แหล่งจ่ายไฟบน tl494 พร้อมจุดกึ่งกลาง แผนผังของแหล่งจ่ายไฟสลับในห้องปฏิบัติการบน TL494
วัสดุนี้มีแอพแอนิเมชั่นจำนวนมาก !!!
สำหรับเบราว์เซอร์ Microsoft Internet Extlorer คุณต้องปิดใช้งานคุณสมบัติบางอย่างชั่วคราว ได้แก่:
- ปิดแถบบูรณาการจาก Yandex, Google และอื่น ๆ
- ปิดแถบสถานะ (ยกเลิกการเลือก):
ปิดแถบที่อยู่:
คุณสามารถปิดปุ่มปกติได้ แต่พื้นที่หน้าจอที่ได้ก็เพียงพอแล้ว
มิฉะนั้น ไม่จำเป็นต้องปรับแต่งเพิ่มเติม - วัสดุจะถูกควบคุมโดยใช้ปุ่มที่ติดตั้งในวัสดุ และคุณสามารถนำแผงที่ถอดออกกลับเข้าที่ได้ทุกเมื่อ
การแปลงพลังงาน
ก่อนที่จะดำเนินการอธิบายหลักการทำงานของอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง เราควรระลึกถึงรายละเอียดบางอย่างจากวิชาฟิสิกส์ทั่วไป กล่าวคือ ไฟฟ้าคืออะไร สนามแม่เหล็กคืออะไร และพวกมันพึ่งพาอาศัยกันอย่างไร
เราจะไม่เจาะลึกเกินไปและเราจะเงียบเกี่ยวกับสาเหตุของการปรากฏตัวของไฟฟ้าในวัตถุต่าง ๆ - สำหรับสิ่งนี้คุณต้องพิมพ์ซ้ำ 1/4 ของหลักสูตรฟิสิกส์อย่างโง่เขลาดังนั้นเราหวังว่าผู้อ่านจะรู้ว่าไฟฟ้าคืออะไร ไม่ใช่จากคำจารึกบนป้าย "อย่าเข้ามา - จะฆ่า!" อย่างไรก็ตาม ในการเริ่มต้น ให้เราระลึกว่ามันเกิดอะไรขึ้น นี่คือไฟฟ้าเอง หรือก็คือแรงดันไฟฟ้านั่นเอง
ทีนี้ ตามทฤษฎีแล้ว สมมติว่าเรามีตัวนำเป็นโหลด นั่นคือ ชิ้นส่วนของลวดที่พบมากที่สุด จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อกระแสไหลผ่านมันแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนในรูปต่อไปนี้:
หากทุกอย่างชัดเจนเกี่ยวกับตัวนำและสนามแม่เหล็กรอบตัวเราจะพับตัวนำไม่ให้เป็นวงแหวน แต่ออกเป็นหลาย ๆ วงเพื่อให้ตัวเหนี่ยวนำของเราแสดงตัวมากขึ้นและดูว่าเกิดอะไรขึ้นต่อไป
ในสถานที่นี้ คุณควรดื่มชาและปล่อยให้สมองซึมซับสิ่งที่คุณเพิ่งเรียนรู้ไป ถ้าสมองไม่ล้าหรือทราบข้อมูลนี้แล้ว เราก็ดูต่อไป
ทรานซิสเตอร์แบบสองขั้ว, ฟิลด์เอฟเฟกต์ (MOSFET) และ IGBT ถูกนำมาใช้ในฐานะทรานซิสเตอร์พลังงานในแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ขึ้นอยู่กับผู้ผลิตอุปกรณ์ที่จะตัดสินใจว่าจะใช้ทรานซิสเตอร์กำลังแบบใด เนื่องจากทั้งสองอย่างนี้มีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง อย่างไรก็ตาม มันไม่ยุติธรรมเลยที่จะไม่สังเกตว่าทรานซิสเตอร์สองขั้วนั้นไม่ได้ใช้งานจริงในอุปกรณ์จ่ายไฟที่ทรงพลัง ทรานซิสเตอร์ MOSFET ใช้งานได้ดีที่สุดในการแปลงความถี่ตั้งแต่ 30 kHz ถึง 100 kHz แต่ IGBT "เช่น ความถี่ต่ำกว่า - สูงกว่า 30 kHz เป็นการดีกว่าที่จะไม่ใช้
ทรานซิสเตอร์สองขั้วนั้นดีเพราะมันปิดค่อนข้างเร็วเนื่องจากกระแสของตัวเก็บประจุขึ้นอยู่กับกระแสฐาน แต่ในสถานะเปิดพวกมันมีความต้านทานค่อนข้างมากซึ่งหมายความว่าพวกมันจะมีแรงดันตกที่ค่อนข้างใหญ่ซึ่งนำไปสู่ความร้อนมากเกินไป ของทรานซิสเตอร์นั่นเอง
ฟิลด์วาล์วมีความต้านทานแบบแอกทีฟน้อยมากในสถานะเปิด ซึ่งไม่ทำให้เกิดการคลายความร้อนจำนวนมาก อย่างไรก็ตาม ยิ่งทรานซิสเตอร์ทรงพลังมากเท่าใด ความจุของเกทก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และต้องใช้กระแสไฟค่อนข้างมากในการชาร์จและคายประจุ การพึ่งพาความจุของเกทกับกำลังของทรานซิสเตอร์นี้เกิดจากการที่ทรานซิสเตอร์ฟิลด์เอฟเฟกต์ที่ใช้สำหรับแหล่งจ่ายไฟนั้นผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยี MOSFET ซึ่งสาระสำคัญคือการใช้การเชื่อมต่อแบบขนานของทรานซิสเตอร์ฟิลด์เอฟเฟกต์หลายตัวด้วย ประตูฉนวนและสร้างขึ้นบนชิปตัวเดียว และยิ่งทรานซิสเตอร์มีกำลังมากเท่าใด ก็จะยิ่งใช้ทรานซิสเตอร์แบบขนานมากขึ้นเท่านั้น และค่าความจุของเกทก็จะรวมกันมากขึ้น
ความพยายามที่จะหาทางประนีประนอมคือทรานซิสเตอร์ที่ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี IGBT เนื่องจากเป็นองค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบ มีข่าวลือว่าพวกมันเกิดขึ้นโดยบังเอิญเมื่อพยายามทำซ้ำ MOSFET แต่แทนที่จะเป็นทรานซิสเตอร์แบบเอฟเฟกต์สนามพวกมันกลับกลายเป็นว่าไม่ใช่สนามและไม่ใช่ไบโพลาร์ซะทีเดียว ประตูของทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามพลังงานต่ำที่ติดตั้งอยู่ภายในทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดควบคุม ซึ่งควบคุมกระแสของฐานของทรานซิสเตอร์ไบโพลาร์ทรงพลังที่เชื่อมต่อแบบขนานและสร้างบนชิปตัวเดียวกัน ทรานซิสเตอร์นี้ ดังนั้นจึงได้ความจุเกทที่ค่อนข้างเล็กและค่าความต้านทานที่ใช้งานไม่มากนักในสถานะเปิด
มีวงจรพื้นฐานไม่มากนักสำหรับการเปิดเครื่อง:
แหล่งจ่ายไฟอัตโนมัติ. ใช้การเชื่อมต่อในเชิงบวก มักจะเป็นแบบอุปนัย ความเรียบง่ายของแหล่งจ่ายไฟดังกล่าวทำให้เกิดข้อ จำกัด บางประการ - แหล่งจ่ายไฟดังกล่าว "ชอบ" โหลดคงที่และไม่เปลี่ยนแปลงเนื่องจากการโหลดส่งผลต่อพารามิเตอร์ป้อนกลับ แหล่งที่มาดังกล่าวมีทั้งแบบจังหวะเดียวและสองจังหวะ
การจ่ายพลังงานแบบพัลส์ด้วยการกระตุ้นแบบบังคับ. พาวเวอร์ซัพพลายเหล่านี้แบ่งออกเป็นจังหวะเดียวและสองจังหวะ ในอดีตแม้ว่าพวกเขาจะภักดีต่อโหลดที่เปลี่ยนแปลงมากกว่า แต่ก็ยังไม่รักษาพลังงานสำรองที่จำเป็นไว้อย่างมั่นคง และอุปกรณ์เครื่องเสียงมีการบริโภคค่อนข้างมาก - ในโหมดหยุดชั่วคราวแอมพลิฟายเออร์จะใช้พลังงานไม่กี่วัตต์ (กระแสนิ่งของขั้นตอนสุดท้าย) และที่จุดสูงสุดของสัญญาณเสียงการบริโภคอาจสูงถึงสิบหรือหลายร้อยวัตต์ .
ดังนั้น ทางเลือกเดียวที่ยอมรับได้มากที่สุดสำหรับแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งสำหรับอุปกรณ์เครื่องเสียงคือการใช้วงจรพุช-พูลพร้อมการกระตุ้นแบบบังคับ นอกจากนี้ อย่าลืมว่าในระหว่างการแปลงความถี่สูง จำเป็นต้องให้ความสนใจอย่างระมัดระวังมากขึ้นในการกรองแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิ เนื่องจากการปรากฏตัวของการรบกวนของพลังงานในช่วงเสียงจะทำให้ความพยายามทั้งหมดในการผลิตแหล่งจ่ายไฟสลับสำหรับเครื่องขยายเสียงเป็นโมฆะ . ด้วยเหตุผลเดียวกัน ความถี่ในการแปลงจะถูกย้ายให้ห่างจากช่วงเสียงมากขึ้น ความถี่ในการแปลงที่นิยมมากที่สุดเคยอยู่ที่ประมาณ 40 kHz แต่ฐานองค์ประกอบที่ทันสมัยช่วยให้การแปลงที่ความถี่สูงขึ้นมาก - สูงถึง 100 kHz
แหล่งกำเนิดพัลส์เหล่านี้มีสองประเภทพื้นฐาน - เสถียรและไม่เสถียร
แหล่งจ่ายไฟที่เสถียรใช้การมอดูเลตความกว้างพัลส์ สาระสำคัญคือการกำหนดรูปร่างของแรงดันเอาต์พุตโดยการปรับระยะเวลาของแรงดันที่จ่ายให้กับขดลวดปฐมภูมิ และการไม่มีพัลส์จะถูกชดเชยด้วยวงจร LC ที่เชื่อมต่อที่เอาต์พุตกำลังสำรอง ข้อดีอย่างมากของแหล่งจ่ายไฟที่มีความเสถียรคือความเสถียรของแรงดันขาออกซึ่งไม่ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟเข้าของเครือข่าย 220 V หรือการใช้พลังงาน
ตัวที่ไม่เสถียรเพียงแค่ควบคุมส่วนพลังงานด้วยความถี่คงที่และระยะเวลาของพัลส์ และแตกต่างจากหม้อแปลงทั่วไปในขนาดและความจุที่เล็กกว่ามากของตัวเก็บประจุพลังงานสำรอง แรงดันขาออกขึ้นอยู่กับเครือข่าย 220 V โดยตรงและขึ้นอยู่กับการใช้พลังงานเล็กน้อย (ที่ไม่ได้ใช้งานแรงดันไฟฟ้าจะสูงกว่าที่คำนวณไว้เล็กน้อย)
รูปแบบที่นิยมมากที่สุดสำหรับส่วนพลังงานของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งคือ:
จุดกึ่งกลาง(ผลักดึง). โดยปกติจะใช้ในแหล่งจ่ายไฟแรงดันต่ำเนื่องจากมีคุณสมบัติบางอย่างในข้อกำหนดสำหรับฐานองค์ประกอบ ช่วงพลังงานค่อนข้างใหญ่
ครึ่งสะพาน. วงจรที่ได้รับความนิยมสูงสุดในเครือข่ายสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย ช่วงกำลังไฟสูงสุด 3000 W. สามารถเพิ่มพลังงานได้อีก แต่มีค่าใช้จ่ายถึงระดับของรุ่นบริดจ์แล้วดังนั้นจึงค่อนข้างไม่ประหยัด
สะพาน วงจรนี้ไม่ประหยัดเมื่อใช้พลังงานต่ำ เนื่องจากมีจำนวนสวิตช์ไฟเป็นสองเท่า ดังนั้นจึงมักใช้กำลังไฟตั้งแต่ 2,000 วัตต์ กำลังไฟสูงสุดอยู่ในช่วง 10,000 วัตต์ วงจรนี้เป็นวงจรหลักในการผลิตเครื่องเชื่อม
มาดูกันดีกว่าว่าใครเป็นใครและทำงานอย่างไร
ด้วยจุดกึ่งกลาง
ดังที่แสดงไว้ ไม่แนะนำให้ใช้วงจรนี้ของส่วนพลังงานเพื่อสร้างอุปกรณ์จ่ายไฟเครือข่าย แต่ไม่แนะนำไม่ได้หมายความว่าเป็นไปไม่ได้ คุณต้องระมัดระวังมากขึ้นในการเลือกฐานองค์ประกอบและการผลิตหม้อแปลงไฟฟ้ารวมทั้งคำนึงถึงแรงดันไฟฟ้าที่ค่อนข้างสูงเมื่อวางแผงวงจรพิมพ์
พาวเวอร์สเตจนี้ได้รับความนิยมสูงสุดในเครื่องเสียงรถยนต์และเครื่องสำรองไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ในด้านนี้ วงจรนี้ประสบความไม่สะดวกบางประการ กล่าวคือ ข้อจำกัดของพลังงานสูงสุด และประเด็นไม่ได้อยู่ในฐานองค์ประกอบ - ทุกวันนี้ทรานซิสเตอร์ MOSFET ที่มีค่ากระแสเดรนทันที - แหล่งจ่าย 50-100 A นั้นหายากเลย ประเด็นคือกำลังโดยรวมของหม้อแปลงเองหรือมากกว่าใน ขดลวดปฐมภูมิ
ปัญหาคือ ... อย่างไรก็ตาม เพื่อการโน้มน้าวใจมากขึ้น เราจะใช้โปรแกรมสำหรับคำนวณข้อมูลที่คดเคี้ยวของหม้อแปลงความถี่สูง
ลองใช้วงแหวนขนาด K45x28x8 5 วงที่มีความสามารถในการซึมผ่าน M2000HM1-A ตั้งค่าความถี่การแปลงเป็น 54 kHz และขดลวดปฐมภูมิเป็น 24 V (สองขดลวดครึ่งละ 12 V) เป็นผลให้เราได้รับพลังของสิ่งนี้ แกนหลักสามารถพัฒนาได้ 658 วัตต์ แต่ขดลวดปฐมภูมิควรมี 5 รอบ เช่น 2.5 รอบต่อการคดเคี้ยวครึ่งหนึ่ง เนื่องจากมันไม่เป็นธรรมชาติเพียงพอ ... อย่างไรก็ตาม มันคุ้มค่าที่จะเพิ่มความถี่การแปลงเป็น 88 kHz เนื่องจากมันจะกลายเป็นเพียง 2 (!) รอบต่อการม้วนครึ่งแม้ว่าพลังงานจะดูน่าดึงดูดมาก - 1,000 วัตต์
ดูเหมือนว่าคุณสามารถทนกับผลลัพธ์ดังกล่าวและกระจาย 2 รอบเท่า ๆ กันทั่วทั้งวงแหวนเช่นกันหากคุณพยายามอย่างหนักคุณก็ทำได้ แต่คุณภาพของเฟอร์ไรต์นั้นเป็นที่ต้องการอย่างมากและ M2000HM1-A ที่ความถี่ด้านบน 60 kHz นั้นร้อนขึ้นค่อนข้างแรงด้วยตัวมันเอง แต่ที่ 90 kHz ก็ต้องมีการเป่า
ไม่ว่าใครจะพูดอะไร แต่มันกลายเป็นวงจรอุบาทว์ - โดยการเพิ่มขนาดเพื่อให้ได้พลังงานมากขึ้น เราลดจำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิมากเกินไป โดยการเพิ่มความถี่ เราลดจำนวนรอบของขดลวดอีกครั้ง ขดลวดปฐมภูมิ แต่นอกจากนี้เรายังได้รับความร้อนส่วนเกิน
ด้วยเหตุนี้จึงมีการใช้ตัวแปลงคู่เพื่อให้ได้กำลังไฟที่สูงกว่า 600 W - โมดูลควบคุมหนึ่งชุดจะส่งสัญญาณพัลส์ควบคุมไปยังโมดูลพลังงานที่เหมือนกันสองตัวซึ่งมีหม้อแปลงไฟฟ้าสองตัว แรงดันเอาต์พุตของหม้อแปลงทั้งสองจะถูกรวมเข้าด้วยกัน ด้วยวิธีนี้ พาวเวอร์ซัพพลายของแอมพลิฟายเออร์สำหรับรถยนต์ที่ใช้งานหนักซึ่งผลิตในโรงงานได้รับการจัดระเบียบ และประมาณ 500..700 W และไม่ถูกถอดออกจากโมดูลพลังงานหนึ่งตัวอีกต่อไป มีหลายวิธีในการสรุป:
- ผลรวมของแรงดันไฟฟ้าสลับ กระแสในขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงถูกจ่ายแบบซิงโครนัส ดังนั้น แรงดันเอาต์พุตจึงเป็นแบบซิงโครนัสและสามารถต่อเป็นอนุกรมได้ ไม่แนะนำให้เชื่อมต่อขดลวดทุติยภูมิแบบขนานจากหม้อแปลงสองตัว - ความแตกต่างเล็กน้อยของขดลวดหรือคุณภาพของเฟอร์ไรต์ทำให้เกิดการสูญเสียจำนวนมากและความน่าเชื่อถือลดลง
- ผลรวมหลังจากวงจรเรียงกระแสเช่น แรงดันคงที่ ตัวเลือกที่ดีที่สุด - โมดูลพลังงานหนึ่งตัวสร้างแรงดันไฟฟ้าบวกสำหรับเพาเวอร์แอมป์และโมดูลที่สอง - หนึ่งตัวที่เป็นลบ
- การผลิตพลังงานสำหรับเครื่องขยายเสียงที่มีแหล่งจ่ายไฟสองระดับโดยการเพิ่มแรงดันไบโพลาร์สองขั้วที่เหมือนกัน
ฮาล์ฟบริดจ์
วงจรฮาล์ฟบริดจ์มีข้อดีค่อนข้างน้อย - เรียบง่าย จึงเชื่อถือได้ ทำซ้ำง่าย ไม่มีชิ้นส่วนที่หายาก และใช้ได้กับทั้งทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์และฟิลด์เอฟเฟกต์ ทรานซิสเตอร์ IGBT ในนั้นทำงานได้ดีเช่นกัน อย่างไรก็ตาม เธอมีจุดอ่อน นี่คือตัวเก็บประจุแบบบายพาส ความจริงก็คือที่กระแสไฟขนาดใหญ่ไหลผ่านพวกเขาและคุณภาพของแหล่งจ่ายไฟสวิตชิ่งที่เสร็จแล้วโดยตรงขึ้นอยู่กับคุณภาพของส่วนประกอบเฉพาะนี้
และปัญหาคือตัวเก็บประจุมีการชาร์จอย่างต่อเนื่องดังนั้นจึงต้องมีความต้านทานขั้นต่ำของ OUTPUT-COVERING เนื่องจากมีความต้านทานสูงความร้อนจำนวนมากจะถูกปล่อยออกมาในบริเวณนี้และในที่สุดเอาต์พุตก็จะไหม้ ดังนั้นจึงต้องใช้ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มเป็นตัวเก็บประจุแบบพาสทรูและความจุของตัวเก็บประจุหนึ่งตัวสามารถมีความจุได้ถึง 4.7 μFในกรณีที่รุนแรงหากใช้ตัวเก็บประจุหนึ่งตัว - วงจรที่มีตัวเก็บประจุหนึ่งตัวก็ใช้บ่อยเช่นกัน หลักการของสเตจเอาต์พุต UMZCH พร้อมแหล่งจ่ายไฟแบบยูนิโพลาร์ หากใช้ตัวเก็บประจุ 4.7 uF สองตัว (จุดต่อของพวกมันเชื่อมต่อกับขดลวดของหม้อแปลงและขั้วต่อว่างเชื่อมต่อกับบัสกำลังบวกและลบ) แสดงว่าอุปกรณ์นี้ค่อนข้างเหมาะสำหรับการจ่ายกำลังเครื่องขยายกำลัง - ความจุรวมสำหรับการสลับ แรงดันไฟฟ้าของการแปลงเพิ่มขึ้นและผลที่ได้คือ 4.7 uF + 4.7 uF = 9.4 uF อย่างไรก็ตาม ตัวเลือกนี้ไม่ได้ออกแบบมาสำหรับการใช้งานต่อเนื่องระยะยาวกับโหลดสูงสุด - จำเป็นต้องแบ่งความจุทั้งหมดออกเป็นตัวเก็บประจุหลายตัว
หากจำเป็นต้องได้รับความจุขนาดใหญ่ (ความถี่การแปลงต่ำ) ควรใช้ตัวเก็บประจุหลายตัวที่มีความจุน้อยกว่า (เช่น 5 ชิ้นต่อ 1 uF แบบขนาน) อย่างไรก็ตามตัวเก็บประจุจำนวนมากที่เชื่อมต่อแบบขนานจะเพิ่มขนาดของอุปกรณ์อย่างมากและค่าใช้จ่ายรวมของตัวเก็บประจุทั้งหมดก็ไม่เล็ก ดังนั้นหากคุณต้องการพลังงานมากขึ้น ควรใช้วงจรบริดจ์
สำหรับรุ่นฮาล์ฟบริดจ์ กำลังไฟที่สูงกว่า 3000 W ไม่เป็นที่ต้องการ - บอร์ดที่มีตัวเก็บประจุแบบป้อนผ่านจะเทอะทะมาก การใช้ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าเป็นตัวเก็บประจุแบบป้อนผ่านนั้นสมเหตุสมผล แต่ที่กำลังสูงถึง 1,000 W เท่านั้น เนื่องจากอิเล็กโทรไลต์ไม่มีประสิทธิภาพที่ความถี่สูงและเริ่มอุ่นขึ้น ตัวเก็บประจุกระดาษเป็นฟีดผ่านได้แสดงให้เห็นเป็นอย่างดี แต่นี่คือขนาด ...
เพื่อความชัดเจนยิ่งขึ้นเราได้ให้ตารางการพึ่งพารีแอกแตนซ์ของตัวเก็บประจุกับความถี่และความจุ (โอห์ม):
| ความจุของตัวเก็บประจุ |
ความถี่ในการแปลง |
|||||||
ในกรณีที่เราเตือนคุณว่าเมื่อใช้ตัวเก็บประจุสองตัว (หนึ่งตัวสำหรับบวก, ตัวที่สองสำหรับลบ) ความจุสุดท้ายจะเท่ากับผลรวมของความจุของตัวเก็บประจุเหล่านี้ ความต้านทานที่เกิดขึ้นจะไม่สร้างความร้อนเนื่องจากเป็นปฏิกิริยา แต่อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของแหล่งจ่ายไฟที่โหลดสูงสุด - แรงดันขาออกจะเริ่มลดลงแม้ว่ากำลังโดยรวมของหม้อแปลงไฟฟ้าจะเพียงพอก็ตาม
สะพาน
วงจรบริดจ์เหมาะสำหรับกำลังไฟฟ้าทุกชนิด แต่จะมีประสิทธิภาพสูงสุดเมื่อใช้กำลังไฟสูง (สำหรับแหล่งจ่ายไฟหลัก คือกำลังไฟตั้งแต่ 2000 W) วงจรประกอบด้วยทรานซิสเตอร์พลังงานสองคู่ที่ควบคุมแบบซิงโครนัส แต่ความจำเป็นในการแยกอิมิตเตอร์ของคู่บนทำให้เกิดความไม่สะดวก อย่างไรก็ตาม ปัญหานี้แก้ไขได้อย่างสมบูรณ์เมื่อใช้หม้อแปลงควบคุมหรือไมโครเซอร์กิตเฉพาะ เช่น สำหรับทรานซิสเตอร์ฟิลด์เอฟเฟกต์ คุณสามารถใช้ IR2110 ซึ่งเป็นการพัฒนาเฉพาะของ International Rectifier
อย่างไรก็ตาม ส่วนพลังงานจะไม่มีความหมายหากไม่ได้ควบคุมโดยชุดควบคุม
มีไมโครเซอร์กิตเฉพาะจำนวนมากที่สามารถควบคุมส่วนพลังงานของสวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลาย อย่างไรก็ตาม การพัฒนาที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดในพื้นที่นี้คือ TL494 ซึ่งปรากฏในศตวรรษที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม ไม่ได้สูญเสียความเกี่ยวข้องไป เนื่องจากประกอบด้วยทั้งหมด โหนดที่จำเป็นสำหรับการควบคุมส่วนพลังงานของแหล่งจ่ายไฟสลับ ความนิยมของไมโครเซอร์กิตนี้เป็นหลักฐานหลักจากการเปิดตัวโดยผู้ผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์รายใหญ่หลายรายพร้อมกัน
พิจารณาหลักการทำงานของไมโครเซอร์กิตนี้ซึ่งสามารถเรียกได้ว่าเป็นคอนโทรลเลอร์ด้วยความรับผิดชอบอย่างเต็มที่เนื่องจากมีโหนดที่จำเป็นทั้งหมด
ส่วนที่ 2
วิธี PWM ที่แท้จริงของการควบคุมแรงดันไฟฟ้าคืออะไร?
วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับความเฉื่อยของความเหนี่ยวนำที่เท่ากัน นั่นคือ ไม่ใช่ความสามารถในการส่งกระแสน้ำในทันที ดังนั้นโดยการปรับระยะเวลาของพัลส์ คุณสามารถเปลี่ยนแรงดันคงที่สุดท้ายได้ ยิ่งไปกว่านั้น สำหรับการสลับแหล่งจ่ายไฟ จะเป็นการดีกว่าหากทำเช่นนี้ในวงจรปฐมภูมิ ซึ่งจะช่วยประหยัดเงินในการสร้างแหล่งพลังงาน เนื่องจากแหล่งพลังงานนี้จะมีบทบาทสองอย่างพร้อมกัน:
- การแปลงแรงดันไฟฟ้า
- เสถียรภาพของแรงดันขาออก
ยิ่งไปกว่านั้น ความร้อนจะถูกสร้างขึ้นน้อยกว่ามากในกรณีนี้ เมื่อเทียบกับตัวปรับเสถียรภาพเชิงเส้นที่ติดตั้งที่เอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งที่ไม่เสถียร
เพื่อความชัดเจนยิ่งขึ้น โปรดดูรูปด้านล่าง:
รูปแสดงวงจรสมมูลของสวิตชิ่งเรกูเลเตอร์ซึ่งเครื่องกำเนิดพัลส์สี่เหลี่ยม V1 ทำหน้าที่เป็นสวิตช์เปิดปิด และ R1 เป็นโหลด ดังที่เห็นได้จากรูป ด้วยแอมพลิจูดพัลส์เอาท์พุตคงที่ที่ 50 V โดยการเปลี่ยนระยะเวลาพัลส์ สามารถเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับโหลดในช่วงกว้าง และมีการสูญเสียความร้อนเพียงเล็กน้อย ขึ้นอยู่กับเท่านั้น พารามิเตอร์ของสวิตช์ไฟที่ใช้
เราพบหลักการทำงานของหน่วยพลังงานรวมถึงการจัดการ มันยังคงเชื่อมต่อทั้งสองโหนดและรับแหล่งจ่ายไฟสลับสำเร็จรูป
ความสามารถในการโหลดของคอนโทรลเลอร์ TL494 นั้นไม่ใหญ่มากแม้ว่าจะเพียงพอที่จะควบคุมทรานซิสเตอร์พลังงานประเภท IRFZ44 หนึ่งคู่ก็ตาม อย่างไรก็ตาม สำหรับทรานซิสเตอร์ที่ทรงพลังกว่านั้น จำเป็นต้องมีตัวขยายกระแสที่สามารถพัฒนากระแสที่ต้องการได้ที่ขั้วไฟฟ้าควบคุมของทรานซิสเตอร์กำลัง เนื่องจากเรากำลังพยายามลดขนาดของแหล่งจ่ายไฟและย้ายออกจากช่วงเสียง MOSFET จึงจะใช้เป็นทรานซิสเตอร์พลังงานได้ดีที่สุด
โครงสร้างที่หลากหลายในการผลิต MOSFET
ในแง่หนึ่ง กระแสขนาดใหญ่ไม่จำเป็นต้องควบคุมทรานซิสเตอร์ภาคสนาม - พวกมันถูกเปิดด้วยแรงดันไฟฟ้า อย่างไรก็ตามมีแมลงวันอยู่ในครีมในถังน้ำผึ้งในกรณีนี้ซึ่งประกอบด้วยความจริงที่ว่าแม้ว่าประตูจะมีความต้านทานที่ใช้งานอยู่มากซึ่งไม่ใช้กระแสเพื่อขับทรานซิสเตอร์ แต่ประตูก็มีความจุ และสำหรับการประจุและการคายประจุนั้น กระแสขนาดใหญ่เป็นสิ่งที่จำเป็น เนื่องจากที่ความถี่การแปลงสูง ค่ารีแอกแตนซ์จะลดลงจนถึงขีดจำกัดที่ไม่สามารถละเลยได้ และยิ่งพลังของทรานซิสเตอร์ MOSFET กำลังมากขึ้นเท่าใดความจุของเกทก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
ตัวอย่างเช่น ใช้ IRF740 (400V, 10A) ซึ่งมีความจุเกต 1400pF และ IRFP460 (500V, 20A) ซึ่งมีความจุเกท 4200pF เนื่องจากทั้งแรงดันประตูแรกและประตูที่สองไม่ควรเกิน± 20 V เราจึงใช้แรงดันไฟฟ้า 15 V เป็นพัลส์ควบคุมและดูในเครื่องจำลองว่าเกิดอะไรขึ้นที่ความถี่เครื่องกำเนิด 100 kHz บนตัวต้านทาน R1 และ R2 ซึ่งเชื่อมต่ออยู่ ต่ออนุกรมกับตัวเก็บประจุที่ 1400 pF และ 4200 pF
แท่นทดสอบ
เมื่อกระแสไหลผ่านโหลดที่ใช้งานอยู่จะเกิดแรงดันตกคร่อมด้วยค่านี้เราสามารถตัดสินค่าที่เกิดขึ้นทันทีของกระแสที่ไหลได้
ดรอปคร่อมตัวต้านทาน R1
ดังที่เห็นได้จากรูปทันทีที่พัลส์ควบคุมปรากฏขึ้นประมาณ 10.7 V จะตกคร่อมตัวต้านทาน R1 ด้วยความต้านทาน 10 โอห์มหมายความว่าค่าปัจจุบันทันทีถึง 1, A (!) ทันทีที่พัลส์สิ้นสุดที่ตัวต้านทาน R1 จะลดลง 10.7 V ดังนั้นเพื่อที่จะปล่อยตัวเก็บประจุ C1 ต้องใช้กระแสประมาณ 1 A ..
ในการชาร์จและคายประจุความจุ 4200 pF ผ่านตัวต้านทาน 10 โอห์ม จำเป็นต้องใช้ 1.3 A เนื่องจาก 13.4 V จะตกคร่อมตัวต้านทาน 10 โอห์ม
ข้อสรุปแนะนำตัวเอง - สำหรับการชาร์จและการคายประจุของความจุของเกตนั้นจำเป็นที่หมวกกันน็อคที่ทำงานบนเกตของทรานซิสเตอร์พลังงานจะทนต่อกระแสที่ค่อนข้างใหญ่แม้ว่าปริมาณการใช้ทั้งหมดจะค่อนข้างน้อยก็ตาม
ในการจำกัดค่ากระแสทันทีในเกตของทรานซิสเตอร์แบบ field-effect มักใช้ตัวต้านทานแบบจำกัดกระแสตั้งแต่ 33 ถึง 100 โอห์ม การลดลงมากเกินไปของตัวต้านทานเหล่านี้จะเพิ่มค่าทันทีของกระแสที่ไหลและการเพิ่มขึ้นจะเพิ่มระยะเวลาของทรานซิสเตอร์กำลังในโหมดเชิงเส้นซึ่งนำไปสู่ความร้อนที่ไม่สมเหตุสมผลของหลัง
บ่อยครั้งที่มีการใช้โซ่ซึ่งประกอบด้วยตัวต้านทานและไดโอดที่เชื่อมต่อแบบขนาน เคล็ดลับนี้ใช้เป็นหลักในการปลดโหลดสเตจควบคุมระหว่างการชาร์จและเร่งการคายประจุของเกท
ชิ้นส่วนของตัวแปลงรอบเดียว
ดังนั้นจึงไม่สามารถเกิดกระแสในขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้าได้ทันที แต่ค่อนข้างเป็นเส้นตรง แม้ว่าสิ่งนี้จะเพิ่มอุณหภูมิของสเตจพลังงาน แต่ก็ลดระดับการสั่นตัวเองลงอย่างเห็นได้ชัดซึ่งจะปรากฏขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าคลื่นสี่เหลี่ยมกับขดลวดของหม้อแปลง
การเหนี่ยวนำตัวเองในการทำงานของตัวแปลงรอบเดียว
(เส้นสีแดง - แรงดันไฟฟ้าที่ขดลวดหม้อแปลง, สีน้ำเงิน - แรงดันไฟฟ้า, สีเขียว - พัลส์ควบคุม)
ดังนั้นเราจึงหาส่วนทางทฤษฎีและเราสามารถสรุปได้:
ในการสร้างแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งจำเป็นต้องใช้หม้อแปลงซึ่งแกนกลางทำจากเฟอร์ไรต์
เพื่อให้แรงดันขาออกของแหล่งจ่ายไฟสวิตชิ่งคงที่ จำเป็นต้องใช้วิธี PWM ซึ่งคอนโทรลเลอร์ TL494 ค่อนข้างประสบความสำเร็จ
ส่วนพลังงานที่มีจุดกึ่งกลางจะสะดวกที่สุดสำหรับอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งแรงดันต่ำ
ส่วนกำลังของวงจรฮาล์ฟบริดจ์นั้นสะดวกสำหรับกำลังขนาดเล็กและขนาดกลาง และพารามิเตอร์และความน่าเชื่อถือนั้นขึ้นอยู่กับจำนวนและคุณภาพของตัวเก็บประจุแบบป้อนผ่านเป็นส่วนใหญ่
ส่วนกำลังของประเภทบริดจ์มีประโยชน์มากกว่าสำหรับกำลังขนาดใหญ่
เมื่อใช้ในส่วนพลังงานของ MOSFET อย่าลืมความจุของเกทและคำนวณองค์ประกอบควบคุมด้วยทรานซิสเตอร์กำลังแก้ไขสำหรับความจุนี้
เนื่องจากเราทราบแต่ละโหนดแล้ว เราจึงไปยังเวอร์ชันสุดท้ายของแหล่งจ่ายไฟสลับ เนื่องจากอัลกอริทึมและวงจรของแหล่งที่มาของฮาล์ฟบริดจ์ทั้งหมดเกือบจะเหมือนกัน เพื่อชี้แจงว่าองค์ประกอบใดจำเป็นสำหรับอะไร เราจะวิเคราะห์องค์ประกอบที่ได้รับความนิยมมากที่สุดด้วยกำลังไฟ 400 W พร้อมแรงดันเอาต์พุตสองขั้ว
ยังคงต้องสังเกตความแตกต่างเล็กน้อย:
ตัวต้านทาน R23, R25, R33, R34 ทำหน้าที่สร้างตัวกรอง RC ซึ่งเป็นที่ต้องการอย่างมากเมื่อใช้ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าที่เอาต์พุตของแหล่งสวิตชิ่ง ตามหลักการแล้ว ควรใช้ฟิลเตอร์ LC จะดีกว่า แต่เนื่องจาก "ผู้บริโภค" ไม่มีประสิทธิภาพมากนัก คุณจึงสามารถผ่านตัวกรอง RC ได้อย่างสมบูรณ์ ความต้านทานของตัวต้านทานเหล่านี้สามารถใช้ได้ตั้งแต่ 15 ถึง 47 โอห์ม R23 ดีกว่าด้วยกำลัง 1 W ที่เหลือ 0.5 W ก็เพียงพอแล้ว
C25 และ R28 - ช่างดูแคลนที่ลดการปล่อยสารเหนี่ยวนำตัวเองในขดลวดหม้อแปลงไฟฟ้า พวกมันมีประสิทธิภาพสูงสุดที่ความจุที่สูงกว่า 1,000 pF แต่ในกรณีนี้ตัวต้านทานจะสร้างความร้อนมากเกินไป จำเป็นในกรณีที่ไม่มีการสำลักหลังจากไดโอดเรียงกระแสของแหล่งจ่ายไฟสำรอง (อุปกรณ์โรงงานส่วนใหญ่) หากมีการใช้โช้ค ประสิทธิภาพของการดูแคลนจะไม่เด่นชัดเท่า ดังนั้นเราจึงไม่ค่อยติดตั้งและแหล่งพลังงานไม่ทำงานแย่ลงจากนี้
หากค่าขององค์ประกอบบางอย่างแตกต่างกันบนกระดานและแผนภาพวงจร ค่าเหล่านี้ไม่สำคัญ - คุณสามารถใช้ทั้งสองอย่างได้
หากมีองค์ประกอบบนกระดานที่ไม่ได้อยู่ในแผนภาพวงจร (โดยปกติจะเป็นตัวเก็บประจุไฟฟ้า) คุณจะไม่สามารถติดตั้งได้แม้ว่าจะดีกว่าก็ตาม หากคุณตัดสินใจที่จะติดตั้งจะไม่สามารถใช้ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าที่ 0.1 ... 0.47 μF แต่ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าที่มีความจุเท่ากันกับที่ได้รับจากการเชื่อมต่อแบบขนาน
บนกระดาน OPTION 2 ใกล้กับหม้อน้ำมีส่วนสี่เหลี่ยมที่เจาะรอบปริมณฑลและติดตั้งปุ่มควบคุมแหล่งจ่ายไฟ (เปิด-ปิด) ความต้องการรูนี้เกิดจากการที่พัดลมขนาด 80 มม. ไม่พอดีกับความสูงเพื่อติดตั้งเข้ากับหม้อน้ำ ดังนั้นพัดลมจึงติดตั้งอยู่ใต้ฐาน PCB
คำแนะนำสำหรับการประกอบเอง
แหล่งจ่ายไฟสวิตช์ที่เสถียร
ในการเริ่มต้น คุณควรอ่านแผนภาพวงจรอย่างละเอียด อย่างไรก็ตาม ควรทำสิ่งนี้ก่อนดำเนินการประกอบ ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้านี้ทำงานในวงจรฮาล์ฟบริดจ์ อะไรคือความแตกต่างจากส่วนที่เหลือมีการอธิบายโดยละเอียด
แผนภาพวงจรบรรจุด้วย WinRAR ของเวอร์ชันเก่าและดำเนินการในหน้า WORD-2000 ดังนั้นจึงไม่มีปัญหาในการพิมพ์หน้านี้ ที่นี่เราจะพิจารณาชิ้นส่วนของมันเนื่องจากเราต้องการให้รูปแบบอ่านได้ง่าย แต่มันไม่พอดีกับหน้าจอมอนิเตอร์ทั้งหมด ในกรณีที่คุณสามารถใช้ภาพวาดนี้เพื่อแสดงภาพโดยรวม แต่ควรพิมพ์ ...
รูปที่ 1 - ตัวกรองและวงจรเรียงกระแสแรงดันไฟหลัก ตัวกรองมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อไม่รวมการแทรกซึมของสัญญาณรบกวนอิมพัลส์จากตัวแปลงเข้าสู่เครือข่าย ทำเมื่อ พื้นฐาน L-C. แกนเฟอร์ไรต์ของรูปร่างใด ๆ ถูกใช้เป็นตัวเหนี่ยวนำ (ไม่จำเป็นต้องใช้แกน - พื้นหลังขนาดใหญ่จากพวกมัน) โดยมีการพันแบบม้วนเดียว ขนาดของแกนขึ้นอยู่กับพลังงานของแหล่งพลังงาน เนื่องจากยิ่งแหล่งพลังงานมีกำลังมากเท่าใด ก็ยิ่งสร้างสัญญาณรบกวนมากขึ้นเท่านั้น และตัวกรองก็จำเป็นมากขึ้นเท่านั้น
รูปภาพที่ 1
ขนาดโดยประมาณของแกนขึ้นอยู่กับกำลังของแหล่งพลังงานสรุปไว้ในตารางที่ 1 ขดลวดพันจนแกนเต็มควรเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดตาม 4-5 A/ มม.2
| ตารางที่ 1 | ||||
|
พาวเวอร์ซัพพลาย |
แกนแหวน |
แกนรูปตัว W |
||
|
เส้นผ่านศูนย์กลาง 22 ถึง 30 มีความหนา 6-8 มม |
ความกว้างตั้งแต่ 24 ถึง 30 มีความหนา 6-8 มม |
|||
|
เส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 32 ถึง 40 มีความหนา 8-10 มม |
ความกว้างตั้งแต่ 30 ถึง 40 มีความหนา 8-10 มม |
|||
|
เส้นผ่านศูนย์กลาง 40 ถึง 45 มีความหนา 8-10 มม |
ความกว้างตั้งแต่ 40 ถึง 45 ความหนา 8-10 มม |
|||
|
เส้นผ่านศูนย์กลาง 40 ถึง 45 มีความหนา 10-12 มม |
ความกว้างตั้งแต่ 40 ถึง 45 ความหนา 10-12 มม |
|||
|
เส้นผ่านศูนย์กลาง 40 ถึง 45 มีความหนา 12-16 มม |
ความกว้างตั้งแต่ 40 ถึง 45 ความหนา 12-16 มม |
|||
|
เส้นผ่านศูนย์กลาง 40 ถึง 45 มีความหนา 16-20 มม |
ความกว้างตั้งแต่ 40 ถึง 45 ความหนา 16-20 มม |
|||
ที่นี่ควรอธิบายเล็กน้อยว่าทำไมเส้นผ่านศูนย์กลาง (s) และ 4-5 A / mm ตร.ม. คืออะไร
พาวเวอร์ซัพพลายประเภทนี้อยู่ในความถี่สูง ทีนี้มาจำวิชาฟิสิกส์กัน คือสถานที่ที่บอกว่าที่ความถี่สูง กระแสจะไม่ไหลผ่านส่วนตัดขวางของตัวนำทั้งหมด แต่อยู่เหนือพื้นผิวของมัน และยิ่งความถี่สูงเท่าใด ส่วนของตัวนำก็จะยิ่งไม่ถูกใช้งานมากขึ้นเท่านั้น ด้วยเหตุนี้ในอุปกรณ์ความถี่สูงแบบพัลซิ่ง ขดลวดจึงทำขึ้นโดยใช้มัด เช่น นำทินเนอร์หลายตัวมารวมเข้าด้วยกัน จากนั้นมัดที่ได้จะบิดไปตามแกนเล็กน้อยเพื่อไม่ให้ตัวนำแต่ละเส้นยื่นออกมาในทิศทางที่ต่างกันระหว่างการพัน และมัดนี้พันด้วยมัดนี้
4-5 A / mm kv หมายความว่าแรงดึงในตัวนำสามารถเข้าถึงได้ตั้งแต่สี่ถึงห้าแอมแปร์ต่อตารางมิลลิเมตร พารามิเตอร์นี้มีหน้าที่ในการให้ความร้อนแก่ตัวนำเนื่องจากแรงดันตกเนื่องจากตัวนำมีแม้ว่าจะไม่ใหญ่ แต่ก็ยังมีความต้านทาน ในเทคโนโลยีพัลส์ ผลิตภัณฑ์ที่คดเคี้ยว (โช้ก, หม้อแปลง) มีขนาดค่อนข้างเล็ก ดังนั้นจึงระบายความร้อนได้ดี ดังนั้นจึงสามารถใช้แรงดึงได้เท่ากับ 4-5 A / ตร.ม. แต่สำหรับหม้อแปลงแบบดั้งเดิมที่ทำจากเหล็ก พารามิเตอร์นี้ไม่ควรเกิน 2.5-3 A / mm ตร.ม. มีกี่สายและส่วนใดที่จะช่วยในการคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางของจาน นอกจากนี้แผ่นจะบอกคุณว่าพลังงานใดที่สามารถรับได้โดยใช้สายไฟจำนวนหนึ่งหรืออีกเส้นหนึ่งที่มีอยู่หากคุณใช้เป็นขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้า จานเปิด
ความจุของตัวเก็บประจุ C4 ต้องมีอย่างน้อย 0.1 uF หากใช้เลย แรงดันไฟ 400-630 V ถ้ามันใช้เลยไม่ได้ใช้อย่างไร้ประโยชน์ - ตัวกรองหลักคือตัวเหนี่ยวนำ L1 และความเหนี่ยวนำของมันมีขนาดค่อนข้างใหญ่และความน่าจะเป็นของการแทรกซึมของสัญญาณรบกวนความถี่สูงจะลดลงจนเกือบเป็นค่าศูนย์
ไดโอดบริดจ์ VD ใช้เพื่อแก้ไขแรงดันไฟหลักสลับ ใช้เป็นไดโอดบริดจ์ ใช้ชุดประกอบ RS (ขั้วต่อปลาย) สำหรับกำลัง 400 W คุณสามารถใช้ RS607, RS807, RS1007 (ที่ 700 V, 6, 8 และ 10 A ตามลำดับ) เนื่องจากขนาดการติดตั้งของไดโอดบริดจ์เหล่านี้เท่ากัน
ตัวเก็บประจุ C7, C8, C11 และ C12 มีความจำเป็นเพื่อลดสัญญาณรบกวนอิมพัลส์ที่สร้างโดยไดโอดเมื่อแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเข้าใกล้ศูนย์ ความจุของตัวเก็บประจุเหล่านี้มีตั้งแต่ 10 nF ถึง 47 nF แรงดันไฟฟ้าไม่ต่ำกว่า 630 V อย่างไรก็ตาม หลังจากการตรวจวัดหลายครั้งพบว่า L1 สามารถรับมือกับสัญญาณรบกวนเหล่านี้ได้ดี และตัวเก็บประจุ C17 ก็เพียงพอที่จะกำจัดอิทธิพลที่มีต่อ วงจรหลัก นอกจากนี้ ความจุของตัวเก็บประจุ C26 และ C27 ก็มีส่วนเช่นกัน - สำหรับแรงดันไฟฟ้าหลัก พวกมันเป็นตัวเก็บประจุสองตัวที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม เนื่องจากการให้คะแนนเท่ากัน ความจุสุดท้ายจึงถูกหารด้วย 2 และความจุนี้ไม่เพียงแต่ทำหน้าที่ควบคุมหม้อแปลงไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังช่วยลดสัญญาณรบกวนอิมพัลส์บนแหล่งจ่ายไฟหลักอีกด้วย จากนี้เราละทิ้งการใช้ C7, C8, C11 และ C12 แต่ถ้ามีคนต้องการติดตั้งจริง ๆ แสดงว่ามีพื้นที่ว่างเพียงพอบนกระดานจากด้านข้างของแทร็ก
ส่วนถัดไปของวงจรคือตัว จำกัด กระแสของ R8 และ R11 (รูปที่ 2) ตัวต้านทานเหล่านี้จำเป็นต่อการลดกระแสชาร์จของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า C15 และ C16 มาตรการนี้จำเป็นเนื่องจากต้องใช้กระแสไฟขนาดใหญ่มากในขณะที่เปิดเครื่อง ทั้งฟิวส์และสะพานไดโอด VD ไม่สามารถทนต่อกระแสไฟกระชากที่รุนแรงได้แม้ในช่วงเวลาสั้น ๆ แม้ว่าตัวเหนี่ยวนำ L1 จะจำกัดค่าสูงสุดของกระแสที่ไหล แต่ในกรณีนี้ยังไม่เพียงพอ ดังนั้นจึงใช้ตัวต้านทานจำกัดกระแส พลังงานของตัวต้านทาน 2 W ได้รับเลือกไม่มากเนื่องจากความร้อนที่เกิดขึ้น แต่เนื่องจากชั้นตัวต้านทานที่ค่อนข้างกว้างซึ่งสามารถทนกระแสได้ 5-10 A ในระยะเวลาสั้น ๆ สำหรับแหล่งจ่ายไฟสูงถึง 600 W คุณสามารถ ใช้ตัวต้านทานที่มีกำลังไฟ 1 W หรือใช้ตัวต้านทานหนึ่งตัวที่มีกำลังไฟ 2 W จำเป็นต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขเท่านั้น - ความต้านทานรวมของวงจรนี้ไม่ควรน้อยกว่า 150 โอห์มและไม่ควรเกิน 480 โอห์ม หากความต้านทานต่ำเกินไปโอกาสในการทำลายชั้นตัวต้านทานจะเพิ่มขึ้นหากสูงเกินไปเวลาในการชาร์จของ C15, C16 จะเพิ่มขึ้นและแรงดันไฟฟ้าจะไม่มีเวลาเข้าใกล้ค่าสูงสุดเมื่อรีเลย์ K1 ทำงานและ หน้าสัมผัสของรีเลย์นี้จะต้องเปลี่ยนกระแสมากเกินไป หากใช้ตัวต้านทานแบบพันลวดแทนตัวต้านทาน MLT ความต้านทานรวมจะลดลงเหลือ 47 ... 68 โอห์ม
ความจุของตัวเก็บประจุ C15 และ C16 จะถูกเลือกขึ้นอยู่กับกำลังของแหล่งที่มา คุณสามารถคำนวณความจุที่ต้องการโดยใช้สูตรง่ายๆ: กำลังขับหนึ่งวัตต์ต้องใช้ตัวเก็บประจุกรองพลังงานหลัก 1 µF. หากคุณมีข้อสงสัยเกี่ยวกับความสามารถทางคณิตศาสตร์ของคุณ คุณสามารถใช้จานซึ่งคุณเพียงแค่ใส่พลังงานของแหล่งพลังงานที่คุณจะสร้างและดูว่าคุณต้องการตัวเก็บประจุจำนวนเท่าใดและชนิดใด โปรดทราบว่าบอร์ดได้รับการออกแบบมาสำหรับการติดตั้งตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าแบบเครือข่ายที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 30 มม.
รูปที่ 3
รูปที่ 3 แสดงตัวต้านทานดับซึ่งมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าเริ่มต้น กำลังไฟไม่ต่ำกว่า 2 W ติดตั้งบนกระดานเป็นคู่โดยอยู่เหนืออีกอันหนึ่ง ความต้านทานจาก 43 kOhm ถึง 75 kOhm เป็นที่พึงปรารถนาอย่างยิ่งที่ตัวต้านทานทั้งหมดจะอยู่ในระดับเดียวกัน - ในกรณีนี้ ความร้อนจะกระจายอย่างสม่ำเสมอ สำหรับกำลังไฟขนาดเล็ก จะใช้รีเลย์ขนาดเล็กที่มีการสิ้นเปลืองน้อย ดังนั้นจึงสามารถใช้ตัวต้านทานดับ 2 หรือ 3 ตัวได้ บนกระดานถูกติดตั้งทับกัน
รูปที่ 4
รูปที่ 4 - ตัวควบคุมการจ่ายไฟของชุดควบคุม - ไม่ว่าในกรณีใดตัวควบคุม intergarl สำหรับ + 15V ต้องใช้หม้อน้ำ ขนาด ... โดยปกติแล้วหม้อน้ำจากน้ำตกสุดท้ายของเครื่องขยายเสียงในประเทศก็เพียงพอแล้ว คุณสามารถขอบางอย่างในเวิร์คช็อปทีวี - บอร์ดทีวีมักจะมีหม้อน้ำที่เหมาะสม 2-3 ตัว อันที่สองใช้เพื่อระบายความร้อนของทรานซิสเตอร์ VT4 ซึ่งควบคุมความเร็วพัดลม (รูปที่ 5 และ 6) สามารถใช้ตัวเก็บประจุ C1 และ C3 ที่ 470 uF ที่ 50 V ได้ แต่การเปลี่ยนนี้เหมาะสำหรับแหล่งจ่ายไฟที่ใช้รีเลย์บางประเภทเท่านั้น ซึ่งความต้านทานของขดลวดค่อนข้างใหญ่ ในแหล่งที่ทรงพลังกว่านั้นจะใช้รีเลย์ที่ทรงพลังกว่าและการลดความจุของ C1 และ C3 นั้นเป็นสิ่งที่ไม่พึงปรารถนาอย่างมาก
รูปที่ 5 
รูปที่ 6
ทรานซิสเตอร์ VT4 - IRF640 สามารถแทนที่ด้วย IRF510, IRF520, IRF530, IRF610, IRF620, IRF630, IRF720, IRF730, IRF740 เป็นต้น
ทรานซิสเตอร์ VT1 - ทรานซิสเตอร์โดยตรงเกือบทุกชนิดที่มีกระแสสูงสุดมากกว่า 1 A โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับแรงดันอิ่มตัวเล็กน้อย ทรานซิสเตอร์ในเคส TO-126 และ TO-220 มีคุณภาพดีพอๆ กัน คุณจึงสามารถเลือกเปลี่ยนได้มากมาย หากคุณขันหม้อน้ำขนาดเล็ก KT816 ก็ค่อนข้างเหมาะสม (รูปที่ 7)
รูปที่ 7
รีเลย์ K1 - TRA2 D-12VDC-S-Zหรือ TRA3 L-12VDC-S-2Z. ในความเป็นจริงมันเป็นรีเลย์ธรรมดาที่สุดที่มีขดลวด 12 V และกลุ่มผู้ติดต่อที่สามารถสลับ 5 A ขึ้นไป คุณสามารถใช้รีเลย์ที่ใช้ในทีวีบางรุ่นเพื่อเปิดลูปการล้างอำนาจแม่เหล็ก แต่โปรดจำไว้ว่ากลุ่มผู้ติดต่อในรีเลย์ดังกล่าวมีพินเอาท์ที่แตกต่างกัน และแม้ว่ามันจะอยู่บนบอร์ดโดยไม่มีปัญหาใด ๆ คุณควรตรวจสอบว่าพินใดปิด เมื่อจ่ายแรงดันให้กับขดลวด TRA2 แตกต่างจาก TRA3 ตรงที่ TRA2 มีกลุ่มผู้ติดต่อหนึ่งกลุ่มที่สามารถสลับกระแสได้ถึง 16 A และ TRA3 มีกลุ่มผู้ติดต่อ 2 กลุ่ม กลุ่มละ 5A
โดยวิธีการที่แผงวงจรพิมพ์มีให้เลือกสองรุ่นคือแบบใช้รีเลย์และไม่มี รุ่นที่ไม่มีรีเลย์จะไม่ใช้ระบบสตาร์ทอ่อนของแรงดันไฟฟ้าปฐมภูมิ ดังนั้นตัวเลือกนี้จึงเหมาะสำหรับแหล่งจ่ายไฟที่มีกำลังไฟไม่เกิน 400 W เนื่องจากไม่แนะนำให้เปิดความจุ "โดยตรง" มากกว่า มากกว่า 470 uF โดยไม่จำกัดกระแส นอกจากนี้ ต้องใช้สะพานที่มีกระแสสูงสุด 10 A เป็นสะพานไดโอด VD เช่น RS1007. บทบาทของรีเลย์ในเวอร์ชันที่ไม่มีซอฟต์สตาร์ทนั้นดำเนินการโดย LED บันทึกฟังก์ชันสแตนด์บายแล้ว
ปุ่ม SA2 และ SA3 (สันนิษฐานว่า SA1 เป็นสวิตช์เปิดปิด) - ปุ่มประเภทใดก็ได้ที่ไม่มีการตรึงซึ่งคุณสามารถสร้างแผงวงจรพิมพ์แยกต่างหากหรือบดด้วยวิธีอื่นที่สะดวก จะต้องจำไว้ว่า หน้าสัมผัสของปุ่มเชื่อมต่อทางไฟฟ้ากับเครือข่าย 220 V, ดังนั้นจึงจำเป็นต้องแยกความเป็นไปได้ของการติดต่อระหว่างการทำงานของแหล่งพลังงาน.
คอนโทรลเลอร์ TL494 มีอะนาล็อกค่อนข้างน้อยคุณสามารถใช้อะไรก็ได้โปรดจำไว้ว่าผู้ผลิตที่แตกต่างกันอาจมีความแตกต่างในพารามิเตอร์ ตัวอย่างเช่น เมื่อแทนที่ผู้ผลิตรายหนึ่งด้วยผู้ผลิตรายอื่น ความถี่ในการแปลงอาจเปลี่ยนแปลง แต่ไม่มาก แต่แรงดันเอาต์พุตอาจเปลี่ยนแปลงได้มากถึง 15%
โดยหลักการแล้ว IR2110 ไม่ใช่ไดรเวอร์ที่หายากและไม่มีอะนาลอกมากมาย - IR2113 แต่ IR2113 มีตัวเลือกแพ็คเกจมากกว่าดังนั้นโปรดระวัง - คุณต้องใช้แพ็คเกจ DIP-14
เมื่อติดตั้งบอร์ดแทนที่จะใช้ไมโครวงจรจะเป็นการดีกว่าถ้าใช้คอนเนคเตอร์สำหรับไมโครเซอร์กิต (ซ็อกเก็ต) โดยอุดมคติแล้ว - คอลเล็ต แต่ก็สามารถใช้คอนเนคเตอร์ธรรมดาได้เช่นกัน มาตรการนี้จะหลีกเลี่ยงความเข้าใจผิดเนื่องจากมีการแต่งงานค่อนข้างมากระหว่าง TL494 (ไม่มีเอาต์พุตพัลส์แม้ว่าเครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกาจะทำงาน) และระหว่าง IR2110 (ไม่มีพัลส์ควบคุมไปยังทรานซิสเตอร์ตัวบน) ดังนั้นควรตกลงเงื่อนไขการรับประกัน กับผู้ขายไมโครเซอร์กิต
รูปที่ 8
รูปที่ 8 แสดงส่วนพลังงาน จะดีกว่าถ้าใช้ไดโอดเร็ว VD4 ... VD5 เช่น SF16 แต่ในกรณีที่ไม่มี HER108 ก็ค่อนข้างเหมาะสมเช่นกัน C20 และ C21 - ความจุรวมอย่างน้อย 1 uF ดังนั้นคุณสามารถใช้ตัวเก็บประจุ 2 ตัวที่ 0.47 uF แรงดันไฟฟ้าอย่างน้อย 50 V โดยอุดมคติแล้ว - ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม 1 μF 63 V (ในกรณีที่ทรานซิสเตอร์กำลังพัง ฟิล์มจะยังคงอยู่เหมือนเดิม และเซรามิกหลายชั้นตาย) สำหรับแหล่งจ่ายไฟสูงถึง 600 W ความต้านทานของตัวต้านทาน R24 และ R25 สามารถอยู่ที่ 22 ถึง 47 โอห์ม เนื่องจากความจุเกทของทรานซิสเตอร์พลังงานไม่ใหญ่มาก
ทรานซิสเตอร์กำลังอาจเป็นแบบใดก็ได้ที่ระบุในตารางที่ 2 (กรณี TO-220 หรือ TO-220R)
| ตารางที่ 2 | ||||||
|
ชื่อ |
ความจุของประตู, |
แรงดันไฟฟ้าสูงสุด, |
กระแสสูงสุด, |
พลังงานความร้อน, |
ความต้านทาน, |
|
|
|
||||||
| หากพลังงานความร้อนไม่เกิน 40 W ตัวเรือนทรานซิสเตอร์จะเป็นพลาสติกทั้งหมดและต้องใช้แผ่นระบายความร้อนที่ใหญ่ขึ้นเพื่อไม่ให้อุณหภูมิของคริสตัลถึงค่าวิกฤต แรงดันเกตทั้งหมดไม่เกิน ±20 V |
||||||
โดยหลักการแล้วไทริสเตอร์ VS1 และ VS แบรนด์ไม่สำคัญสิ่งสำคัญคือกระแสสูงสุดต้องมีอย่างน้อย 0.5 A และเคสต้องเป็น TO-92 เราใช้ MCR100-8 หรือ MCR22-8 อย่างใดอย่างหนึ่ง
ไดโอดสำหรับแหล่งจ่ายไฟกระแสต่ำ (รูปที่ 9) เป็นที่ต้องการให้เลือกโดยใช้เวลากู้คืนสั้น ไดโอดของซีรี่ส์ HER เช่น HER108 นั้นค่อนข้างเหมาะสม แต่ก็สามารถใช้ตัวอื่นได้เช่นกัน เช่น SF16, MUR120, UF4007 ตัวต้านทาน R33 และ R34 สำหรับ 0.5 W ความต้านทานตั้งแต่ 15 ถึง 47 โอห์มพร้อม R33 \u003d R34 การม้วนบริการที่ทำงานบน VD9-VD10 จะต้องได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงดันไฟฟ้าคงที่ 20 V ในตารางการคำนวณที่คดเคี้ยวจะมีเครื่องหมายสีแดง
รูปที่ 9
ไดโอดเรียงกระแสกำลังสามารถใช้ได้ทั้งในแพ็คเกจ TO-220 และในแพ็คเกจ TO-247 ในแผงวงจรพิมพ์ทั้งสองเวอร์ชันจะถือว่าไดโอดจะถูกติดตั้งเหนืออีกอันหนึ่งและเชื่อมต่อกับบอร์ดด้วยตัวนำ (รูปที่ 10) แน่นอนว่าเมื่อติดตั้งไดโอดควรใช้แผ่นกันความร้อนและปะเก็นฉนวน (ไมกา)
รูปที่ 10
ในฐานะที่เป็นไดโอดเรียงกระแสควรใช้ไดโอดที่มีเวลาการกู้คืนสั้น ๆ เนื่องจากความร้อนของไดโอดที่ไม่ได้ใช้งานขึ้นอยู่กับสิ่งนี้ (ความจุภายในของไดโอดมีผลและพวกมันก็ร้อนขึ้นเองแม้ว่าจะไม่มีโหลดก็ตาม) รายการตัวเลือกสรุปไว้ในตารางที่ 3
| ตารางที่ 3 | |||
|
ชื่อ |
แรงดันไฟฟ้าสูงสุด, |
กระแสสูงสุด, |
เวลาการกู้คืน, |
หม้อแปลงกระแสทำหน้าที่สองอย่าง - ใช้เป็นหม้อแปลงกระแสและเป็นตัวเหนี่ยวนำที่เชื่อมต่อเป็นอนุกรมกับขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้า ซึ่งช่วยลดอัตราการปรากฏของกระแสในขดลวดปฐมภูมิได้เล็กน้อย ซึ่งนำไปสู่ การลดลงของการปล่อยสารเหนี่ยวนำตัวเอง (รูปที่ 11)
รูปที่ 11
ไม่มีสูตรที่เข้มงวดในการคำนวณหม้อแปลงนี้ แต่ขอแนะนำให้สังเกตข้อ จำกัด บางประการ:
| สำหรับกำลังไฟตั้งแต่ 200 ถึง 500 วัตต์ - แหวนเส้นผ่านศูนย์กลาง 12...18 มม. สำหรับกำลังไฟตั้งแต่ 400 ถึง 800 วัตต์ - แหวนเส้นผ่านศูนย์กลาง 18...26 มม. สำหรับกำลังไฟตั้งแต่ 800 ถึง 1800 วัตต์ - แหวนเส้นผ่านศูนย์กลาง 22...32 มม. สำหรับกำลังไฟตั้งแต่ 1,500 ถึง 3,000 วัตต์ - แหวนเส้นผ่านศูนย์กลาง 32...48 มม. |
แหวนเฟอร์ไรต์ ความซึมผ่าน 2000 ความหนา 6...12 มม. |
จำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิ:
3 รอบสำหรับสภาวะการทำความเย็นที่ไม่ดี และ 5 รอบหากพัดลมเป่าโดยตรงบนบอร์ด
จำนวนรอบของขดลวดทุติยภูมิ:
12...14 สำหรับหลัก 3 เทิร์น และ 20...22 สำหรับหลัก 5 เทิร์น
สะดวกกว่ามากที่จะไขลานส่วนหม้อแปลง - ขดลวดหลักไม่ล็อคกับส่วนที่สอง ในกรณีนี้ ไม่จำเป็นต้องกรอกลับ-กรอขดลวดไปที่ขดลวดหลัก ในขั้นสุดท้ายเมื่อโหลดเป็น 60% จากสูงสุดบนเอาต์พุต R27 ควรอยู่ที่ประมาณ 12 ... 15 V
ขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงถูกพันในลักษณะเดียวกับขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้า TV2 รองด้วยลวดคู่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.15 ... 0.3 มม.
สำหรับการผลิตหม้อแปลงไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟแบบพัลซิ่งคุณควรใช้โปรแกรมสำหรับคำนวณหม้อแปลงไฟฟ้าแบบพัลส์ การออกแบบแกนไม่มีความสำคัญพื้นฐาน - สามารถเป็นได้ทั้งรูปวงแหวนและรูปตัว W แผงวงจรพิมพ์ช่วยให้คุณใช้ทั้งสองอย่างได้โดยไม่มีปัญหา หากความจุโดยรวมของสื่อรูปตัว W ไม่เพียงพอ ก็สามารถพับเป็นบรรจุภัณฑ์ได้ เช่น วงแหวน (รูปที่ 12)
รูปที่ 12
คุณสามารถจับเฟอร์ไรต์รูปตัว W ได้ในเวิร์คช็อปทีวี - ไม่บ่อยนัก แต่หม้อแปลงไฟฟ้าในทีวีล้มเหลว วิธีที่ง่ายที่สุดในการค้นหาแหล่งจ่ายไฟจากทีวีในประเทศคืออันดับที่ 3 ... 5 อย่าลืมว่าหากต้องการหม้อแปลงสองหรือสามตัวกลาง สื่อทั้งหมดต้องเป็นของแบรนด์เดียวกันนั่นคือ สำหรับการถอดประกอบจำเป็นต้องใช้หม้อแปลงชนิดเดียวกัน
หากหม้อแปลงไฟฟ้าทำจากวงแหวน 2000 ก็สามารถใช้ตารางที่ 4 ได้
|
การดำเนินการ |
จริง |
พารามิเตอร์ |
ความถี่ในการแปลง |
||||||
|
เป็นไปได้มากขึ้น |
เหมาะสมที่สุด |
ความร้อนที่แข็งแกร่ง |
|||||||
|
1 แหวน |
พลังโดยรวม |
||||||||
| เปิดการม้วนแรก | |||||||||
|
2 แหวน |
พลังโดยรวม |
||||||||
| เปิดการม้วนแรก | |||||||||
|
1 แหวน |
พลังโดยรวม |
||||||||
| เปิดการม้วนแรก | |||||||||
|
2 แหวน |
พลังโดยรวม |
||||||||
| เปิดการม้วนแรก | |||||||||
|
3 วง |
พลังโดยรวม |
|
|
|
|||||
| เปิดการม้วนแรก |
|
|
|
||||||
|
4 วง ก |
พลังโดยรวม |
|
|
|
|
|
|||
| เปิดการม้วนแรก |
|
|
|
|
|
||||
| จำนวนขดลวดของขดลวดทุติยภูมิจะคำนวณตามสัดส่วนโดยพิจารณาจากแรงดันไฟฟ้าของขดลวดหลักคือ 155 V หรือใช้ตาราง ( เปลี่ยนเฉพาะเซลล์สีเหลือง) | |||||||||
โปรดทราบว่าการปรับแรงดันไฟฟ้าให้คงที่นั้นดำเนินการโดยใช้ PWM ดังนั้นแรงดันเอาต์พุตที่กำหนดของขดลวดทุติยภูมิจะต้องมากกว่าที่คุณต้องการอย่างน้อย 30% พารามิเตอร์ที่เหมาะสมจะได้รับเมื่อแรงดันไฟฟ้าที่คำนวณได้คือ 50 ... 60% มากกว่าที่จำเป็นในการทำให้เสถียร ตัวอย่างเช่น คุณต้องการแหล่งที่มาที่มีแรงดันเอาต์พุต 50 V ดังนั้น ขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าจะต้องออกแบบสำหรับแรงดันเอาต์พุต 75 ... 80 V ในตารางสำหรับการคำนวณขดลวดทุติยภูมิ ค่าสัมประสิทธิ์นี้ ถูกนำมาพิจารณา
การพึ่งพาความถี่การแปลงในการให้คะแนนของ C5 และ R5 แสดงในกราฟ:
ไม่แนะนำให้ใช้ความต้านทาน R5 ที่ค่อนข้างใหญ่ - สนามแม่เหล็กขนาดใหญ่เกินไปอยู่ไม่ไกลเลยและสามารถปิ๊กอัพได้ ดังนั้นเราจะมุ่งเน้นไปที่คะแนน R5 "เฉลี่ย" ที่ 10 kOhm ด้วยความต้านทานของตัวต้านทานการตั้งค่าความถี่จะได้รับความถี่การแปลงต่อไปนี้:
|
พารามิเตอร์ที่ได้รับจากผู้ผลิตรายนี้ |
ความถี่ในการแปลง |
||
|
|
|||
(!) ที่นี่ควรพูดสองสามคำเกี่ยวกับการพันของหม้อแปลง บ่อยครั้งที่มีการรบกวนเกิดขึ้น พวกเขากล่าวว่าเมื่อสร้างเอง แหล่งที่มาไม่ได้ให้พลังงานที่จำเป็น หรือทรานซิสเตอร์พลังงานจะร้อนมากแม้ว่าจะไม่มีโหลดก็ตาม
พูดตามตรงเราก็พบปัญหาดังกล่าวเช่นกันโดยใช้วงแหวน 2,000 วง แต่มันง่ายกว่าสำหรับเรา - การมีอุปกรณ์การวัดทำให้สามารถค้นหาสาเหตุของเหตุการณ์ดังกล่าวได้และกลายเป็นสิ่งที่คาดหวังได้ค่อนข้างมาก - แม่เหล็ก การซึมผ่านของเฟอร์ไรต์ไม่สอดคล้องกับเครื่องหมาย กล่าวอีกนัยหนึ่งสำหรับหม้อแปลงที่ "อ่อนแอ" ขดลวดปฐมภูมิจะต้องคลายออกในทางตรงกันข้ามกับ "ทรานซิสเตอร์กำลังความร้อน" - เพื่อไขลาน
หลังจากนั้นไม่นาน เราเลิกใช้วงแหวน อย่างไรก็ตาม เฟอร์ไรต์ที่เราใช้ไม่ได้ถูกปกปิดไว้เลย ดังนั้นเราจึงใช้มาตรการที่รุนแรง หม้อแปลงที่มีจำนวนรอบโดยประมาณของขดลวดปฐมภูมิเชื่อมต่อกับบอร์ดที่ประกอบและดีบั๊กและความถี่การแปลงจะเปลี่ยนโดยตัวต้านทานการตัดแต่งที่ติดตั้งบนบอร์ด (แทน R5 ติดตั้งทริมเมอร์ 22 kOhm) ในขณะที่เปิดเครื่อง ความถี่การแปลงจะถูกตั้งค่าภายใน 110 kHz และเริ่มลดลงโดยการหมุนตัวต้านทานการปรับแต่งเครื่องยนต์ ดังนั้นจึงพบความถี่ที่แกนกลางเริ่มอิ่มตัวเช่น เมื่อทรานซิสเตอร์กำลังเริ่มอุ่นเครื่องโดยไม่มีโหลด หากความถี่ลดลงต่ำกว่า 60 kHz แสดงว่าขดลวดปฐมภูมิไม่พัน หากอุณหภูมิเริ่มสูงขึ้น 80 kHz ขดลวดปฐมภูมิจะถูกกรอ ดังนั้นจำนวนรอบของแกนนี้จึงถูกกำหนดและหลังจากนั้นขดลวดทุติยภูมิจะถูกพันโดยใช้แผ่นที่เสนอข้างต้นและจำนวนรอบของแกนหลักสำหรับสื่อหนึ่งหรือสื่ออื่นจะระบุไว้บนบรรจุภัณฑ์
หากมีข้อสงสัยเกี่ยวกับคุณภาพของแกนกลางของคุณ จะเป็นการดีกว่าที่จะสร้างบอร์ด ตรวจสอบความสามารถในการใช้งาน และหลังจากนั้นให้สร้างหม้อแปลงไฟฟ้าโดยใช้วิธีการที่อธิบายไว้ข้างต้น
การทำให้เสถียรของกลุ่มคันเร่ง ในบางแห่งถึงกับมีการตัดสินว่าเขาไม่สามารถทำงานใดๆ ได้ เนื่องจากกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเขาคงที่ ในอีกด้านหนึ่งการตัดสินดังกล่าวถูกต้อง - แรงดันไฟฟ้ามีขั้วเดียวกันจริง ๆ ซึ่งหมายความว่าสามารถรับรู้ได้ว่าเป็นค่าคงที่ อย่างไรก็ตามผู้เขียนคำตัดสินดังกล่าวไม่ได้คำนึงถึงความจริงที่ว่าแรงดันไฟฟ้าแม้ว่าจะคงที่ แต่ก็เป็นจังหวะและในระหว่างการใช้งานไม่มีกระบวนการใดกระบวนการหนึ่ง (การไหลของกระแส) เกิดขึ้นในโหนดนี้ แต่มีจำนวนมากเนื่องจากตัวเหนี่ยวนำไม่มีหนึ่ง ขดลวด แต่อย่างน้อยสอง (หากแรงดันเอาต์พุตต้องการไบโพลาร์) หรือ 4 ขดลวดหากจำเป็นต้องใช้แรงดันไบโพลาร์สองขั้ว (รูปที่ 13)
เป็นไปได้ที่จะทำให้หายใจไม่ออกทั้งบนวงแหวนและบนเฟอร์ไรต์รูปตัว W ขนาดแน่นอนขึ้นอยู่กับพลังงาน สำหรับกำลังสูงถึง 400-500 W สื่อก็เพียงพอแล้วจากอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสำหรับจ่ายไฟให้กับทีวีที่มีเส้นทแยงมุม 54 ซม. ขึ้นไป (รูปที่ 14) การออกแบบหลักไม่สำคัญ
รูปที่ 14
มันพันในลักษณะเดียวกับหม้อแปลงไฟฟ้า - จากตัวนำบาง ๆ หลายตัวบิดเป็นมัดหรือติดกาวเป็นเทปในอัตรา 4-5 A / mm ตร.ม. ในทางทฤษฎี - ยิ่งเลี้ยวมาก - ยิ่งดี ดังนั้นการม้วนจะถูกวางก่อนที่หน้าต่างจะเต็ม และทันทีใน 2 (ถ้าคุณต้องการแหล่งสัญญาณสองขั้ว) หรือ 4 สาย (ถ้าคุณต้องการแหล่งที่มีแรงดันไฟฟ้าสองขั้ว
หลังจากปรับตัวเก็บประจุให้เรียบแล้ว ไม่มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับพวกเขา ขนาด ... บอร์ดได้รับการออกแบบสำหรับการติดตั้งแกนจากตัวกรองไฟเมนของทีวี หมุนจนเต็มหน้าต่าง ตัดขวางในอัตรา 4-5 A / ตร.มม. (รูปที่ 15)
รูปที่ 15
เทปดังกล่าวข้างต้นเป็นม้วน ที่นี่จำเป็นต้องหยุดรายละเอียดเพิ่มเติมเล็กน้อย
อะไรดีกว่ากัน? ผูกหรือเทป?ทั้งสองวิธีนี้มีข้อดีและข้อเสีย การมัดเป็นวิธีที่ง่ายที่สุด - ยืดเส้นลวดตามจำนวนที่ต้องการแล้วบิดเป็นมัดโดยใช้สว่าน อย่างไรก็ตาม วิธีนี้จะเพิ่มความยาวรวมของตัวนำเนื่องจากการบิดภายใน และยังไม่อนุญาตให้บรรลุลักษณะเฉพาะของสนามแม่เหล็กในตัวนำทั้งหมดของมัด และแม้ว่าจะไม่มาก แต่ก็ยังสูญเสียความร้อน
การผลิตเทปนั้นใช้แรงงานมากขึ้นและมีราคาแพงกว่าเล็กน้อยเนื่องจากยืดตัวนำตามจำนวนที่ต้องการแล้วใช้กาวโพลียูรีเทน (TOP-TOP, SPECIALIST, MOMENT-CRYSTAL) ติดกาวเข้ากับเทป กาวถูกนำไปใช้กับลวดในส่วนเล็ก ๆ - ตัวนำยาว 15 ... 20 ซม. จากนั้นจับมัดระหว่างนิ้วแล้วถูเหมือนเดิมเพื่อให้แน่ใจว่าสายไฟพอดีกับเทป คล้ายกับเทปบันเดิลที่ใช้เชื่อมต่อดิสก์มีเดียกับเมนบอร์ดของคอมพิวเตอร์ IBM หลังจากติดกาวแล้วจะใช้ส่วนใหม่กับความยาวของสายไฟ 15 ... 20 ซม. แล้วใช้นิ้วเกลี่ยอีกครั้งจนกว่าจะได้เทป และตลอดความยาวของตัวนำ (รูปที่ 16)
รูปที่ 16
หลังจากกาวแห้งสนิทแล้วเทปจะพันที่แกนและม้วนที่มีรอบจำนวนมาก (ตามกฎแล้วมีหน้าตัดเล็กกว่า) จะถูกพันก่อนและขดลวดที่มีกระแสสูงอยู่ด้านบนแล้ว หลังจากม้วนชั้นแรกแล้วจำเป็นต้อง "วาง" เทปไว้ในวงแหวนโดยใช้หมุดรูปกรวยที่ตัดจากไม้ เส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุดของหมุดเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของวงแหวนที่ใช้ และต่ำสุดคือ 8…10 มม. ความยาวของกรวยต้องมีอย่างน้อย 20 ซม. และการเปลี่ยนแปลงของเส้นผ่านศูนย์กลางต้องสม่ำเสมอ หลังจากม้วนชั้นแรกแล้วให้วางแหวนไว้บนหมุดแล้วกดด้วยแรงเพื่อให้วงแหวนติดกับหมุดค่อนข้างแรง จากนั้นถอดแหวนออก พลิกกลับด้านแล้วใส่หมุดอีกครั้งด้วยแรงเท่าเดิม หมุดต้องนิ่มพอที่จะไม่ทำให้ฉนวนของขดลวดเสียหาย ดังนั้นไม้เนื้อแข็งจึงไม่เหมาะสำหรับจุดประสงค์นี้ ดังนั้นตัวนำจะถูกวางอย่างเคร่งครัดตามรูปร่างของเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของแกน หลังจากไขชั้นถัดไปแล้วลวดจะถูก "วาง" ด้วยหมุดอีกครั้งและจะทำหลังจากม้วนแต่ละชั้นถัดไป
หลังจากพันขดลวดทั้งหมด (อย่าลืมใช้ฉนวนที่พันกัน) แนะนำให้อุ่นหม้อแปลงเป็น 80 ... 90 ° C เป็นเวลา 30-40 นาที (คุณสามารถใช้เตาอบแก๊สหรือเตาไฟฟ้าในครัวได้ แต่คุณไม่ควรร้อนมากเกินไป) ที่อุณหภูมินี้ กาวโพลียูรีเทนจะยืดหยุ่นและได้รับคุณสมบัติของกาวอีกครั้งโดยการติดกาวเข้าด้วยกัน ไม่เพียงแต่ตัวนำที่อยู่ขนานกับตัวเทปเท่านั้น แต่ยังรวมถึงตัวนำที่อยู่ด้านบนด้วย เช่น ชั้นของขดลวดติดกาวเข้าด้วยกันซึ่งจะเพิ่มความแข็งแกร่งทางกลให้กับขดลวดและกำจัดเอฟเฟกต์เสียงใด ๆ ซึ่งบางครั้งลักษณะที่ปรากฏจะเกิดขึ้นเมื่อตัวนำของหม้อแปลงไฟฟ้าเชื่อมต่อไม่ดี (รูปที่ 17)
รูปที่ 17
ข้อดีของการม้วนแบบนี้คือการได้สนามแม่เหล็กที่เหมือนกันในสายไฟทุกเส้นของมัดเทป เนื่องจากพวกมันอยู่ในตำแหน่งทางเรขาคณิตในลักษณะเดียวกันกับสนามแม่เหล็ก ตัวนำเทปดังกล่าวง่ายกว่ามากในการกระจายอย่างสม่ำเสมอรอบ ๆ เส้นรอบวงของแกนซึ่งเป็นสิ่งสำคัญมากแม้แต่กับหม้อแปลงมาตรฐานและสำหรับหม้อแปลงพัลส์มันเป็นเงื่อนไขบังคับ เมื่อใช้เทป คุณสามารถไขลานได้ค่อนข้างแน่น และโดยการเพิ่มการเข้าถึงของอากาศเย็นไปยังทางเลี้ยวที่อยู่ด้านในของขดลวดโดยตรง ในการทำเช่นนี้ก็เพียงพอที่จะแบ่งจำนวนสายไฟที่จำเป็นออกเป็นสองเส้นและทำเทปสองอันที่เหมือนกันซึ่งจะพันทับกัน สิ่งนี้จะเพิ่มความหนาของขดลวด แต่จะมีระยะห่างระหว่างรอบของเทปมากทำให้อากาศเข้าถึงด้านในของหม้อแปลงได้
ในฐานะที่เป็นฉนวน interlayer ควรใช้ฟิล์มฟลูออโรเรซิ่น - มีความยืดหยุ่นสูงซึ่งชดเชยความตึงของขอบด้านหนึ่งที่เกิดขึ้นเมื่อแผลบนวงแหวนมีแรงดันพังทลายค่อนข้างสูงไม่ไวต่ออุณหภูมิที่สูงถึง 200 ° C และบางมากเช่น จะไม่ใช้พื้นที่มากในหน้าต่างหลัก แต่ก็ไม่สามารถใช้ได้เสมอไป สามารถใช้เทปไวนิลได้ แต่ไวต่ออุณหภูมิที่สูงกว่า 80°C เทปพันสายไฟแบบวัสดุทนทานต่ออุณหภูมิ แต่มีแรงดันพังทลายต่ำ ดังนั้นเมื่อใช้งาน จึงจำเป็นต้องม้วนอย่างน้อย 2 ชั้น
ไม่ว่าคุณจะไขโช้กและหม้อแปลงไฟฟ้าด้วยตัวนำแบบใดและในลำดับใดก็ตาม คุณควรจำความยาวของสายไฟไว้
หากตัวเหนี่ยวนำและหม้อแปลงไฟฟ้าทำขึ้นโดยใช้วงแหวนเฟอร์ไรต์ อย่าลืมว่าก่อนที่จะม้วนขอบของวงแหวนเฟอร์ไรต์ควรปัดเศษออก เนื่องจากมีความคมมาก และวัสดุเฟอร์ไรต์ค่อนข้างทนทานและสามารถทำลายฉนวนบน ลวดคดเคี้ยว หลังจากผ่านกรรมวิธีแล้ว เฟอร์ไรต์จะถูกพันด้วยเทปฟลูออโรเรซิ่นหรือเทปผ้า และพันม้วนแรก
สำหรับการระบุตัวตนที่สมบูรณ์ของขดลวดเดียวกัน ขดลวดจะถูกพันเป็นสองเส้นทันที (หมายถึงเป็นสองมัดพร้อมกัน) ซึ่งหลังจากพันแล้วจะถูกเรียกและจุดเริ่มต้นของการพันหนึ่งจะเชื่อมต่อกับปลายอีกข้างหนึ่ง
หลังจากพันหม้อแปลงแล้วจำเป็นต้องถอดฉนวนเคลือบเงาออกจากสายไฟ นี่เป็นช่วงเวลาที่ไม่พึงประสงค์ที่สุดเพราะมันลำบากมาก
ก่อนอื่นจำเป็นต้องแก้ไขเอาต์พุตบนตัวหม้อแปลงและไม่รวมการดึงสายไฟแต่ละเส้นของมัดภายใต้ความเค้นเชิงกล หากสายรัดเป็นเทป เช่น ติดกาวและให้ความร้อนหลังจากม้วนก็เพียงพอที่จะหมุนหลาย ๆ รอบบนก๊อกด้วยลวดม้วนเดียวกันใกล้กับตัวหม้อแปลงโดยตรง หากใช้มัดบิดจะต้องบิดเพิ่มเติมที่ฐานของเอาต์พุตและแก้ไขด้วยการพันลวดหลาย ๆ รอบ นอกจากนี้ ข้อสรุปจะถูกเผาด้วยเตาแก๊สทั้งหมดในคราวเดียว หรือทำความสะอาดทีละรายการโดยใช้เครื่องตัดเสมียน หากเคลือบเงาแล้วหลังจากเย็นตัวแล้วสายไฟจะถูกป้องกันด้วยกระดาษทรายและบิด
หลังจากขจัดสารเคลือบเงา ลอกและบิดออกแล้ว ผลผลิตจะต้องได้รับการปกป้องจากการเกิดออกซิเดชัน เช่น ปกคลุมด้วยฟลักซ์ขัดสน จากนั้นติดตั้งหม้อแปลงบนบอร์ดเอาต์พุตทั้งหมดยกเว้นเอาต์พุตของขดลวดปฐมภูมิที่เชื่อมต่อกับทรานซิสเตอร์พลังงานจะถูกเสียบเข้าไปในรูที่เกี่ยวข้องในกรณีที่ขดลวดควรเป็น "วงแหวน" ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับขั้นตอนของขดลวดเช่น ให้ตรงกับจุดเริ่มต้นของขดลวดกับแผนภาพวงจร หลังจากเสียบสายหม้อแปลงเข้าไปในรูแล้วควรตัดให้สั้นลงเพื่อให้มี 3 ... 4 มม. จากปลายสายนำไปสู่แผงวงจรพิมพ์ จากนั้นตะกั่วที่บิดจะ "ไม่บิด" และฟลักซ์ ACTIVE จะวางในตำแหน่งของการบัดกรีนั่นคือ มันเป็นกรดไฮโดรคลอริกที่ละลายแล้วหยดลงบนปลายไม้ขีดและถ่ายโอนไปยังสถานที่บัดกรี หรือเติมกรดอะซิติลซาลิไซลิกที่เป็นผลึก (แอสไพริน) ลงในกลีเซอรีนจนกว่าจะได้ความข้นหนืด (ทั้งสองอย่างนี้หาซื้อได้ที่ร้านขายยาในแผนกใบสั่งยา) หลังจากนั้น ตะกั่วจะถูกบัดกรีเข้ากับแผงวงจรพิมพ์ อุ่นเครื่องอย่างระมัดระวังและให้บัดกรีกระจายทั่วสายไฟทั้งหมดอย่างสม่ำเสมอ จากนั้นตะกั่วจะถูกทำให้สั้นลงตามความสูงของโลหะบัดกรี และล้างบอร์ดให้สะอาดด้วยแอลกอฮอล์ (ขั้นต่ำ 90%) หรือน้ำมันเบนซินกลั่น หรือส่วนผสมของน้ำมันเบนซินและทินเนอร์ 647 (1:1)
เปิดเครื่องครั้งแรก
การเปิดใช้การตรวจสอบประสิทธิภาพจะดำเนินการในหลายขั้นตอนเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาที่จะเกิดขึ้นแน่นอนในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาดในการติดตั้ง
1 . ในการทดสอบการออกแบบนี้ คุณจะต้องใช้แหล่งจ่ายไฟแยกต่างหากที่มีแรงดันไฟฟ้าสองขั้ว ± 15 ... 20 V และกำลังไฟ 15 ... 20 W การเปิดสวิตช์ครั้งแรกทำได้โดยการเชื่อมต่อ MINUS OUTPUT ของแหล่งพลังงานเพิ่มเติมเข้ากับบัสพลังงานหลักเชิงลบของตัวแปลง และ COMMON OUTPUT เชื่อมต่อกับขั้วบวกของตัวเก็บประจุ C1 (รูปที่ 18) ดังนั้น แหล่งจ่ายไฟของชุดควบคุมจึงถูกจำลองขึ้นและตรวจสอบความสามารถในการทำงานโดยไม่ต้องใช้ชุดจ่ายไฟ ที่นี่เป็นที่พึงปรารถนาที่จะใช้ออสซิลโลสโคปและเครื่องวัดความถี่ แต่ถ้าไม่มีให้ใช้มัลติมิเตอร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งสวิตช์ (แบบดิจิตอลไม่ตอบสนองต่อแรงดันไฟฟ้าที่เต้นเป็นจังหวะอย่างเพียงพอ)
รูปที่ 18
ที่พิน 9 และ 10 ของคอนโทรลเลอร์ TL494 อุปกรณ์ตัวชี้ที่เชื่อมต่อกับการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงควรแสดงแรงดันไฟฟ้าเกือบครึ่งหนึ่งของแหล่งจ่าย ซึ่งแสดงว่ามีพัลส์สี่เหลี่ยมบนไมโครเซอร์กิต
รีเลย์ K1 ควรทำงานในลักษณะเดียวกัน
2. หากโมดูลทำงานอย่างถูกต้องคุณควรตรวจสอบส่วนพลังงาน แต่อีกครั้งไม่ใช่จากไฟฟ้าแรงสูง แต่ใช้แหล่งพลังงานเพิ่มเติม (รูปที่ 19)
รูปที่ 19
ด้วยลำดับการตรวจสอบดังกล่าวมันเป็นเรื่องยากมากที่จะเผาสิ่งใด ๆ แม้จะมีข้อผิดพลาดในการติดตั้งอย่างร้ายแรง (ไฟฟ้าลัดวงจรระหว่างรางของบอร์ดไม่บัดกรีองค์ประกอบ) เนื่องจากกำลังไฟของหน่วยเพิ่มเติมไม่เพียงพอ หลังจากเปิดใช้งานแล้วจะมีการตรวจสอบแรงดันเอาต์พุตของตัวแปลง - แน่นอนว่าจะต่ำกว่าค่าที่คำนวณได้อย่างมาก (เมื่อใช้แหล่งเพิ่มเติม± 15V แรงดันเอาต์พุตจะถูกประเมินต่ำกว่าประมาณ 10 เท่าเนื่องจาก แหล่งจ่ายไฟหลักไม่ใช่ 310 V แต่เป็น 30 V) อย่างไรก็ตามการมีแรงดันเอาต์พุตแสดงว่าไม่มีข้อผิดพลาดในส่วนพลังงานและคุณสามารถดำเนินการทดสอบส่วนที่สามต่อได้
3 . การเชื่อมต่อครั้งแรกจากเครือข่ายต้องทำด้วยข้อ จำกัด ในปัจจุบันซึ่งอาจเป็นหลอดไส้ธรรมดา 40-60 W ซึ่งเชื่อมต่อแทนฟิวส์ ควรติดตั้งหม้อน้ำแล้ว ดังนั้นในกรณีที่มีการบริโภคมากเกินไปไม่ว่าด้วยเหตุผลใดก็ตาม หลอดไฟจะสว่างขึ้นและความน่าจะเป็นของความล้มเหลวจะลดลง หากทุกอย่างเรียบร้อยดีแรงดันเอาต์พุตของตัวต้านทาน R26 จะถูกปรับและตรวจสอบความจุโหลดของแหล่งกำเนิดโดยเชื่อมต่อหลอดไส้เดียวกันกับเอาต์พุต หลอดไฟที่เปิดอยู่แทนฟิวส์ควรสว่างขึ้น (ความสว่างขึ้นอยู่กับแรงดันขาออก นั่นคือ ปริมาณพลังงานที่แหล่งจ่ายจะให้ แรงดันขาออกถูกควบคุมโดยตัวต้านทาน R26 แต่อาจจำเป็นต้องเลือก R36
4 . ทำการทดสอบการทำงานโดยให้ฟิวส์เข้าที่ คุณสามารถใช้เกลียวนิโครมสำหรับเตาไฟฟ้าที่มีกำลังไฟ 2-3 กิโลวัตต์ ลวดสองชิ้นถูกบัดกรีเข้ากับเอาต์พุตของแหล่งพลังงาน อันดับแรกไปที่ไหล่ซึ่งควบคุมแรงดันเอาต์พุต ลวดเส้นหนึ่งถูกขันเข้าที่ปลายเกลียวโดยมีการติดตั้ง "จระเข้" ไว้ที่สอง ตอนนี้โดยการติดตั้ง "จระเข้" ใหม่ตามความยาวของเกลียว คุณสามารถเปลี่ยนความต้านทานโหลดได้อย่างรวดเร็ว (รูปที่ 20)
รูปที่ 20
จะไม่ฟุ่มเฟือยที่จะสร้าง "รอยแตกลาย" บนเกลียวในสถานที่ที่มีความต้านทานบางอย่างเช่นทุกๆ 5 โอห์ม โดยการเชื่อมต่อกับ "เครื่องหมายยืด" จะทราบล่วงหน้าแล้วว่าเป็นโหลดประเภทใดและกำลังขับใด ช่วงเวลานี้. สามารถคำนวณกำลังไฟฟ้าได้ตามกฎของโอห์ม (ที่ใช้ในจาน)
ทั้งหมดนี้จำเป็นสำหรับการปรับเกณฑ์สำหรับการป้องกันการโอเวอร์โหลด ซึ่งควรทำงานอย่างต่อเนื่องเมื่อพลังงานจริงเกิน 10-15% ของค่าที่คำนวณได้ นอกจากนี้ยังตรวจสอบว่าแหล่งจ่ายไฟรองรับโหลดได้เสถียรเพียงใด
หากแหล่งพลังงานไม่ส่งกำลังไฟฟ้าที่คำนวณได้ แสดงว่ามีข้อผิดพลาดบางอย่างพุ่งเข้ามาในระหว่างการผลิตหม้อแปลง - ดูวิธีการคำนวณรอบสำหรับแกนจริงด้านบน
ยังคงต้องศึกษาวิธีการทำแผงวงจรพิมพ์อย่างรอบคอบและคุณสามารถเริ่มประกอบได้ ภาพวาด PCB ที่จำเป็นพร้อมต้นฉบับในรูปแบบ LAY อยู่ใน
อันดับแรก
ตัวเลข
ที่สอง
ตัวเลข
ที่สาม
ตัวเลข
มากมาย-
ร่างกาย
ความอดทน
+/- %
เงิน
-
-
-
10^-2
10
ทอง
-
-
-
10^-1
5
สีดำ
-
0
-
1
-
สีน้ำตาล
1
1
1
10
1
สีแดง
2
2
2
10^2
2
ส้ม
3
3
3
10^3
-
สีเหลือง
4
4
4
10^4
-
สีเขียว
5
5
5
10^5
0,5
สีฟ้า
6
6
6
10^6
0,25
สีม่วง
7
7
7
10^7
0,1
สีเทา
8
8
8
10^8
สลับแหล่งจ่ายไฟบน TL494 และ IR2110
ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าในรถยนต์และเครือข่ายส่วนใหญ่ใช้ตัวควบคุม TL494 เฉพาะ และเนื่องจากเป็นตัวหลัก จึงไม่ยุติธรรมที่จะไม่พูดสั้น ๆ เกี่ยวกับหลักการทำงานของมัน
คอนโทรลเลอร์ TL494 เป็นเคสพลาสติก DIP16 (มีตัวเลือกในกล่องระนาบ แต่ไม่ได้ใช้ในการออกแบบเหล่านี้) แผนภาพการทำงานของคอนโทรลเลอร์แสดงในรูปที่ 1
รูปที่ 1 - บล็อกไดอะแกรมของชิป TL494
ดังที่เห็นได้จากรูป TL494 microcircuit มีวงจรควบคุมที่พัฒนาอย่างมากซึ่งทำให้สามารถสร้างตัวแปลงตามข้อกำหนดเกือบทุกชนิดได้ แต่ก่อนอื่นคำสองสามคำเกี่ยวกับหน่วยการทำงานของตัวควบคุม
ไอออนและวงจรป้องกันแรงดันตก
วงจรจะเปิดขึ้นเมื่อแหล่งจ่ายไฟถึงเกณฑ์ 5.5..7.0 V (ค่าปกติ 6.4V) เมื่อถึงจุดนี้ บัสควบคุมภายในจะปิดการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและส่วนลอจิกของวงจร กระแสไม่มีโหลดที่แรงดันแหล่งจ่าย +15V (ปิดใช้งานทรานซิสเตอร์เอาต์พุต) ไม่เกิน 10 mA ION +5V (+4.75..+5.25 V, ความเสถียรของเอาต์พุตไม่แย่ไปกว่า +/- 25mV) ให้กระแสไหลออกสูงสุด 10 mA เป็นไปได้ที่จะขยาย ION โดยใช้ตัวติดตาม npn-emitter เท่านั้น (ดู TI หน้า 19-20) แต่แรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของ "โคลง" ดังกล่าวจะขึ้นอยู่กับกระแสโหลดอย่างมาก
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสร้างบนตัวเก็บประจุจับเวลา Ct (พิน 5) แรงดันไฟฟ้าฟันเลื่อย 0..+3.0V (แอมพลิจูดที่กำหนดโดย ION) สำหรับ TL494 Texas Instruments และ 0...+2.8V สำหรับ TL494 Motorola (เราจะคาดหวังอะไรจากผู้อื่นได้บ้าง) ตามลำดับสำหรับ TI F =1.0/(RtCt) สำหรับ Motorola F=1.1/(RtCt)
ความถี่ในการทำงานที่อนุญาต
ตั้งแต่ 1 ถึง 300 kHz ในขณะที่ช่วงที่แนะนำคือ Rt = 1...500kΩ, Ct=470pF...10uF ในกรณีนี้ การเบี่ยงเบนของอุณหภูมิโดยทั่วไปของความถี่คือ (แน่นอน โดยไม่คำนึงถึงการเบี่ยงเบนของส่วนประกอบที่แนบมาด้วย) +/-3% และการเบี่ยงเบนของความถี่ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายจะอยู่ภายใน 0.1% ในช่วงที่อนุญาตทั้งหมด .
สำหรับการปิดระบบระยะไกล
เครื่องกำเนิดไฟฟ้า คุณสามารถใช้ปุ่มภายนอกเพื่อปิดอินพุต Rt (6) ไปยังเอาต์พุตของ ION หรือ - ปิด Ct ลงกับพื้น แน่นอนว่าต้องคำนึงถึงความต้านทานการรั่วไหลของสวิตช์เปิดเมื่อเลือก Rt, Ct
อินพุตควบคุมเฟสพัก
(รอบการทำงาน) ผ่านตัวเปรียบเทียบเฟสที่เหลือจะตั้งค่าการหยุดชั่วคราวขั้นต่ำที่จำเป็นระหว่างพัลส์ในอ้อมแขนของวงจร สิ่งนี้จำเป็นทั้งเพื่อป้องกันกระแสไฟฟ้าผ่านในขั้นตอนการจ่ายไฟภายนอก IC และสำหรับการทำงานที่เสถียรของทริกเกอร์ - เวลาเปลี่ยนของส่วนดิจิตอลของ TL494 คือ 200 ns เปิดใช้งานสัญญาณเอาต์พุตเมื่อเลื่อยบน Ct เกินแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตควบคุม 4 (DT) ที่ความถี่สัญญาณนาฬิกาสูงถึง 150 kHz ที่แรงดันไฟฟ้าควบคุมเป็นศูนย์ เฟสที่เหลือ = 3% ของช่วงเวลา (ออฟเซ็ตสัญญาณควบคุมเทียบเท่า 100..120 mV) ที่ความถี่สูง การแก้ไขในตัวจะขยายเฟสที่เหลือเป็น 200.. 300 น.
การใช้วงจรอินพุต DT ทำให้สามารถตั้งค่าเฟสพักคงที่ (ตัวแบ่ง R-R) โหมดซอฟต์สตาร์ท (R-C) การปิดเครื่องระยะไกล (คีย์) และยังใช้ DT เป็นอินพุตควบคุมเชิงเส้นได้อีกด้วย วงจรอินพุตประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ pnp ดังนั้นกระแสอินพุต (สูงสุด 1.0 uA) จึงไหลออกจาก IC และไม่ไหลเข้า กระแสมีขนาดค่อนข้างใหญ่ ดังนั้นควรหลีกเลี่ยงตัวต้านทานที่มีความต้านทานสูง (ไม่เกิน 100 kOhm) ดู TI หน้า 23 สำหรับตัวอย่างการป้องกันไฟกระชากโดยใช้ไดโอดซีเนอร์ 3 ขา TL430 (431)
เครื่องขยายเสียงผิดพลาด
- ในความเป็นจริง แอมพลิฟายเออร์สำหรับการทำงานที่มี Ku=70..95dB แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (60 dB สำหรับซีรีย์ต้นๆ) Ku=1 ที่ 350 kHz วงจรอินพุตประกอบขึ้นบนทรานซิสเตอร์ pnp ดังนั้นกระแสอินพุต (สูงสุด 1.0 µA) จึงไหลออกจาก IC และไม่ไหลเข้าไป กระแสมีขนาดใหญ่พอสำหรับ op-amp แรงดันไบแอสก็เช่นกัน (สูงถึง 10mV) ดังนั้นควรหลีกเลี่ยงตัวต้านทานความต้านทานสูงในวงจรควบคุม (ไม่เกิน 100 kOhm) แต่ด้วยการใช้อินพุต pnp ช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตจึงอยู่ระหว่าง -0.3V ถึง Vsupply-2V
เมื่อใช้ระบบปฏิบัติการที่ขึ้นกับความถี่ RC ควรจำไว้ว่าเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์เป็นแบบปลายเดี่ยว (ไดโอดอนุกรม!) ดังนั้นการชาร์จความจุ (ขึ้น) จะชาร์จและลง - จะใช้เวลานาน เพื่อปลดปล่อย แรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตนี้อยู่ในช่วง 0..+3.5V (มากกว่าแอมพลิจูดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเล็กน้อย) จากนั้นค่าสัมประสิทธิ์แรงดันไฟฟ้าจะลดลงอย่างรวดเร็วและที่เอาต์พุตประมาณ 4.5V แอมพลิฟายเออร์จะอิ่มตัว ในทำนองเดียวกัน ควรหลีกเลี่ยงตัวต้านทานความต้านทานต่ำในวงจรเอาต์พุตของเครื่องขยายเสียง (ลูป OS)
แอมพลิฟายเออร์ไม่ได้ออกแบบมาให้ทำงานภายในหนึ่งรอบของความถี่การทำงาน ด้วยความล่าช้าในการขยายสัญญาณภายในแอมพลิฟายเออร์ที่ 400 ns พวกมันช้าเกินไปสำหรับสิ่งนี้ และตรรกะการควบคุมทริกเกอร์ไม่อนุญาต (จะมีพัลส์ด้านข้างที่เอาต์พุต) ในวงจร PN จริง ความถี่คัตออฟของวงจร OS จะถูกเลือกตามลำดับที่ 200-10,000 Hz
ตรรกะการควบคุมทริกเกอร์และเอาต์พุต
- ด้วยแรงดันไฟฟ้าอย่างน้อย 7V หากแรงดันเลื่อยบนเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามากกว่าบนอินพุตควบคุม DT และถ้าแรงดันเลื่อยสูงกว่าบนเครื่องขยายสัญญาณข้อผิดพลาดใด ๆ (คำนึงถึงเกณฑ์ในตัวและ ออฟเซ็ต) - อนุญาตให้ใช้เอาต์พุตของวงจร เมื่อตัวสร้างถูกรีเซ็ตจากค่าสูงสุดเป็นศูนย์ เอาต์พุตจะถูกปิดใช้งาน ทริกเกอร์ที่มีเอาต์พุตสองเฟสจะแบ่งความถี่ออกเป็นครึ่งหนึ่ง ด้วยโลจิคัล 0 ที่อินพุต 13 (โหมดเอาต์พุต) เฟสทริกเกอร์จะรวมกันโดย OR และป้อนพร้อมกันไปยังเอาต์พุตทั้งสอง ด้วยโลจิคัล 1 เฟสจะถูกป้อนพาราเฟสไปยังแต่ละเอาต์พุตแยกกัน
ทรานซิสเตอร์เอาต์พุต
- npn Darlingtons พร้อมระบบป้องกันความร้อนในตัว (แต่ไม่มีระบบป้องกันกระแสไฟ) ดังนั้น แรงดันตกต่ำสุดระหว่างตัวสะสม (โดยปกติจะปิดที่บัสบวก) และอิมิตเตอร์ (ที่โหลด) คือ 1.5V (ปกติที่ 200 mA) และในวงจรอิมิตเตอร์ทั่วไปจะดีกว่าเล็กน้อย 1.1V ทั่วไป กระแสไฟขาออกสูงสุด (ด้วยทรานซิสเตอร์แบบเปิดหนึ่งตัว) ถูกจำกัดไว้ที่ 500 mA กำลังไฟสูงสุดสำหรับคริสตัลทั้งหมดคือ 1W
พาวเวอร์ซัพพลายแบบสวิตชิ่งกำลังค่อยๆ แทนที่ญาติดั้งเดิมในด้านวิศวกรรมเสียง เนื่องจากอุปกรณ์เหล่านี้ดูน่าสนใจกว่าอย่างเห็นได้ชัดทั้งในเชิงเศรษฐกิจและโดยรวม ปัจจัยเดียวกับที่การเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟมีส่วนทำให้แอมพลิฟายเออร์ผิดเพี้ยน กล่าวคือ ลักษณะของโอเวอร์โทนเพิ่มเติมได้สูญเสียความเกี่ยวข้องไปแล้วด้วยเหตุผลสองประการ - ฐานองค์ประกอบที่ทันสมัยช่วยให้คุณออกแบบตัวแปลงที่มีความถี่การแปลงสูงกว่า 40 kHz อย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นการปรับแหล่งจ่ายไฟที่แนะนำโดยแหล่งจ่ายไฟจะอยู่ในอัลตราซาวนด์ นอกจากนี้ ความถี่พลังงานที่สูงขึ้นยังกรองออกได้ง่ายกว่ามาก และการใช้ตัวกรอง LC รูปตัว L สองตัวในวงจรไฟฟ้าก็เพียงพอแล้วที่จะทำให้การกระเพื่อมราบรื่นที่ความถี่เหล่านี้
แน่นอนว่ายังมีแมลงวันในขี้ผึ้งในถังน้ำผึ้งนี้ด้วย - ความแตกต่างของราคาระหว่างแหล่งจ่ายไฟทั่วไปสำหรับเพาเวอร์แอมป์และสวิตชิ่งจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้นด้วยการเพิ่มพลังของยูนิตนี้ เช่น ยิ่งพาวเวอร์ซัพพลายทรงพลังมากเท่าไหร่ ผลกำไรก็จะยิ่งมากขึ้นเมื่อเทียบกับพาวเวอร์ซัพพลายทั่วไป
และนั่นไม่ใช่ทั้งหมด เมื่อใช้แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง จำเป็นต้องปฏิบัติตามกฎสำหรับการติดตั้งอุปกรณ์ความถี่สูง ได้แก่ การใช้หน้าจอเพิ่มเติม การจ่ายสายไฟทั่วไปไปยังแผงระบายความร้อนของชิ้นส่วนไฟฟ้า ตลอดจนการเดินสายที่ถูกต้องของ กราวด์และการเชื่อมต่อของสายถักและตัวนำ
หลังจากพูดนอกเรื่องเล็กน้อยเกี่ยวกับคุณสมบัติของสวิตช์พาวเวอร์ซัพพลายสำหรับเพาเวอร์แอมป์ แผนภาพวงจรจริงของพาวเวอร์ซัพพลาย 400W:
รูปภาพที่ 1 แผนภูมิวงจรรวมสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายสำหรับเพาเวอร์แอมป์ขนาดไม่เกิน 400 W
ขยายคุณภาพที่ดี
คอนโทรลเลอร์ควบคุมในแหล่งจ่ายไฟนี้คือ TL494 แน่นอนว่ามีไอซีที่ทันสมัยกว่าสำหรับงานนี้ แต่เราใช้คอนโทรลเลอร์เฉพาะนี้ด้วยเหตุผลสองประการ - มันหาได้ง่ายมาก เป็นเวลานานแล้วที่ไม่พบปัญหาด้านคุณภาพในพาวเวอร์ซัพพลายที่ผลิตจาก TL494 จาก Texas Instruments OOS ครอบคลุมแอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาดซึ่งทำให้สามารถรับค่าสัมประสิทธิ์ที่ค่อนข้างใหญ่ได้ การรักษาเสถียรภาพ (อัตราส่วนของตัวต้านทาน R4 และ R6)
หลังจากคอนโทรลเลอร์ TL494 มีไดรเวอร์ฮาล์ฟบริดจ์ IR2110 ซึ่งควบคุมเกตของทรานซิสเตอร์กำลัง การใช้ไดรเวอร์ทำให้สามารถละทิ้งหม้อแปลงที่ตรงกันซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในแหล่งจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์ ไดรเวอร์ IR2110 ถูกโหลดบนบานประตูหน้าต่างผ่านโซ่ R24-VD4 และ R25-VD5 เพื่อเร่งการปิดของคนงานภาคสนาม
สวิตช์ไฟ VT2 และ VT3 ทำงานบนขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้า จุดกึ่งกลางที่จำเป็นในการรับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับในขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงประกอบด้วยองค์ประกอบ R30-C26 และ R31-C27
คำสองสามคำเกี่ยวกับอัลกอริทึมของแหล่งจ่ายไฟสลับบน TL494:
ในขณะที่ใช้แรงดันไฟหลัก 220 V ความจุของตัวกรองพลังงานหลัก C15 และ C16 จะติดเชื้อผ่านตัวต้านทาน R8 และ R11 ซึ่งไม่อนุญาตให้ไดออลบริดจ์ VD โอเวอร์โหลดด้วยกระแสลัดวงจรที่คายประจุจนหมด C15 และ C16 ในเวลาเดียวกันตัวเก็บประจุ C1, C3, C6, C19 จะถูกชาร์จผ่านสายตัวต้านทาน R16, R18, R20 และ R22, โคลง 7815 และตัวต้านทาน R21
ทันทีที่แรงดันไฟฟ้าบนตัวเก็บประจุ C6 ถึง 12 V ซีเนอร์ไดโอด VD1 จะ "ทะลุ" และกระแสจะเริ่มไหลผ่าน ชาร์จตัวเก็บประจุ C18 และทันทีที่ขั้วบวกของตัวเก็บประจุนี้ถึงค่าที่เพียงพอที่จะเปิด ไทริสเตอร์ VS2 มันจะเปิดขึ้น สิ่งนี้จะเปิดรีเลย์ K1 ซึ่งจะปัดตัวต้านทานจำกัดกระแส R8 และ R11 ด้วยหน้าสัมผัส นอกจากนี้ ไทริสเตอร์ VS2 ที่เปิดอยู่จะเปิดทรานซิสเตอร์ VT1 ไปยังคอนโทรลเลอร์ TL494 และไดรเวอร์ฮาล์ฟบริดจ์ IR2110 ตัวควบคุมจะเข้าสู่โหมดซอฟต์สตาร์ทซึ่งระยะเวลาขึ้นอยู่กับการให้คะแนนของ R7 และ C13
ในช่วงซอฟต์สตาร์ท ระยะเวลาของพัลส์ที่เปิดทรานซิสเตอร์พลังงานจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงค่อยๆ ชาร์จตัวเก็บประจุพลังงานสำรองและจำกัดกระแสผ่านไดโอดเรียงกระแส ระยะเวลาจะเพิ่มขึ้นจนกว่าปริมาณพลังงานสำรองจะเพียงพอที่จะเปิด LED ของออปโตคัปเปลอร์ IC1 ทันทีที่ความสว่างของออปโตคัปเปลอร์ LED เพียงพอที่จะเปิดทรานซิสเตอร์ ระยะเวลาของพัลส์จะหยุดเพิ่มขึ้น (รูปที่ 2)
รูปที่ 2 โหมดซอฟต์สตาร์ท
ควรสังเกตว่าระยะเวลาของซอฟต์สตาร์ทมี จำกัด เนื่องจากกระแสที่ผ่านตัวต้านทาน R16, R18, R20, R22 ไม่เพียงพอที่จะจ่ายไฟให้กับคอนโทรลเลอร์ TL494, ไดรเวอร์ IR2110 และขดลวดรีเลย์เปิดอยู่ - แหล่งจ่าย แรงดันไฟฟ้าของไมโครเซอร์กิตเหล่านี้จะเริ่มลดลงและในไม่ช้าก็จะลดลงเป็นค่าที่ TL494 จะหยุดสร้างพัลส์ควบคุม และก่อนที่จะถึงช่วงเวลานี้โหมดซอฟต์สตาร์ทควรจะจบลงและตัวแปลงควรเข้าสู่โหมดการทำงานปกติเนื่องจากแหล่งจ่ายไฟหลักสำหรับคอนโทรลเลอร์ TL494 และไดรเวอร์ IR2110 ได้มาจากหม้อแปลงไฟฟ้า (VD9, VD10 - วงจรเรียงกระแสด้วย จุดกึ่งกลาง, R23-C1-C3 - ตัวกรอง RC , IC3 เป็นตัวปรับเสถียรภาพ 15 V) และนั่นคือสาเหตุที่ตัวเก็บประจุ C1, C3, C6, C19 มีการจัดอันดับสูงเช่นนี้ - ต้องยึดแหล่งจ่ายไฟของตัวควบคุมไว้จนกว่าจะกลับสู่การทำงานปกติ .
TL494 ทำให้แรงดันเอาต์พุตคงที่โดยการเปลี่ยนระยะเวลาของพัลส์ควบคุมของทรานซิสเตอร์กำลังที่ความถี่คงที่ - การมอดูเลตความกว้างพัลส์ - พี.ดับบลิว.เอ็ม. สิ่งนี้เป็นไปได้ก็ต่อเมื่อค่าของแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าสูงกว่าค่าที่ต้องการที่เอาต์พุตของโคลงอย่างน้อย 30% แต่ไม่เกิน 60%
รูปที่ 3 หลักการทำงานของโคลง PWM
เมื่อโหลดเพิ่มขึ้น แรงดันเอาต์พุตเริ่มลดลง LED IC1 ของออปโตคัปเปลอร์เริ่มเรืองแสงน้อยลง ทรานซิสเตอร์ออปโตคัปเปลอร์ปิดลง ลดแรงดันไฟฟ้าที่แอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาด และด้วยเหตุนี้จึงเพิ่มระยะเวลาของพัลส์ควบคุมจนกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานจริงจะถึงค่าความเสถียร (รูปที่ 3) เมื่อโหลดลดลง แรงดันไฟฟ้าจะเริ่มเพิ่มขึ้น LED ของออปโตคัปเปลอร์ IC1 จะเริ่มสว่างขึ้น ซึ่งจะเป็นการเปิดทรานซิสเตอร์และลดระยะเวลาของพัลส์ควบคุมจนกว่าค่าของค่าประสิทธิผลของแรงดันเอาต์พุตจะลดลงเป็น a ค่าคงที่ ค่าของแรงดันไฟฟ้าที่เสถียรนั้นควบคุมโดยตัวต้านทานการปรับค่า R26
ควรสังเกตว่าตัวควบคุม TL494 ไม่ได้ควบคุมระยะเวลาของพัลส์แต่ละตัวขึ้นอยู่กับแรงดันขาออก แต่จะควบคุมเฉพาะค่าเฉลี่ย เช่น ส่วนการวัดมีความเฉื่อย อย่างไรก็ตาม แม้จะมีการติดตั้งตัวเก็บประจุในแหล่งจ่ายไฟสำรองที่มีความจุ 2200 uF ไฟฟ้าขัดข้องที่โหลดสูงสุดในระยะสั้นจะไม่เกิน 5% ซึ่งเป็นที่ยอมรับได้สำหรับอุปกรณ์ระดับ HI-FI เรามักจะใส่ตัวเก็บประจุในแหล่งจ่ายไฟสำรองที่ 4700 uF ซึ่งให้ส่วนต่างที่มั่นใจสำหรับค่าสูงสุด และการใช้โช้คที่มีเสถียรภาพแบบกลุ่มช่วยให้คุณควบคุมแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตทั้ง 4 แรงดัน
เดอะ บล็อกแรงกระตุ้นแหล่งจ่ายไฟมีการป้องกันการโอเวอร์โหลดซึ่งเป็นองค์ประกอบการวัดของหม้อแปลงกระแส TV1 ทันทีที่กระแสถึงค่าวิกฤต ไทริสเตอร์ VS1 จะเปิดขึ้นและสับเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟของขั้นตอนสุดท้ายของตัวควบคุม พัลส์ควบคุมหายไปและแหล่งจ่ายไฟเข้าสู่โหมดสแตนด์บายซึ่งสามารถอยู่ในโหมดสแตนด์บายได้เป็นเวลานาน เนื่องจากไทริสเตอร์ VS2 ยังคงเปิดอยู่ - กระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทาน R16, R18, R20 และ R22 ก็เพียงพอที่จะ เปิดค้างไว้ วิธีคำนวณหม้อแปลงกระแส
หากต้องการนำแหล่งจ่ายไฟออกจากโหมดสแตนด์บาย คุณต้องกดปุ่ม SA3 ซึ่งจะปัดไทริสเตอร์ VS2 ด้วยหน้าสัมผัส กระแสจะหยุดไหลผ่านและจะปิด ทันทีที่หน้าสัมผัส SA3 เปิดขึ้น ทรานซิสเตอร์ VT1 จะปิดตัวเอง ดึงพลังงานออกจากตัวควบคุมและไดรเวอร์ ดังนั้นวงจรควบคุมจะเปลี่ยนเป็นโหมดการบริโภคขั้นต่ำ - ไทริสเตอร์ VS2 ปิดอยู่ ดังนั้นรีเลย์ K1 จึงปิด ทรานซิสเตอร์ VT1 จึงปิด ดังนั้นตัวควบคุมและไดรเวอร์จึงไม่ทำงาน ตัวเก็บประจุ C1, C3, C6 และ C19 เริ่มชาร์จและทันทีที่แรงดันไฟฟ้าถึง 12 V ไทริสเตอร์ VS2 จะเปิดขึ้นและแหล่งจ่ายไฟสลับจะเริ่มทำงาน
หากจำเป็น ให้ใส่แหล่งจ่ายไฟเข้าสู่โหมดสแตนด์บาย คุณสามารถใช้ปุ่ม SA2 เมื่อกดแล้วจะเชื่อมต่อฐานและอิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์ VT1 ทรานซิสเตอร์จะปิดและยกเลิกการจ่ายพลังงานให้กับคอนโทรลเลอร์และไดรเวอร์ แรงกระตุ้นควบคุมจะหายไปและแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิจะหายไปด้วย อย่างไรก็ตาม กระแสไฟจะไม่ถูกดึงออกจากรีเลย์ K1 และคอนเวอร์เตอร์จะไม่รีสตาร์ท
วงจรนี้ช่วยให้คุณสามารถประกอบแหล่งจ่ายไฟได้ตั้งแต่ 300-400 W ถึง 2,000 W แน่นอนว่าจะต้องเปลี่ยนองค์ประกอบบางส่วนของวงจรเนื่องจากตามพารามิเตอร์แล้วพวกเขาไม่สามารถทนต่อภาระหนักได้
เมื่อประกอบตัวเลือกที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น คุณควรใส่ใจกับตัวเก็บประจุของตัวกรองการปรับให้เรียบของแหล่งจ่ายไฟหลัก C15 และ C16 ความจุรวมของตัวเก็บประจุเหล่านี้จะต้องเป็นสัดส่วนกับกำลังของแหล่งจ่ายไฟและสอดคล้องกับสัดส่วน 1 W ของกำลังขับของตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกับ 1 μFของความจุของตัวเก็บประจุกรองพลังงานหลัก กล่าวอีกนัยหนึ่งหากแหล่งจ่ายไฟคือ 400 W ควรใช้ตัวเก็บประจุ 220 uF 2 ตัวหากกำลังไฟ 1,000 W จำเป็นต้องติดตั้งตัวเก็บประจุ 470 uF 2 ตัวหรือตัวเก็บประจุ 680 uF สองตัว
ข้อกำหนดนี้มีจุดประสงค์สองประการ ประการแรก การกระเพื่อมของแรงดันไฟฟ้าหลักจะลดลง ซึ่งทำให้แรงดันเอาต์พุตคงที่ได้ง่ายขึ้น ประการที่สองการใช้ตัวเก็บประจุสองตัวแทนที่จะเป็นหนึ่งตัวช่วยให้การทำงานของตัวเก็บประจุง่ายขึ้นเนื่องจากตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรลีติคของซีรีย์ TK นั้นหาได้ง่ายกว่ามากและไม่ได้มีไว้สำหรับใช้ในแหล่งจ่ายไฟความถี่สูง - ความต้านทานภายใน สูงเกินไปและที่ความถี่สูง ตัวเก็บประจุเหล่านี้จะร้อนขึ้น เมื่อใช้สองชิ้น ความต้านทานภายในจะลดลง และความร้อนที่เกิดขึ้นจะถูกแบ่งระหว่างตัวเก็บประจุทั้งสอง
เมื่อใช้เป็นทรานซิสเตอร์กำลัง IRF740, IRF840, STP10NK60 และตัวที่คล้ายกัน (สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับทรานซิสเตอร์ที่ใช้บ่อยที่สุดในตัวแปลงเครือข่าย โปรดดูตารางที่ด้านล่างของหน้า) คุณสามารถปฏิเสธไดโอด VD4 และ VD5 พร้อมกันได้ และลด ค่าของตัวต้านทาน R24 และ R25 ถึง 22 โอห์ม - กำลังขับไดรเวอร์ IR2110 ก็เพียงพอที่จะขับทรานซิสเตอร์เหล่านี้ หากประกอบแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งที่ทรงพลังกว่า ก็จะต้องใช้ทรานซิสเตอร์ที่ทรงพลังกว่า ควรให้ความสนใจกับทั้งกระแสสูงสุดของทรานซิสเตอร์และกำลังการกระจาย - แหล่งจ่ายไฟที่มีความเสถียรของพัลส์มีความไวต่อความถูกต้องของ snubber ที่ให้มาและหากไม่มีทรานซิสเตอร์พลังงานจะร้อนขึ้นเนื่องจากกระแสที่เกิดขึ้นเนื่องจากการเหนี่ยวนำตัวเองเริ่ม ไหลผ่านไดโอดที่ติดตั้งในทรานซิสเตอร์ เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการเลือกผู้ดูแคลน
นอกจากนี้ การเพิ่มเวลาปิดโดยไม่มีผู้ดูแคลนยังมีส่วนช่วยในการให้ความร้อนอย่างมีนัยสำคัญ - ทรานซิสเตอร์จะอยู่ในโหมดเชิงเส้นนานขึ้น
บ่อยครั้งที่พวกเขาลืมคุณสมบัติอีกอย่างหนึ่งของทรานซิสเตอร์ภาคสนาม - ด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น กระแสสูงสุดที่ลดลง และค่อนข้างรุนแรง ตามนี้ เมื่อเลือกเพาเวอร์ทรานซิสเตอร์สำหรับสวิตช์เพาเวอร์ซัพพลาย คุณควรมีระยะห่างอย่างน้อยสองเท่าสำหรับกระแสสูงสุดสำหรับเพาเวอร์ซัพพลายของเพาเวอร์แอมป์ และสามเท่าสำหรับอุปกรณ์ที่ทำงานบนโหลดที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่ เช่น เตาหลอมแบบเหนี่ยวนำหรือ ไฟประดับ, จ่ายไฟให้กับเครื่องมือไฟฟ้าแรงดันต่ำ
การทำให้เสถียรของแรงดันเอาต์พุตนั้นดำเนินการเนื่องจากกลุ่มการทำให้เสถียรของโช้ค L1 (DGS) ให้ความสนใจกับทิศทางของขดลวดของตัวเหนี่ยวนำนี้ จำนวนรอบควรเป็นสัดส่วนกับแรงดันขาออก แน่นอนว่ามีสูตรสำหรับการคำนวณชุดขดลวดนี้ แต่จากประสบการณ์พบว่ากำลังโดยรวมของแกนสำหรับ DGS ควรอยู่ที่ 20-25% ของกำลังโดยรวมของหม้อแปลงไฟฟ้า คุณสามารถหมุนได้จนกว่าหน้าต่างจะเต็มประมาณ 2/3 อย่าลืมว่าหากแรงดันเอาต์พุตต่างกัน ขดลวดที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าควรมีขนาดใหญ่กว่าตามสัดส่วน ตัวอย่างเช่น คุณต้องการแรงดันสองขั้ว หนึ่งอันสำหรับ ± 35 V และตัวที่สองเพื่อจ่ายไฟให้กับซับวูฟเฟอร์ด้วยแรงดัน ±50 V
เราหมุน DGS เป็นสี่สายพร้อมกันจนเต็ม 2/3 ของหน้าต่างโดยนับรอบ เส้นผ่านศูนย์กลางคำนวณจากความเข้มกระแส 3-4 A / mm2 สมมติว่าเรามี 22 รอบ เราสร้างสัดส่วน:
22 รอบ / 35 V = X รอบ / 50 V.
X รอบ = 22 × 50 / 35 = 31.4 ≈ 31 รอบ
ต่อไป เราตัดสายไฟสองเส้นสำหรับ ± 35 V และหมุนอีก 9 รอบสำหรับแรงดันไฟฟ้า ± 50
ความสนใจ! โปรดจำไว้ว่าคุณภาพของการทำให้เสถียรนั้นขึ้นอยู่กับความเร็วของการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่เชื่อมต่อไดโอดออปโตคัปเปลอร์ เพื่อปรับปรุงรูปแบบ cof คุณควรเชื่อมต่อโหลดเพิ่มเติมเข้ากับแรงดันไฟฟ้าแต่ละตัวในรูปแบบของตัวต้านทาน 2 W และความต้านทาน 3.3 kOhm ตัวต้านทานโหลดที่เชื่อมต่อกับแรงดันไฟฟ้าที่ควบคุมโดยออปโตคัปเปลอร์จะต้องน้อยกว่า 1.7 ... 2.2 เท่า
ข้อมูลข้อมูลที่คดเคี้ยวสำหรับอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตช์เครือข่ายบนวงแหวนเฟอร์ไรต์ที่มีความสามารถในการซึมผ่าน 2000NM สรุปไว้ในตารางที่ 1
ข้อมูลที่คดเคี้ยวสำหรับหม้อแปลงพัลส์ |
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
อย่างไรก็ตาม การค้นหายี่ห้อของเฟอร์ไรต์นั้นยังห่างไกลจากความเป็นไปได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากเป็นเฟอร์ไรต์จากหม้อแปลงสายของทีวี คุณสามารถออกจากสถานการณ์ได้โดยค้นหาจำนวนรอบจากประสบการณ์ รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งนี้ในวิดีโอ:
การใช้วงจรข้างต้นของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง การปรับเปลี่ยนย่อยหลายรายการได้รับการพัฒนาและทดสอบ โดยออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหาเฉพาะสำหรับกำลังไฟฟ้าต่างๆ ภาพวาดแผงวงจรพิมพ์ของอุปกรณ์จ่ายไฟเหล่านี้แสดงไว้ด้านล่าง
แผงวงจรพิมพ์สำหรับแหล่งจ่ายไฟที่มีความเสถียรของพัลส์ที่มีกำลังสูงถึง 1200 ... 1500 W. ขนาดกระดาน 269x130 มม. อันที่จริงแล้ว นี่เป็นเวอร์ชันขั้นสูงกว่าของแผงวงจรพิมพ์รุ่นก่อนหน้า โดดเด่นด้วยการมีอยู่ของโช๊คกันสั่นแบบกลุ่มที่ช่วยให้คุณควบคุมขนาดของแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดรวมถึงตัวกรอง LC เพิ่มเติม มีการควบคุมพัดลมและการป้องกันการโอเวอร์โหลด แรงดันเอาต์พุตประกอบด้วยแหล่งพลังงานสองขั้วสองแหล่งและแหล่งพลังงานกระแสต่ำสองขั้วหนึ่งแหล่งที่ออกแบบมาเพื่อจ่ายไฟให้กับขั้นตอนเบื้องต้น
รูปร่างแผงวงจรจ่ายไฟสูงสุด 1500 W. ดาวน์โหลดในรูปแบบเลย์
แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งที่มีความเสถียรซึ่งมีกำลังสูงถึง 1,500 ... 1800 W สามารถสร้างได้บนแผงวงจรพิมพ์ขนาด 272x100 มม. แหล่งจ่ายไฟได้รับการออกแบบมาสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าที่ทำบนวงแหวน K45 และอยู่ในแนวนอน มันมีแหล่งพลังงานสองขั้วที่สามารถรวมกันเป็นหนึ่งแหล่งเพื่อจ่ายไฟให้กับเครื่องขยายเสียงด้วยแหล่งจ่ายไฟสองระดับและหนึ่งแหล่งกระแสต่ำแบบสองขั้วสำหรับขั้นตอนเบื้องต้น
แผงวงจรไฟฟ้าสวิตชิ่ง สูงสุด 1800 W. ดาวน์โหลดในรูปแบบเลย์
แหล่งจ่ายไฟนี้สามารถใช้กับอุปกรณ์ยานยนต์กำลังสูง เช่น เครื่องขยายเสียงรถยนต์กำลังสูง เครื่องปรับอากาศรถยนต์ ขนาดของบอร์ดคือ 188x123 ไดโอดเรียงกระแส Schottky ที่ใช้แล้วสามารถบริดจ์ได้และกระแสไฟขาออกสามารถเข้าถึง 120 A ที่แรงดันไฟฟ้า 14 V นอกจากนี้ แหล่งจ่ายไฟยังสามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าสองขั้วที่มีความจุโหลดสูงสุด 1 A (ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าในตัวที่ติดตั้งไว้ ไม่มี อนุญาตอีกต่อไป) หม้อแปลงไฟฟ้าสร้างบนวงแหวน K45 โช้คกรองแรงดันไฟบนวงแหวน K40x25x11 สองวง ใช่ การป้องกันการโอเวอร์โหลดในตัว
ลักษณะที่ปรากฏของแหล่งจ่ายไฟแผงวงจรพิมพ์สำหรับอุปกรณ์ยานยนต์ ดาวน์โหลดในรูปแบบ LAY
แหล่งจ่ายไฟสูงถึง 2,000 W สร้างขึ้นบนสองบอร์ดขนาด 275x99 ซึ่งอยู่เหนืออีกบอร์ดหนึ่ง แรงดันไฟฟ้าถูกควบคุมโดยหนึ่งแรงดันไฟฟ้า มีการป้องกันการโอเวอร์โหลด ไฟล์ประกอบด้วย "ชั้นสอง" หลายแบบสำหรับแรงดันไฟฟ้าสองขั้วสำหรับแรงดันไฟฟ้าสองขั้วสำหรับแรงดันไฟฟ้าสองขั้วสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับแรงดันไฟฟ้าระดับสองและสาม หม้อแปลงไฟฟ้าตั้งอยู่ในแนวนอนและทำจากวงแหวน K45
การปรากฏตัวของแหล่งจ่ายไฟ "สองชั้น" ดาวน์โหลดในรูปแบบ LAY
แหล่งจ่ายไฟที่มีแรงดันสองขั้วสองขั้วหรือหนึ่งอันสำหรับแอมพลิฟายเออร์สองระดับนั้นทำบนบอร์ดขนาด 277x154 มีโช๊คกันสั่นแบบกลุ่ม, ระบบป้องกันการโอเวอร์โหลด หม้อแปลงไฟฟ้าอยู่บนวงแหวน K45 และอยู่ในแนวนอน กำลังไฟสูงสุด 2,000 W.
ลักษณะของแผงวงจรพิมพ์ ดาวน์โหลดในรูปแบบ LAY
เกือบจะเหมือนกับแหล่งจ่ายไฟด้านบน แต่มีแรงดันขาออกสองขั้ว
ลักษณะของแผงวงจรพิมพ์ ดาวน์โหลดในรูปแบบ LAY
แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งมีแรงดันไฟฟ้าที่เสถียรสองขั้วของพลังงานสองขั้วและกระแสไฟต่ำสองขั้ว ติดตั้งระบบควบคุมพัดลมและระบบป้องกันโอเวอร์โหลด มีโช๊คกันสั่นแบบกลุ่มและฟิลเตอร์ LC เพิ่มเติม กำลังไฟสูงสุด 2000...2400 W. ขนาดบอร์ด 278x146 mm
ลักษณะของแผงวงจรพิมพ์ ดาวน์โหลดในรูปแบบ LAY
แผงวงจรพิมพ์ของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งสำหรับเพาเวอร์แอมป์ที่มีแหล่งจ่ายไฟสองระดับขนาด 284x184 มม. มีโช้กรักษาเสถียรภาพของกลุ่มและตัวกรอง LC เพิ่มเติม การป้องกันการโอเวอร์โหลดและการควบคุมพัดลม คุณสมบัติที่โดดเด่นคือการใช้ทรานซิสเตอร์แยกเพื่อเพิ่มความเร็วในการปิดทรานซิสเตอร์กำลัง กำลังไฟสูงสุด 2500...2800 W.
พร้อมพาวเวอร์ซัพพลาย 2 ระดับ ดาวน์โหลดในรูปแบบ LAY
PCB รุ่นก่อนหน้าที่ได้รับการดัดแปลงเล็กน้อยพร้อมแรงดันไฟฟ้าสองขั้ว ขนาด285x172. กำลังไฟสูงสุด 3000 W.
ลักษณะที่ปรากฏของแผงวงจรพิมพ์ของแหล่งจ่ายไฟสำหรับเครื่องขยายเสียง ดาวน์โหลดในรูปแบบ LAY
แหล่งจ่ายไฟสลับเครือข่ายแบบบริดจ์ที่มีกำลังสูงถึง 4,000...4500 W ผลิตขึ้นบนแผงวงจรพิมพ์ขนาด 269x198 มม. มีแรงดันไฟฟ้าสองขั้ว, การควบคุมพัดลมและระบบป้องกันการโอเวอร์โหลด ใช้โช๊คกันสั่นแบบกลุ่ม แนะนำให้ใช้ตัวกรองพลังงานสำรองเพิ่มเติมภายนอก L
ลักษณะที่ปรากฏของแผงวงจรพิมพ์ของแหล่งจ่ายไฟสำหรับเครื่องขยายเสียง ดาวน์โหลดในรูปแบบ LAY
มีพื้นที่สำหรับเฟอร์ไรต์บนกระดานมากเกินกว่าที่จะเป็นได้ ความจริงก็คือไม่จำเป็นต้องเกินขอบเขตของช่วงเสียงเสมอไป ดังนั้นจึงมีพื้นที่เพิ่มเติมบนกระดาน ในกรณีที่มีข้อมูลอ้างอิงเล็กน้อยเกี่ยวกับทรานซิสเตอร์พลังงานและลิงก์ที่ฉันจะซื้อ อย่างไรก็ตาม ฉันสั่งทั้ง TL494 และ IR2110 มากกว่าหนึ่งครั้ง และแน่นอน ทรานซิสเตอร์กำลัง จริงอยู่เขาอยู่ไกลจากช่วงทั้งหมด แต่การแต่งงานยังไม่เกิดขึ้น
ทรานซิสเตอร์ยอดนิยมสำหรับพาวเวอร์ซัพพลายแบบสวิตช์ |
|||||||
ชื่อ |
แรงดันไฟฟ้า |
พลัง |
ความจุ |
ถาม |
|||
แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งที่ทันสมัยส่วนใหญ่ผลิตบนวงจรไมโคร TL494 ซึ่งเป็นตัวควบคุม PWM แบบสวิตชิ่ง ส่วนกำลังทำจากองค์ประกอบที่ทรงพลัง เช่น ทรานซิสเตอร์ วงจรสวิตชิ่ง TL494 นั้นเรียบง่าย จำเป็นต้องมีส่วนประกอบวิทยุเพิ่มเติมขั้นต่ำ โดยมีคำอธิบายโดยละเอียดในแผ่นข้อมูล
ตัวเลือกการปรับเปลี่ยน: TL494CN, TL494CD, TL494IN, TL494C, TL494CI
เขายังเขียนรีวิวเกี่ยวกับไอซียอดนิยมอื่นๆ ด้วย
- 1. ลักษณะและการทำงาน
- 2. อะนาล็อก
- 3. วงจรสวิตชิ่งทั่วไปสำหรับหน่วยจ่ายไฟบน TL494
- 4. แบบแผนของแหล่งจ่ายไฟ
- 5. การปรับเปลี่ยน ATX PSU เป็นห้องปฏิบัติการ
- 6.เอกสารข้อมูล
- 7. กราฟแสดงลักษณะทางไฟฟ้า
- 8. การทำงานของไมโครเซอร์กิต
คุณสมบัติและการทำงาน
ชิป TL494 ได้รับการออกแบบให้เป็นตัวควบคุม PWM สำหรับสวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลาย โดยมีความถี่ในการทำงานคงที่ สำหรับการตั้งค่าความถี่ในการทำงาน จำเป็นต้องมีองค์ประกอบภายนอกเพิ่มเติมสองตัวคือตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ Microcircuit มีแหล่งจ่ายแรงดันอ้างอิง 5V ซึ่งข้อผิดพลาดคือ 5%
ขอบเขตที่กำหนดโดยผู้ผลิต:
- แหล่งจ่ายไฟที่มีกำลังไฟมากกว่า 90W AC-DC พร้อม PFC
- ไมโครเวฟ
- เพิ่มตัวแปลงจาก 12V เป็น 220V;
- แหล่งจ่ายพลังงานสำหรับเซิร์ฟเวอร์
- อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์
- รถจักรยานไฟฟ้าและรถจักรยานยนต์
- ตัวแปลงบั๊ก;
- เครื่องตรวจจับควัน
- คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ.
แอนะล็อก
อะนาล็อกที่มีชื่อเสียงที่สุดของชิป TL494 คือ KA7500B ในประเทศ, KR1114EU4 จาก Fairchild, Sharp IR3M02, UA494, Fujitsu MB3759 วงจรสวิตชิ่งคล้ายกัน พินเอาท์อาจแตกต่างกัน
TL594 ใหม่เป็นอะนาล็อกของ TL494 ที่มีความแม่นยำของตัวเปรียบเทียบที่ได้รับการปรับปรุง อะนาล็อก TL598 ของ TL594 พร้อมเอาต์พุตรีพีทเตอร์
วงจรสวิตชิ่งทั่วไปสำหรับยูนิตจ่ายไฟบน TL494
วงจรสวิตชิ่งหลักของ TL494 ประกอบขึ้นจากเอกสารข้อมูลจากผู้ผลิตหลายราย สามารถใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาอุปกรณ์ที่คล้ายกันซึ่งมีฟังก์ชันการทำงานที่คล้ายคลึงกัน
แบบแผนแหล่งจ่ายไฟ
ฉันจะไม่พิจารณาวงจรที่ซับซ้อนของแหล่งจ่ายไฟสลับ TL494 พวกเขาต้องการรายละเอียดและเวลาจำนวนมาก ดังนั้นการทำด้วยตัวเองจึงไม่มีเหตุผล การซื้อโมดูลสำเร็จรูปที่คล้ายกันจากจีนนั้นง่ายกว่าในราคา 300-500 รูเบิล
..
เมื่อประกอบบูสต์คอนเวอร์เตอร์ ความสนใจเป็นพิเศษให้ความเย็นกับทรานซิสเตอร์กำลังที่เอาต์พุต สำหรับ 200W เอาต์พุตจะเป็นกระแสประมาณ 1A ซึ่งค่อนข้างไม่มาก ควรทำการทดสอบความเสถียรด้วยโหลดสูงสุดที่อนุญาต โหลดที่ต้องการนั้นดีที่สุดจากหลอดไส้ 220 โวลต์ที่มีกำลังไฟ 20w, 40w, 60w, 100w อย่าให้ทรานซิสเตอร์ร้อนเกิน 100 องศา ปฏิบัติตามกฎความปลอดภัยเมื่อทำงานกับไฟฟ้าแรงสูง วัดเจ็ดครั้ง เปิดครั้งเดียว
บูสต์คอนเวอร์เตอร์บน TL494 แทบไม่ต้องปรับแต่ง ความสามารถในการทำซ้ำอยู่ในระดับสูง ตรวจสอบค่าตัวต้านทานและตัวเก็บประจุก่อนประกอบ ยิ่งค่าเบี่ยงเบนน้อยเท่าไร อินเวอร์เตอร์จะทำงานได้เสถียรมากขึ้นตั้งแต่ 12 ถึง 220 โวลต์
การควบคุมอุณหภูมิของทรานซิสเตอร์ด้วยเทอร์โมคัปเปิลจะดีกว่า หากหม้อน้ำมีขนาดเล็กการติดตั้งพัดลมจะง่ายกว่าเพื่อไม่ให้ติดตั้งหม้อน้ำใหม่
ฉันต้องทำแหล่งจ่ายไฟสำหรับ TL494 ด้วยมือของฉันเองสำหรับแอมพลิฟายเออร์ซับวูฟเฟอร์ในรถยนต์ ในเวลานั้นไม่มีการขายอินเวอร์เตอร์รถยนต์จาก 12V ถึง 220V และจีนไม่มี Aliexpress ในฐานะแอมพลิฟายเออร์ ULF ฉันใช้ชิปซีรีส์ TDA ที่ 80W
ในช่วง 5 ปีที่ผ่านมา มีความสนใจในเทคโนโลยีขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าเพิ่มมากขึ้น สิ่งนี้ได้รับการอำนวยความสะดวกโดยชาวจีนซึ่งเริ่มผลิตจักรยานไฟฟ้าจำนวนมาก มอเตอร์ล้อสมัยใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูง ฉันถือว่าสกูตเตอร์ไจโรแบบสองล้อและล้อเดียวเป็นการใช้งานที่ดีที่สุด ในปี 2558 บริษัท Ninebot ของจีนซื้อ Segway ของอเมริกาและเริ่มผลิตสกูตเตอร์ไฟฟ้าประเภท Segway 50 ประเภท
จำเป็นต้องมีคอนโทรลเลอร์ควบคุมที่ดีเพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์แรงดันต่ำที่ทรงพลัง
การปรับเปลี่ยน ATX PSU เป็นห้องปฏิบัติการ
นักวิทยุสมัครเล่นทุกคนมีแหล่งจ่ายไฟ ATX อันทรงพลังจากคอมพิวเตอร์ที่ให้ 5V และ 12V กำลังไฟตั้งแต่ 200W ถึง 500W เมื่อทราบพารามิเตอร์ของคอนโทรลเลอร์ควบคุมแล้ว คุณสามารถเปลี่ยนพารามิเตอร์ของแหล่งสัญญาณ ATX ได้ ตัวอย่างเช่น เพิ่มแรงดันไฟฟ้าจาก 12 เป็น 30V เป็นที่นิยม 2 วิธี วิธีหนึ่งจากนักวิทยุสมัครเล่นชาวอิตาลี
พิจารณาวิธีการของอิตาลีซึ่งง่ายที่สุดและไม่ต้องกรอกลับหม้อแปลง เอาต์พุต ATX จะถูกลบออกอย่างสมบูรณ์และสิ้นสุดตามโครงร่าง นักวิทยุสมัครเล่นจำนวนมากทำซ้ำโครงร่างนี้เนื่องจากความเรียบง่าย แรงดันเอาต์พุตตั้งแต่ 1V ถึง 30V กระแสสูงถึง 10A
แผ่นข้อมูล
ไมโครเซอร์กิตเป็นที่นิยมอย่างมากจนผลิตโดยผู้ผลิตหลายราย ทันทีที่ฉันพบแผ่นข้อมูลที่แตกต่างกัน 5 แผ่นจาก Motorola, Texas Instruments และแผ่นข้อมูลอื่น ๆ ที่ไม่ค่อยมีคนรู้จัก แผ่นข้อมูล TL494 ที่สมบูรณ์ที่สุดมาจาก Motorola ซึ่งฉันจะเผยแพร่
เอกสารข้อมูลทั้งหมด คุณสามารถดาวน์โหลดแต่ละรายการได้:
- โมโตโรล่า;
- Texas Instruments - แผ่นข้อมูลที่ดีที่สุด
- คอนเทค
Microcircuit ที่เป็นปัญหาอยู่ในรายการวงจรอิเล็กทรอนิกส์รวมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและใช้กันอย่างแพร่หลาย รุ่นก่อนหน้าคือชุดควบคุม PWM ของ Unitrode UC38xx ในปี 1999 บริษัทนี้ถูกซื้อโดย Texas Instruments และตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาการพัฒนากลุ่มผลิตภัณฑ์คอนโทรลเลอร์เหล่านี้ก็ได้เริ่มขึ้น ซึ่งนำไปสู่การสร้างในช่วงต้นทศวรรษ 2000 ชิปซีรีส์ TL494 นอกจาก UPS ที่ระบุไว้ข้างต้นแล้ว ยังสามารถพบได้ในตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง ในไดรฟ์ควบคุม ในซอฟต์สตาร์ท หรือเรียกอีกอย่างว่า ทุกที่ที่ใช้การควบคุม PWM
ในบรรดาบริษัทที่โคลนชิปนี้มีแบรนด์ดังระดับโลกอย่าง Motorola, Inc, International Rectifier, Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor พวกเขาทั้งหมดให้คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ของตน ซึ่งเรียกว่าแผ่นข้อมูล TL494CN
เอกสาร
การวิเคราะห์คำอธิบายของไมโครเซอร์กิตประเภทที่พิจารณาจากผู้ผลิตหลายรายแสดงให้เห็นถึงลักษณะเฉพาะที่ใช้งานได้จริง จำนวนข้อมูลที่ให้โดยบริษัทต่างๆ เกือบจะเท่ากัน ยิ่งไปกว่านั้น แผ่นข้อมูล TL494CN จากแบรนด์ต่างๆ เช่น Motorola, Inc และ ON Semiconductor ทำซ้ำกันในโครงสร้าง ตัวเลข ตาราง และกราฟ การนำเสนอเนื้อหาโดย Texas Instruments ค่อนข้างแตกต่างจากพวกเขา อย่างไรก็ตาม จากการศึกษาอย่างรอบคอบ จะเห็นได้ชัดว่าหมายถึงผลิตภัณฑ์ที่เหมือนกัน
วัตถุประสงค์ของชิป TL494CN
ตามเนื้อผ้าเราจะเริ่มอธิบายด้วยวัตถุประสงค์และรายการอุปกรณ์ภายใน เป็นตัวควบคุม PWM แบบความถี่คงที่ซึ่งออกแบบมาสำหรับการใช้งาน UPS เป็นหลัก และมีอุปกรณ์ดังต่อไปนี้:
- เครื่องกำเนิดแรงดันฟันเลื่อย (GPN);
- เครื่องขยายเสียงผิดพลาด
- แหล่งจ่ายแรงดันอ้างอิง (อ้างอิง) +5 V;
- รูปแบบการปรับเวลาตาย
- เอาต์พุตสำหรับกระแสสูงสุด 500 mA;
- รูปแบบสำหรับการเลือกโหมดการทำงานแบบหนึ่งหรือสองจังหวะ
จำกัด พารามิเตอร์
เช่นเดียวกับไมโครเซอร์กิตอื่นๆ คำอธิบายของ TL494CN ต้องมีรายการคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพสูงสุดที่อนุญาต ให้พวกเขาตามข้อมูลจาก Motorola, Inc:
- แรงดันไฟ: 42 V.
- แรงดันขาออกของตัวเก็บประจุทรานซิสเตอร์: 42 V.
- กระแสไฟสะสมทรานซิสเตอร์เอาต์พุต: 500 mA.
- ช่วงแรงดันอินพุตของเครื่องขยายเสียง: -0.3 V ถึง +42 V
- กำลังกระจาย (ที่ t< 45 °C): 1000 мВт.
- ช่วงอุณหภูมิในการจัดเก็บ: -55 ถึง +125 °С
- ช่วงอุณหภูมิแวดล้อมในการทำงาน: ตั้งแต่ 0 ถึง +70 °С
ควรสังเกตว่าพารามิเตอร์ 7 สำหรับชิป TL494IN นั้นค่อนข้างกว้างกว่า: จาก -25 ถึง +85 °С
การออกแบบชิป TL494CN
คำอธิบายในภาษารัสเซียเกี่ยวกับข้อสรุปของเนื้อหาแสดงอยู่ในรูปด้านล่าง
ไมโครเซอร์กิตวางอยู่ในพลาสติก (ระบุด้วยตัวอักษร N ที่ส่วนท้ายของการกำหนด) แพ็คเกจ 16 พินพร้อมพินประเภท pdp
ลักษณะที่ปรากฏในภาพด้านล่าง
TL494CN: แผนภาพการทำงาน
ดังนั้น งานของไมโครเซอร์กิตนี้คือการมอดูเลตความกว้างพัลส์ (PWM หรือ English Pulse Width Modulated (PWM)) ของพัลส์แรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นภายใน UPS ทั้งที่มีการควบคุมและไม่มีการควบคุม ในแหล่งจ่ายไฟประเภทแรก ตามกฎแล้วช่วงระยะเวลาของพัลส์จะถึงค่าสูงสุดที่เป็นไปได้ (~ 48% สำหรับแต่ละเอาต์พุตในวงจร push-pull ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการจ่ายไฟให้กับเครื่องขยายเสียงในรถยนต์)
ชิป TL494CN มีพินเอาต์พุตทั้งหมด 6 พิน โดย 4 พิน (1, 2, 15, 16) เป็นอินพุตไปยังแอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาดภายในที่ใช้เพื่อป้องกัน UPS จากกระแสไฟเกินและที่อาจเกิดขึ้น พิน #4 เป็นอินพุตสัญญาณ 0 ถึง 3V สำหรับปรับรอบการทำงานของเอาต์พุตสแควร์เวฟ และ #3 เป็นเอาต์พุตเปรียบเทียบและใช้งานได้หลายวิธี อีก 4 ตัว (หมายเลข 8, 9, 10, 11) เป็นตัวสะสมอิสระและตัวส่งสัญญาณของทรานซิสเตอร์ที่มีกระแสโหลดสูงสุดที่อนุญาต 250 mA (ในโหมดต่อเนื่องไม่เกิน 200 mA) สามารถเชื่อมต่อเป็นคู่ (9 กับ 10 และ 8 กับ 11) เพื่อควบคุมอุปกรณ์ภาคสนามที่ทรงพลังด้วยกระแสสูงสุดที่อนุญาต 500 mA (ไม่เกิน 400 mA ในโหมดต่อเนื่อง)
โครงสร้างภายในของ TL494CN คืออะไร? แผนภาพแสดงไว้ในรูปด้านล่าง
ไมโครเซอร์กิตมีแหล่งจ่ายแรงดันอ้างอิง (ION) +5 V (หมายเลข 14) ในตัว โดยปกติจะใช้เป็นแรงดันอ้างอิง (ที่มีความแม่นยำ ± 1%) ที่ใช้กับอินพุตของวงจรที่กินไฟไม่เกิน 10 mA เช่น ต่อขา 13 ของตัวเลือกการทำงานหนึ่งหรือสองรอบของวงจร microcircuit: หากมี +5 V อยู่ โหมดที่สองจะถูกเลือก หากมีแรงดันไฟฟ้าลบ - โหมดแรก
ในการปรับความถี่ของเครื่องกำเนิดแรงดันฟันเลื่อย (GPN) จะใช้ตัวเก็บประจุและตัวต้านทานเชื่อมต่อกับพิน 5 และ 6 ตามลำดับ และแน่นอนว่าไมโครเซอร์กิตมีขั้วต่อสำหรับเชื่อมต่อบวกและลบของแหล่งพลังงาน (หมายเลข 12 และ 7 ตามลำดับ) ในช่วงตั้งแต่ 7 ถึง 42 V.
จากแผนภาพจะเห็นว่ามีอุปกรณ์ภายในจำนวนหนึ่งใน TL494CN คำอธิบายในภาษารัสเซียเกี่ยวกับวัตถุประสงค์การทำงานจะได้รับด้านล่างในระหว่างการนำเสนอเนื้อหา
ฟังก์ชันเทอร์มินัลอินพุต
เช่นเดียวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ไมโครเซอร์กิตที่มีปัญหามีอินพุตและเอาต์พุตของตัวเอง เราจะเริ่มด้วยสิ่งแรก รายการของพิน TL494CN เหล่านี้ได้ระบุไว้แล้วข้างต้น คำอธิบายในภาษารัสเซียเกี่ยวกับวัตถุประสงค์การทำงานจะได้รับด้านล่างพร้อมคำอธิบายโดยละเอียด
บทสรุป 1
นี่คืออินพุตบวก (ไม่กลับด้าน) ของแอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาด 1 หากแรงดันไฟต่ำกว่าแรงดันที่พิน 2 เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาด 1 จะต่ำ หากสูงกว่าที่พิน 2 สัญญาณแอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาด 1 จะสูง เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์จะทำซ้ำอินพุตบวกโดยใช้พิน 2 เป็นข้อมูลอ้างอิง ฟังก์ชันของตัวขยายข้อผิดพลาดจะอธิบายในรายละเอียดด้านล่าง
บทสรุป 2
นี่คืออินพุตเชิงลบ (กลับด้าน) ของตัวขยายข้อผิดพลาด 1 หากพินนี้สูงกว่าพิน 1 เอาต์พุตของตัวขยายข้อผิดพลาด 1 จะต่ำ หากแรงดันที่พินนี้ต่ำกว่าแรงดันที่พิน 1 เอาต์พุตของเครื่องขยายเสียงจะสูง
บทสรุป 15
ทำงานเหมือนกับ #2 ทุกประการ บ่อยครั้งแอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาดที่สองไม่ได้ใช้ใน TL494CN ในกรณีนี้วงจรสวิตชิ่งประกอบด้วยพิน 15 ที่เชื่อมต่อกับ 14 (แรงดันอ้างอิง +5 V)
บทสรุป 16
ทำงานเหมือนกับ #1 โดยปกติจะเชื่อมต่อกับ #7 ทั่วไปเมื่อไม่ได้ใช้แอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาดที่สอง เมื่อพิน 15 เชื่อมต่อกับ +5V และ #16 เชื่อมต่อกับทั่วไป เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ตัวที่สองจะต่ำ ดังนั้นจึงไม่มีผลกระทบต่อการทำงานของชิป
บทสรุป 3
พินนี้และแอมพลิฟายเออร์ TL494CN ภายในแต่ละตัวเป็นแบบไดโอดคู่ หากสัญญาณที่เอาต์พุตของสัญญาณใด ๆ เปลี่ยนจากต่ำไปสูง จากนั้นที่หมายเลข 3 ก็จะสูงเช่นกัน เมื่อสัญญาณบนพินนี้เกิน 3.3V พัลส์เอาต์พุตจะปิด (รอบการทำงานเป็นศูนย์) เมื่อแรงดันไฟฟ้าใกล้เคียงกับ 0 V ระยะเวลาของพัลส์จะสูงสุด ระหว่าง 0 ถึง 3.3V ความกว้างของพัลส์อยู่ระหว่าง 50% ถึง 0% (สำหรับแต่ละเอาต์พุตของคอนโทรลเลอร์ PWM - บนพิน 9 และ 10 บนอุปกรณ์ส่วนใหญ่)
หากจำเป็น สามารถใช้พิน 3 เป็นสัญญาณอินพุต หรือใช้เพื่อหน่วงอัตราการเปลี่ยนแปลงของความกว้างพัลส์ได้ หากแรงดันไฟฟ้าสูง (> ~ 3.5 V) จะไม่มีทางเริ่ม UPS บนตัวควบคุม PWM (จะไม่มีพัลส์จากนั้น)
บทสรุป 4
ควบคุมรอบการทำงานของพัลส์เอาต์พุต (eng. Dead-Time Control) หากแรงดันไฟฟ้าใกล้เคียงกับ 0 V ไมโครเซอร์กิตจะสามารถส่งออกทั้งความกว้างต่ำสุดที่เป็นไปได้และความกว้างพัลส์สูงสุด (ตามที่กำหนดโดยสัญญาณอินพุตอื่น ๆ ) หากใช้แรงดันไฟฟ้าประมาณ 1.5V กับพินนี้ ความกว้างพัลส์เอาต์พุตจะถูกจำกัดไว้ที่ 50% ของความกว้างสูงสุด (หรือรอบการทำงาน ~25% สำหรับตัวควบคุม PWM แบบพุช-พูล) หากแรงดันไฟฟ้าสูง (> ~ 3.5V) จะไม่มีทางเริ่ม UPS บน TL494CN วงจรสวิตชิ่งของมันมักจะมีหมายเลข 4 ต่อเข้ากับกราวด์โดยตรง
- สิ่งสำคัญที่ต้องจำ! สัญญาณที่พิน 3 และ 4 ควรต่ำกว่า ~3.3V จะเกิดอะไรขึ้นหากเข้าใกล้ เช่น +5V TL494CN จะทำงานอย่างไร? วงจรแปลงแรงดันไฟฟ้าจะไม่สร้างพัลส์เช่น จะไม่มีแรงดันไฟขาออกจาก UPS
บทสรุป 5
ทำหน้าที่เชื่อมต่อตัวเก็บประจุเวลา Ct และหน้าสัมผัสที่สองเชื่อมต่อกับกราวด์ ค่าความจุโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 0.01 μF ถึง 0.1 μF การเปลี่ยนแปลงค่าของส่วนประกอบนี้ทำให้ความถี่ของ GPN และเอาต์พุตพัลส์ของตัวควบคุม PWM เปลี่ยนไป ตามกฎแล้วจะใช้ตัวเก็บประจุคุณภาพสูงที่มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิต่ำมาก (โดยมีการเปลี่ยนแปลงความจุเล็กน้อยเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง)
บทสรุป 6
ในการเชื่อมต่อตัวต้านทานการตั้งค่าเวลา Rt และหน้าสัมผัสที่สองเชื่อมต่อกับกราวด์ ค่าของ Rt และ Ct กำหนดความถี่ของ FPG
- f = 1.1: (Rt x กะรัต).
บทสรุป 7
มันเชื่อมต่อกับสายทั่วไปของวงจรอุปกรณ์บนตัวควบคุม PWM
บทสรุป 12
มันถูกทำเครื่องหมายด้วยตัวอักษร VCC "บวก" ของแหล่งจ่ายไฟ TL494CN เชื่อมต่ออยู่ วงจรสวิตชิ่งของมันมักจะมีหมายเลข 12 ต่ออยู่กับสวิตช์แหล่งจ่ายไฟ UPS จำนวนมากใช้พินนี้เพื่อเปิดและปิดเครื่อง (และตัว UPS เอง) หากมีสายดิน +12 V และหมายเลข 7 ชิป GPN และ ION จะทำงาน
บทสรุป 13
นี่คืออินพุตโหมดการทำงาน การดำเนินการได้รับการอธิบายไว้ข้างต้น
ฟังก์ชั่นขั้วเอาท์พุท
พวกเขายังระบุไว้ด้านบนสำหรับ TL494CN คำอธิบายในภาษารัสเซียเกี่ยวกับวัตถุประสงค์การทำงานจะได้รับด้านล่างพร้อมคำอธิบายโดยละเอียด
บทสรุป 8
มีทรานซิสเตอร์ npn 2 ตัวบนชิปนี้ซึ่งเป็นคีย์เอาต์พุต พินนี้เป็นตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ 1 ซึ่งมักจะเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟ DC (12 V) อย่างไรก็ตามในวงจรของอุปกรณ์บางอย่างใช้เป็นเอาต์พุตและคุณสามารถเห็นคดเคี้ยวได้ (เช่นเดียวกับหมายเลข 11)
บทสรุป 9
นี่คืออิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์ 1 ซึ่งจะขับเคลื่อนทรานซิสเตอร์พลังงานของ UPS (ในกรณีส่วนใหญ่เอฟเฟ็กต์ภาคสนาม) ในวงจรพุช-พูล ไม่ว่าจะโดยตรงหรือผ่านทรานซิสเตอร์ตัวกลาง
บทสรุป 10
นี่คืออิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์ 2 ในการทำงานรอบเดียวสัญญาณจะเหมือนกับหมายเลข 9 ในโหมด push-pull สัญญาณในหมายเลข 9 และ 10 จะไม่อยู่ในเฟสนั่นคือเมื่อ ระดับสัญญาณสูงในระดับหนึ่ง ระดับสัญญาณต่ำ และในทางกลับกัน ในอุปกรณ์ส่วนใหญ่ สัญญาณจากตัวส่งสัญญาณของสวิตช์ทรานซิสเตอร์เอาท์พุตของไมโครเซอร์กิตที่เป็นปัญหาจะขับเคลื่อนทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามพลังซึ่งขับเคลื่อนไปที่สถานะเปิดเมื่อแรงดันไฟฟ้าที่พิน 9 และ 10 สูง (สูงกว่า ~ 3.5 V แต่ ไม่ได้หมายถึงระดับ 3.3 V ในหมายเลข 3 และ 4)
บทสรุป 11
นี่คือตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ 2 ซึ่งมักจะเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดัน DC (+12 V)
- บันทึก: ในอุปกรณ์บน TL494CN วงจรสวิตชิ่งอาจมีทั้งตัวสะสมและตัวส่งสัญญาณของทรานซิสเตอร์ 1 และ 2 เป็นเอาต์พุตของตัวควบคุม PWM แม้ว่าตัวเลือกที่สองจะธรรมดากว่า อย่างไรก็ตามมีตัวเลือกเมื่อพิน 8 และ 11 เป็นเอาต์พุต หากคุณพบหม้อแปลงขนาดเล็กในวงจรระหว่าง IC และ FET สัญญาณเอาต์พุตมักจะนำมาจากพวกมัน (จากตัวสะสม)
บทสรุป 14
นี่คือเอาต์พุต ION ซึ่งอธิบายไว้ข้างต้นเช่นกัน
หลักการทำงาน
ชิป TL494CN ทำงานอย่างไร เราจะให้คำอธิบายลำดับการทำงานตามวัสดุจาก Motorola, Inc. เอาต์พุตมอดูเลตความกว้างพัลส์ทำได้โดยการเปรียบเทียบสัญญาณฟันเลื่อยที่เป็นบวกจากตัวเก็บประจุ Ct กับสัญญาณควบคุมหนึ่งในสองสัญญาณ ทรานซิสเตอร์เอาท์พุต Q1 และ Q2 เป็นแบบ NOR gated เพื่อเปิดเฉพาะเมื่ออินพุตทริกเกอร์นาฬิกา (C1) (ดูแผนภาพฟังก์ชัน TL494CN) ลดต่ำลง
ดังนั้น หากระดับของหน่วยลอจิคัลอยู่ที่อินพุต C1 ของทริกเกอร์ ทรานซิสเตอร์เอาต์พุตจะปิดในทั้งสองโหมดการทำงาน: แบบรอบเดียวและแบบกดดึง หากมีสัญญาณอยู่ที่อินพุตนี้ จากนั้นในโหมดพุช-พูล สวิตช์ทรานซิสเตอร์จะเปิดทีละตัวเมื่อสัญญาณนาฬิกาหยุดทำงานไปยังทริกเกอร์ ในโหมดรอบเดียว ทริกเกอร์จะไม่ถูกใช้งาน และปุ่มเอาต์พุตทั้งสองจะเปิดพร้อมกัน
สถานะเปิดนี้ (ในทั้งสองโหมด) เป็นไปได้เฉพาะในส่วนของช่วงเวลา FPV เมื่อแรงดันฟันเลื่อยมากกว่าสัญญาณควบคุม ดังนั้นการเพิ่มหรือลดขนาดของสัญญาณควบคุมทำให้ความกว้างของพัลส์แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นหรือลดลงตามลำดับที่เอาต์พุตของไมโครเซอร์กิต
ใช้เป็นสัญญาณควบคุม แรงดันไฟฟ้าจากพิน 4 (การควบคุมเวลาตาย) อินพุตของแอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาด หรืออินพุตสัญญาณป้อนกลับจากพิน 3 สามารถใช้เป็นสัญญาณควบคุมได้
ขั้นตอนแรกในการทำงานกับไมโครเซอร์กิต
ก่อนสร้างอุปกรณ์ที่มีประโยชน์ใดๆ ขอแนะนำให้ศึกษาวิธีการทำงานของ TL494CN จะตรวจสอบประสิทธิภาพได้อย่างไร?
นำเขียงหั่นขนมของคุณ ติดตั้งชิปบนชิป และต่อสายไฟตามแผนภาพด้านล่าง
หากเชื่อมต่อทุกอย่างถูกต้องวงจรจะทำงาน ปล่อยให้หมุด 3 และ 4 ไม่ว่าง ใช้ออสซิลโลสโคปของคุณเพื่อตรวจสอบการทำงานของ FPV - คุณควรเห็นแรงดันฟันเลื่อยที่พิน 6 ผลลัพธ์จะเป็นศูนย์ วิธีตรวจสอบประสิทธิภาพใน TL494CN สามารถตรวจสอบได้ดังนี้
- เชื่อมต่อเอาต์พุตป้อนกลับ (#3) และเอาต์พุตควบคุมเวลาตาย (#4) เข้ากับส่วนร่วม (#7)
- ตอนนี้คุณควรจะสามารถตรวจจับพัลส์สี่เหลี่ยมที่เอาต์พุตของชิปได้แล้ว
วิธีขยายสัญญาณเอาต์พุต?
เอาต์พุตของ TL494CN ค่อนข้างต่ำ และคุณต้องการพลังงานที่มากขึ้นอย่างแน่นอน ดังนั้นเราจึงต้องเพิ่มทรานซิสเตอร์ที่ทรงพลัง วิธีที่ง่ายที่สุดในการใช้งาน (และหาได้ง่ายมาก - จากเมนบอร์ดคอมพิวเตอร์เครื่องเก่า) คือพาวเวอร์มอสเฟตแบบ n-channel ในเวลาเดียวกันเราต้องกลับเอาต์พุตของ TL494CN เพราะหากเราเชื่อมต่อ MOSFET แบบ n-channel เข้ากับมันในกรณีที่ไม่มีพัลส์ที่เอาต์พุตของ microcircuit มันจะเปิดสำหรับกระแสตรง เมื่อมันสามารถเผาไหม้ได้ ... ดังนั้นเราจึงนำทรานซิสเตอร์ npn สากลออกมาและเชื่อมต่อตามแผนภาพด้านล่าง
เพาเวอร์มอสเฟตในวงจรนี้ถูกควบคุมแบบพาสซีฟ มันไม่ดีมาก แต่สำหรับการทดสอบและพลังงานต่ำมันค่อนข้างเหมาะสม R1 ในวงจรคือโหลดของทรานซิสเตอร์ npn เลือกตามกระแสสูงสุดที่อนุญาตของตัวสะสม R2 แสดงถึงภาระของเวทีพลังงานของเรา ในการทดลองต่อไปนี้ จะถูกแทนที่ด้วยหม้อแปลงไฟฟ้า
ถ้าเราดูสัญญาณที่พิน 6 ของไมโครเซอร์กิตด้วยออสซิลโลสโคป เราจะเห็น "เลื่อย" ที่หมายเลข 8 (K1) คุณยังคงเห็นพัลส์สี่เหลี่ยม และที่เดรนของ MOSFET พัลส์จะมีรูปร่างเหมือนกันแต่มีขนาดใหญ่กว่า
และจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตได้อย่างไร?
ทีนี้มาเพิ่มแรงดันด้วย TL494CN กัน แผนภาพการสลับและการเดินสายเหมือนกัน - บนเขียงหั่นขนม แน่นอนว่าคุณไม่สามารถรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงเพียงพอได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อไม่มีตัวระบายความร้อนบนพาวเวอร์มอสเฟต ยังคงเชื่อมต่อหม้อแปลงขนาดเล็กเข้ากับขั้นตอนการส่งออกตามแผนภาพนี้
ขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงประกอบด้วย 10 รอบ ขดลวดทุติยภูมิมีประมาณ 100 รอบ ดังนั้นอัตราส่วนการแปลงคือ 10 หากคุณใช้ 10V กับตัวหลัก คุณควรได้ประมาณ 100V ที่เอาต์พุต แกนทำจากเฟอร์ไรต์ คุณสามารถใช้คอร์ขนาดกลางจากหม้อแปลงจ่ายไฟของพีซีได้
ระวัง เอาต์พุตของหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูง กระแสน้ำต่ำมากและจะไม่ฆ่าคุณ แต่คุณสามารถตีได้ดี อันตรายอีกอย่างคือถ้าคุณใส่ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ที่เอาต์พุต มันจะเก็บประจุไว้มาก ดังนั้นหลังจากปิดวงจรแล้วควรปล่อยทิ้ง
ที่เอาต์พุตของวงจร คุณสามารถเปิดไฟแสดงสถานะใดก็ได้ เช่น หลอดไฟ ดังรูปด้านล่าง
มันทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงและต้องการไฟประมาณ 160V เพื่อให้สว่างขึ้น (แหล่งจ่ายไฟของอุปกรณ์ทั้งหมดอยู่ที่ประมาณ 15 V - ลำดับความสำคัญต่ำกว่า)
วงจรเอาท์พุตของหม้อแปลงถูกใช้อย่างแพร่หลายใน UPS รวมถึงอุปกรณ์จ่ายไฟของพีซี ในอุปกรณ์เหล่านี้ หม้อแปลงตัวแรกซึ่งเชื่อมต่อผ่านสวิตช์ทรานซิสเตอร์ไปยังเอาต์พุตของตัวควบคุม PWM ทำหน้าที่สำหรับส่วนแรงดันต่ำของวงจร รวมถึง TL494CN จากส่วนไฟฟ้าแรงสูงซึ่งมีหม้อแปลงแรงดันหลัก
เครื่องปรับแรงดันไฟฟ้า
ตามกฎแล้ว ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กที่ทำเองที่บ้าน พลังงานจะมาจาก UPS ของคอมพิวเตอร์ทั่วไปซึ่งผลิตบน TL494CN วงจรแหล่งจ่ายไฟของพีซีเป็นที่รู้จักกันดี และบล็อกเองก็สามารถเข้าถึงได้ง่าย เนื่องจากมีพีซีเก่าหลายล้านเครื่องถูกทิ้งในแต่ละปีหรือขายเป็นอะไหล่ แต่ตามกฎแล้ว UPS เหล่านี้จะไม่สร้างแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า 12 V ซึ่งน้อยเกินไปสำหรับไดรฟ์แบบปรับความถี่ได้ แน่นอนว่าใคร ๆ ก็สามารถลองใช้ UPS สำหรับพีซีที่มีแรงดันไฟเกินเป็น 25V ได้ แต่จะหายาก และพลังงานที่มากเกินไปจะกระจายไปที่ 5V ในองค์ประกอบลอจิก
อย่างไรก็ตาม ใน TL494 (หรืออะนาล็อก) คุณสามารถสร้างวงจรใดก็ได้ที่สามารถเข้าถึงพลังงานและแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นได้ การใช้ชิ้นส่วนทั่วไปจาก PC UPS และ MOSFET อันทรงพลังจากเมนบอร์ด คุณสามารถสร้างตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า PWM บน TL494CN วงจรคอนเวอร์เตอร์แสดงในรูปด้านล่าง
คุณสามารถเห็นวงจรสำหรับเปิดไมโครเซอร์กิตและสเตจเอาต์พุตของทรานซิสเตอร์สองตัว: npn- สากลและ MOS อันทรงพลัง
ส่วนหลัก: T1, Q1, L1, D1 ไบโพลาร์ T1 ใช้เพื่อขับเคลื่อนพาวเวอร์มอสเฟตที่เชื่อมต่อด้วยวิธีที่เรียบง่าย ซึ่งเรียกว่า "เรื่อยๆ". L1 เป็นตัวเหนี่ยวนำจากเครื่องพิมพ์ HP รุ่นเก่า (ประมาณ 50 รอบ, สูง 1 ซม., กว้าง 0.5 ซม. พร้อมขดลวด, โช้คเปิด) D1 มาจากอุปกรณ์อื่น เชื่อมต่อ TL494 แล้ว วิธีอื่นเกี่ยวกับข้างต้นแม้ว่าจะสามารถใช้งานได้ก็ตาม
C8 เป็นความจุขนาดเล็ก เพื่อป้องกันผลกระทบของสัญญาณรบกวนที่ป้อนเข้าของเครื่องขยายเสียงข้อผิดพลาด ค่า 0.01uF จะมากหรือน้อยกว่าปกติ ค่าที่มากขึ้นจะทำให้การตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการช้าลง
C6 เป็นตัวเก็บประจุขนาดเล็กกว่าและใช้เพื่อกรองสัญญาณรบกวนความถี่สูง ความจุสูงถึงหลายร้อย picofarads
นิโคไล เปตรุชอฟ
TL494 นี่คือ "สัตว์ร้าย" แบบไหน?
TL494 (Texas Instruments) น่าจะเป็นตัวควบคุม PWM ที่ใช้กันมากที่สุด โดยอิงจากแหล่งจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์และชิ้นส่วนไฟฟ้าของเครื่องใช้ในครัวเรือนต่างๆ
และตอนนี้ไมโครเซอร์กิตนี้ค่อนข้างเป็นที่นิยมในหมู่นักวิทยุสมัครเล่นที่เกี่ยวข้องกับการสร้างแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง อะนาล็อกในประเทศของชิปนี้คือ M1114EU4 (KR1114EU4) นอกจากนี้ บริษัท ต่างประเทศหลายแห่งยังผลิตชิปนี้ด้วยชื่อที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น IR3M02 (Sharp), KA7500 (Samsung), MB3759 (Fujitsu) เป็นชิปตัวเดียวกันทั้งหมด
อายุของเธอน้อยกว่า TL431 มาก เริ่มผลิตโดย Texas Instruments ในช่วงปลายยุค 90 - ต้นยุค 2000
มาลองคิดดูกันว่ามันคืออะไรและเป็น "สัตว์ร้าย" แบบไหน? เราจะพิจารณาชิป TL494 (Texas Instruments)
เรามาเริ่มดูกันว่าข้างในมีอะไรบ้าง
สารประกอบ.
ประกอบด้วย:
- เครื่องกำเนิดแรงดันฟันเลื่อย (GPN);
- ตัวเปรียบเทียบการปรับเวลาตาย (DA1);
- ตัวเปรียบเทียบการปรับ PWM (DA2);
- เครื่องขยายสัญญาณข้อผิดพลาด 1 (DA3) ใช้สำหรับแรงดันไฟฟ้าเป็นหลัก
- แอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาด 2 (DA4) ส่วนใหญ่ใช้โดยสัญญาณขีด จำกัด ปัจจุบัน
- แหล่งจ่ายแรงดันอ้างอิงที่เสถียร (ION) สำหรับ 5V พร้อมเอาต์พุตภายนอก 14;
- วงจรควบคุมของสเตจเอาต์พุต
แน่นอนว่าเราจะพิจารณาส่วนประกอบทั้งหมดและพยายามหาว่าทั้งหมดนี้มีไว้เพื่ออะไรและทำงานอย่างไร แต่ก่อนอื่นจำเป็นต้องระบุพารามิเตอร์การทำงาน (ลักษณะ)
| ตัวเลือก | นาที. | สูงสุด | หน่วย เปลี่ยน |
| V CC จ่ายแรงดันไฟ | 7 | 40 | ใน |
| VI แรงดันอินพุตของเครื่องขยายเสียง | -0,3 | วีซีซี-2 | ใน |
| V O แรงดันสะสม | 40 | ใน | |
| กระแสสะสม (ทรานซิสเตอร์แต่ละตัว) | 200 | ม | |
| ข้อเสนอแนะปัจจุบัน | 0,3 | ม | |
| f ความถี่ออสซิลเลเตอร์ OSC | 1 | 300 | กิโลเฮิรตซ์ |
| CT ตัวเก็บประจุกระแสสลับ | 0,47 | 10000 | เอ็นเอฟ |
| R T ความต้านทานของตัวต้านทานกำเนิด | 1,8 | 500 | กิโลโอห์ม |
| T A อุณหภูมิในการทำงาน TL494C TL494I |
0 | 70 | องศาเซลเซียส |
| -40 | 85 | องศาเซลเซียส |
โดยมีลักษณะจำกัดดังนี้
แรงดันไฟ ................................................ .....41บ
แรงดันอินพุตของเครื่องขยายเสียง...................................(Vcc+0.3)V
แรงดันขาออกของตัวสะสม................................41V
กระแสไฟขาออกของคอลเลกเตอร์.................................................. .....250mA
การกระจายพลังงานทั้งหมดในโหมดต่อเนื่อง....1W
ตำแหน่งและวัตถุประสงค์ของพินของไมโครเซอร์กิต
บทสรุป 1
นี่คืออินพุตที่ไม่กลับด้าน (บวก) ของแอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาด 1
หากแรงดันอินพุตต่ำกว่าแรงดันที่พิน 2 จะไม่มีแรงดันที่เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาดนี้ 1 (เอาต์พุตจะต่ำ) และจะไม่มีผลกระทบต่อความกว้าง (รอบการทำงาน) ของพัลส์เอาต์พุต
หากแรงดันไฟฟ้าที่พินนี้สูงกว่าที่พิน 2 แรงดันไฟฟ้าจะปรากฏที่เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ 1 นี้ (เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ 1 จะมีระดับสูง) และความกว้าง (รอบการทำงาน) ของพัลส์เอาต์พุตจะลดลง ยิ่งแรงดันเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์นี้สูงขึ้น (สูงสุด 3.3 โวลต์)
บทสรุป 2
นี่คืออินพุตที่กลับด้าน (ลบ) ของแอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาด 1
หากแรงดันอินพุตที่พินนี้สูงกว่าพิน 1 จะไม่มีข้อผิดพลาดของแรงดันที่เอาต์พุตของเครื่องขยายเสียง (เอาต์พุตจะต่ำ) และจะไม่มีผลต่อความกว้าง (รอบการทำงาน) ของพัลส์เอาต์พุต
หากแรงดันไฟฟ้าที่พินนี้ต่ำกว่าที่พิน 1 เอาต์พุตของเครื่องขยายเสียงจะสูง
แอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาดคือออปแอมป์ทั่วไปที่มีเกนของ = 70..95dB สำหรับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (Ku = 1 ที่ความถี่ 350 kHz) ช่วงแรงดันอินพุตของ op-amp ขยายตั้งแต่ -0.3V ถึงแรงดันแหล่งจ่าย ลบ 2V นั่นคือแรงดันอินพุตสูงสุดจะต้องต่ำกว่าแรงดันแหล่งจ่ายอย่างน้อยสองโวลต์
บทสรุป 3
นี่คือเอาต์พุตของตัวขยายข้อผิดพลาด 1 และ 2 ที่เชื่อมต่อกับเอาต์พุตนี้ผ่านไดโอด (OR วงจร) หากแรงดันที่เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์เปลี่ยนจากต่ำไปสูง ดังนั้นที่พิน 3 ก็จะสูงเช่นกัน
หากแรงดันไฟฟ้าที่พินนี้เกิน 3.3 V พัลส์ที่เอาต์พุตของไมโครเซอร์กิตจะหายไป (รอบการทำงานเป็นศูนย์)
หากแรงดันไฟฟ้าที่พินนี้ใกล้เคียงกับ 0 V ระยะเวลาของเอาต์พุตพัลส์ (รอบการทำงาน) จะสูงสุด
โดยปกติจะใช้พิน 3 เพื่อให้ข้อเสนอแนะไปยังแอมพลิฟายเออร์ แต่ถ้าจำเป็น พิน 3 สามารถใช้เป็นอินพุตเพื่อให้ความแปรผันของพัลส์
หากแรงดันไฟฟ้าสูง (> ~ 3.5 V) จะไม่มีพัลส์ที่เอาต์พุตของ MS แหล่งจ่ายไฟจะไม่เริ่มทำงานไม่ว่าในกรณีใดๆ
บทสรุป 4
มันควบคุมช่วงของการเปลี่ยนแปลงของเวลา "ตาย" (eng. Dead-Time Control) โดยหลักการแล้วนี่คือรอบการทำงานเดียวกัน
หากแรงดันไฟฟ้าใกล้เคียงกับ 0 V เอาต์พุตของ microcircuit จะมีทั้งความกว้างพัลส์ต่ำสุดที่เป็นไปได้และสูงสุดซึ่งสามารถตั้งค่าตามลำดับโดยสัญญาณอินพุตอื่น ๆ (แอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาด, พิน 3)
หากแรงดันไฟฟ้าที่พินนี้มีค่าประมาณ 1.5 V ความกว้างของพัลส์เอาต์พุตจะอยู่ในพื้นที่ 50% ของความกว้างสูงสุด
หากแรงดันไฟฟ้าที่พินนี้เกิน 3.3 V จะไม่มีพัลส์ที่เอาต์พุตของ MS แหล่งจ่ายไฟจะไม่เริ่มทำงานไม่ว่าในกรณีใดๆ
แต่คุณไม่ควรลืมว่าเมื่อเวลา "ตาย" เพิ่มขึ้นช่วงการปรับ PWM จะลดลง
ด้วยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าที่พิน 4 คุณสามารถตั้งค่าความกว้างคงที่ของเวลา "ตาย" (ตัวแบ่ง R-R) ใช้โหมดซอฟต์สตาร์ทใน PSU (R-C chain) ให้การปิด MS (คีย์) จากระยะไกล และคุณ นอกจากนี้ยังสามารถใช้พินนี้เป็นอินพุตควบคุมเชิงเส้น
ลองพิจารณา (สำหรับผู้ที่ไม่ทราบ) เวลา "ตาย" คืออะไรและมีไว้เพื่ออะไร
เมื่อวงจรแหล่งจ่ายไฟแบบพุชพูลทำงาน พัลส์จะถูกป้อนสลับกันจากเอาต์พุตของไมโครเซอร์กิตไปยังฐาน (เกท) ของทรานซิสเตอร์เอาท์พุต เนื่องจากทรานซิสเตอร์เป็นองค์ประกอบเฉื่อย จึงไม่สามารถปิด (เปิด) ได้ทันทีเมื่อสัญญาณถูกลบ (ใช้) จากฐาน (เกท) ของทรานซิสเตอร์เอาต์พุต และถ้าพัลส์ถูกนำไปใช้กับทรานซิสเตอร์เอาต์พุตโดยไม่มีเวลา "ตาย" (นั่นคือพัลส์จะถูกลบออกจากอันหนึ่งและนำไปใช้กับอันที่สองทันที) ช่วงเวลาหนึ่งอาจมาถึงเมื่อทรานซิสเตอร์หนึ่งตัวไม่มีเวลาปิดและตัวที่สองมี เปิดแล้ว จากนั้นกระแสทั้งหมด (เรียกว่ากระแสผ่าน) จะไหลผ่านทรานซิสเตอร์เปิดทั้งสองผ่านโหลด (ขดลวดของหม้อแปลง) และเนื่องจากมันจะไม่ถูกจำกัดโดยสิ่งใด ทรานซิสเตอร์เอาต์พุตจะล้มเหลวทันที
เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้นหลังจากสิ้นสุดหนึ่งพัลส์และก่อนที่จะเริ่มพัลส์ถัดไป - เวลาผ่านไปพอสมควรสำหรับการปิดทรานซิสเตอร์เอาต์พุตที่เชื่อถือได้จากอินพุตที่สัญญาณควบคุมถูกลบออก
เวลานี้เรียกว่าเวลา "ตาย"
ใช่ แม้ว่าคุณจะดูรูปที่มีส่วนประกอบของไมโครเซอร์กิต เราจะเห็นว่าพิน 4 เชื่อมต่อกับอินพุตของตัวเปรียบเทียบการปรับเวลาตาย (DA1) ผ่านแหล่งจ่ายแรงดัน 0.1-0.12 V เหตุใดจึงทำเช่นนี้
สิ่งนี้ทำเพื่อให้ความกว้างสูงสุด (รอบการทำงาน) ของพัลส์เอาต์พุตไม่เท่ากับ 100% เพื่อให้แน่ใจว่าทรานซิสเตอร์เอาต์พุต (เอาต์พุต) ทำงานอย่างปลอดภัย
นั่นคือถ้าคุณ "ใส่" พิน 4 บนสายสามัญจากนั้นที่อินพุตของตัวเปรียบเทียบ DA1 จะยังไม่มีแรงดันเป็นศูนย์ แต่จะมีแรงดันเพียงค่านี้ (0.1-0.12 V) และพัลส์จาก เครื่องกำเนิดแรงดันฟันเลื่อย (GPN) จะปรากฏที่เอาต์พุตของไมโครเซอร์กิตเฉพาะเมื่อแอมพลิจูดที่พิน 5 เกินแรงดันนี้ นั่นคือไมโครเซอร์กิตมีเกณฑ์รอบการทำงานสูงสุดคงที่ของเอาต์พุตพัลส์ซึ่งจะไม่เกิน 95-96% สำหรับการทำงานรอบเดียวของสเตจเอาต์พุตและ 47.5-48% สำหรับการทำงานสองรอบของเอาต์พุต เวที.
บทสรุป 5
นี่คือเอาต์พุตของ GPN ซึ่งออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบตั้งเวลา Ct เข้ากับปลายที่สองซึ่งเชื่อมต่อกับสายทั่วไป โดยปกติแล้วความจุจะถูกเลือกตั้งแต่ 0.01 μF ถึง 0.1 μF ขึ้นอยู่กับความถี่เอาต์พุตของพัลส์ FPG ของตัวควบคุม PWM ตามกฎแล้วจะใช้ตัวเก็บประจุคุณภาพสูงที่นี่
ความถี่เอาต์พุตของ GPN สามารถควบคุมได้ที่พินนี้ ช่วงของแรงดันเอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (แอมพลิจูดของพัลส์เอาต์พุต) อยู่ที่ใดที่หนึ่งในพื้นที่ 3 โวลต์
บทสรุป 6
นอกจากนี้ยังเป็นเอาต์พุตของ GPN ซึ่งออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อตัวต้านทานแบบตั้งเวลา Rt เข้ากับตัวต้านทานซึ่งปลายที่สองเชื่อมต่อกับสายทั่วไป
ค่าของ Rt และ Ct กำหนดความถี่เอาต์พุตของ GPN และคำนวณโดยสูตรสำหรับการทำงานแบบรอบเดียว
สำหรับโหมดการทำงานของ push-pull สูตรมีรูปแบบดังต่อไปนี้
สำหรับตัวควบคุม PWM จากบริษัทอื่น ความถี่จะคำนวณโดยใช้สูตรเดียวกัน ยกเว้นว่าหมายเลข 1 จะต้องเปลี่ยนเป็น 1.1
บทสรุป 7
มันเชื่อมต่อกับสายทั่วไปของวงจรอุปกรณ์บนตัวควบคุม PWM
บทสรุป 8
ไมโครเซอร์กิตมีสเตจเอาท์พุตที่มีทรานซิสเตอร์เอาท์พุตสองตัวซึ่งเป็นคีย์เอาท์พุต ขั้วคอลเลกเตอร์และอิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์เหล่านี้ไม่มีค่าใช้จ่าย ดังนั้นขึ้นอยู่กับความต้องการ ทรานซิสเตอร์เหล่านี้สามารถรวมอยู่ในวงจรเพื่อทำงานร่วมกับทั้งอิมิตเตอร์ร่วมและคอลเลกเตอร์ทั่วไป
ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่พิน 13 สเตจเอาต์พุตนี้สามารถทำงานได้ทั้งแบบพุชพูลและแบบรอบเดียว ในการทำงานแบบรอบเดียว ทรานซิสเตอร์เหล่านี้สามารถเชื่อมต่อแบบขนานเพื่อเพิ่มกระแสโหลด ซึ่งโดยปกติจะทำ
ดังนั้น ขา 8 จึงเป็นขาสะสมของทรานซิสเตอร์ 1
บทสรุป 9
นี่คือขั้วอิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์ 1
บทสรุป 10
นี่คือขั้วอิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์ 2
บทสรุป 11
นี่คือตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ 2
บทสรุป 12
"บวก" ของแหล่งจ่ายไฟ TL494CN เชื่อมต่อกับพินนี้
บทสรุป 13
นี่คือเอาต์พุตสำหรับเลือกโหมดการทำงานของสเตจเอาต์พุต หากพินนี้เชื่อมต่อกับกราวด์ สเตจเอาต์พุตจะทำงานในโหมดปลายด้านเดียว สัญญาณเอาต์พุตที่เอาต์พุตของสวิตช์ทรานซิสเตอร์จะเหมือนกัน
หากคุณใช้แรงดันไฟฟ้า +5 V กับพินนี้ (เชื่อมต่อพิน 13 และ 14 เข้าด้วยกัน) ปุ่มเอาต์พุตจะทำงานในโหมดผลักและดึง สัญญาณเอาต์พุตที่ขั้วของสวิตช์ทรานซิสเตอร์จะไม่อยู่ในเฟส และความถี่ของพัลส์เอาต์พุตจะน้อยกว่าครึ่งหนึ่ง
บทสรุป 14
นี่คือผลลัพธ์ของเสถียรภาพ และแหล่งที่มา เกี่ยวกับโป๊ ชมแรงดันไฟฟ้า (ION) ด้วยแรงดันเอาต์พุต +5 V และกระแสเอาต์พุตสูงสุด 10 mA ซึ่งสามารถใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการเปรียบเทียบในเครื่องขยายสัญญาณข้อผิดพลาดและเพื่อวัตถุประสงค์อื่น
บทสรุป 15
มันทำงานเหมือนกับพิน 2 หากไม่ได้ใช้แอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาดที่สอง ดังนั้นพิน 15 จะเชื่อมต่อกับพิน 14 (อ้างอิง +5V)
บทสรุป 16
มันทำงานในลักษณะเดียวกับพิน 1 หากไม่ได้ใช้แอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาดที่สองแสดงว่ามักจะเชื่อมต่อกับสายทั่วไป (พิน 7)
เมื่อพิน 15 เชื่อมต่อกับ +5V และพิน 16 เชื่อมต่อกับกราวด์ จะไม่มีแรงดันเอาต์พุตจากแอมพลิฟายเออร์ที่สอง ดังนั้นจึงไม่มีผลกระทบต่อการทำงานของชิป
หลักการทำงานของไมโครเซอร์กิต
คอนโทรลเลอร์ TL494 PWM ทำงานอย่างไร
ข้างต้นเราได้ตรวจสอบรายละเอียดเกี่ยวกับจุดประสงค์ของพินของไมโครเซอร์กิตนี้และหน้าที่การใช้งาน
หากวิเคราะห์ทั้งหมดนี้อย่างถี่ถ้วน จากทั้งหมดนี้จะชัดเจนว่าชิปนี้ทำงานอย่างไร แต่ฉันจะอธิบายหลักการทำงานของมันสั้น ๆ อีกครั้ง
เมื่อไมโครเซอร์กิตเปิดอยู่โดยทั่วไปและจ่ายไฟให้กับมัน (ลบกับพิน 7 บวกพิน 12) GPN จะเริ่มสร้างพัลส์ฟันเลื่อยที่มีแอมพลิจูดประมาณ 3 โวลต์ซึ่งความถี่ขึ้นอยู่กับ C และ R เชื่อมต่อกับพิน 5 และ 6 ของไมโครเซอร์กิต
หากค่าของสัญญาณควบคุม (ที่พิน 3 และ 4) น้อยกว่า 3 โวลต์พัลส์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าจะปรากฏบนปุ่มเอาต์พุตของไมโครวงจรซึ่งความกว้าง (รอบการทำงาน) ขึ้นอยู่กับค่าของสัญญาณควบคุมที่พิน 3 และ 4
นั่นคือไมโครเซอร์กิตเปรียบเทียบแรงดันฟันเลื่อยที่เป็นบวกจากตัวเก็บประจุ Ct (C1) กับสัญญาณควบคุมหนึ่งในสองสัญญาณ
วงจรลอจิกสำหรับควบคุมเอาต์พุตทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT2 จะเปิดเฉพาะเมื่อแรงดันไฟฟ้าของพัลส์ฟันเลื่อยสูงกว่าสัญญาณควบคุม และยิ่งความแตกต่างนี้มากเท่าใด เอาต์พุตพัลส์ก็จะยิ่งกว้างขึ้นเท่านั้น (รอบการทำงานที่มากขึ้น)
ในทางกลับกัน แรงดันควบคุมที่พิน 3 ขึ้นอยู่กับสัญญาณที่อินพุตของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน (แอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาด) ซึ่งจะสามารถควบคุมแรงดันเอาต์พุตและกระแสเอาต์พุตของ PSU
ดังนั้นการเพิ่มหรือลดค่าของสัญญาณควบคุมใด ๆ ทำให้ความกว้างของพัลส์แรงดันไฟฟ้าลดลงหรือเพิ่มขึ้นตามลำดับที่เอาต์พุตของไมโครเซอร์กิต
ในฐานะที่เป็นสัญญาณควบคุมตามที่กล่าวไว้ข้างต้น แรงดันไฟฟ้าจากพิน 4 (การควบคุมเวลาหยุดทำงาน) อินพุตของแอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาด หรืออินพุตสัญญาณป้อนกลับโดยตรงจากพิน 3 สามารถใช้ได้
ทฤษฎีคือทฤษฎี แต่จะดีกว่ามากหากเห็นและ "รู้สึก" ทั้งหมดนี้ในทางปฏิบัติ ดังนั้นเรามาประกอบแผนผังต่อไปนี้บนเขียงหั่นขนมและดูโดยตรงว่ามันทำงานอย่างไร
ที่ง่ายที่สุดและ วิธีที่รวดเร็ว- นำทั้งหมดมารวมกันบนเขียงหั่นขนม ใช่ ฉันติดตั้งชิป KA7500 ฉันใส่เอาต์พุต "13" ของ microcircuit บนสายสามัญนั่นคือปุ่มเอาต์พุตของเราจะทำงานในโหมดรอบเดียว (สัญญาณบนทรานซิสเตอร์จะเหมือนกัน) และอัตราการเกิดซ้ำของพัลส์เอาต์พุตจะสอดคล้องกัน ถึงความถี่ของแรงดันฟันเลื่อยของ GPN
ฉันเชื่อมต่อออสซิลโลสโคปกับจุดทดสอบต่อไปนี้:
- ลำแสงแรกที่พิน "4" เพื่อควบคุมแรงดันไฟตรงบนพินนี้ อยู่ตรงกลางหน้าจอบนเส้นศูนย์ ความไว - 1 โวลต์ต่อการหาร;
- ลำแสงที่สองไปยังเอาต์พุต "5" เพื่อควบคุมแรงดันฟันเลื่อยของ GPN นอกจากนี้ยังตั้งอยู่บนเส้นศูนย์ (คานทั้งสองรวมกัน) ที่กึ่งกลางของออสซิลโลสโคปและมีความไวเท่ากัน
- ลำแสงที่สามไปยังเอาต์พุตของ microcircuit ไปยังเอาต์พุต "9" เพื่อควบคุมพัลส์ที่เอาต์พุตของ microcircuit ความไวของลำแสงคือ 5 โวลต์ต่อการหาร (0.5 โวลต์บวกตัวหารด้วย 10) อยู่ที่ด้านล่างของหน้าจอออสซิลโลสโคป
ฉันลืมบอกว่าปุ่มเอาต์พุตของไมโครเซอร์กิตเชื่อมต่อกับตัวสะสมทั่วไป กล่าวอีกนัยหนึ่งตามโครงการผู้ติดตามตัวส่ง ทำไมต้องเป็นทวน? เนื่องจากสัญญาณที่อีซีแอลของทรานซิสเตอร์จะทำซ้ำสัญญาณฐานเพื่อให้เรามองเห็นทุกอย่างชัดเจน
หากคุณถอดสัญญาณออกจากตัวสะสมของทรานซิสเตอร์สัญญาณนั้นจะกลับด้าน (พลิกกลับ) ตามสัญญาณฐาน
เราจ่ายพลังงานให้กับไมโครเซอร์กิตและดูสิ่งที่เรามีในเอาต์พุต
ที่ขาที่สี่เรามีศูนย์ (แถบเลื่อนของทริมเมอร์อยู่ในตำแหน่งต่ำสุด) ลำแสงแรกอยู่ที่เส้นศูนย์ตรงกลางหน้าจอ เครื่องขยายเสียงผิดพลาดไม่ทำงานเช่นกัน
ที่ขาที่ห้า เราจะเห็นแรงดันฟันเลื่อยของ GPN (ลำแสงที่สอง) ที่มีแอมพลิจูดมากกว่า 3 โวลต์เล็กน้อย
ที่เอาต์พุตของไมโครเซอร์กิต (พิน 9) เราจะเห็นพัลส์สี่เหลี่ยมที่มีแอมพลิจูดประมาณ 15 โวลต์และความกว้างสูงสุด (96%) จุดที่ด้านล่างของหน้าจอเป็นเพียงเกณฑ์รอบการทำงานที่ตายตัว เพื่อให้มองเห็นได้ดีขึ้น ให้เปิดการยืดบนออสซิลโลสโคป
ตอนนี้คุณสามารถดูได้ดีขึ้น นี่คือเวลาที่แอมพลิจูดของพัลส์ลดลงเป็นศูนย์และทรานซิสเตอร์เอาต์พุตจะปิดในช่วงเวลาสั้นๆ นี้ ระดับศูนย์สำหรับลำแสงนี้ที่ด้านล่างของหน้าจอ
เรามาเพิ่มแรงดันที่พิน 4 แล้วดูว่าได้อะไร
ที่พิน "4" ด้วยตัวต้านทานทริมเมอร์ ฉันตั้งค่าแรงดันคงที่ 1 โวลต์ ลำแสงแรกเพิ่มขึ้นหนึ่งส่วน (เส้นตรงบนหน้าจอออสซิลโลสโคป) เราเห็นอะไร? เวลาตายเพิ่มขึ้น (รอบการทำงานลดลง) เป็นเส้นประที่ด้านล่างของหน้าจอ นั่นคือทรานซิสเตอร์เอาท์พุทจะปิดชั่วขณะประมาณครึ่งหนึ่งของระยะเวลาของพัลส์เอง
มาเพิ่มโวลต์อีกหนึ่งตัวพร้อมตัวต้านทานการปรับค่าเพื่อพิน "4" ของไมโครเซอร์กิต
เราเห็นว่าลำแสงแรกเพิ่มขึ้นหนึ่งส่วน ระยะเวลาของเอาต์พุตพัลส์สั้นลง (1/3 ของระยะเวลาของพัลส์ทั้งหมด) และเวลาตาย (เวลาปิดของทรานซิสเตอร์เอาต์พุต) เพิ่มขึ้นเป็น สองในสาม นั่นคือเห็นได้ชัดว่าตรรกะของไมโครเซอร์กิตเปรียบเทียบระดับของสัญญาณ GPN กับระดับของสัญญาณควบคุมและส่งผ่านไปยังเอาต์พุตเฉพาะสัญญาณ GPN ซึ่งเป็นระดับที่สูงกว่าสัญญาณควบคุม
เพื่อให้ชัดเจนยิ่งขึ้น ระยะเวลา (ความกว้าง) ของเอาต์พุตพัลส์ของไมโครเซอร์กิตจะเท่ากับระยะเวลา (ความกว้าง) ของพัลส์เอาต์พุตแรงดันฟันเลื่อยที่อยู่เหนือระดับของสัญญาณควบคุม (เหนือเส้นตรงบน จอสโคป).
เอาเลย เพิ่มโวลต์อีกอันเพื่อปักหมุด "4" ของไมโครเซอร์กิต เราเห็นอะไร? ที่เอาต์พุตของไมโครเซอร์กิต พัลส์สั้นมากจะมีความกว้างประมาณเท่ากับพัลส์ที่ยื่นออกมาเหนือเส้นตรงของแรงดันฟันเลื่อยด้านบน เปิดการยืดบนออสซิลโลสโคปเพื่อให้มองเห็นชีพจรได้ดีขึ้น
ที่นี่ เราเห็นพัลส์สั้นๆ ระหว่างที่ทรานซิสเตอร์เอาต์พุตจะเปิดขึ้น และเวลาที่เหลือ (บรรทัดล่างสุดบนหน้าจอ) จะปิดลง
ลองเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่พิน "4" ให้มากขึ้น เราตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตด้วยตัวต้านทานทริมเมอร์เหนือระดับแรงดันฟันเลื่อยของ GPN
แค่นั้นแหละ PSU จะหยุดทำงานให้เราเนื่องจากเอาต์พุตนั้น "สงบ" อย่างสมบูรณ์ ไม่มีเอาต์พุตพัลส์เนื่องจากที่พินควบคุม "4" เรามีระดับแรงดันคงที่มากกว่า 3.3 โวลต์
สิ่งเดียวกันนี้จะเกิดขึ้นอย่างแน่นอนหากคุณใช้สัญญาณควบคุมกับพิน "3" หรือกับแอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาดบางชนิด หากคุณสนใจ คุณสามารถตรวจสอบได้ด้วยตัวคุณเอง ยิ่งไปกว่านั้น หากสัญญาณควบคุมอยู่ที่เอาต์พุตควบคุมทั้งหมดในทันที ให้ควบคุมไมโครเซอร์กิต (เหนือกว่า) จะมีสัญญาณจากเอาต์พุตควบคุมนั้น ซึ่งแอมพลิจูดจะมากกว่า
ลองถอดเอาต์พุต "13" ออกจากสายทั่วไปและเชื่อมต่อกับเอาต์พุต "14" นั่นคือเปลี่ยนโหมดการทำงานของปุ่มเอาต์พุตจากรอบเดียวเป็นสองรอบ มาดูกันว่าเราจะทำอะไรได้บ้าง
ด้วยทริมเมอร์เราจะนำแรงดันไฟฟ้าที่พิน "4" เป็นศูนย์อีกครั้ง เราเปิดเครื่อง เราเห็นอะไร?
ที่เอาต์พุตของ microcircuit ยังมีพัลส์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีระยะเวลาสูงสุด แต่อัตราการเกิดซ้ำกลายเป็นครึ่งหนึ่งของความถี่ของพัลส์ฟันเลื่อย
พัลส์เดียวกันจะอยู่บนทรานซิสเตอร์ตัวที่สองของไมโครเซอร์กิต (พิน 10) โดยมีข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือพวกมันจะถูกเลื่อนตามเวลาที่สัมพันธ์กับสิ่งเหล่านี้ 180 องศา
นอกจากนี้ยังมีเกณฑ์รอบการทำงานสูงสุด (2%) ตอนนี้ไม่สามารถมองเห็นได้ คุณต้องเชื่อมต่อลำแสงที่ 4 ของออสซิลโลสโคปและรวมสัญญาณเอาต์พุตทั้งสองเข้าด้วยกัน การสอบสวนที่สี่ไม่ได้อยู่ในมือดังนั้นฉันจึงไม่ได้ทำ ใครอยากได้ลองดูด้วยตัวคุณเองเพื่อความแน่ใจ
ในโหมดนี้ ไมโครเซอร์กิตทำงานในลักษณะเดียวกับในโหมดรอบเดียวทุกประการ โดยมีข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือระยะเวลาสูงสุดของเอาต์พุตพัลส์ที่นี่จะไม่เกิน 48% ของระยะเวลาพัลส์ทั้งหมด
ดังนั้นเราจะไม่พิจารณาโหมดนี้เป็นเวลานาน แต่ดูว่าจะมีพัลส์ชนิดใดที่แรงดันไฟฟ้าที่พิน "4" สองโวลต์
เราเพิ่มแรงดันไฟฟ้าด้วยตัวต้านทานการปรับค่า ความกว้างของพัลส์เอาต์พุตลดลงเหลือ 1/6 ของระยะเวลาพัลส์ทั้งหมด นั่นคือสองเท่าในโหมดการทำงานรอบเดียวของสวิตช์เอาต์พุต (1/3 เท่าที่นั่น)
ที่เอาต์พุตของทรานซิสเตอร์ตัวที่สอง (พิน 10) จะมีพัลส์เดียวกันโดยเลื่อนเวลาเพียง 180 องศาเท่านั้น
โดยหลักการแล้วเราได้วิเคราะห์การทำงานของตัวควบคุม PWM
เพิ่มเติมเกี่ยวกับบทสรุป "4" ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ พินนี้สามารถใช้เพื่อสตาร์ทแหล่งจ่ายไฟแบบ "อ่อน" วิธีการจัดระเบียบ?
ง่ายมาก. ในการทำเช่นนี้ให้เชื่อมต่อกับห่วงโซ่ RC เอาต์พุต "4" นี่คือตัวอย่างของส่วนไดอะแกรม:
"ซอฟต์สตาร์ท" ทำงานอย่างไรที่นี่ ลองดูแผนภาพ ตัวเก็บประจุ C1 เชื่อมต่อกับ ION (+5 โวลต์) ผ่านตัวต้านทาน R5
เมื่อจ่ายไฟให้กับไมโครเซอร์กิต (พิน 12) จะมี +5 โวลต์ปรากฏขึ้นที่พิน 14 ตัวเก็บประจุ C1 เริ่มชาร์จ กระแสไฟชาร์จของตัวเก็บประจุไหลผ่านตัวต้านทาน R5 ในขณะที่เปิดสวิตช์มีค่าสูงสุด (ตัวเก็บประจุถูกคายประจุ) และแรงดันตก 5 โวลต์เกิดขึ้นที่ตัวต้านทานซึ่งใช้กับเอาต์พุต "4" ดังที่เราได้ค้นพบจากประสบการณ์แล้วแรงดันไฟฟ้านี้ห้ามไม่ให้พัลส์ผ่านไปยังเอาต์พุตของไมโครวงจร
เมื่อตัวเก็บประจุชาร์จ กระแสชาร์จจะลดลงและแรงดันตกคร่อมตัวต้านทานก็จะลดลงตามไปด้วย แรงดันไฟฟ้าที่พิน "4" จะลดลงเช่นกันและพัลส์เริ่มปรากฏขึ้นที่เอาต์พุตของไมโครวงจรซึ่งระยะเวลาจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น (เมื่อตัวเก็บประจุชาร์จ) เมื่อประจุตัวเก็บประจุเต็มแล้ว กระแสชาร์จจะหยุดลง แรงดันไฟฟ้าที่พิน "4" จะเข้าใกล้ศูนย์ และพิน "4" จะไม่ส่งผลต่อระยะเวลาของพัลส์เอาต์พุตอีกต่อไป แหล่งจ่ายไฟเข้าสู่โหมดการทำงาน
โดยปกติแล้วคุณเดาว่าเวลาเริ่มต้นของ PSU (เอาต์พุตไปยังโหมดการทำงาน) จะขึ้นอยู่กับค่าของตัวต้านทานและตัวเก็บประจุและโดยการเลือกพวกมันจะสามารถควบคุมเวลานี้ได้
นี่คือทฤษฎีและการปฏิบัติทั้งหมดโดยสังเขปและไม่มีอะไรซับซ้อนเป็นพิเศษที่นี่และถ้าคุณเข้าใจและเข้าใจการทำงานของ PWM นี้ คุณจะไม่เข้าใจและเข้าใจการทำงานของ PWM อื่น ๆ
ขอให้ทุกท่านโชคดี
