IMPULSNETZTEIL FÜR TL494 UND IR2110
Die meisten Automobil- und Netzwerkspannungswandler basieren auf einem spezialisierten TL494-Controller, und da es sich um den Hauptcontroller handelt, wäre es nicht fair, das Funktionsprinzip nicht kurz zu erläutern.
Der Controller TL494 ist ein DIP16-Kunststoffgehäuse (es gibt Varianten in einem Planargehäuse, wird aber in diesen Ausführungen nicht verwendet). Das Funktionsdiagramm des Controllers ist in Abb. 1 dargestellt.
Bild 1 - Strukturschema Chips TL494.
Wie Sie der Abbildung entnehmen können, verfügt der Mikroschaltkreis TL494 über sehr ausgereifte Regelkreise, die es ermöglichen, auf seiner Basis Umrichter für nahezu alle Anforderungen zu bauen, aber zunächst ein paar Worte zu den Funktionseinheiten des Controllers.
ION- und Unterspannungsschutzschaltungen.
Die Schaltung schaltet sich ein, wenn die Stromversorgung den Schwellenwert von 5,5..7,0 V (typischer Wert 6,4 V) erreicht. Bis zu diesem Zeitpunkt sperren die internen Steuerbusse den Betrieb des Generators und des Logikteils der Schaltung. Leerlaufstrom bei Versorgungsspannung + 15V (Ausgangstransistoren sind deaktiviert) nicht mehr als 10 mA. ION + 5V (+4,75 .. + 5,25 V, Ausgangsstabilisierung nicht schlechter als +/- 25 mV) liefert einen fließenden Strom von bis zu 10 mA. Es ist möglich, die Referenz nur mit einem npn-Emitterfolger (siehe TI Seiten 19-20) zu versorgen, aber am Ausgang eines solchen "Stabilisators" hängt die Spannung stark vom Laststrom ab.
Generator erzeugt am Timing-Kondensator Сt (Pin 5) eine Sägezahnspannung von 0 .. + 3.0V (die Amplitude wird vom ION eingestellt) für TL494 Texas Instruments und 0 ... + 2.8V für TL494 Motorola (was können wir von andere?), bzw. für TI F = 1.0 / (RtCt), für Motorola F = 1.1 / (RtCt).
Zulässige Betriebsfrequenzen
von 1 bis 300 kHz, wobei der empfohlene Bereich Rt = 1 ... 500 kOhm, Ct = 470 pF ... 10 mkF beträgt. In diesem Fall beträgt die typische Temperaturdrift der Frequenz (natürlich ohne Berücksichtigung der Drift der angeschlossenen Komponenten) +/- 3%, und die Frequenzdrift, abhängig von der Versorgungsspannung, liegt insgesamt innerhalb von 0,1% zulässiger Bereich.
Für Fernabschaltung
Generator können Sie mit einem externen Schlüssel den Eingang Rt (6) zum Ausgang des ION oder - Ct zum Boden schließen. Bei der Auswahl von Rt, Ct muss natürlich der Ableitwiderstand des geöffneten Schalters berücksichtigt werden.
Ruhephasensteuereingang
(Tastverhältnis) durch den Ruhephasenkomparator stellt die erforderliche Mindestpause zwischen den Impulsen in den Zweigen der Schaltung ein. Dies ist sowohl notwendig, um Durchströme in den Leistungsstufen außerhalb des ICs zu verhindern, als auch um einen stabilen Betrieb des Triggers zu gewährleisten - die Schaltzeit des Digitalteils des TL494 beträgt 200 ns. Das Ausgangssignal wird freigegeben, wenn die Säge an CT die Spannung am Steuereingang 4 (DT) überschreitet. Bei Taktfrequenzen bis 150 kHz ohne Steuerspannung ist die Ruhephase = 3% der Periode (äquivalente Verschiebung des Steuersignals 100..120 mV), bei hohen Frequenzen verlängert die eingebaute Korrektur die Ruhephase auf 200. .300 ns.
Durch die Verwendung der DT-Eingangsschaltung ist es möglich, eine feste Ruhephase (R-R-Teiler), Softstart (R-C), Fernabschaltung (Taste) einzustellen und DT auch als linearen Steuereingang zu verwenden. Die Eingangsschaltung basiert auf pnp-Transistoren, sodass der Eingangsstrom (bis zu 1,0 μA) aus dem IC fließt und nicht hineinfließt. Der Strom ist groß genug, daher sollten hochohmige Widerstände (nicht mehr als 100 kΩ) vermieden werden. Siehe TI, Seite 23 für ein Beispiel für den Überspannungsschutz mit einer TL430 3-Leiter-Zener-Diode (431).
Fehlerverstärker
- tatsächlich Operationsverstärker mit Ku = 70..95 dB bei konstanter Spannung (60 dB für frühe Serien), Ku = 1 bei 350 kHz. Die Eingangsschaltungen basieren auf pnp-Transistoren, sodass der Eingangsstrom (bis zu 1,0 μA) aus dem IC fließt und nicht hinein fließt. Der Strom ist groß genug für den Operationsverstärker, die Vorspannung beträgt auch (bis zu 10 mV), daher sollten hochohmige Widerstände in den Steuerkreisen (nicht mehr als 100 kΩ) vermieden werden. Aber dank der Verwendung von pnp-Eingängen reicht der Eingangsspannungsbereich von -0,3V bis Vpower-2V
Denken Sie bei der Verwendung eines RC-frequenzabhängigen Betriebssystems daran, dass der Ausgang der Verstärker tatsächlich ein Single-Ended (serielle Diode!) Die Spannung an diesem Ausgang liegt im Bereich von 0 .. + 3,5V (etwas mehr als der Oszillatorhub), dann fällt der Spannungskoeffizient stark ab und bei ca. 4,5V am Ausgang sättigen die Verstärker. Ebenso sollten niederohmige Widerstände in den Ausgangskreisen von Verstärkern (Rückkopplungsschleifen) vermieden werden.
Verstärker sind nicht dafür ausgelegt, innerhalb eines einzigen Taktzyklus zu arbeiten. Mit einer Signallaufzeit von 400 ns innerhalb des Verstärkers sind sie dafür zu langsam und die Trigger-Steuerungslogik lässt dies nicht zu (es gäbe Seitenimpulse am Ausgang). In echten PN-Schaltungen wird die Grenzfrequenz der Rückkopplungsschaltung in der Größenordnung von 200-10000 Hz gewählt.
Trigger- und Ausgangssteuerlogik
- Bei einer Versorgungsspannung von mindestens 7V, wenn die Sägespannung am Generator größer ist als am Steuereingang DT und wenn die Sägespannung höher ist als an einem der Fehlerverstärker (unter Berücksichtigung der eingebauten Schwellen und Offsets), ist die Schaltungsausgabe zulässig. Wenn der Generator vom Maximum auf Null zurückgesetzt wird, werden die Ausgänge deaktiviert. Ein Trigger mit einem paraphasigen Ausgang teilt die Frequenz in zwei Hälften. Bei einer logischen 0 am Eingang 13 (Ausgangsmodus) werden die Triggerphasen ODER-verknüpft und gleichzeitig beiden Ausgängen zugeführt, bei einer logischen 1 - sie werden jedem Ausgang separat paraphase zugeführt.
Ausgangstransistoren
- npn Darlingtons mit eingebautem Thermoschutz (aber kein Überstromschutz). Somit beträgt der minimale Spannungsabfall zwischen dem Kollektor (normalerweise an der positiven Schiene geschlossen) und dem Emitter (an der Last) 1,5 V (typisch bei 200 mA), und in einer Schaltung mit einem gemeinsamen Emitter ist es etwas besser, 1,1 V typisch. Der maximale Ausgangsstrom (mit einem offenen Transistor) ist auf 500 mA begrenzt, die maximale Leistung für den gesamten Quarz beträgt 1W.
Schaltnetzteile lösen nach und nach ihre traditionellen Verwandten in der Tontechnik ab, da sie sowohl wirtschaftlich als auch insgesamt deutlich attraktiver aussehen. Derselbe Faktor, der Schaltnetzteile zur Verzerrung des Verstärkers beitragen, nämlich das Auftreten zusätzlicher Obertöne, verliert vor allem aus zwei Gründen bereits an Bedeutung - die moderne Elementbasis ermöglicht es Ihnen, Wandler mit einer Wandlungsfrequenz deutlich höher als 40 kHz zu konstruieren , daher liegt die durch die Stromversorgung eingeführte Stromversorgungsmodulation bereits im Ultraschall vor. Außerdem lässt sich eine höhere Netzfrequenz viel leichter herausfiltern und die Verwendung von zwei L-förmigen LC-Filtern in den Stromversorgungskreisen glättet die Welligkeit bereits bei diesen Frequenzen ausreichend.
Einen Wermutstropfen gibt es natürlich auch in diesem Honigfass - der Preisunterschied zwischen einem typischen Netzteil für eine Endstufe und einem gepulsten Netzteil wird mit zunehmender Leistung dieses Gerätes deutlicher, d.h. je leistungsstärker das Netzteil, desto rentabler ist es im Verhältnis zum Standard-Pendant.
Und das ist nicht alles. Bei Schaltnetzteilen müssen die Regeln für die Installation von Hochfrequenzgeräten eingehalten werden, nämlich die Verwendung zusätzlicher Schirme, die Versorgung der Kühlkörper des Leistungsteils mit einem gemeinsamen Draht sowie die korrekte Verdrahtung von der Erde und dem Anschluss von Schirmgeflechten und -leitern.
Nach einem kleinen lyrischen Exkurs über die Eigenschaften von Schaltnetzteilen für Leistungsverstärker folgt ein schematisches Diagramm eines 400W-Netzteils:
Bild 1. Schematische Darstellung Schaltnetzteil für Endstufen bis 400 W
ERHÖHUNG DER GUTE QUALITÄT
Der TL494 dient in diesem Netzteil als Steuerungscontroller. Natürlich gibt es für diese Aufgabe modernere Mikroschaltungen, jedoch verwenden wir diesen speziellen Controller aus zwei Gründen - er ist SEHR einfach zu erwerben. Lange Zeit wurde in den hergestellten Netzteilen der TL494 von Texas Instruments verwendet, es gab keine Qualitätsprobleme. Der Fehlerverstärker wird von OOS abgedeckt, wodurch Sie einen ziemlich großen Kaffee erzielen können. Stabilisierung (das Verhältnis der Widerstände R4 und R6).
Nach dem TL494-Controller gibt es einen IR2110-Halbbrückentreiber, der tatsächlich die Gates der Leistungstransistoren steuert. Durch die Verwendung des Treibers konnte auf den in Computernetzteilen weit verbreiteten Anpassungstransformator verzichtet werden. Der IR2110-Treiber wird über die Ketten R24-VD4 und R25-VD5 auf die Gates geladen, wodurch das Schließen der Feldtreiber beschleunigt wird.
Die Leistungsschalter VT2 und VT3 arbeiten an der Primärwicklung des Leistungstransformators. Der Mittelpunkt, der erforderlich ist, um eine Wechselspannung in der Primärwicklung des Transformators zu erhalten, wird durch die Elemente R30-C26 und R31-C27 gebildet.
Ein paar Worte zum Betriebsalgorithmus des Schaltnetzteils am TL494:
Im Moment des Anlegens der 220 V Netzspannung werden die Kapazitäten der primären Netzfilter C15 und C16 über die Widerstände R8 und R11 angesteckt, was eine Überlastung der VD-Diolbrücke mit einem Kurzschlussstrom von vollständig entladenem . nicht zulässt C15 und C16. Gleichzeitig werden die Kondensatoren C1, C3, C6, C19 über eine Reihe von Widerständen R16, R18, R20 und R22, einen Stabilisator 7815 und einen Widerstand R21 geladen.
Sobald die Spannung am Kondensator C6 12 V erreicht, "bricht" die Zener-Diode VD1 durch und Strom beginnt durch sie zu fließen, um den Kondensator C18 aufzuladen, und sobald der Pluspol dieses Kondensators einen Wert erreicht, der ausreicht, um das zu öffnen Thyristor VS2, öffnet er. Dies führt zum Einschalten des Relais K1, das mit seinen Kontakten die Strombegrenzungswiderstände R8 und R11 überbrückt.Zusätzlich öffnet der geöffnete Thyristor VS2 den Transistor VT1 zum TL494-Controller und zum IR2110-Halbbrückentreiber. Der Controller startet den Softstartmodus, dessen Dauer von den Werten von R7 und C13 abhängt.
Während eines Sanftanlaufs Pulsdauer, das Öffnen der Leistungstransistoren nimmt allmählich zu, wodurch die sekundären Leistungskondensatoren allmählich aufgeladen werden und der Strom durch die Gleichrichterdioden begrenzt wird. Die Dauer erhöht sich, bis die Sekundärleistung ausreicht, um die LED des Optokopplers IC1 zu öffnen. Sobald die Helligkeit der Optokoppler-LED ausreicht, um den Transistor zu öffnen, wird die Impulsdauer nicht mehr länger (Abbildung 2).
Abbildung 2. Softstartmodus.
Es ist hier zu beachten, dass die Dauer des Sanftanlaufs begrenzt ist, da der durch die Widerstände R16, R18, R20, R22 fließende Strom nicht ausreicht, um den TL494-Controller, den IR2110-Treiber und die eingeschaltete Relaiswicklung mit Strom zu versorgen - die Versorgungsspannung dieser Mikroschaltungen beginnen zu sinken und fallen bald auf einen Wert ab, bei dem TL494 aufhört, Steuerimpulse zu erzeugen. Und bis zu diesem Moment muss der Softstart-Modus beendet werden und der Umrichter muss in den Normalzustand zurückkehren Betriebsart, da der TL494-Controller und der IR2110-Treiber den Hauptstrom vom Netztransformator erhalten (VD9, VD10 ist ein Mittelpunktgleichrichter, R23-C1-C3 ist ein RC-Filter, IC3 ist ein 15-V-Stabilisator) und deshalb Kondensatoren C1, C3, C6, C19 haben so große Nennwerte - sie müssen die Stromversorgung des Controllers aufrechterhalten, bis er in den Normalbetrieb geht.
Der TL494 stabilisiert die Ausgangsspannung, indem er die Dauer der Steuerimpulse der Leistungstransistoren bei konstanter Frequenz ändert - Breiten- und Puls-M-Modulation - PWM... Dies ist nur unter der Bedingung möglich, dass der Wert der Sekundärspannung des Leistungstransformators um mindestens 30%, jedoch nicht mehr als 60% höher ist als der am Ausgang des Stabilisators benötigte.
Abbildung 3. Das Funktionsprinzip des PWM-Stabilisators.
Mit steigender Last beginnt die Ausgangsspannung zu sinken, die LED des IC1-Optokopplers beginnt weniger zu leuchten, der Optokoppler-Transistor schließt, verringert die Spannung am Fehlerverstärker und verlängert dadurch die Dauer der Steuerimpulse bis zur Betriebsspannung den Stabilisierungswert erreicht (Abbildung 3). Mit abnehmender Last beginnt die Spannung zu steigen, die LED des Optokopplers IC1 beginnt heller zu leuchten, wodurch der Transistor geöffnet und die Dauer der Steuerimpulse verkürzt wird, bis der Wert des Effektivwerts der Ausgangsspannung sinkt auf einen stabilisierten Wert. Der Wert der stabilisierten Spannung wird durch den Trimmer R26 geregelt.
Zu beachten ist, dass der Regler TL494 nicht die Dauer jedes Impulses in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung regelt, sondern nur den Mittelwert, d.h. der Messteil hat eine gewisse Trägheit. Aber auch bei eingebauten Kondensatoren im sekundären Netzteil mit einer Kapazität von 2200 uF bricht das Netzteil bei kurzzeitigen Spitzenbelastungen nicht über 5 % ein, was für HI-FI-Geräte durchaus akzeptabel ist. Normalerweise setzen wir Kondensatoren in die sekundäre Stromversorgung von 4700 uF ein, was einen sicheren Spielraum für Spitzenwerte bietet, und die Verwendung einer Gruppenstabilisierungsdrossel ermöglicht es uns, alle 4 Ausgangsspannungen zu steuern.
Dieses Schaltnetzteil ist mit einem Überlastschutz ausgestattet, dessen Messelement der Stromwandler TV1 ist. Sobald der Strom einen kritischen Wert erreicht, öffnet der Thyristor VS1 und überbrückt die Stromversorgung der Endstufe des Reglers. Die Steuerimpulse verschwinden und das Netzteil geht in den Standby-Modus, in dem es ziemlich lange sein kann, da der Thyristor VS2 offen bleibt - der Strom, der durch die Widerstände R16, R18, R20 und R22 fließt, reicht aus, um ihn offen zu halten . So berechnen Sie einen Stromwandler.
Um die Stromversorgung aus dem Standby-Modus zu entfernen, müssen Sie die Taste SA3 drücken, die den Thyristor VS2 mit seinen Kontakten überbrückt, der Strom durch ihn aufhört und er schließt. Sobald die Kontakte SA3 öffnen, schließt sich der Transistor VT1 selbst und entzieht Controller und Treiber die Stromversorgung. Somit geht die Steuerschaltung in den Minimalverbrauchsmodus - der Thyristor VS2 ist geschlossen, daher ist das Relais K1 ausgeschaltet, der Transistor VT1 ist geschlossen, daher sind der Controller und der Treiber stromlos. Die Kondensatoren C1, C3, C6 und C19 beginnen zu laden, und sobald die Spannung 12 V erreicht, öffnet der Thyristor VS2 und das Schaltnetzteil startet.
Wenn Sie das Netzteil in den Standby-Modus versetzen müssen, können Sie die Taste SA2 verwenden, wenn Sie sie drücken, werden Basis und Emitter des Transistors VT1 verbunden. Der Transistor schließt und entregt den Controller und den Treiber. Steuerimpulse verschwinden, verschwinden und Sekundärspannungen... Das Relais K1 wird jedoch nicht stromlos gemacht und der Umrichter wird nicht neu gestartet.
Diese Schaltung ermöglicht es, Netzteile von 300-400 W bis 2000 W zusammenzubauen, natürlich müssen einige Elemente der Schaltung ausgetauscht werden, da sie in ihren Parametern einfach keinen hohen Belastungen standhalten können.
Bei der Montage leistungsstärkerer Optionen sollten Sie auf die Kondensatoren der Glättungsfilter der Primärstromversorgung C15 und C16 achten. Die Gesamtkapazität dieser Kondensatoren muss proportional zur Leistung des Netzteils sein und dem Anteil von 1 W der Ausgangsleistung des Spannungswandlers entspricht 1 μF des Kondensators des primären Netzteilfilters. Mit anderen Worten, wenn die Leistung des Netzteils 400 W beträgt, sollten 2 Kondensatoren von 220 μF verwendet werden, wenn die Leistung 1000 W beträgt, müssen 2 Kondensatoren von 470 μF oder zwei von 680 μF installiert werden.
Diese Anforderung hat zwei Zwecke. Erstens nimmt die Welligkeit ab Primärspannung Netzteil, das die Stabilisierung der Ausgangsspannung erleichtert. Zweitens erleichtert die Verwendung von zwei Kondensatoren anstelle eines Kondensators die Arbeit des Kondensators selbst, da Elektrolytkondensatoren der TK-Serie viel einfacher zu bekommen sind und nicht ausschließlich für den Einsatz in Hochfrequenznetzen vorgesehen sind - der Innenwiderstand beträgt zu hoch und diese Kondensatoren erwärmen sich bei hohen Frequenzen. Durch die Verwendung von zwei Stücken wird der Innenwiderstand verringert und die entstehende Erwärmung wird bereits auf die beiden Kondensatoren aufgeteilt.
Bei Verwendung als Leistungstransistoren IRF740, IRF840, STP10NK60 und ähnliche (weitere Informationen zu den am häufigsten verwendeten Transistoren in Netzwerkwandlern finden Sie in der Tabelle unten auf der Seite) kann auf die Dioden VD4 und VD5 ganz verzichtet werden, und die Die Werte der Widerstände R24 und R25 können auf 22 Ohm reduziert werden - die Leistung des IR2110-Treibers reicht aus, um diese Transistoren anzusteuern. Wird ein leistungsstärkeres Schaltnetzteil montiert, dann mehr leistungsstarke Transistoren... Sowohl der maximale Strom des Transistors als auch seine Verlustleistung sind zu beachten - pulsstabilisierte Netzteile sind sehr empfindlich auf die Richtigkeit der zugeführten Versorgung und ohne diese erhitzen sich die Leistungstransistoren stärker, da durch Selbstinduktion gebildete Ströme beginnen zu durch die in den Transistoren eingebauten Dioden fließen. Erfahren Sie mehr über die Auswahl eines Scharfschützen.
Auch die sich ohne Versorgung erhöhende Schließzeit ist kein geringer Beitrag zur Erwärmung - der Transistor ist länger im Linearbetrieb.
Oft vergessen sie ein weiteres Merkmal von Feldeffekttransistoren - mit steigender Temperatur nimmt ihr maximaler Strom ab, und zwar ziemlich stark. Aus diesem Grund sollten Sie bei der Auswahl von Leistungstransistoren für Schaltnetzteile mindestens den zweifachen maximalen Strom für Leistungsverstärkernetzteile und den dreifachen für Geräte haben, die mit einer großen, gleichbleibenden Last betrieben werden, z. B. eine Induktionshütte oder dekorative Beleuchtung , um ein Niederspannungs-Elektrowerkzeug mit Strom zu versorgen.
Die Stabilisierung der Ausgangsspannung erfolgt über die Gruppenstabilisierungsdrossel L1 (DGS). Auf die Richtung der Wicklungen dieser Induktivität sollte geachtet werden. Die Anzahl der Windungen sollte proportional zu den Ausgangsspannungen sein. Natürlich gibt es Formeln zur Berechnung dieser Wickeleinheit, aber die Erfahrung hat gezeigt, dass die Gesamtleistung des Kerns für DGS 20-25% der Gesamtleistung des Leistungstransformators betragen sollte. Sie können es wickeln, bis das Fenster zu etwa 2/3 gefüllt ist. Vergessen Sie nicht, dass bei unterschiedlichen Ausgangsspannungen die Wicklung mit einer höheren Spannung proportional größer sein sollte, zum Beispiel benötigen Sie zwei bipolare Spannungen, eine bei ± 35 V und der zweite, um einen Subwoofer mit einer Spannung von ± 50 V zu versorgen.
Wir wickeln das DGS in vier Drähten gleichzeitig auf, bis 2/3 des Fensters gefüllt sind, und zählen die Umdrehungen. Der Durchmesser wird anhand der Stromstärke von 3-4 A/mm2 berechnet. Nehmen wir an, wir haben 22 Umdrehungen, bilden Sie den Anteil:
22 Umdrehungen / 35 V = X Umdrehungen / 50 V.
X Umdrehungen = 22 × 50/35 = 31,4 ≈ 31 Umdrehungen
Als nächstes zwei Drähte für ± 35 V abschneiden und weitere 9 Umdrehungen für eine Spannung von ± 50 aufwickeln.
BEACHTUNG! Denken Sie daran, dass die Qualität der Stabilisierung direkt davon abhängt, wie schnell sich die Spannung ändert, an die die Optokoppler-Diode angeschlossen ist. Zur Verbesserung der Kaffeestabilisierung ist es sinnvoll an jede Spannung eine zusätzliche Last in Form von 2 W Widerständen und 3,3 kΩ Widerstand anzuschließen. Der an die vom Optokoppler gesteuerte Spannung angeschlossene Lastwiderstand muss 1,7 ... 2,2 mal kleiner sein.
Die Wicklungsdaten für Netzschaltnetzteile auf Ferritringen mit einer Permeabilität von 2000 nm sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
AKTUELLE DATEN FÜR IMPULSTRANSFORMATOREN |
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Es ist jedoch nicht immer möglich, die Ferritmarke zu erkennen, insbesondere wenn es sich um Ferrit aus Leitungstransformatoren von Fernsehgeräten handelt. Sie können aus der Situation herauskommen, indem Sie die Anzahl der Umdrehungen empirisch ermitteln. Näheres dazu im Video:
Unter Verwendung der obigen Schaltung des Schaltnetzteils wurden mehrere Untermodifikationen entwickelt und getestet, um ein bestimmtes Problem bei verschiedenen Leistungen zu lösen. Blaupausen Leiterplatten ah dieser Netzteile sind unten abgebildet.
Leiterplatte für ein pulsstabilisiertes Netzteil mit einer Leistung von bis zu 1200 ... 1500 W. Plattengröße 269x130 mm. Tatsächlich ist dies eine weiterentwickelte Version der vorherigen Platine. Unterscheidet sich bei Vorhandensein einer Gruppenstabilisierungsdrossel, mit der Sie den Wert aller Netzspannungen steuern können, sowie eines zusätzlichen LC-Filters. Hat Lüftersteuerung und Überlastungsschutz. Die Ausgangsspannungen bestehen aus zwei bipolaren Netzteilen und einer bipolaren Schwachstromversorgung für die Vorstufen.
Aussehen Leiterplatte des Netzteils bis 1500 W. LAY HERUNTERLADEN
Auf einer Leiterplatte mit einer Größe von 272x100 mm kann ein stabilisiertes Schaltnetzteil mit einer Leistung von bis zu 1500 ... 1800 W ausgeführt werden. Das Netzteil ist für einen Leistungstransformator ausgelegt, der auf K45-Ringen hergestellt und horizontal angeordnet ist. Es verfügt über zwei bipolare Netzteile, die zu einem Netzteil für den Verstärker mit Bi-Level-Netzteil und einem bipolaren Low-Current-Netzteil für die Vorstufen kombiniert werden können.
Leiterplatte eines Schaltnetzteils bis 1800 W. LAY HERUNTERLADEN
Dieses Netzteil kann verwendet werden, um Hochleistungs-Automobilgeräte mit Strom zu versorgen, wie z Autoverstärker, Autoklimaanlagen. Die Abmessungen der Platine sind 188x123. Die verwendeten Schottky-Gleichrichterdioden sind durch Jumper parallelisiert und der Ausgangsstrom kann bei einer Spannung von 14 V 120 A erreichen. Zusätzlich kann das Netzteil eine bipolare Spannung mit einer Belastbarkeit von bis zu 1 A bereitstellen (eingebaute integrierte Spannungsstabilisatoren nicht mehr zulassen). Der Leistungstransformator besteht aus K45-Ringen, eine Filterdrossel der Netzspannung auf zwei K40x25x11-Ringen. Eingebauter Überlastschutz.
Aussehen der Leiterplatte des Netzteils für Kfz-Ausstattung DOWNLOAD LAY FORMAT
Netzteile bis 2000 W werden auf zwei übereinander angeordneten 275x99-Platinen hergestellt. Die Spannung wird von einer Spannung überwacht. Hat Überlastungsschutz. Die Datei enthält mehrere Varianten des "zweiten Stockwerks" für zwei bipolare Spannungen, für zwei unipolare Spannungen, für erforderliche Spannungen für zwei- und dreistufige Spannungen. Der Leistungstransformator befindet sich horizontal und wird auf den K45-Ringen hergestellt.
Außenansicht des "zweistöckigen" Netzteils DOWNLOAD LAY
Das Netzteil mit zwei bipolaren Spannungen oder einer für einen zweistufigen Verstärker ist auf einer 277x154-Platine aufgebaut. Es verfügt über eine Gruppenstabilisierungsdrossel und einen Überlastungsschutz. Der Leistungstransformator befindet sich auf den K45-Ringen und ist horizontal angeordnet. Leistung bis 2000 W.
Aussehen der Leiterplatte DOWNLOAD LAY
Fast das gleiche Netzteil wie oben, aber mit einer bipolaren Ausgangsspannung.
Aussehen der Leiterplatte DOWNLOAD LAY
Das Schaltnetzteil verfügt über zwei bipolare stabilisierte Leistungsspannungen und einen bipolaren Niederstrom. Ausgestattet mit Lüftersteuerung und Überlastschutz. Es verfügt über eine Gruppenstabilisierungsdrossel und zusätzliche LC-Filter. Leistung bis 2000 ... 2400 W. Die Platine misst 278x146 mm
Aussehen der Leiterplatte DOWNLOAD LAY
Die 284x184 mm große Leiterplatte eines Schaltnetzteils für eine Endstufe mit zweistufigem Netzteil verfügt über eine Gruppenstabilisierungsdrossel und zusätzliche LC-Filter, Überlastschutz und Lüftersteuerung. Besonderheit ist die Verwendung diskreter Transistoren, um das Schließen von Leistungstransistoren zu beschleunigen. Leistung bis 2500 ... 2800 W.
DOWNLOAD LAY . auf zwei Ebenen
Eine leicht modifizierte Version der vorherigen Platine mit zwei bipolaren Spannungen. Größe 285x172. Leistung bis zu 3000 W.
Außenansicht der Leiterplatte des Netzteils für den Verstärker DOWNLOAD LAY
Das Brückennetz-Schaltnetzteil mit einer Leistung von bis zu 4000 ... 4500 W ist auf einer Leiterplatte mit den Abmessungen 269x198 mm gefertigt und verfügt über zwei bipolare Netzspannungen, Lüftersteuerung und Überlastschutz. Verwendet eine Gruppenstabilisierungsdrossel. Es ist wünschenswert, externe zusätzliche L-Filter der sekundären Stromversorgung zu verwenden.
Außenansicht der Leiterplatte des Netzteils für den Verstärker DOWNLOAD LAY
Auf den Platinen ist viel mehr Platz für Ferrite, als es sein könnte. Tatsache ist, dass es nicht immer notwendig ist, über den Audiobereich hinauszugehen. Daher sind auf den Boards zusätzliche Bereiche vorgesehen. Für alle Fälle eine kleine Auswahl an Referenzdaten zu Leistungstransistoren und Links, wo ich sie kaufen würde. Übrigens habe ich TL494 und IR2110 mehr als einmal bestellt und natürlich Leistungstransistoren. Zwar hat er nicht das gesamte Sortiment genommen, aber es ist noch keine Ehe aufgetreten.
BELIEBTE TRANSISTOREN FÜR IMPULSNETZGERÄTE |
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STROMSPANNUNG |
ENERGIE |
KAPAZITÄT |
Qg |
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Die meisten modernen Schaltnetzteile werden auf TL494-Mikroschaltungen hergestellt, einem schaltenden PWM-Controller. Das Leistungsteil besteht aus leistungsstarken Elementen, zB Transistoren Der TL494-Schaltkreis ist einfach, es werden nur minimale zusätzliche Funkkomponenten benötigt, das Datenblatt ist ausführlich beschrieben.
Modifikationsmöglichkeiten: TL494CN, TL494CD, TL494IN, TL494C, TL494CI.
Ich habe auch Rezensionen zu anderen beliebten ICs geschrieben.
- 1. Eigenschaften und Funktionalität
- 2. Analoga
- 3. Typische Schaltpläne für Netzteile auf TL494
- 4. Stromversorgungsdiagramme
- 5. Umbau von ATX-Netzteil auf Labor
- 6. Datenblatt
- 7. Diagramme der elektrischen Eigenschaften
- 8. Funktioneller Mikroschaltkreis
Eigenschaften und Funktionalität
Die Mikroschaltung TL494 ist als PWM-Controller für Schaltnetzteile mit fester Arbeitsfrequenz konzipiert. Zur Einstellung der Betriebsfrequenz sind zwei zusätzliche externes Element Widerstand und Kondensator. Die Mikroschaltung verfügt über eine 5V-Referenzspannungsquelle, deren Fehler 5% beträgt.
Anwendungsbereich vom Hersteller angegeben:
- Netzteile mit einer Leistung von mehr als 90W AC-DC mit PFC;
- Mikrowellen;
- Aufwärtswandler von 12V auf 220V;
- Netzteile für Server;
- Wechselrichter für Sonnenkollektoren;
- elektrische Fahrräder und Motorräder;
- Abwärtswandler;
- Rauchmelder;
- Desktop-Computer.
Analoga
Die bekanntesten Analoga des TL494-Chips sind die heimischen KA7500B, KR1114EU4 von Fairchild, Sharp IR3M02, UA494, Fujitsu MB3759. Die Schaltpläne sind ähnlich, die Pinbelegung kann unterschiedlich sein.
Der neue TL594 ist ein Analogon des TL494 mit erhöhte Genauigkeit Komparator. TL598 analog zu TL594 mit einem Repeater am Ausgang.
Typische Schaltpläne für Netzteile auf TL494
Die Hauptschaltkreise des TL494 sind Datenblättern verschiedener Hersteller entnommen. Sie können als Grundlage für die Entwicklung ähnlicher Geräte mit ähnlicher Funktionalität dienen.
Stromversorgungsdiagramme
Auf die komplexen Schaltungen der TL494-Schaltnetzteile werde ich nicht eingehen. Sie benötigen viele Teile und viel Zeit, daher ist es nicht rational, sie selbst herzustellen. Von den Chinesen ist es einfacher, ein vorgefertigtes ähnliches Modul für 300-500 Rubel zu kaufen.
Achten Sie bei der Montage von Hochspannungswandlern besonders auf die Kühlung der Leistungstransistoren am Ausgang. Bei 200 W beträgt die Leistung etwa 1 A, relativ nicht viel. Stabilitätsprüfung mit maximal zulässiger Belastung durchführen. Die erforderliche Last wird am besten aus Glühlampen von 220 Volt, 20W, 40W, 60W, 100W gebildet. Überhitzen Sie die Transistoren nicht um mehr als 100 Grad. Beachten Sie die Sicherheitsvorschriften beim Arbeiten mit Hochspannung. Siebenmal messen, einmal einschalten.
Der Aufwärtswandler des TL494 erfordert praktisch keine Anpassung, die Wiederholgenauigkeit ist hoch. Überprüfen Sie vor dem Zusammenbau die Nennwerte der Widerstände und Kondensatoren. Je kleiner die Abweichung, desto stabiler arbeitet der Wechselrichter von 12 bis 220 Volt.
Es ist besser, die Temperatur von Transistoren mit einem Thermoelement zu kontrollieren. Wenn der Radiator zu klein ist, ist es einfacher, einen Lüfter zu installieren, um keinen neuen Radiator zu installieren.
Ich musste ein Netzteil für TL494 mit meinen eigenen Händen für einen Subwoofer-Verstärker in einem Auto herstellen. Zu dieser Zeit wurden keine 12V bis 220V Autowechselrichter verkauft und die Chinesen hatten kein Aliexpress. Als Verstärker verwendete das ULF eine 80-W-Mikroschaltung der TDA-Serie.
In den letzten 5 Jahren ist das Interesse an elektrisch angetriebener Technologie gestiegen. Dies wurde durch die Chinesen erleichtert, die mit der Massenproduktion von Elektrofahrrädern, modernen Radmotoren mit hohem Wirkungsgrad, begannen. Ich denke, die beste Umsetzung stellen zweirädrige und einrädrige Hoverboards dar. 2015 kaufte die chinesische Firma Ninebot den amerikanischen Segway und begann mit der Produktion von 50 Arten von Elektrorollern wie dem Segway.
Um einen leistungsstarken Niederspannungsmotor zu steuern, ist ein guter Regelcontroller erforderlich.
Umbau eines ATX-Netzteils in ein Labor
Jeder Funkamateur hat ein starkes Gerät ATX-Netzteil von einem Computer, der 5V und 12V ausgibt. Seine Leistung reicht von 200W bis 500W. Wenn Sie die Parameter des steuernden Controllers kennen, können Sie die Parameter der ATX-Quelle ändern. Erhöhen Sie beispielsweise die Spannung von 12 auf 30 V. Es gibt zwei beliebte Wege, einen von italienischen Funkamateuren.
Betrachten Sie die italienische Methode, die so einfach wie möglich ist und kein Umspulen der Transformatoren erfordert. Der ATX-Ausgang wird komplett entfernt und laut Diagramm verfeinert. Eine große Anzahl von Funkamateuren hat dieses Schema aufgrund seiner Einfachheit wiederholt. Ausgangsspannung von 1V bis 30V, Strom bis 10A.
Datenblatt
Der Mikroschaltkreis ist so beliebt, dass er von mehreren Herstellern hergestellt wird, auf Anhieb fand ich 5 verschiedene Datenblätter von Motorola, Texas Instruments und anderen weniger bekannten. Das vollständigste Datenblatt TL494 von Motorola, das ich veröffentlichen werde.
Alle Datenblätter, die Sie jeweils herunterladen können:
- Motorola;
- Texas Instruments
(nicht TDA1555, aber ernstere Mikroschaltungen), benötigen ein Netzteil mit bipolares Netzteil... Und die Schwierigkeit hier entsteht einfach nicht im UMZCH selbst, sondern in einem Gerät, das die Spannung auf das gewünschte Niveau erhöht und einen guten Strom an die Last überträgt. Dieser Wandler ist der schwierigste Teil eines selbstgebauten Autoverstärkers. Wenn Sie jedoch alle Empfehlungen befolgen, können Sie einen verifizierten PN nach diesem Schema sammeln, dessen Schema unten angegeben ist. Zum Vergrößern - anklicken.
Die Basis des Umrichters ist ein Impulsgenerator, der auf einer spezialisierten weit verbreiteten Mikroschaltung aufgebaut ist. Die Erzeugungsfrequenz wird durch den Wert des Widerstands R3 eingestellt. Sie können es ändern, um die beste Stabilität und Effizienz zu erzielen. Schauen wir uns das Gerät der TL494-Steuerungsmikroschaltung genauer an.
Parameter des TL494-Chips
Upit.Chips (Pin 12) - Upit.min = 9V; Upit.max = 40V
Zulässige Spannung am Eingang DA1, DA2 nicht mehr als Upit / 2
Gültige Parameter Ausgangstransistoren Q1, Q2:
Uns weniger als 1,3 V;
Uke weniger als 40V;
Ik.max weniger als 250mA
Die Restspannung des Kollektor-Emitters der Ausgangstransistoren beträgt nicht mehr als 1,3 V.
Ich verbrauchte von der Mikroschaltung - 10-12mA
Zulässige Verlustleistung:
0,8 W bei einer Umgebungstemperatur von + 25 °C;
0,3W bei einer Umgebungstemperatur von + 70 °C.
Die Frequenz des eingebauten Referenzgenerators beträgt nicht mehr als 100 kHz.
- Sägezahnspannungsgenerator DA6; die Frequenz wird durch die Werte des Widerstands und des Kondensators bestimmt, die mit dem 5. und 6. Pin verbunden sind;
- referenzstabilisierte Spannungsquelle DA5 mit externem Ausgang (Pin 14);
- Spannungsfehlerverstärker DA3;
- Fehlerverstärker für Strombegrenzungssignal DA4;
- zwei Ausgangstransistoren VT1 und VT2 mit offenen Kollektoren und Emittern;
- Komparator "Totzone" DA1;
- Komparator PWM DA2;
- dynamischer Gegentakt-D-Trigger im Frequenzteilungsmodus durch 2 - DD2;
- Hilfslogikgatter DD1 (2-ODER), DD3 (2.), DD4 (2.), DD5 (2-ODER-NICHT), DD6 (2-ODER-NICHT), DD7 (NICHT);
- Konstantspannungsquelle mit einer Nennleistung von 0,1B DA7;
- Gleichstromquelle mit einer Nennleistung von 0,7 mA DA8.
Schwingen Sie die Last ( Leistungstransformator) Feldeffekttransistoren IRFZ44N. Choke L1 ist auf einen Feritring mit einem Durchmesser von 2 cm gewickelt von Computereinheit Ernährung. Es enthält 10 Windungen eines Doppeldrahtes mit einem Durchmesser von 1 mm, die über den Ring verteilt sind. Wenn Sie keinen Ring haben, können Sie ihn auf einen Ferritstab mit einem Durchmesser von 8 mm und einer Länge von einigen Zentimetern wickeln (unkritisch). Layout der Tafel - Download in.
Wir warnen, hängt die Roboterleistung der Umrichtereinheit stark von der korrekten Herstellung des Transformators ab. Es ist auf einen Feritring der Marke 2000NM mit den Maßen 40 * 25 * 11 mm gewickelt. Zuerst müssen Sie alle Kanten mit einer Feile abrunden und mit Leinenband umwickeln. Die Primärwicklung wird mit einem Bündel gewickelt, das aus 5 Kernen mit einer Dicke von 0,7 mm besteht und 2 * 6 Windungen enthält, dh 12. Es wickelt sich so: Wir nehmen einen Kern und wickeln ihn 6 Windungen gleichmäßig verteilt um den Ring, dann wir Wind den nächsten dicht an den ersten usw. 5 lebten. An den Terminals sind die Adern verdreht. Dann beginnen wir auf dem drahtfreien Teil des Rings, die zweite Hälfte der Primärwicklung auf die gleiche Weise zu wickeln. Wir erhalten zwei äquivalente Wicklungen. Danach umwickeln wir den Ring mit Isolierband und wickeln die Sekundärwicklung mit einem 1,5 mm Draht 2 * 18 Windungen sowie die Primärwicklung. Damit beim ersten Start nichts durchbrennt, müssen in jedem Arm 100-Ohm-Widerstände und in der Primärwicklung des Transformators eine 40-60-W-Lampe eingeschaltet werden, und alles brummt auch bei zufälligen Fehlern. Eine kleine Ergänzung: es gibt einen kleinen Defekt in der Filterblockschaltung, die c19-r22-Anteile sollten getauscht werden, da beim Drehen der Phase am Oszilloskop die Signalamplitude abklingt. Generell kann dieser Aufwärtsspannungswandler bedenkenlos zur Wiederholung empfohlen werden, da er bereits von vielen Funkamateuren erfolgreich montiert wurde.
