul este pe linia zero din centrul ecranului. Nici amplificatoarele de eroare nu funcționează.
Pe al cincilea picior, vedem tensiunea dinte de ferăstrău a GPN (al doilea fascicul), cu o amplitudine de puțin mai mult de 3 volți.
La ieșirea microcircuitului (pin 9), vedem impulsuri dreptunghiulare cu o amplitudine de aproximativ 15 volți și o lățime maximă (96%). Punctele din partea de jos a ecranului sunt doar un prag fix al ciclului de lucru. Pentru a-l face mai vizibil, porniți întinderea pe osciloscop.

Ei bine, acum o poți vedea mai bine. Acesta este exact momentul în care amplitudinea impulsului scade la zero și tranzistorul de ieșire este închis pentru acest timp scurt. Nivel zero pentru acest fascicul în partea de jos a ecranului.
Ei bine, să adăugăm tensiune la pinul 4 și să vedem ce obținem.

La pinul „4” cu un rezistor trimmer, am setat o tensiune constantă de 1 volt, primul fascicul a crescut cu o diviziune (o linie dreaptă pe ecranul osciloscopului). Ce vedem? Timpul mort a crescut (ciclul de lucru a scăzut), este o linie punctată în partea de jos a ecranului. Adică, tranzistorul de ieșire este închis pentru o perioadă pentru aproximativ jumătate din durata impulsului în sine.
Să mai adăugăm un volt cu un rezistor de reglare la pinul „4” al microcircuitului.

Vedem că primul fascicul a crescut cu o diviziune în sus, durata impulsurilor de ieșire a devenit și mai scurtă (1/3 din durata întregului impuls), iar timpul mort (timpul de închidere a tranzistorului de ieșire) a crescut la doua treimi. Adică, se vede clar că logica microcircuitului compară nivelul semnalului GPN cu nivelul semnalului de control și trece la ieșire doar acel semnal GPN, al cărui nivel este mai mare decât semnalul de control.

Pentru a fi și mai clar, durata (lățimea) impulsurilor de ieșire ale microcircuitului va fi aceeași cu durata (lățimea) impulsurilor de ieșire a tensiunii din dinți de ferăstrău care sunt peste nivelul semnalului de control (peste o linie dreaptă pe ecranul osciloscopului).

Continuați, adăugați încă un volt la pinul „4” al microcircuitului. Ce vedem? La ieșirea microcircuitului, impulsurile foarte scurte au aproximativ aceeași lățime cu cele care ies deasupra liniei drepte din partea superioară a tensiunii dinte de ferăstrău. Porniți întinderea pe osciloscop, astfel încât pulsul să poată fi văzut mai bine.

Aici, vedem un impuls scurt, timp în care tranzistorul de ieșire va fi deschis, iar restul timpului (linia de jos de pe ecran) va fi închisă.
Ei bine, să încercăm să creștem și mai mult tensiunea la pinul „4”. Setăm tensiunea la ieșire cu un rezistor trimmer peste nivelul tensiunii din dinte de ferăstrău a GPN.

Ei bine, asta este, PSU-ul nu va mai funcționa pentru noi, deoarece ieșirea este complet „calmă”. Nu există impulsuri de ieșire, deoarece la pinul de control „4” avem un nivel constant de tensiune mai mare de 3,3 volți.
Absolut același lucru se va întâmpla dacă aplicați un semnal de control la pinul „3” sau la un fel de amplificator de eroare. Dacă sunteți interesat, îl puteți verifica singur. Mai mult, dacă semnalele de control sunt imediat pe toate ieșirile de control, controlați microcircuitul (prevalează), va exista un semnal de la acea ieșire de control, a cărui amplitudine este mai mare.

Ei bine, să încercăm să deconectam ieșirea „13” de la firul comun și să o conectăm la ieșirea „14”, adică să comutăm modul de funcționare al tastelor de ieșire de la un ciclu la un ciclu dublu. Să vedem ce putem face.

Cu un trimmer, aducem din nou tensiunea la pinul „4” la zero. Pornim alimentarea. Ce vedem?
La ieșirea microcircuitului, există și impulsuri dreptunghiulare de durată maximă, dar rata de repetare a acestora a devenit jumătate din frecvența impulsurilor dinți de ferăstrău.
Aceleași impulsuri vor fi pe cel de-al doilea tranzistor cheie al microcircuitului (pinul 10), singura diferență fiind că acestea vor fi deplasate în timp față de acestea cu 180 de grade.
Există, de asemenea, un prag maxim al ciclului de lucru (2%). Acum nu este vizibil, trebuie să conectați al 4-lea fascicul al osciloscopului și să combinați cele două semnale de ieșire împreună. A patra sondă nu este la îndemână, așa că nu am făcut-o. Cine dorește, verificați singur pentru a vă asigura de acest lucru.

În acest mod, microcircuitul funcționează exact în același mod ca în modul cu un singur ciclu, cu singura diferență că durata maximă a impulsurilor de ieșire aici nu va depăși 48% din durata totală a impulsului.
Deci nu vom lua în considerare acest mod mult timp, ci doar vedem ce fel de impulsuri vom avea la o tensiune la pinul „4” de doi volți.

Creștem tensiunea cu un rezistor de reglare. Lățimea impulsurilor de ieșire a scăzut la 1/6 din durata totală a impulsului, adică exact de două ori mai mult decât în ​​modul de funcționare cu un singur ciclu al comutatoarelor de ieșire (de 1/3 ori acolo).
La ieșirea celui de-al doilea tranzistor (pin 10) vor exista aceleași impulsuri, doar deplasate în timp cu 180 de grade.
Ei bine, în principiu, am analizat funcționarea controlerului PWM.

Mai multe despre concluzia „4”. După cum am menționat mai devreme, acest pin poate fi folosit pentru a porni „soft” sursa de alimentare. Cum să-l organizezi?
Foarte simplu. Pentru a face acest lucru, conectați-vă la lanțul RC de ieșire „4”. Iată un exemplu de fragment de diagramă:

Cum funcționează „pornirea soft” aici? Să ne uităm la diagramă. Condensatorul C1 este conectat la ION (+5 volți) prin rezistența R5.
Când microcircuitul este alimentat (pin 12), +5 volți apare la pinul 14. Condensatorul C1 începe să se încarce. Curentul de încărcare al condensatorului trece prin rezistorul R5, în momentul pornirii acestuia este maxim (condensatorul este descărcat) și are loc o scădere de tensiune de 5 volți pe rezistor, care se aplică la ieșirea „4”. Această tensiune, așa cum am aflat deja prin experiență, interzice trecerea impulsurilor la ieșirea microcircuitului.
Pe măsură ce condensatorul se încarcă, curentul de încărcare scade și scăderea tensiunii pe rezistor scade în consecință. Tensiunea de la pinul „4” scade și ea și impulsurile încep să apară la ieșirea microcircuitului, a căror durată crește treptat (pe măsură ce condensatorul se încarcă). Când condensatorul este încărcat complet, curentul de încărcare se oprește, tensiunea la pinul „4” devine aproape de zero, iar pinul „4” nu mai afectează durata impulsurilor de ieșire. Sursa de alimentare intră în modul său de funcționare.
Desigur, ați ghicit că ora de pornire a PSU (ieșirea sa în modul de funcționare) va depinde de valoarea rezistorului și a condensatorului, iar prin selectarea acestora va fi posibilă reglarea acestui timp.

Ei bine, aceasta este pe scurt întreaga teorie și practică și nu este nimic deosebit de complicat aici, iar dacă înțelegeți și înțelegeți funcționarea acestui PWM, atunci nu vă va fi dificil să înțelegeți și să înțelegeți munca altor PWM-uri.

Vă doresc tuturor noroc.