Генератор на tl494: Регулируемый генератор прямоугольных импульсов на TL494CN, KA7500B и КР1114ЕУ4 | РадиоДом

Содержание

Лабораторный генератор ШИМ с широким диапазоном частот для проектирования высокочастотных импульсных стабилизаторов, преобразователей и испытания различных схем.

Лабораторный генератор ШИМ с широким диапазоном частот для проектирования высокочастотных импульсных стабилизаторов, преобразователей и испытания различных схем.

 

В наше время весь мир крутится вокруг широтно-импульсной модуляции (ШИМ), да что и говорить, даже день и ночь – и те подвластны ШИМу (зимой день короче чем ночь и наоборот J ). ШИМ сейчас используется везде, где только можно представить его применение: регуляторы, стабилизаторы, преобразователи, блоки питания и прочие устройства. Учитывая тенденцию увеличения мощности, неуклонного роста используемых частот в силовой и преобразовательной технике, а также уменьшению массо — габаритных показателей, я решил что иметь у каждого в домашней лаборатории широкодиапазонный генератор ШИМ просто обязательно. Но это, конечно же, должен быть не просто генератор. Нужно что бы он имел регулировку частоты в широком диапазоне, регуляторы коэффициента заполнения, регуляторы DEAD TIME, однотактный и двухтактный выходы, а также инверсию выходов  для каждого. Инверсия выходов необходима для проверки мостового преобразователя. Да и мало ли чего ещё захочется исследовать. Но в тоже время он должен быть простым для сборки, наладки и повторения. В данном случае будет достаточно перекрыть диапазон частот в однотактном режиме от 60  кГц до 2 МГц, в двухтактном режиме  от 30 кГц до 1 МГц. Регулировать коэффициент заполнения в  однотактном режиме от 1 % до 99%, а в двухтактном режиме  от 2 % до 98%, с возможностью регулирования паузы DEAD TIME («мертвая зона»). Генератор должен иметь минимальное число переключателей по диапазонам. Все должно регулироваться плавно и без скачков. Желательно иметь настройку грубо и точно на каждый параметр регулирования.

С помощью  такого генератора можно проверять качество работы драйверов управления полевых транзисторов, скоростные показатели работы различных компонентов и многое–многое другое.

Чтобы не утомлять прочтением всей статьи, сразу покажу, какой сигнал получился на выходах в разных режимах и на разных частотах:

 

 

С помощью этого генератора я запускаю любой блок питания, в котором микросхема не дает импульсов на запуск, или уходит в защиту по непонятной причине. Плавно увеличивая коэффициент заполнения, смотрю, что происходит на выходе блока, или токовом шунте ключевого транзистора. Отыскание неисправности в любых импульсных блоках с этим генератором — просто сказка и занимает по времени считанные минуты. Откидываю, например, затвор силового транзистора от родной микросхемы, и цепляю его к своему генератору с драйвером. Для того что бы подключаться например по высокой стороне к двухтактникам, иногда такое надо, необходимо использовать оптодрайвер на 6N137 или любых других быстрых оптопарах.

Ещё можно проверять на что годны операционные и аудио усилители. Поскольку самые низкие искажения имеют только повторители напряжения, проверку буду производить именно в этом режиме. Приведу пример проверки самого распространенного операционного усилителя типа LM358. Тем самым ввергну в шок некоторых аудиофилов. Так вот, использовать LM358 в аудиоусилителях даже низкого класса категорически не рекомендую.

 

 

Ради прикола, беру самый первый советский операционник К140УД1Б и загоняю его на испытания. Показатели у него значительно лучше, чем у LM358.

 

 

Можно проверять время задержки в логических элементах и минимальную длительность импульса для триггеров.

 

 

Даже проверил, как себя поведет стабилитрон TL431 на частоте 1,3 МГц:

 

 

Желтым — вход, синим — выход.

А также испытать и проверить многое другое…….

Вот, вкратце, возможности моего генератора.

Когда я поставил перед собой задачу, попробовал погуглить и найти готовое решение. Поиски не увенчались успехом. В итоге было решено самому создать схему отвечающую запросам. Теперь я ознакомлю вас с результатами моих исследований длившихся около года

Мои исследования

 

   На первый взгляд самой привлекательной и простой схемой, найденной в даташитах и интернете, показалась схема на основе готового PULSE WIDTH MODULATION контроллера типа TL494 и её аналогах КА7500.  TL 494 и ее последующие версии — наиболее часто применяемая микросхема для построения двухтактных преобразователей питания.

 Но на деле это решение подходит под наши задачи только на 1/10 решения и её нельзя использовать на частотах более 100 кГц — в однотактном режиме и до 50 кГц — в двухтактном режиме.  Почему? Хотя по даташиту она может использоваться и до 300кГц, мне не понравилось, как она себя ведет на частотах выше 100 кГц.

Что гласит даташит:

Допустимы рабочие частоты от 1 до 300 кГц, рекомендованный диапазон Rt = 1…500кОм, Ct=470пФ…10мкФ. При этом типовой температурный дрейф частоты без учета дрейфа навесных компонентов +/-3%, а уход частоты в зависимости от напряжения питания — в пределах 0. 1% во всем допустимом диапазоне.  Да только дело то не в уходе частоты, а в непостоянстве регулирования коэффициента заполнения в зависимости от частоты.

Я попробовал испытать её возможности, и хотел перекрыть нужный мне диапазон в 2 МГц, но на частоте выше 1 МГц она нормально так и не запустилась. Пришлось пока ограничиться только 1 МГц. Сделал пять диапазонов регулирования частоты, поставил стабилизатор напряжения на 12 вольт по питанию с блокировочными конденсаторами, чтобы не нарушалась чистота эксперимента и начал испытание.

 

Схема:

 

 

Макетная плата подопытной схемы:

 

 

 

Джамперы для выбора частоты:

 

 

Результаты проведенного испытания возможностей TL494:

Данная микросхема для моего требования к генератору не подходит, и никакие средства и ухищрения разогнать её на большую частоту так ни к чему и не привели. Предел мечтаний с ней это 100 кГц (с большой натяжкой 150 кГц). На более высокой частоте даёт о себе знать очень уж медленный компаратор, использующийся в схеме кристалла. Также мешает повышению частоты и встроенная коррекция. Читаем из даташита особенности данной микросхемы:

Для стабильной работы триггера — время переключения цифровой части TL494 составляет 200 нс. На тактовых частотах до 150 кГц при нулевом управляющем напряжении фаза покоя = 3% периода (эквивалентное смещение управляющего сигнала 100..120 мВ), на больших частотах встроенная коррекция расширяет фазу покоя до 200..300 нс. Так как в ней очень медленные усилители ошибки  (фактически, операционные усилители с Ку = 70..95 дБ по постоянному напряжению, Ку = 1 на 300 кГц), я их не использую в схеме испытания вообще, и они заблокированы. Эти усилители не предназначены для работы в пределах одного такта рабочей частоты. При задержке распространения сигнала внутри усилителя в 400 нс они для этого слишком медленные, да и логика управления триггером не позволяет (возникали бы побочные импульсы на выходе).

В реальных схемах преобразователей напряжения частота среза цепи ОС выбирается порядка 2  — 10кГц.

    Замечания по работе микросхемы 494 на повышенной частоте, которые меня не устраивают:

1. Встроенный генератор пилообразного напряжения на большое время замыкает конденсатор, вследствие этого перед новым циклом заряда появляется площадка с нулевым потенциалом.

    Осциллограммы работы генератора на разных частотах:

     

     2. Сильная зависимость коэффициента заполнения от частоты, которая проявляется с нарастающим эффектом после прохождения частоты 100 кГц.

      Рассматривая осциллограммы работы ШИМ регулятора с TL494 на разных частотах, при максимальном и минимальном коэффициенте заполнения, чётко заметны изменения минимального и максимального коэффициента заполнения в зависимости от частоты.

       

       

       

      Как видно, изменение минимального коэффициента заполнения на частоте 50 кГц =5% и на частоте 1 МГц = 14,3% отличаются почти в три раза. А вот изменение максимального коэффициента заполнения, тут вообще удивляет: на частоте 50 кГц = 93% и на частоте 1 МГц = 60,7% отличаются на 32%!!!

         Вот почему эту простую и удобную схему я отложил в сторонку. Она мне еще пригодится в дальнейшем: я к ней все-таки вернусь, но уже на дискретных быстрых компараторах и нормальных быстрых триггерах.

       

       

         Дальше на пути у меня была схема на NE555 таймере, которую я использовал лишь только в качестве генератора пилообразного напряжения. Я и не предполагал, что он тоже окажется довольно медленным, но все же, немного лучше, чем предыдущая TL494. С ним можно подняться к частотам около 200 кГц в однотактном режиме. Только надо добавить компаратор и триггер с логикой ИЛИ-НЕ.

      Схема генератора на 555 таймере:

       

       

      Осциллограммы работы генератора пилообразного напряжения на 555 таймере на частотах  332 кГц и 462 кГц.

       

       

      Тут видно округление вершин и спада импульса.

      На частоте более 500 кГц пила становится неузнаваема.

       

      Разочаровавшись в готовых решениях только на аналоговых элементах, я пробовал синтезировать ШИМ чисто на цифровых логических элементах и счетчиках с триггерами, без использования аналоговых компонентов, но там меня подстерегали другие, куда более сложные проблемы. Выравнивание задержек распространения сигнала по элементам и т.п. Особенно большую проблему составляют триггеры и счетчики, которые совсем не хотят щелкать на малой длительности импульса и просто тупо пропускают счет. А это значит, что ключам, на которые будет работать генератор, очень скоро придет конец. Отказался от этой затеи через неделю боя с 561 логикой. Она, оказывается, ну уж очень медленная для таких частот — 20 МГц при делении ШИМа по 10 %. Ещё через две недели отказался и от 1533 тоже.

      Финальная схема генератора.

       

           После нескольких неудачных попыток воплотить мечту в реальность (иметь в своей домашней лаборатории генератор с 2 МГц ШИМа), недельку- другую отдохнул, подумал, набрался сил и снова приступил к решению проблемы.

      На этот раз без выкрутасов и лёгких путей, учитывая предыдущие наработки и ошибки. Из всех опробованных решений самое большее удобство пользования предоставляла схема на TL494 или на таймере. Поэтому было решено клонировать начинку NE555 и TL494 на быстродействующих компонентах и собирать некий «симбиоз» двух микросхем на отдельных  компараторах и логике. Компараторы с ТТЛ выходом я взял те, что были у меня в столе — КР597СА2, но можно и любые другие, главное быстродействующие и с ТТЛ выходом. Ну, если вдруг захочется позверствовать, то ЭСЛ будет куда круче (тогда и 20 МГц не предел), но мне пока не нужна такая большая частота (разве для преобразователя с индуктивностью без ферритового сердечника). Тогда надо ставить КР597СА1, и логику серии К500.

      После первого запуска схемы обнаружилось много казусов, но по мере отладки многие грабли были убраны, и схема заработала как часы.

       

      Схема:

       

       

       

            Схема состоит из генератора пилообразного напряжения (состоящего из стабилизатора тока на транзисторах VT1, VT2, VT3; двух компараторов DA1, DA2; триггера DD1 и разрядного транзистора VT4), схемы выделения прямоугольных импульсов (с шириной зависящей от порогового напряжения на DA3), двух стабилизаторов опорного напряжения (2,5в и 2,9в), формирователя двухтактного сигнала (на триггере DD2  и элементах DD3 DD4 2-ИЛИ-НЕ), повторителя и инвертора для однотактного выхода (на DD5, DD6).

      Фото макетной платы:

       

       

      Для облегчения процесса настройки я приведу осциллограммы напряжений в каждой важной точке схемы. Итак…

      Генератор пилообразного напряжения. Конденсатор заряжается через стабилизатор тока. Канал 1 – напряжение на конденсаторе С5, канал 2 – напряжение на базе разрядного транзистора VT4.

       

       

       

       

      По графикам заметен необъяснимый факт ухода напряжения в область отрицательных значений, но это работе не мешает, так как в схему выделения прямоугольных импульсов в задающее напряжение позже я также внесу небольшое отрицательное смещение с помощью делителя R6, R10 для охвата всего диапазона изменения напряжения «пилы». R1 подбирается для ограничения верхней максимальной частоты (я ограничился лишь 2 МГц, хотя вся схема нормально работает и до 5 МГц).

      Осциллограммы напряжений на выходах компараторов DA1, DA2 на разной частоте. Канал 1 – напряжение на компараторе DA1 вывод 14, канал 2 – напряжение на компараторе DA2 вывод 14:

       

       

       

      Для борьбы со «звоном» компаратора вблизи зоны переключения, в схеме выделения прямоугольных импульсов на DA3, я ввел резисторы ПОС (положительной обратной связи) R16, R15 на одноименных входах — выходах компаратора. ПОС нужна на частоте ниже 1 МГц. На частоте в 2МГц данная цепь не требуется и сама перестает участвовать в работе, что видно по осциллограммам.  Осциллограммы напряжений на входах компаратора DA3 на разной частоте. Канал 2 – напряжение на компараторе DA3 вывод 2 – задание порога переключения, канал 1 – напряжение на компараторе DA3 вывод 3 с генератора «пилы». Осциллограмма на частоте 96 кГц. Канал 2 увеличено. Видна волнистая линия синхронно переключению компаратора – это и есть работа ПОС для задания гистерезиса. Глубину гистерезиса можно было бы и уменьшить, но на карту поставлены ключи, которыми будет управлять генератор, поэтому оставим все без изменения.

       

       

       

      Далее схема выделения прямоугольных импульсов с шириной зависящей от порогового напряжения на DA3. На прямой вход компаратора подается пилообразное напряжение, а на инверсный вход – напряжение задания порога переключения компаратора. На выходе получается прямоугольный импульс. Смотрим осциллограммы, разбираемся и вникаем.

       

       

       

      Здесь все понятно. Только если нужен для работы двухтактный выход, то увлекаться очень малым (99%) коэффициентом заполнения не стоит. Так как триггер на малой длительности входного импульса не успевает переключаться, и будет просто пропускать периоды,  выдавая на выходе вместо двухтактных импульсов по очереди – два одинаковых, однотактных, а это чревато нехорошими последствиями, типа сквозного пробоя одновременно открытых ключей.

      Дальше я покажу, как переключается триггер, когда длительность импульса достаточна для его нормальной работы на разных входных частотах. Частота на выходе D триггера равна половине  частоты на входе, и всегда имеет коэффициент заполнения 50% независимо от коэффициента заполнения на входе. Все это видно ниже на графиках.

       

      А вот так хулиганит триггер при входных импульсах недостаточной длительности:

       

      Видно как сбивается развертка и просматривается тот самый пропуск импульса. А это приводит например в полумостовом преобразователе к сквозному «кототоку».

       

      Далее покажу, как формируется полтакта двухтактного импульса, пройдя компаратор,  триггер и логический элемент 2ИЛИ-НЕ:

       

      То, что получилось на выходных контактах, я поместил в первой картинке. Внимательно смотрим, изучаем.  Как видно из графиков, минимальная длительность импульсов на двухтактном выходе завышена до 5%, для того, чтобы триггер четко переключался при входной частоте 2 МГЦ. На частотах до 500 кГц её можно установить и 1 % не опасаясь за пропуски импульса.

      Основной нюанс по настройке генератора: самое главное – чтобы стояли блокировочные керамические конденсаторы типа КМ-5 по 0,1 мкф минимум, или SMD импортные, на каждом корпусе микросхемы. Без них схема работает очень неустойчиво.  Одна сторона платы используется для дорожек, а вторая  используется как экран, её нужно соединить с корпусом в нескольких точках.

      Блок питания каких–либо особенностей не имеет. Для канала +12в используется КРЕНка или 7812, а для канала – 6в используется 7906

      Об выходных драйверах на 2 МГц напишу позже, а то и так много читать надо. Можно использовать готовые микросхемы драйверов, можно собирать на дискретных элементах.

      Спасибо за внимание, и за терпение, и за то, что хватило сил дочитать до этой строки.

      Ещё поздравляю и желаю много валерианки!!!

       

       

      Макетная плата в Layout 5, видео работы генератора в разных режимах и картинки отдельно в файлах.

      Файлы:
      плата
      архив картинок
      видео

      Все вопросы в Форум.

      Схема китайского преобразователя 150 ватт на двух TL494

      Схема преобразователя напряжения
        Очередная схема от наших друзей китайцев, преобразователь напряжения из DC 12 в AC 220, маломощный, 150 ватт написано, но думаю, 100 ватт от силы будет. Удобная вещь в дороге, для подзарядки ноутбука, телефона и т п. Лампу дневного света тоже можно включать, светодиодные тоже. Схема преобразователя построена по классическому двухтактному варианту, а высокое напряжение конвертируется в переменное напряжение 50 герц по мостовой схеме, где генератор так же выполнен на микросхеме TL494.

      Внешний вид
        Задающий генератор и генератор 50 Гц выполнены на TL494, выходной силовой каскад на двух IRFZ44, чем и обусловлена такая низкая мощность. TL494 представляет собой ШИМ генератор, в которой присутствует генератор импульсов, схема управления выходом, которая может формировать выходные импульсы как в двухтактном режиме, так и в однотактном, а так же два входа имеется для управлением стабилизации выходных импульсов. Но в данной схеме реализованы не все возможности этой микросхемы, она включена в упрощённом варианте.
          Можно, конечно, скопировать этот преобразователь напряжения, не особо сложно это сделать, но купить всё таки проще, да и надёжнее :). Потом можно уже переделать под свои нужды, поднять мощность или ещё что прибавить, любители рыбалки сами уже под себя могут переделать такой прибор.
         Из защиты только плавкий предохранитель по входу 12 вольт, защиты от перегрузки по выходу нет, стабилизация выходного напряжения есть, защиты от севшего аккумулятора нету.  Как показывает практика, большинство дешёвых инверторов сгорает из за севшего аккумулятора. Это обусловлено тем, что при понижении питающего напряжения, так же снижается питание затворов полевых транзисторов, что приводит к их неполному открыванию, и как правило к тепловому выходу из строя.
        TL494, если кто не знает, ШИМ контроллер, очень удобная микросхема для построения различных блоков питаний и преобразователей. А также:
      • Готовый ШИМ — контроллер
      • Незадействованные выводы для 200 мА приемника или источника тока
      • Выбор однотактного или двухтактного режима работы
      • Внутренняя схема запрещает двойной импульс на выходе
      • Изменяемое время задержки обеспечивает контроль всего спектра
      • Внутренний регулятор обеспечивает 5 В стабильного напряжения с допуском 5%
      • Схема архитектуры позволяет легко синхронизироваться
       TL494 включает в себя все функции необходимые для построения схемы управления широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) на одном кристалле. Предназначен в основном для управления питанием, это устройство дает гибкость для конкретного применения в адаптации в схемах управления блоков питания. TL494 содержит два усилителя ошибки, внутренний регулируемый генератор, (DTC) управляемый компаратор временной задержки, импульсно управляемый переключатель, источник опорного напряжения 5В ± 5%, контроль выходной цепи.

      радиоэлектроника — TL494

         Микросхема IL494 является интегральным ШИМ-контроллером и предназначена для применения в составе устройств управления и источников питания бытовой и промышленной аппаратуры в диапазоне напряжений 7…40 В и температур от минус 20°С до +85°С. Структурная схема приведена на рис.1, а основные электрические параметры — в табл.1. Микросхема выпускается в 16-выводном DIP-корпусе. Назначение выводов приведено в табл.

         В рабочем режиме модуляция выходных импульсов сопровождается внесением пилообразных колебаний, создаваемых RC-генератором на внешнем конденсаторе, подключаемом к выводу 5, с каким-либо из двух сигналов управления, поступающих на выводы 3,4. Выходной каскад открывается, когда пилообразное напряжение превышает сигнал управления. При возрастании управляющих сигналов уменьшается промежуток времени, в течение которого величина пилообразного напряжения выше, поэтому длительность выходного импульса уменьшается. Используемый в схеме триггер управляет передачей модулированного сигнала на каждый из двух выходных транзисторов. Постоянный потенциал, подаваемый на вывод 13, позволяет выбирать либо двухтактный режим работы выходных транзисторов (U13=5B), либо параллельный (U13=0 В). Временные диаграммы работы схемы представлены на рис.2.

         Управляющие сигналы вырабатываются двумя источниками: усилителем сигнала ошибки и схемой управления временем задержки, чей вход напрямую подключен к компаратору. Компаратор управления временем задержки имеет фиксированное смещение 100 мВ. При заземленном входе управления и пилообразном напряжении на другом входе, не превышающем 100 мВ, выход компаратора имеет низкий уровень. Это приводит к появлению наименьшего возможного времени задержки (около 3%). ШИМ-компаратор сравнивает сигналы управления,созданные усилителями сигнала ошибки.

         Одна из функций усилителя сигнала ошибки — слежение за выходным напряжением и обеспечение достаточного коэффициента усиления для преобразования входных сигналов (около нескольких милливольт) в управляющий сигнал достаточной амплитуды. Усилители сигнала ошибки могут быть использованы и для отслеживания выходного тока для последующего ограничения тока нагрузки.

         Внутренний источник опорного напряжения (вывод 7) обеспечивает высокую термостабильность и нормально функционирует при токах нагрузки, не превышающих 10 мА.

         RC-генератор вырабатывает положительное пилообразное напряжение для ШИМ-компараторов и схемы управления временем задержки.

      рис1.


       

      N вывода

      Назначение

      1

      Неинвертируюший вход усилителя ошибки 1

      2

      Инвертирующий вход усилителя ошибки 1

      3

      Вход обратной связи

      4

      Вход управления временем задержки

      5

      Вход подключения конденсатора RC-генератора

      6

      Вход подключения резистора RC-генератора

      7

      Обший вывод

      8

      Вывод С1 коллектора выходного транзистора 1

      9

      Вывод Е1 эмиттера выходного транзистора 1

      10

      Вывод Е2 эмиттера выходного транзистора 2

      11

      Вывод С2 коллектора выходного

      12

      Напряжение питания Ucc

      13

      Вход управления выходными каскадами

      14

      Выход опорного напряжения

      15

      Инвертирующий вход усилителя ошибки 2

      16

      Неинвертируюший вход усилителя ошибки 2

         Частота колебаний опеределяется номиналами внешних компонентов, подключенных к выводу 6 (резистора) и к выводу 5 (конденсатора). Частота колебаний равна частоте выходного сигнала только при параллельном режиме работы выходных каскадов. При двухтактном режиме выходная частота равна половине частоты колебаний RC-генератора. Частоту колебаний можно изменять в пределах 1 …300 кГц. На практике номиналы используемых внешних элементов лежат в диапазонах 1…500 кОм и 470 пФ.,.10 мкФ.

         В микросхеме IL494 есть два мощных выходных транзисторных каскада. Через каждый выходной транзистор мо- жет протекать ток до 200 мА. При этом напряжение насыщения составляет менее 1,3 В при включении по схеме «общий эмиттер», и менее 2,5 В для схемы эмиттерного повторителя.

         Микросхема IL494 может найти применение в различных устройствах управления на основе широтно-импульсной модуляции. На рис.3 показана схема стабилизатора напряжения на основе IL494.



      пример схемы включения



      Зарядное на tl494 схема.

      Полностью автоматическое зарядное устройство для аккумуляторов

      ЗАРЯДНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

      Ещё одно зарядное устройство собрано по схеме ключевого стабилизатора тока с узлом контроля достигнутого напряжения на аккумуляторе для обеспечения его отключения по окончании зарядки. Для управления ключевым транзистором используется широко распространённая специализированная микросхема TL494 (KIA494, KA7500B , К1114УЕ4). Устройство обеспечивает регулировку тока заряда в пределах 1 … 6 А (10А max ) и выходного напряжения 2 … 20 В.

      Ключевой транзистор VT1 , диод VD5 и силовые диоды VD1 — VD4 через слюдяные прокладки необходимо установить на общий радиатор площадью 200 … 400 см2. Наиболее важным элементом в схеме является дроссель L1 . От качества его изготовления зависит КПД схемы. Требования к его изготовлению описаны в В качестве сердечника можно использовать импульсный трансформатор от блока питания телевизоров 3УСЦТ или аналогичный. Очень важно, чтобы магнитопровод имел щелевой зазор примерно 0,2 … 1, 0 мм для предотвращения насыщения при больших токах. Количество витков зависит от конкретного магнитопровода и может быть в пределах 15 … 100 витков провода ПЭВ-2 2,0 мм. Если количество витков избыточно, то при работе схемы в режиме номинальной нагрузки будет слышен негромкий свистящий звук. Как правило, свистящий звук бывает только при средних токах, а при большой нагрузке индуктивность дросселя за счёт подмагничивания сердечника падает и свист прекращается. Если свистящий звук прекращается при небольших токах и при дальнейшем увеличении тока нагрузки резко начинает греться выходной транзистор, значит площадь сердечника магнитопровода недостаточна для работы на выбранной частоте генерации — необходимо увеличить частоту работы микросхемы подбором резистора R4 или конденсатора C3 или установить дроссель большего типоразмера. При отсутствии силового транзистора структуры p-n-p в схеме можно использовать мощные транзисторы структуры n-p-n , как показано на рисунке.

      Рассказать в:
      Более современная конструкция несколько проще в изготовлении и настройке и содержит доступный силовой трансформатор с одной вторичной обмоткой, а регулировочные характеристики выше, чем у предыдущей схемы.Предлагаемое устройство имеет стабильную плавную регулировку действующего значения выходного тока в пределах 0,1 … 6А, что позволяет заряжать любые аккумуляторы, а не только автомобильные. При зарядке маломощных аккумуляторов желательно последовательно в цепь включить балластный резистор сопротивлением несколько Ом или дроссель, т.к. пиковое значение зарядного тока может быть достаточно большим из-за особенностей работы тиристорных регуляторов. С целью уменьшения пикового значения тока зарядки в таких схемах обычно применяют силовые трансформаторы с ограниченной мощностью, не превышающей 80 — 100 Вт и мягкой нагрузочной характеристикой, что позволяет обойтись без дополнительного балластного сопротивления или дросселя. Особенностью предлагаемой схемы является необычное использование широко распространённой микросхемы TL494 (KIA494, К1114УЕ4). Задающий генератор микросхемы работает на низкой частоте и синхронизирован с полуволнами сетевого напряжения с помощью узла на оптроне U1 и транзисторе VT1, что позволило использовать микросхему TL494 для фазового регулирования выходного тока. Микросхема содержит два компаратора, один из которых используется для регулирования выходного тока, а второй используется для ограничения выходного напряжения, что позволяет отключить зарядный ток по достижению на аккумуляторе напряжения полной зарядки (для автомобильных аккумуляторов Uмах = 14,8 В) . На ОУ DA2 собран узел усилителя напряжения шунта для возможности регулирования тока зарядки. При использовании шунта R14 с другим сопротивлением потребуется подбор резистора R15. Сопротивление должно быть таким, чтобы при максимальном выходном токе не наблюдалось насыщение выходного каскада ОУ. Чем больше сопротивление R15, тем меньше минимальный выходной ток, но уменьшается и максимальный ток за счёт насыщения ОУ. Резистором R10 ограничивают верхнюю границу выходного тока. Основная часть схемы собрана на печатной плате размером 85 х 30 мм (см. рисунок).
      Конденсатор С7 напаян прямо на печатные проводники. Чертёж печатной платы в натуральную величину можно скачать здесь.В качестве измерительного прибора использован микроамперметр с самодельной шкалой, калибровка показаний которого производится резисторами R16 и R19. Можно использовать цифровой измеритель тока и напряжения, как показано в схеме зарядного с цифровой индикацией. Следует иметь ввиду, что измерение выходного тока таким прибором производится с большой погрешностью из-за его импульсного характера, но в большинстве случаев это несущественно. В схеме можно применять любые доступные транзисторные оптроны, например АОТ127, АОТ128. Операционный усилитель DA2 можно заменить практически любым доступным ОУ, а конденсатор С6 может быть исключён, если ОУ имеет внутреннюю частотную коррекцию. Транзистор VT1 можно заменить на КТ315 или любой маломощный. В качестве VT2 можно использовать транзисторы КТ814 В, Г; КТ817В, Г и другие. В качестве тиристора VS1 может использоваться любой доступный с подходящими техническими характеристиками, например отечественный КУ202, импортные 2N6504 … 09, C122(A1) и другие. Диодный мост VD7 можно собрать из любых доступных силовых диодов с подходящими характеристиками.На втором рисунке показана схема внешних подключений печатной платы. Наладка устройства сводится к подбору сопротивления R15 под конкретный шунт, в качестве которого можно применить любые проволочные резисторы сопротивлением 0,02 … 0,2 Ом, мощность которых достаточна для длительного протекания тока до 6 А. После настройки схемы подбирают R16, R19 под конкретный измерительный прибор и шкалу.
      Раздел:

      Ключевой транзистор VT1, диод VD5 и силовые диоды VD1 — VD4 через слюдяные прокладки необходимо установить на общий радиатор площадью 200 … 400 см2. Наиболее важным элементом в схеме является дроссель L1. От качества его изготовления зависит КПД схемы. В качестве сердечника можно использовать импульсный трансформатор от блока питания телевизоров 3УСЦТ или аналогичный. Очень важно, чтобы магнитопровод имел щелевой зазор примерно 0,5 … 1,5 мм для предотвращения насыщения при больших токах. Количество витков зависит от конкретного магнитопровода и может быть в пределах 15 … 100 витков провода ПЭВ-2 2,0 мм. Если количество витков избыточно, то при работе схемы в режиме номинальной нагрузки будет слышен негромкий свистящий звук. Как правило, свистящий звук бывает только при средних токах, а при большой нагрузке индуктивность дросселя за счёт подмагничивания сердечника падает и свист прекращается.

      Если свистящий звук прекращается при небольших токах и при дальнейшем увеличении тока нагрузки резко начинает греться выходной транзистор, значит площадь сердечника магнитопровода недостаточна для работы на выбранной частоте генерации — необходимо увеличить частоту работы микросхемы подбором резистора R4 или конденсатора C3 или установить дроссель большего типоразмера. При отсутствии силового транзистора структуры p-n-p в схеме можно использовать мощные транзисторы структуры n-p-n, как показано на рисунке.

      В качестве диода VD5 перед дросселем L1 желательно использовать любые доступные диоды с барьером Шоттки, рассчитанные на ток не менее 10А и напряжение 50В, в крайнем случае можно использовать среднечастотные диоды КД213 , КД2997 или подобные импортные. Для выпрямителя можно использовать любые мощные диоды на ток 10А или диодный мост, например KBPC3506, MP3508 или подобные. Сопротивление шунта в схеме желательно подогнать под требуемое. Диапазон регулировки выходного тока зависит от соотношения сопротивлений резисторов в цепи вывода 15 микросхемы. В нижнем по схеме положении движка переменного резистора регулировки тока напряжение на выводе 15 микросхемы должно совпадать с напряжением на шунте при протекании через него максимального тока. Переменный резистор регулировки тока R3 можно установить с любым номинальным сопротивлением, но потребуется подобрать смежный с ним постоянный резистор R2 для получения необходимого напряжения на выводе 15 микросхемы.
      Переменный резистор регулировки выходного напряжения R9 также может иметь большой разброс номинального сопротивления 2 . .. 100 кОм. Подбором сопротивления резистора R10 устанавливают верхнюю границу выходного напряжения. Нижняя граница определяется соотношением сопротивлений резисторов R6 и R7, но её нежелательно устанавливать меньше 1 В.

      Микросхема установлена на небольшой печатной плате 45 х 40 мм, остальные элементы схемы установлены на основание устройства и радиатор.

      Монтажная схема подключения печатной платы приведена на рисунке ниже.


      В схеме использовался перемотанный силовой трансформатор ТС180, но в зависимости от величины требуемых выходных напряжений и тока мощность трансформатора можно изменить. Если достаточно выходного напряжения 15 В и тока 6А, то достаточно силового трансформатора мощностью 100 Вт. Площадь радиатора также можно уменьшить до 100 .. 200 см2. Устройство может использоваться как лабораторный блок питания с регулируемым ограничением выходного тока. При исправных элементах схема начинает работать сразу и требует только подстройки.

      Источник : http://shemotehnik. ru

      Кто не сталкивался в своей практике с необходимостью зарядки батареи и, разочаровавшись в отсутствии зарядного устройства с необходимыми параметрами, вынужден был приобретать новое ЗУ в магазине, либо собирать вновь нужную схему?
      Вот и мне неоднократно приходилось решать проблему зарядки различных аккумуляторных батарей, когда под рукой не оказывалось подходящего ЗУ. Приходилось на скорую руку собирать что-то простое, применительно к конкретному аккумулятору.

      Ситуация была терпимой до того момента, пока не появилась необходимость в массовой подготовке и, соответственно, зарядке батарей. Понадобилось изготовить несколько универсальных ЗУ — недорогих, работающих в широком диапазоне входных и выходных напряжений и зарядных токов.

      Предлагаемые ниже схемы ЗУ были разработаны для зарядки литий-ионных аккумуляторов, но существует возможность зарядки и других типов аккумуляторов и составных батарей (с применением однотипных элементов, далее — АБ).

      Все представленные схемы имеют следующие основные параметры:
      входное напряжение 15-24 В;
      ток заряда (регулируемый) до 4 А;
      выходное напряжение (регулируемое) 0,7 — 18 В (при Uвх=19В).

      Все схемы были ориентированы на работу с блоками питания от ноутбуков либо на работу с другими БП с выходными напряжениями постоянного тока от 15 до 24 Вольт и построены на широко распространенных компонентах, которые присутствуют на платах старых компьютерных БП, БП прочих устройств, ноутбуков и пр.

      Схема ЗУ № 1 (TL494)


      ЗУ на схеме 1 является мощным генератором импульсов, работающим в диапазоне от десятков до пары тысяч герц (частота варьировалась при исследованиях), с регулируемой шириной импульсов.
      Зарядка АБ производится импульсами тока, ограниченного обратной связью, образованной датчиком тока R10, включенным между общим проводом схемы и истоком ключа на полевом транзисторе VT2 (IRF3205), фильтром R9C2, выводом 1, являющимся «прямым» входом одного из усилителей ошибки микросхемы TL494.

      На инверсный вход (вывод 2) этого же усилителя ошибки подается регулируемое посредством переменного резистора PR1, напряжение сравнения с встроенного в микросхему источника опорного напряжения (ИОН — вывод 14), меняющего разность потенциалов между входами усилителя ошибки.
      Как только величина напряжения на R10 превысит значение напряжения (установленного переменным резистором PR1) на выводе 2 микросхемы TL494, зарядный импульс тока будет прерван и возобновлен вновь лишь при следующем такте импульсной последовательности, вырабатываемой генератором микросхемы.
      Регулируя таким образом ширину импульсов на затворе транзистора VT2, управляем током зарядки АБ.

      Транзистор VT1, включенный параллельно затвору мощного ключа, обеспечивает необходимую скорость разрядки затворной емкости последнего, предотвращая «плавное» запирание VT2. При этом амплитуда выходного напряжения при отсутствии АБ (или прочей нагрузки) практически равна входному напряжению питания.

      При активной нагрузке выходное напряжение будет определяться током через нагрузку (её сопротивлением), что позволит использовать эту схему в качестве драйвера тока.

      При заряде АБ напряжение на выходе ключа (а, значит, и на самой АБ) в течении времени будет стремиться в росте к величине, определяемой входным напряжением (теоретически) и этого, конечно, допустить нельзя, зная, что величина напряжения заряжаемого литиевого аккумулятора должна быть ограничена на уровне 4,1 В (4,2 В). Поэтому в ЗУ применена схема порогового устройства, представляющего из себя триггер Шмитта (здесь и далее — ТШ) на ОУ КР140УД608 (IC1) или на любом другом ОУ.

      При достижении необходимого значения напряжения на АБ, при котором потенциалы на прямом и инверсном входах (выводы 3, 2 — соответственно) IC1 сравняются, на выходе ОУ появится высокий логический уровень (практически равный входному напряжению), заставив зажечься светодиод индикации окончания зарядки HL2 и светодиод оптрона Vh2 который откроет собственный транзистор, блокирующий подачу импульсов на выход U1. Ключ на VT2 закроется, заряд АБ прекратится.

      По окончании заряда АБ он начнет разряжаться через встроенный в VT2 обратный диод, который окажется прямовключенным по отношению к АБ и ток разряда составит приблизительно 15-25 мА с учетом разряда кроме того через элементы схемы ТШ. Если это обстоятельство кому-то покажется критичным, в разрыв между стоком и отрицательным выводом АБ следует поставить мощный диод (лучше с малым прямым падением напряжения).

      Гистерезис ТШ в этом варианте ЗУ выбран таким, что заряд вновь начнется при понижении величины напряжения на АБ до 3,9 В.

      Это ЗУ можно использовать и для заряда последовательно соединенных литиевых (и не только) АБ. Достаточно откалибровать с помощью переменного резистора PR3 необходимый порог срабатывания.
      Так, например, ЗУ, собранный по схеме 1, функционирует с трехсекционной последовательной АБ от ноутбука, состоящей из сдвоенных элементов, которая была смонтирована взамен никель-кадмиевой АБ шуруповерта.
      БП от ноутбука (19В/4,7А) подключен к ЗУ, собранному в штатном корпусе ЗУ шуруповерта взамен оригинальной схемы. Зарядный ток «новой» АБ составляет 2 А. При этом транзистор VT2, работая без радиатора нагревается до температуры 40-42 С в максимуме.
      ЗУ отключается, естественно, при достижении напряжения на АБ=12,3В.

      Гистерезис ТШ при изменении порога срабатывания остается прежним в ПРОЦЕНТНОМ отношении. Т.е., если при напряжении отключения 4,1 В, повторное включение ЗУ происходило при снижении напряжения 3,9 В, то в данном случае повторное включение ЗУ происходит при снижении напряжения на АБ до 11,7 В. Но при необходимости глубину гистерезиса можно изменить.

      Калибровка порога и гистерезиса зарядного устройства

      Калибровка происходит при использовании внешнего регулятора напряжения (лабораторного БП).
      Выставляется верхний порог срабатывания ТШ.
      1. Отсоединяем верхний вывод PR3 от схемы ЗУ.
      2. Подключаем «минус» лабораторного БП (далее везде ЛБП) к минусовой клемме для АБ (самой АБ в схеме во время настройки быть не должно), «плюс» ЛБП — к плюсовой клемме для АБ.
      3. Включаем ЗУ и ЛБП и выставляем необходимое напряжение (12,3 В, например).
      4. Если горит индикация окончания заряда, вращаем движок PR3 вниз (по схеме) до гашения индикации (HL2).
      5. Медленно вращаем движок PR3 вверх (по схеме) до зажигания индикации.
      6. Медленно снижаем уровень напряжения на выходе ЛБП и отслеживаем значение, при котором индикация вновь погаснет.
      7. Проверяем уровень срабатывания верхнего порога еще раз. Хорошо. Можно настроить гистерезис, если не устроил уровень напряжения, включающий ЗУ.
      8. Если гистерезис слишком глубок (включение ЗУ происходит при слишком низком уровне напряжения — ниже, например, уровня разряда АБ, выкручиваем движок PR4 влево (по схеме) или наоборот, — при недостаточной глубине гистерезиса, — вправо (по схеме). При изменении глубины гистерезиса уровень порога может сместиться на пару десятых долей вольта.
      9. Сделайте контрольный прогон, поднимая и опуская уровень напряжения на выходе ЛБП.

      Настройка токового режима еще проще.
      1. Отключаем пороговое устройство любыми доступными (но безопасными) способами: например, «посадив» движок PR3 на общий провод устройства или «закорачивая» светодиод оптрона.
      2. Вместо АБ подключаем к выходу ЗУ нагрузку в виде 12-вольтовой лампочки (например, я использовал для настройки пару 12V ламп на 20 Вт).
      3. Амперметр включаем в разрыв любого из проводов питания на входе ЗУ.
      4. Устанавливаем на минимум движок PR1 (максимально влево по схеме).
      5. Включаем ЗУ. Плавно вращаем ручку регулировки PR1 в сторону роста тока до получения необходимого значения.
      Можете попробовать поменять сопротивление нагрузки в сторону меньших значений ее сопротивления, присоединив параллельно, скажем, ещё одну такую же лампу или даже «закоротить» выход ЗУ. Ток при этом не должен измениться значительно.

      В процессе испытаний устройства выяснилось, что частоты в диапазоне 100-700 Гц оказались оптимальными для этой схемы при условии использования IRF3205, IRF3710 (минимальный нагрев). Так как TL494 используется неполно в этой схеме, свободный усилитель ошибки микросхемы можно использовать, например, для работы с датчиком температуры.

      Следует иметь в виду и то, что при неправильной компоновке даже правильно собранное импульсное устройство будет работать некорректно. Поэтому не следует пренебрегать опытом сборки силовых импульсных устройств, описанном в литературе неоднократно, а именно: все одноименные «силовые» соединения следует располагать на кратчайшем расстоянии относительно друг друга (в идеале — в одной точке). Так, например, точки соединения такие, как коллектор VT1, выводы резисторов R6, R10 (точки соединения с общим проводом схемы), вывод 7 U1 — следует объединить практически в одной точке либо посредством прямого короткого и широкого проводника (шины). То же касается и стока VT2, вывод которого следует «повесить» непосредственно на клемму «-» АБ. Выводы IC1 также должны находиться в непосредственной «электрической» близости к клеммам АБ.

      Схема ЗУ № 2 (TL494)


      Схема 2 не сильно отличается от схемы 1, но если предыдущая версия ЗУ была придумана для работы с АБ шуруповерта, то ЗУ на схеме 2 задумывалось, как универсальное, малогабаритное (без лишних элементов настройки), рассчитанное для работы как с составными, последовательно включенными элементами числом до 3-х, так и с одиночными.

      Как видно, для быстрой смены токового режима и работы с разным количеством последовательно соединенных элементов, введены фиксированные настройки с подстроечными резисторами PR1-PR3 (установка тока), PR5-PR7 (установка порога окончания зарядки для разного количества элементов) и переключателей SA1 (выбор тока зарядки) и SA2 (выбор количества заряжаемых элементов АБ).
      Переключатели имеют по два направления, где вторые их секции переключают светодиоды индикации выбора режима.

      Ещё одно отличие от предыдущего устройства — использование второго усилителя ошибки TL494 в качестве порогового элемента (включенного по схеме ТШ), определяющего окончание зарядки АБ.

      Ну, и, конечно, в качестве ключа использован транзистор р-проводимости, что упростило полное использование TL494 без применения дополнительных компонентов.

      Методика настройки порогов окончания зарядки и токовых режимов такая же , как и для настройки предыдущей версии ЗУ. Разумеется, для разного количества элементов, порог срабатывания будет меняться кратно.

      При испытании этой схемы был замечен более сильный нагрев ключа на транзисторе VT2 (при макетировании использую транзисторы без радиатора). По этой причине следует использовать другой транзистор (которого у меня просто не оказалось) соответствующей проводимости, но с лучшими токовыми параметрами и меньшим сопротивлением открытого канала, либо удвоить количество указанных в схеме транзисторов, включив их параллельно с раздельными затворными резисторами.

      Использование указанных транзисторов (в «одиночном» варианте) не критично в большинстве случаев, но в данном случае размещение компонентов устройства планируется в малогабаритном корпусе с использованием радиаторов малого размера или вовсе без радиаторов.

      Схема ЗУ № 3 (TL494)


      В ЗУ на схеме 3 добавлено автоматическое отключение АБ от ЗУ с переключением на нагрузку. Это удобно для проверки и исследования неизвестных АБ. Гистерезис ТШ для работы с разрядом АБ следует увеличить до нижнего порога (на включение ЗУ), равного полному разряду АБ (2,8-3,0 В).

      Схема ЗУ № 3а (TL494)


      Схема 3а — как вариант схемы 3.

      Схема ЗУ № 4 (TL494)


      ЗУ на схеме 4 не сложнее предыдущих устройств, но отличие от предыдущих схем в том, что АБ здесь заряжается постоянным током, а само ЗУ является стабилизированным регулятором тока и напряжения и может быть использовано в качестве модуля лабораторного источника питания, классически построенного по «даташитовским» канонам.

      Такой модуль всегда пригодится для стендовых испытаний как АБ, так и прочих устройств. Имеет смысл использование встроенных приборов (вольтметр, амперметр). Формулы расчета накопительных и помеховых дросселей описаны в литературе. Скажу лишь, что использовал готовые различные дроссели (с диапазоном указанных индуктивностей) при испытаниях, экспериментируя с частотой ШИМ от 20 до 90 кГц. Особой разницы в работе регулятора (в диапазоне выходных напряжений 2-18 В и токов 0-4 А) не заметил: незначительные изменения в нагреве ключа (без радиатора) меня вполне устраивали. КПД, однако, выше при использовании меньших индуктивностей.
      Лучше всего регулятор работал с двумя последовательно соединенными дросселями 22 мкГн в квадратных броневых сердечниках от преобразователей, интегрированных в материнские платы ноутбуков.

      Схема ЗУ № 5 (MC34063)


      На схеме 5 вариант ШИ-регулятора с регулировкой тока и напряжения выполнена на микросхеме ШИМ/ЧИМ MC34063 с «довеском» на ОУ CA3130 (возможно использование прочих ОУ), с помощью которого осуществляется регулировка и стабилизация тока.
      Такая модификация несколько расширила возможности MC34063 в отличии от классического включения микросхемы позволив реализовать функцию плавной регулировки тока.

      Схема ЗУ № 6 (UC3843)


      На схеме 6 — вариант ШИ-регулятора выполнен на микросхеме UC3843 (U1), ОУ CA3130 (IC1), оптроне LTV817. Регулировка тока в этом варианте ЗУ осуществляется с помощью переменного резистора PR1 по входу токового усилителя микросхемы U1, выходное напряжение регулируется с помощью PR2 по инвертирующему входу IC1.
      На «прямом» входе ОУ присутствует «обратное» опорное напряжение. Т.е., регулирование производится относительно «+» питания.

      В схемах 5 и 6, при экспериментах использовались те же наборы компонентов (включая дроссели). По результатам испытаний все перечисленные схемы мало в чем уступают друг другу в заявленном диапазоне параметров (частота/ток/напряжение). Поэтому схема с меньшим количеством компонентов предпочтительнее для повторения.

      Схема ЗУ № 7 (TL494)


      ЗУ на схеме 7 задумывалось, как стендовое устройство с максимальной функциональностью, потому и по объему схемы и по количеству регулировок ограничений не было. Данный вариант ЗУ так же выполнен на базе ШИ-регулятора тока и напряжения, как и вариант на схеме 4.
      В схему введены дополнительно режимы.
      1. «Калибровка — заряд» — для предварительной установки порогов напряжения окончания и повтора зарядки от дополнительного аналогового регулятора.
      2. «Сброс» — для сброса ЗУ в режим заряда.
      3. «Ток — буфер» — для перевода регулятора в токовый или буферный (ограничение выходного напряжения регулятора в совместном питании устройства напряжением АБ и регулятора) режим заряда.

      Применено реле для коммутации батареи из режима «заряд» в режим «нагрузка».

      Работа с ЗУ аналогична работе с предыдущими устройствами. Калибровка осуществляется переводом тумблера в режим «калибровка». При этом контакт тумблера S1 подключает пороговое устройство и вольтметр к выходу интегрального регулятора IC2. Выставив необходимое напряжение для предстоящей зарядки конкретной АБ на выходе IC2, с помощью PR3 (плавно вращая) добиваются зажигания светодиода HL2 и, соответственно, срабатывания реле К1. Уменьшая напряжение на выходе IC2, добиваются гашения HL2. В обоих случаях контроль осуществляется встроенным вольтметром. После установки параметров срабатывания ПУ, тумблер переводится в режим заряда.

      Схема № 8

      Применения калибровочного источника напряжения можно избежать, используя для калибровки собственно ЗУ. В этом случае следует отвязать выход ТШ от ШИ-регулятора, предотвратив его выключение при окончании заряда АБ, определяемым параметрами ТШ. АБ так или иначе будет отключена от ЗУ контактами реле К1. Изменения для этого случая показаны на схеме 8.


      В режиме калибровки тумблер S1 отключает реле от плюса источника питания для предотвращения неуместных срабатываний. При этом работает индикация срабатывания ТШ.
      Тумблер S2 осуществляет (при необходимости) принудительное включение реле К1 (только при отключенном режиме калибровки). Контакт К1.2 необходим для смены полярности амперметра при переключении батареи на нагрузку.
      Таким образом однополярный амперметр будет контролировать и ток нагрузки. При наличии двухполярного прибора, этот контакт можно исключить.

      Конструкция зарядного устройства

      В конструкциях желательно в качестве переменных и подстроечных резисторов использование многооборотных потенциометров во избежании мучений при установке необходимых параметров.


      Варианты конструктива приведены на фото. Схемы распаивались на перфорированных макетных платах экспромтом. Вся начинка смонтирована в корпусах от ноутбучных БП.
      В конструкциях использовались (они же использовались и в качестве амперметров после небольшой доработки).
      На корпусах смонтированы гнезда для внешнего подключения АБ, нагрузки, джек для подключения внешнего БП (от ноутбука).


      За 18 лет работы в Северо-Западном Телекоме изготовил много различных стендов для проверки различного ремонтируемого оборудования.
      Сконструировал несколько, различных по функционалу и элементной базе, цифровых измерителей длительности импульсов.

      Более 30-ти рацпредложений по модернизации узлов различного профильного оборудования, в т. ч. — электропитающего. С давних пор все больше занимаюсь силовой автоматикой и электроникой.

      Почему я здесь? Да потому, что здесь все — такие же, как я. Здесь много для меня интересного, поскольку я не силен в аудио-технике, а хотелось бы иметь больший опыт именно в этом направлении.

      Читательское голосование

      Статью одобрили 77 читателей.

      Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.

      Схема:

      Зарядное устройство собрано по схеме ключевого стабилизатора тока с узлом контроля достигнутого напряжения на аккумуляторе для обеспечения его отключения по окончании зарядки. Для управления ключевым транзистором используется широко распространённая специализированная микросхема TL494 (KIA491, К1114УЕ4). Устройство обеспечивает регулировку тока заряда в пределах 1 … 6 А (10А max) и выходного напряжения 2 … 20 В.

      Ключевой транзистор VT1, диод VD5 и силовые диоды VD1 — VD4 через слюдяные прокладки необходимо установить на общий радиатор площадью 200 . .. 400 см2. Наиболее важным элементом в схеме является дроссель L1. От качества его изготовления зависит КПД схемы. В качестве сердечника можно использовать импульсный трансформатор от блока питания телевизоров 3УСЦТ или аналогичный. Очень важно, чтобы магнитопровод имел щелевой зазор примерно 0,5 … 1,5 мм для предотвращения насыщения при больших токах. Количество витков зависит от конкретного магнитопровода и может быть в пределах 15 … 100 витков провода ПЭВ-2 2,0 мм. Если количество витков избыточно, то при работе схемы в режиме номинальной нагрузки будет слышен негромкий свистящий звук. Как правило, свистящий звук бывает только при средних токах, а при большой нагрузке индуктивность дросселя за счёт подмагничивания сердечника падает и свист прекращается. Если свистящий звук прекращается при небольших токах и при дальнейшем увеличении тока нагрузки резко начинает греться выходной транзистор, значит площадь сердечника магнитопровода недостаточна для работы на выбранной частоте генерации — необходимо увеличить частоту работы микросхемы подбором резистора R4 или конденсатора C3 или установить дроссель большего типоразмера. При отсутствии силового транзистора структуры p-n-p в схеме можно использовать мощные транзисторы структуры n-p-n, как показано на рисунке.

      Детали:
      В качестве диода VD5 перед дросселем L1 желательно использовать любые доступные диоды с барьером Шоттки, рассчитанные на ток не менее 10А и напряжение 50В, в крайнем случае можно использовать среднечастотные диоды КД213 , КД2997 или подобные импортные. Для выпрямителя можно использовать любые мощные диоды на ток 10А или диодный мост, например KBPC3506, MP3508 или подобные. Сопротивление шунта в схеме желательно подогнать под требуемое. Диапазон регулировки выходного тока зависит от соотношения сопротивлений резисторов в цепи вывода 15 микросхемы. В нижнем по схеме положении движка переменного резистора регулировки тока напряжение на выводе 15 микросхемы должно совпадать с напряжением на шунте при протекании через него максимального тока. Переменный резистор регулировки тока R3 можно установить с любым номинальным сопротивлением, но потребуется подобрать смежный с ним постоянный резистор R2 для получения необходимого напряжения на выводе 15 микросхемы.
      Переменный резистор регулировки выходного напряжения R9 также может иметь большой разброс номинального сопротивления 2 … 100 кОм. Подбором сопротивления резистора R10 устанавливают верхнюю границу выходного напряжения. Нижняя граница определяется соотношением сопротивлений резисторов R6 и R7, но её нежелательно устанавливать меньше 1 В.

      Микросхема установлена на небольшой печатной плате 45 х 40 мм, остальные элементы схемы установлены на основание устройства и радиатор.
      Печатная плата:

      Монтажная схема подключения:

      В схеме использовался перемотанный силовой трансформатор ТС180, но в зависимости от величины требуемых выходных напряжений и тока мощность трансформатора можно изменить. Если достаточно выходного напряжения 15 В и тока 6А, то достаточно силового трансформатора мощностью 100 Вт. Площадь радиатора также можно уменьшить до 100 .. 200 см2. Устройство может использоваться как лабораторный блок питания с регулируемым ограничением выходного тока. При исправных элементах схема начинает работать сразу и требует только подстройки.

      Генератор ШИМ

      Проект TL494 | Клуб любителей электроники

      Очень часто при разработке каких-то вещей мне нужен генератор сигналов прямоугольной формы с переменной шириной импульса и частотой для управления мощными полевыми МОП-транзисторами.

      Вы можете использовать такой инструмент при разработке преобразователя постоянного тока или импульсного источника питания, вы можете использовать его для эмуляции ШИМ от микроконтроллера при разработке какой-либо новой встраиваемой конструкции, или, может быть, вы хотите создать собственное беспроводное зарядное устройство… Это только некоторые из вещей, для которых вы можете использовать его.

      Итак, я решил собрать очень простой ШИМ-генератор.

      Вот мои критерии проектирования ШИМ-генератора, которые могут быть изменены в процессе, но это в значительной степени то, что я хочу на данный момент:

      • от 100 Гц до 500 кГц Переменная частота
      • От 5% до 85% Переменный рабочий цикл
      • Должен иметь независимую регулировку частоты и рабочего цикла
      • Переменная амплитуда сигнала от 1 В до 10 В (возможно, даже выше, например, 15 В)
      • Выбираемые выходы 50 Ом и низкий импеданс (LOW-Z)
      • Два выхода для двухтактного или одностороннего режима
      • Буферы выходного каскада должны иметь возможность непрерывно получать и потреблять ток 500 мА или более
      • Буферы выходного каскада должны выдерживать индуктивную нагрузку (защита на выходе)
      • Должен быть построен из компонентов Jelly Bean

      Итак, теперь, когда у меня есть список функций, которые я хочу реализовать — пришло время искать какую-то микросхему, которая может генерировать пилообразные (обычно ШИМ состоит из пилообразного сигнала и компаратора) или ШИМ-сигналы. И я не должен забывать, что это должна быть желейная часть.

      Первое, что приходит в голову, это использование специализированного ШИМ-контроллера. Конечно, я могу использовать операционные усилители для генерации рампы, а затем использовать другой операционный усилитель или компаратор для преобразования его в сигнал ШИМ, но это сложнее, чем использование специализированного контроллера.

      Другой вариант — использовать MAX038 — микросхему генератора сигналов. Но это не мармеладная деталь, к тому же она снята с производства, и я не смог найти достойной замены. В любом случае, это не желейная часть.

      Итак, ШИМ-контроллеры в выигрыше!

      Наверное два самых популярных ШИМ контроллера это TL494 и SG3525A(KA3525A). Они стоят менее 1 доллара, производятся в больших количествах разными компаниями, и все ими пользуются. Это определенно подходит под часть «желе-бобы»!

      Они оба могут работать в диапазоне частот от 100 Гц до 500 кГц. Оба имеют два выхода, усилители ошибок и прочее.
      SG3525A имеет выходы типа тотемного полюса, что означает, что он может подавать и потреблять ток, в отличие от TL494, который имеет одиночные транзисторные выходы, которые могут выполнять только одну операцию за раз.
      Но с TL494 гораздо проще переключаться между двухтактным и несимметричным режимами работы. Он имеет отдельный контакт для управления этим.

      Итак, в итоге я решил использовать TL494.

      Внутри есть практически все, что нужно для ШИМ-контроллера. У него есть осциллятор, который может дать вам от 100 Гц до чуть более 500 кГц и который управляется значениями резистора и конденсатора.
      Полоса запрещенной зоны 5 В опорного напряжения. Внутренняя логика, усилители ошибок, ШИМ-компаратор и выходные транзисторы, каждый из которых может выдавать или потреблять до 500 мА.И все это менее чем за 1 доллар!

      Круто, не правда ли?

      Теперь, когда я знаю, какой чип буду использовать, я могу нарисовать предварительный эскиз будущего устройства.

      Он будет состоять из генератора сигнала PWM (TL494), выходных буферов с тотемным полюсом (это означает, что они могут подавать и потреблять ток), блока питания специально для этих выходных буферов и выходных резисторов с переключателем для изменения выходного импеданса.

      Вы сможете настроить частоту сигнала, коэффициент заполнения, амплитуду и выходное сопротивление.Плюс выберите режим работы между двухтактным и несимметричным (переключатель на схеме не показан).

      Используя TL494, вы можете регулировать рабочий цикл от 1% до почти 90% (скорее 85%).

      Пришло время стряхнуть пыль с моей макетной платы и сделать первый прототип ШИМ-генератора.
      (кстати это не высокочастотная конструкция, так что можно использовать макетную плату)

      Слева TL494, а справа очень упрощенный двухкаскадный тотемный усилитель, питающий нагрузку 100 Ом.

      А вот как это выглядит в прицеле:

      Второй канал подключен к выходу второго каскада усилителя (который управляет резистором 100 Ом).

      Я могу изменить частоту (рабочий цикл остается прежним):

      И я могу настроить рабочий цикл менее чем на 1%:

      До 85 % (частота не зависит от изменения рабочего цикла):

      Также амплитуда может быть от менее 500 мВ до любого напряжения, которое могут выдержать выходные транзисторы:

      (амплитуда может быть меньше, чем показано на этом скриншоте).

      На сегодня все. Следите за обновлениями!
      Комментарии приветствуются!

      Нравится:

      Нравится Загрузка…

      Связанные

      Генератор рампы

      — обзор

      8.6 АЦП С ДВУМЯ НАРАЩИВАНИЯМИ

      На рис. 8.13 показана принципиальная схема базового аналого-цифрового преобразователя с двумя наклонами. Давайте сначала рассмотрим каждую из его подсхем, а затем проанализируем общую работу схемы.

      РИСУНОК 8.13. Базовая схема аналого-цифрового преобразователя с двойным наклоном.

      Основой схемы является операционный усилитель, схема линейного линейного генератора. На рис. 8.14 показан генератор рампы, изолированный от остальной части схемы преобразователя. Он разработан таким образом, что зарядный ток для конденсатора C всегда будет постоянным. Базовая теория цепей говорит нам, что постоянный зарядный ток через конденсатор создает линейное изменение напряжения.

      РИСУНОК 8.14. Часть схемы линейного генератора рампы показана на рисунке 8.13.

      Для понимания работы схемы генератора рампы предположим, что конденсатор изначально разряжен (т.е. 0 вольт). Это назначение транзистора Q 1 — пока он насыщен, конденсатор С не может накапливать заряд. Хотя фактическое напряжение насыщения Q 1 может составлять несколько милливольт, для простоты предположим, что оно действительно равно 0 вольт. Далее предположим (в качестве примера), что входное напряжение генератора рампы составляет +5 вольт.Теперь отключим транзистор Q 1 и дадим конденсатору C начать зарядку. Мы вычислим ток через конденсатор несколько раз.

      В первый момент после отключения Q 1 конденсатор имеет заряд 0 вольт. Закон Ома говорит нам, что резистор R 1 будет иметь ток

      IR1=VR1R1=5 В−02 кОм=2,5 мА

      Операционный усилитель по существу является неинвертирующим усилителем по отношению к напряжению на конденсаторе.Коэффициент усиления по напряжению определяется нашим основным уравнением для неинвертирующих усилителей.

      AV=RFRIN+1=2 кОм2 кОм+1=2

      Выходное напряжение в этот момент будет равно 0 вольт (т.е. 0 × 2). Резистор R 2 будет иметь 0 вольт на обоих концах, что означает, что через него не протекает ток. Мы знаем, что незначительный ток течет через клемму (+) операционного усилителя. Теперь, поскольку через R 1 протекает ток силой 2,5 миллиампер, но ток не течет к операционному усилителю или через R 2 , мы можем применить закон Кирхгофа для тока, чтобы сделать вывод, что все 2. В конденсатор C в качестве зарядного тока должно втекать 5 миллиампер. Электронный ток направлен от земли вверх через конденсатор C и через R 1 к положительному источнику 5 вольт. Это устанавливает начальный наклон заряда на C. Если мы можем поддерживать постоянный ток, мы будем поддерживать линейный наклон на C.

      Теперь давайте рассмотрим состояние цепи после того, как конденсатор C накопил 1 вольт. заряд (положительный сверху).Ток через R 1 теперь можно рассчитать как операционный усилитель как

      υO=υIN×AV=1 V×2=2 V

      Ток через R 2 можно найти с помощью закона Ома, так как он имеет 1 вольт на левом конце и 2 вольта на правый конец.

      IR2=VR2R2=2 В−1 В2кОм=0,05 мА

      Опять же, закон тока Кирхгофа позволит нам заключить, что если 2 миллиампера текут влево через R 1 и 0.Через R 2 вправо течет 5 мА, то конденсатор C должен еще заряжаться током 2,5 мА. Рассмотрим схему еще в одном месте.

      Предположим, мы позволили конденсатору C накопить заряд 4 вольта. Ток через R 1 будет тогда

      IR1=VR1R1=5 В−4 В2кОм=0,05 мА

      При +4 В на конденсаторе выходное напряжение операционного усилителя должно быть

      INυAVO =4 В×2=8 В

      Ток через R 2 можно рассчитать как

      IR2=VR2R2=8 В−4 V2кОм=2 мА

      Наконец, мы применяем закон Кирхгофа, чтобы показать, что с помощью закона тока Кирхгофа 0.5 мА, протекающих справа налево через R 1 и 2 мА слева направо через R 2 , обязательно должно быть 2,5 мА, протекающих вверх через конденсатор C. Поскольку ток через конденсатор C C остается постоянным на уровне 2,5 миллиампер, мы знаем, что напряжение на нем будет линейно возрастающим. Наклон рампы задается основным уравнением заряда конденсатора:

      В данном случае наклон рампы по C вычисляется как

      наклон=ICC=2. 5 мА0,1 мкФ=25 В/мс

      Выходной сигнал операционного усилителя будет иметь линейную крутизну, но в два раза большую, поскольку усилитель имеет усиление по напряжению, равное 2. В любом случае крутизна линейной характеристики определяется зарядным током C , который определяется величиной входного напряжения.

      Теперь давайте проанализируем общую работу двухлинейного аналого-цифрового преобразователя, показанного на рис. 8.13. Входное напряжение для линейного изменения выбирается переключателем либо как аналоговое напряжение, которое необходимо преобразовать (положительное), либо как фиксированное отрицательное опорное напряжение.Напомним, что входное напряжение в схему линейного изменения определяет наклон линейного изменения. Положение аналогового переключателя контролируется состоянием старшего бита (MSB) счетчика. В частности, если MSB имеет низкий уровень, то переключатель соединит аналоговый вход с генератором линейного изменения. Если старший бит счетчика высокий, то переключатель подключает отрицательное опорное напряжение ко входу генератора линейного изменения.

      Счетчик включен (т. е. разрешен счет), пока выходной сигнал генератора рампы положительный.То есть, пока рампа находится над землей, выходной сигнал компаратора будет низким и активирует счетчик. Если рампа когда-либо опустится под землю, то выход компаратора переключится в высокое состояние и отключит счетчик.

      Схема управления обеспечивает общее время работы схемы. При получении сигнала запуска преобразования от основной системы управления (обычно микропроцессорной) блок управления сбрасывает счетчик на 0 и освобождает (т. е. отключает) Q 1 .При сбросе счетчика старший бит будет равен 0, а аналоговый переключатель будет соединять аналоговый вход со схемой генератора линейного изменения. По мере увеличения счетчика напряжение на конденсаторе (и на выходе операционного усилителя) будет линейно увеличиваться в положительном направлении. Это действие обозначено на рисунке 8.15 как t 1 .

      РИСУНОК 8.15. Положительный наклон преобразователя с двойным наклоном определяется значением аналогового входного напряжения. Наклон отрицательной рампы определяется V REF .

      Это действие будет продолжаться до тех пор, пока счетчик не достигнет половины своего максимального значения. В этот момент MSB счетчика станет высоким, и аналоговый переключатель переместится в положение опорного напряжения. При подаче отрицательного входного напряжения на генератор рампы конденсатор начнет разряжаться. Разряд будет линейным, а скорость будет определяться значением отрицательного опорного напряжения. В конце концов, убывающая рампа пройдет через 0 вольт, заставляя компаратор переключать состояния и отключая счетчик.Схема управления воспринимает это событие и генерирует сигнал завершения преобразования , что означает, что цифровой результат в счетчике теперь является допустимым представлением аналогового входного напряжения.

      Мы знаем, что начальный наклон (в течение времени t 1 на рис. 8.15) определяется значением аналогового входного напряжения. Однако продолжительность времени для t 1 фиксирована и определяется скоростью часов и количеством битов в счетчике. Время t 2 на рис. 8.15 — это время, необходимое для линейного разряда конденсатора до 0 вольт. Наклон t 2 фиксирован и определяется отрицательной ссылкой, поэтому время t 2 является переменным и зависит от величины напряжения, накопленного на конденсаторе C за время t 1 . Это напряжение, естественно, определялось значением аналогового входного напряжения. Поскольку время t 2 зависит от значения аналогового входного напряжения, количество отсчетов, зарегистрированных в счетчике, также будет функцией аналогового входного напряжения.

      На рис. 8.15 сравниваются результаты двух разных аналоговых входных напряжений. В C1 является результатом более высокого входного напряжения. Требуется определенное время ( t 2 ), чтобы разрядить конденсатор и остановить счетчик. Более низкое входное напряжение ( В C2 ) заряжает C до более низкого напряжения в течение фиксированного периода времени t 1 , поэтому время разряда ( t 3 ) короче, и счетчик будет иметь меньший счет. Окончательный преобразованный результат появляется в счетчике и игнорирует MSB.

      Метод аналого-цифрового преобразования с двойным наклоном очень популярен в приложениях, не требующих высокой скорости работы. Он имеет явные преимущества, в том числе высокую устойчивость к допускам компонентов, дрейфу компонентов и шуму. Этот повышенный иммунитет связан с тем фактом, что ошибки, возникающие при положительном наклоне, будут в значительной степени компенсированы аналогичными ошибками при отрицательном наклоне. Схема обеспечивает полное подавление шумовых сигналов, кратных периодам времени t 1 , поскольку чистый эффект полного цикла шума равен 0.

      Полные системы преобразователей с двойным наклоном доступны в интегрированном виде. Распространенным применением являются цифровые вольтметры. Аналоговая часть такой системы производится компанией National Semiconductor Corporation в виде интегральной схемы LF12300. Analog Devices имеет запатентованное усовершенствование базового преобразователя с двойным наклоном, называемое преобразованием Quad-Slope. Он используется в 13-разрядном аналого-цифровом преобразователе AD7550 производства Analog Devices.

      TL494 переменный рабочий цикл | Forum for Electronics

      Идея состоит в том, чтобы сделать небольшой двухтактный преобразователь и ввести на его выходе точную частоту и амплитуду пульсаций, чтобы протестировать некоторые схемы, чувствительные к пульсациям напряжения, которые я разрабатываю.

      Я подумал, что TL494 может быть хорошим выбором из-за двух усилителей ошибки, которые должны контролировать рабочий цикл.
      Я знаю, что могу использовать DTC для косвенного управления рабочим циклом. Я также знаю, что я могу напрямую подать сигнал модуляции на вывод FB.
      Однако я должен использовать своего рода обратную связь с выхода, чтобы добиться точного смещения постоянного тока и пульсаций, как мне нужно.

      Я прочитал техническое описание, и мне показалось очевидным, что я могу просто обеспечить вход усилителя ошибки правильным смещением постоянного тока с синусоидой желаемой амплитуды от функционального генератора и обеспечить простую обратную связь по напряжению с выхода, уменьшенную с помощью резистивного делителя.

      Поскольку в настоящее время у меня нет TL494, и я должен ждать доставки, я решил сначала смоделировать простейшую схему в Micro-Cap в качестве доказательства концепции.
      Однако то, что должно было быть простым, превратилось в тяжелую работу, потому что вместо переменного рабочего цикла я получаю на выходе своего рода пакетный режим с фиксированной частотой и фиксированным рабочим циклом.
      Мне стало любопытно, поэтому я протестировал модель PSpice с первой схемой (повышающий преобразователь), которую нашел в сети, и модель работает правильно.

      В этот момент я упростил схему проверки концепции до минимума, чтобы, по крайней мере, добиться некоторой базовой модуляции рабочего цикла, но безуспешно.

      Цепь в настоящее время настроена на двухтактную конфигурацию.
      Минимальное мертвое время, и один усилитель ошибки настроен на максимальную мощность, поскольку, согласно техническому описанию, доминирует усилитель, требующий минимального выходного импульса.
      Мне кажется логичным, что обеспечение второго усилителя ошибки фиксированным напряжением и модулированным сигналом должно давать переменный рабочий цикл.
      Однако то, что я наблюдаю на выходах, действительно является минимальным мертвым временем, но с фиксированным выходным циклом.

      Хотя я, возможно, мог бы использовать этот сигнал для управления двухтактным трансформатором и получения желаемого модулированного сигнала на выходе всего устройства, мне весьма любопытно, что именно я упускаю из виду. Скорее всего, это какая-то очевидная деталь, но пока я не понимаю, что это такое.

      Итак, может кто-нибудь взглянуть на схему и результаты моделирования и, возможно, указать на ошибку?

       

      офис TL494.Чип управления силовым транзистором tl494

      Общее описание и использование

      TL 494 и его последующие варианты являются наиболее часто используемой микросхемой для построения двухтактных силовых преобразователей.

      • TL494 (оригинальная разработка Texas Instruments) — ШИМ ИС преобразователя напряжения с несимметричными выходами (корпус TL 494 IN — DIP16, -25. .85С, TL 494 CN — DIP16, 0..70C).
      • К1006ЕУ4 — отечественный аналог TL494
      • TL594 — аналог TL494 с усилителями ошибок повышенной точности и компаратором
      • TL598 — аналог TL594 c двухтактным (pnp-npn) выходом повторителя

      Данный материал — краткое изложение оригинального techdoc Texas Instruments , изданий International Rectifier («International Rectifier Power Semiconductors», Воронеж, 1999) и Motorola.

      Преимущества и недостатки этого чипа:

      • Плюс: Усовершенствованные схемы управления, два дифференциальных усилителя (могут также выполнять логические функции)
      • Минус: однофазные выходы требуют дополнительного веса (по сравнению с UC3825)
      • Минус: Управление током недоступно, относительно медленная обратная связь (некритично в автомобильных мониторах управления)
      • Минус: Синхронное включение двух и более ИМС не так удобно, как в UC3825

      1.Особенности чипов TL494

      Цепи ION и защита от пониженного напряжения . Схема включается, когда напряжение питания достигает порога 5,5..7,0 В (типичное значение 6,4 В). До этого момента внутренние шины управления запрещают работу генератора и логической части схемы. Ток холостого хода при напряжении питания +15В (выходные транзисторы отключены) не более 10 мА. ИОН +5В (+4,75..+5,25В, стабилизация выхода не хуже +/-25мВ) обеспечивает протекающий ток до 10мА.Умножить ИОН можно только с помощью npn-эмиттерного повторителя (см. ТИ стр. 19-20), но на выходе такого «стабилизатора» напряжение будет сильно зависеть от тока нагрузки.

      Генератор  выдает на времязависимом конденсаторе Сt (вывод 5) пилообразное напряжение 0..+3,0В (амплитуда задается ИОН) для TL494 Texas Instruments и 0…+2,8В для TL494 Motorola (что следует ли ожидать от других?), соответственно для TI F = 1,0 / (RtCt), для Motorola F = 1,1 / (RtCt).

      Допустимы рабочие частоты от 1 до 300 кГц, при этом рекомендуемый диапазон Rt=1… 500 кОм, Ct = 470 пФ…10 мкФ. При этом характерный температурный дрейф частоты составляет (естественно без учета дрейфа монтируемых компонентов) +/- 3 %, а девиация частоты в зависимости от напряжения питания находится в пределах 0,1 % во всем допустимом диапазоне. .

      Для дистанционного выключения генератора можно внешним ключом замкнуть вход Rt (6) на выход ИОН, либо замкнуть Ct на землю. Разумеется, сопротивление утечки открытого ключа необходимо учитывать при выборе Rt, Ct.

      Вход контроля фазы покоя (скважности) через компаратор фаз покоя задает требуемую минимальную паузу между импульсами в плечах схемы. Это необходимо как для предотвращения сквозного тока в силовых каскадах вне ИМС, так и для стабильной работы триггера — время переключения цифровой части TL494 составляет 200 нс. Выходной сигнал включается, когда пила на Ct превышает напряжение на управляющем входе 4 (DT). На тактовых частотах до 150 кГц при нулевом управляющем напряжении фаза покоя = 3% периода (эквивалентное смещение управляющего сигнала 100..120 мВ), на высоких частотах встроенная коррекция расширяет фазу покоя до 200..300 нс.

      С помощью входной цепи ДТ можно задать фиксированную фазу покоя (делитель R-R), режим плавного пуска (R-C), дистанционное отключение (клавиша), а также использовать ДТ как вход линейного управления. Входная цепь собрана на p-n-p-транзисторах, поэтому входной ток (до 1,0 мкА) стекает с ИМС, а не втекает в нее. Ток достаточно большой, поэтому следует избегать высокоомных резисторов (не более 100 кОм).Подсказка. 23 приведен пример защиты от перенапряжения с использованием трехвыводного стабилитрона TL430 (431).

      Усилители ошибки  — фактически операционные усилители с Ку=70..95дБ при постоянном напряжении (60дБ для ранних серий), Ку=1 при 350кГц. Входные цепи собраны на p-n-p-транзисторах, поэтому входной ток (до 1,0 мкА) стекает с ИМС, а не в нее. Ток достаточно велик для ОУ, напряжение смещения тоже (до 10 мВ), поэтому следует избегать высокоомных резисторов в цепях управления (не более 100 кОм).Но благодаря использованию pnp-входов диапазон входного напряжения составляет от -0,3В до В мощности-2В.

      Выходы двух усилителей объединены диодным ИЛИ. Усилитель, на выходе которого большее напряжение, перехватывает управление логикой. В этом случае выходного сигнала нет отдельно, а только с выхода диода ИЛИ (он же вход компаратора ошибок). Таким образом, только один усилитель может быть замкнутой операционной системой в линейном режиме. Этот усилитель замыкает основное, линейное выходное напряжение ОУ.При этом второй усилитель может использоваться как компаратор — например, превышения выходного тока, или как ключ к логическому сигналу тревоги (перегрев, короткое замыкание и т.п.), дистанционное отключение и т.п. Один из входов компаратора связан с ИОН, второй организован по логическому ИЛИ сигналов тревоги (еще лучше — по логическому И сигналов нормального состояния).

      При использовании RC-частотозависимой ОС следует помнить, что выход усилителей фактически однотактный (последовательный диод!), поэтому он будет заряжаться зарядом (вверх), а вниз — разряжаться долго.Напряжение на этом выходе находится в пределах 0…+3,5В (чуть больше размаха генератора), затем коэффициент напряжения резко падает и примерно при 4,5В на выходе происходит насыщение усилителей. Точно так же следует избегать резисторов с низким импедансом в выходных цепях усилителей (контурах ОС).

      Усилители

      не предназначены для работы в пределах одного цикла рабочей частоты. Если задержка распространения внутри усилителя 400 нс, то они для этого слишком медленные, а логика управления триггером не позволяет (на выходе были бы боковые импульсы).В реальных схемах ПС граничная частота цепи ОУ составляет порядка 200–10 000 Гц.

      Логика управления триггером и выходом  — При напряжении питания не менее 7В, если напряжение пилы на генераторе больше, чем на входе управления ДТ, и если напряжение пилы больше, чем на любом из усилителей ошибки ( с учетом встроенных порогов и смещений) выход схемы разрешен. Когда генератор сбрасывается с максимума на ноль, выходы отключаются.Триггер с парафазным выходом делит частоту пополам. Для логического 0 на входе 13 (режим выхода) фазы триггера объединяются в ИЛИ и одновременно подаются на оба выхода, для логической 1 подаются парафазно на каждый выход отдельно.

      Выходные транзисторы  — npn Darlington со встроенной тепловой защитой (но без защиты по току). Таким образом, минимальное падение напряжения между коллектором (обычно замкнутым на плюсовую шину) и эмиттером (под нагрузкой) равно 1.5В (типичное при 200 мА), а в схеме с общим эмиттером чуть лучше, 1,1 В типичное. Предельный выходной ток (при одном открытом транзисторе) ограничен 500 мА, предельная мощность для всего кристалла 1Вт.

      2. Возможности приложения

      Работа над затвором транзистора МДП. Репитеры выходного дня

      При работе на емкостную нагрузку, которой условно является затвор МОП-транзистора, выходные транзисторы TL494 включаются эмиттерным повторителем.Если средний ток ограничен 200 мА, схема может быстро зарядить затвор, но разрядить его при выключенном транзисторе невозможно. Разрядка затвора с заземленным резистором также неудовлетворительно медленная. Ведь напряжение на условной емкости затвора падает экспоненциально, и для закрытия транзистора затвор необходимо разрядить с 10В до не более 3В. Ток разряда через резистор всегда будет меньше тока заряда через транзистор (при этом резистор не будет сильно греться и воровать ток ключа при движении вверх).


      Вариант А. Схема разряда через внешний pnp-транзистор (позаимствован на сайте Schiehman — см. «Усилитель питания Jensen»). При зарядке затвора ток, протекающий через диод, запирает внешний pnp-транзистор, при выключении выхода ИС диод запирается, транзистор открывается и разряжает затвор на землю. Минус — работает только при малых емкостях нагрузки (ограничено током питания выходного транзистора ИМС).

      При использовании TL598 (с двухтактным выходом) функция нижнего, разрядного, плеча уже зашита на чипе. Вариант А в данном случае неуместен.

      Вариант B. Независимый дополнительный повторитель. Так как основная токовая нагрузка проверяется внешним транзистором; емкость (ток заряда) нагрузки практически не ограничена. Транзисторы и диоды — любые ВЧ с низким напряжением насыщения и Кк и достаточным запасом по току (1А в импульсе и более).Например, КТ644+646, КТ972+973. Ретранслятор «земля» должен быть отпаян непосредственно рядом с истоком силового ключа. Коллекторы транзистора повторителя необходимо шунтировать керамической емкостью (на схеме не показана).

      Какую схему выбрать, зависит в первую очередь от характера нагрузки (емкость затвора или заряд ключа), рабочей частоты, временных требований к фронтам импульсов. И они (фронты) должны быть максимально быстрыми, т.к. большая часть тепловых потерь рассеивается при переходных процессах на ключе МДП.Рекомендую обратиться к публикациям в сборнике International Rectifier для полного разбора проблемы, ограничусь примером.

      Мощный транзистор — IRFI1010N — имеет эталонный полный заряд на затворе Qг=130нКл. Это много, потому что транзистор имеет только канал большой площади, чтобы обеспечить крайне низкое сопротивление канала (12 мОм). Это ключи, которые необходимы в преобразователях на 12 В, где важен каждый миллиметр. Чтобы канал был открыт, на затворе необходимо обеспечить Vг=+6В относительно земли, при полном заряде затвора Qг(Вг)=60нКл.Чтобы затвор разрядился, зарядился до 10В, необходимо растворить Qg(Vg)=90нКл.

      2. Реализация защиты по току, плавного пуска, ограничения рабочего цикла

      Как правило, в качестве датчика тока запрашивается последовательный резистор в цепи нагрузки. Но он будет воровать драгоценные вольты и ватты на выходе преобразователя, и не сможет управлять только цепями нагрузки, и не сможет обнаружить неисправности в первичных цепях. Решением является индуктивный датчик тока в первичной цепи.

      Сам датчик (трансформатор тока) представляет собой миниатюрную тороидальную катушку (ее внутренний диаметр должен, помимо обмотки датчика, свободно проходить провод первичной обмотки основного силового трансформатора). Через тор пропускаем провод первичной обмотки трансформатора (но не «земляной» провод источника!). Постоянная времени нарастания детектора устанавливается примерно в 3-10 тактов, спад в 10 раз больше, исходя из тока срабатывания оптопары (около 2-10 мА при падении напряжения 1.2-1,6В).


      В правой части схемы — два типовых решения для TL494. Делитель Rdt1-Rdt2 задает максимальную скважность (минимальную фазу покоя). Например, при Rdt1 = 4,7 кОм, Rdt2 = 47 кОм при постоянном напряжении 4 выхода Udt = 450 мВ, что соответствует фазе покоя 18..22% (в зависимости от серии ИС и рабочей частоты).

      При включении питания Css разряжен и потенциал на входе DT равен Vref (+5В).Sss заряжается через Rss (он же Rdt2), плавно понижая потенциал DT до нижнего предела, ограниченного делителем. Это «мягкий старт». При Css = 47 мкФ и указанных резисторах выходы схемы открываются через 0,1 с после включения, а на рабочий цикл выходят еще 0,3-0,5 с.

      В схеме кроме Rdt1, Rdt2, Css присутствуют две утечки — ток утечки оптопары (не выше 10 мкА при высоких температурах, около 0,1-1 мкА при комнатной температуре) и ток базы входной транзистор ИМС, поступающий со входа ДТ.Чтобы эти токи существенно не влияли на точность делителя, Rдт2 = Rсс выбирают не выше 5 кОм, Rдт1 — не выше 100 кОм.

      Конечно, выбор оптопары и схемы ТД для управления не принципиален. Так же возможно использование усилителя ошибки в режиме компаратора, и блокировка емкости или резистора генератора (например той же оптроном) — но это именно отключение, а не плавный предел.

      И вот, наконец, дошли руки.Собрав маленькие катушки, решил нанести удар по новой схеме, более серьезной и сложной в настройке и работе. Давайте перейдем от слов к делу. Полная раскладка выглядит так:

      Работает по принципу автогенератора. Прерыватель кикает драйвер UCC27425 , и процесс начинается. Драйвер подает импульс на GDT (Gate Drive Transformator — дословно: трансформатор, управляющий затворами) при этом GDT представляют собой 2 вторичные обмотки, включенные противофазно.Такое включение обеспечивает поочередное открывание транзисторов. При открытии транзистор прокачивает ток через себя и конденсатор емкостью 4,7 мкФ. В этот момент на катушке образуется разряд, и сигнал через ОС поступает в драйвер. Драйвер меняет направление тока в ГДТ и меняются транзисторы (который был открыт — тот закрывается, а второй открывается). И этот процесс повторяется до тех пор, пока идет сигнал от прерывателя.

      GDT лучше всего мотать на импортное кольцо — Epcos N80.Намотка мотается в соотношении 1:1:1 или 1:2:2. В среднем около 7-8 витков при желании можно рассчитать. Рассмотрим цепочку RD в затворах силового транзистора. Эта цепочка обеспечивает мертвое время. Это время, когда оба транзистора закрыты. То есть один транзистор уже закрылся, а второй еще не успел открыться. Принцип такой: через резистор плавно открывается транзистор и быстро разряжается через диод. Форма волны выглядит так:


      Если не обеспечить время простоя, то может случиться так, что оба транзистора будут открыты и тогда обеспечен взрыв мощности.

      Продолжайте. ОС (обратная связь) выполнена в данном случае в виде ТТ (трансформатора тока). ТТ намотан на ферритовом кольце марки Epcos N80 не менее 50 витков. Нижний конец вторичной обмотки, который заземлен, протянут через кольцо. Таким образом, большой ток вторичной обмотки превращается в достаточный потенциал на ТТ. Далее ток от ТТ идет на конденсатор (сглаживает помехи), диоды Шоттки (проходит только один полупериод) и светодиод (выполняет роль стабилитрона и визуализирует генерацию).Для его генерации также необходимо соблюдать фразировку преобразователя. Если нет генерации или очень слабая — нужно просто крутить ТТ.

      Рассмотрим отдельно прерыватель. С брейкером, конечно, попотел. Собрал штук 5 разных… Одни пыхтят от ВЧ тока, другие не работают как надо. Далее я расскажу обо всех прерывателях, которые я делал. Начну пожалуй с самого первого — на Tl494 . Схема стандартная. Возможна независимая регулировка частоты и коэффициента заполнения.Схема ниже может генерировать от 0 до 800-900 Гц, если поставить конденсатор 4,7 мкФ вместо 1 мкФ. Прочность от 0 до 50. То что нужно! Однако есть одно НО. Этот ШИМ-контроллер очень чувствителен к ВЧ току и различным полям от катушки. В общем, при подключении к катушке прерыватель просто не работал, либо все в 0, либо режим CW. Эскейп частично помог, но полностью проблему не решил.


      Очередной прерыватель был собран на UC3843   очень часто встречается в ИИП, особенно АТС, оттуда, собственно, и взял его.Схема тоже неплоха и не уступает Tl494 по параметрам. Можно регулировать частоту от 0 до 1 кГц и коэффициент заполнения от 0 до 100%. Меня это тоже устраивало. Но опять же все испортили эти советы от катушки. Тут даже скрининг совсем не помог. Пришлось отказаться, хотя на плате собрал неплохо…


      Вернемся к дубовому и надежному, но малофункциональному 555 . Решил начать с разрывного прерывателя.Суть прерывателя в том, что он прерывает сам себя. Одна микросхема (U1) задает частоту, другая (2) длительность, а третья (U3) время работы первых двух. Все бы ничего, если бы не малая длительность импульса с U2. Этот прерыватель заточен под DRSSTC и может работать с SSTC, но мне это не нравится, разряды тонкие, но пушистые. Затем было несколько попыток увеличить продолжительность, но они не увенчались успехом.

      555 цепи генератора


      Тогда я решил принципиально изменить схему и сделать независимую длительность на конденсаторе, диоде и резисторе.Возможно, многим эта схема покажется абсурдной и глупой, но она работает. Принцип такой: сигнал на драйвер идет до тех пор, пока не зарядится конденсатор (с этим никто не поспорит). NE555   Генерирует сигнал, он идет через резистор и конденсатор, при этом если сопротивление резистора 0 Ом, то он идет только через конденсатор и длительность максимальная (пока емкости хватает) независимо рабочего цикла генератора. Резистор ограничивает время зарядки, т.е.е. чем больше сопротивление, тем меньше времени будет идти импульс. Драйвер получает сигнал меньшей продолжительности, но также частоты. Конденсатор быстро разряжается через резистор (который идет на землю на 1 кОм) и диод.

      Преимущества и недостатки

      pros : Независимая от частоты регулировка частоты, SSTC никогда не перейдет в режим CW, если выключатель загорелся.

      Минусы : скважность нельзя увеличивать «бесконечно много», например на UC3843 Ограничена емкостью конденсатора и скважностью самого генератора (не может быть больше скважности генератор).Ток через конденсатор идет плавно.

      На последнюю не знаю как драйвер реагирует (плавная зарядка). С одной стороны драйвер может и плавно открыть транзисторы и они будут больше греться. С другой стороны UCC27425 — цифровая микросхема. Для нее существует только журнал. 0 и лог. 1. Пока напряжение выше порогового — УКК работает, как только упало ниже минимума — не работает. При этом все работает в штатном режиме, а транзисторы открываются полностью.

      От теории к практике


      Собрал генератор Тесла в кейсе от АТХ. Силовой конденсатор 1000 мкФ 400в. Диодный мост от того же ATC 8А 600В. Перед мостом поставил резистор 10 Вт 4,7 Ом. Это обеспечивает плавный заряд конденсатора. Для питания драйвера установил трансформатор на 220-12В и еще стабилизатор с конденсатором на 1800 мкФ.


      Диодные мосты прикручены к радиатору для удобства и для отвода тепла, хотя почти не греются.



      Чоппер собрал почти с навесом, подобрал кусок текстолита и канцелярским ножом вырезал дорожки.



      Силовой был собран на маленьком радиаторе с вентилятором, позже оказалось, что этого радиатора вполне достаточно для охлаждения. Драйвер крепится над блоком питания через толстый кусок картона. Ниже на фото почти собранная конструкция генератора Тесла, но проверяя, измеряли температуру питания в разных режимах (видно обычный комнатный термометр, приклеенный к блоку питания на термопласте).


      Тороидальная катушка собрана из гофрированной пластиковой трубы диаметром 50 мм и обклеена алюминиевой лентой. Сама вторичная обмотка намотана на 110 мм трубке высотой 20 см проводом 0,22 мм и около 1000 витков. Первичная обмотка содержит целых 12 витков, выполненных с запасом, чтобы уменьшить ток через силовую часть. Я делал вначале с 6 витками, результат почти тот же, но рисковать транзисторами ради пары лишних сантиметров разряда думаю не стоит.Каркас первички – обычный цветочный горшок. С самого начала думал, что не проколет, если вторичку обмотать скотчем, а первичку поверх скотча. Но увы пробило… В горшке конечно тоже пробило, но тут скотч помог решить проблему. В целом готовая конструкция выглядит так:


      Ну и несколько фоток с разрядом


      Теперь вроде все.


      Еще несколько советов: не пытайтесь сразу воткнуть в сеть катушку, не факт, что она сразу заработает. Постоянно следите за температурой питания, при перегреве может бабахнуть. Не качайте слишком высокие вторичные цепи, транзисторы 50б60 могут работать максимум на 150кГц по даташиту, по факту чуть больше. Проверьте прерыватели, от них зависит срок службы катушки. Найдите максимальную частоту и рабочий цикл, при которых температура сети стабильна в течение длительного времени. Слишком большой тороид также может отключить питание.

      Видео SSTC

      П.С. Силовые транзисторы использованы IRGP50B60PD1PBF. Файлы проекта. Удачи вам [) ENS !

      Обсудить ГЕНЕРАТОР TESLA артикул

      Драконы «Владыка» (2005)

      Задание:   Собрать удобный в эксплуатации, максимально универсальный генератор прямоугольных импульсов. Обязательным условием является обеспечение как можно более резких передних и задних краев сигнала.Также желательно охватить как можно более широкий частотный диапазон и рабочий цикл. По заданию совместными усилиями участников проекта «сайт» родилась схема, с которой вам предлагается ознакомиться далее.

      Принципиальная схема и графика:

      Фото готового генератора:   в процессе работы с данным генератором он периодически дорабатывался, уточнялись номиналы схемы. В связи с этим генератор претерпел две модернизации.Представьте себе все версии генератора по порядку. Первый вариант, собранный сразу, отличался тем, что не имел на борту источника питания.





      В процессе эксплуатации выяснилось, что такой большой конденсатор не нужен. Конденсаторы были установлены непосредственно на плате генератора вместе со стабилизатором напряжения. Трансформатор и силовой выключатель объединены на общей основе.





      Совсем недавно с целью расширения доступного диапазона охватываемых частот был произведен очередной апгрейд, а в схему был интегрирован дополнительный переключатель для быстрой замены конденсатора во временной цепочке, которая будет более подробно описана ниже.

      Версия 3.0. (2009) расширен доступный частотный диапазон




      Описание схемы: Микросхема TL494 может работать как в однотактном режиме (именно так это показано на схеме выше), так и в двухтактном режиме, работая на двух нагрузках попеременно. Как преобразовать схему в двухтактную я расскажу ниже, а теперь рассмотрим однотактную схему.

      Однотактная схема характеризуется прежде всего тем, что мы можем изменять скважность сигнала от нуля до 100% (канал всегда открыт). Цепь мастеринга коэффициента заполнения находится на 2 ноге микросхемы. Старайтесь выдерживать указанные номиналы: 20К — подстроечный резистор и 12К ограничительный. Конденсатор составляет от 2 до 4 футов микросхемы 0,1 микрофарад.

      Диапазон частот регулируется двумя элементами: во-первых, цепочкой резисторов на 6-й ноге микросхемы, во-вторых, емкостью конденсатора на 5-й ноге.Резисторы поставил: 330К — подстроечный и 2,2К постоянный. Далее посмотрите на график, который я привел в начале. Номинальные резисторы мы ограничили графикой по горизонтали. Лево и право. Для конденсатора на 5 ножках емкостью 1000пФ = 1нФ = 0,001мкФ (верхняя прямая на графике) результирующий частотный диапазон составляет от 4КГц до предела микросхемы (фактически это 150..200КГц, но потенциально до 470КГц , хотя такие частоты такими методами не получаются). В последнем апгрейде генератора в схему вставили переключатель, заменив времячувствительный конденсатор на 5 ноге микросхемы с 1000пФ на другой, 100нФ=0.1 мкФ, что позволяет перекрыть нижний частотный диапазон (вторая прямая на графике). Второй диапазон получается таким: от 40 Гц до 5 КГц. В итоге мы получили генератор, перекрывающий диапазон от 40Гц до 200КГц.

      Теперь несколько слов о выходном каскаде, которым мы управляем. В качестве ключа можно использовать любой из трех ключей (полевых транзисторов) в зависимости от требуемых параметров на нагрузке. Вот они: IRF540 (28А, 100В), IRF640 (18А, 200В) и IRF840 (8А, 500В).Ноги всех трех пронумерованы одинаково. Для более резкого заднего края стоит транзистор КТ6115А. Роль этого транзистора заключается в резкой подаче потенциала полевого прибора на минус. Диод и резистор 1К обвязывают этот дополнительный транзистор (драйвер). Резистор 10 Ом на затворе напрямую устраняет возможный высокочастотный звон. Также в целях борьбы со звоном рекомендую на ножку затвора полевика надеть крохотное ферритовое колечко.

      При необходимости схему можно преобразовать в двухтактную и качать два груза попеременно.Основными отличиями двухтактного режима являются, во-первых, снижение выходной частоты по каждому каналу в два раза от расчетной, а во-вторых, скважность сигнала в каждом канале теперь будет регулироваться от 0 до 50%. Для перевода схемы в двухтактный режим необходимо подать положительное питание на 8 ногу микросхемы (как и на 11 ногу). Также необходимо 13 ножку соединить с 14 и 15. Соответственно на выход 9 ножки повесить аналогичный выходной каскад, как мы видим на 10 ножке микросхемы.

      Напоследок отмечу, что микросхема TL494 работает от диапазона питания от 7 до 41В. Меньше 7 вольт подавать нельзя — банально не запустить. Ключевым транзисторам этого типа достаточно мощности до 9 вольт. Лучше делать 12В, еще лучше 15В (откроется быстрее, то есть передний край будет короче). Если не найдете КТ6115А, то можете заменить его другим, менее мощным транзистором КТ685Д (или вообще любой буквой). Ножки транзистора 685, если он лежит к вам лицом, — слева направо: К, В, Е.Желаю удачных экспериментов!

      Полазив по интернету, я не нашел ни одной схемы регулятора напряжения и главное тока — на современной элементной базе. Все

      были либо аналоговые, либо на биполярных транзисторах, в ключе включения. Я попробовал один из них.

      Ток более 2,5 ампер, без значительного нагрева транзистора КТ818 я не получил. При попытке снять около 4 ампер — сгорели транзистор и диод выстрела.Надо уточнить — они были без радиаторов. Однако это не меняет ситуации. Подумав, как применить P-канальную полевую шину в этом коммутаторе, я наткнулся на описание его работы. Тепловыделение, из-за большого сопротивления на открытом переходе, великовато — о хорошем КПД можно было и забыть. Было решено использовать N-канальные полевые драйверы, управляемые драйвером верхнего ключа.

      Схема хоть и рабочая и имеет хороший КПД, но не лишена недостатков.Он занимался его использованием в зарядке аккумуляторов. Они были связаны с тем, что нижний ключ всегда открыт, когда верхний закрыт. Если энергия дросселя иссякнет — ток от батарейки пойдет через дроссель в обратном направлении и сожжет нижний ключ. Верхний сгорит при размыкании на короткозамкнутый нижний.

      Решено отказаться от синхронного ключа и использовать по старинке мощный диод Шоттки.

      В результате долгих поисков, проб и ошибок, сгоревших микросхем и полевиков родилась такая схема


      Основные характеристики.

      1. Работает стабильно.

      2. Отличный ток удержания и напряжение.

      3. Имеет КПД около 90 процентов. Иногда до 94!

      4. Все предметы лежат на свалке.

      5. Практически не нуждается в настройке.

      6. Очень просто и повторяемо.

      7. Ток регулируется от нуля до желаемого пользователем значения.

      8. Регулируемое напряжение от 2,5В.

      Из особенностей.

      Выходной ток регулируется шунтом.


      Его сопротивление составляет около 0,01 Ом. Тепловыделение относительно небольшое. Ток регулируется в широких пределах. От 0 ампер….до сколько позволят диод и дроссель. Предел регулировки максимального тока (и короткого замыкания) устанавливается резистором R6. Сразу оговорюсь, ниже 4 ампер ставить не советую. Особенностью регулирования тока является использование «шунтирующего добавочного напряжения», реализованного на диоде Д4. Это позволяет ТЛке корректно работать околонулевыми токами и выставлять (резистор R9) ток короткого замыкания…. скажем, в 1 мА. Диод Д5 используется для термостабилизации цепи управления током.

      Первоначально шунт представлял собой отрезок медного провода длиной около 4,5 см и диаметром 0,4 мм. Так как медь очень нетермостойкая, и при нагреве ток утекал, было решено расковырять китайский мультиметр. Вытащенный оттуда шунт был укорочен вдвое и припаян к плате.

      Дроссель



      был намотан на желто-белом кольце компьютерного блока питания.Содержит около 24 витков провода диаметром 2 мм. Провод был намотан от трансформаторного компьютерного ИБП.


      Только с таким проводом удалось избавиться от чрезмерного нагрева дросселя на токах выше 5А.

      Изюминкой является ключ-трансформер. За него спасибо LiveMaker с сайта Микросмарт. Изготавливается практически из любого ферритового кольца. В идеале – марка 2000 от 2 см в диаметре. Снятое с провода кольцо импульсного фильтра тоже работает (хотя и наблюдается почти неуловимый нагрев).У меня уже две платы работают на кольцах, снятых с жгутов проводов, соединяющих платы копира. Единственный минус, который пока не привел к негативным последствиям, это выбросы на границах трапеции коммутационных сигналов. Они невелики (2-3В) и на работу устройства не влияют. Ничего сложного в намотке нет. Мотаться в глаз катушка к катушке. Старайтесь равномерно распределить витки двух катушек по кольцу. Первичная обмотка содержит 9 витков провода.Вторичная — 27 витков провода. Мотау одиночная жилая обычная витая пара. Напряжение на затворе ограничено двумя стабилитронами на 12-15 вольт. Драйвер легко раскачивает поле IRF3205. Фронт импульсов на затворе составляет около 168 нс.

      В качестве обратного диода использован мощный диод Шоттки от компьютерного блока питания. Он вместе с полевым транзистором через изолирующую прокладку садится на радиатор от процессора компьютера.


      Вытравил и протестировал.Обратите внимание — резисторы R14 и R12 — фактически состоят из резистора и конденсатора. Просто заново лень.

      В связи с тем, что сопротивление шунта сильно влияет на режимы регулировки тока, блок необходимо предварительно настроить. Он заключается в установке нужного сопротивления R6. Нужно подобрать такое сопротивление, чтобы при повороте ручки регулировки тока (R9) схема выдавала максимальный необходимый вам ток (4-20А). Если максимальный выходной ток нужно часто менять, то можно поставить вместо него постоянный переменный резистор.Место и контакты на плате для этого.

      В планах заменить линейный стабилизатор LM7815 на импульсный MC34063 т. к. LM7815 сильно греется при напряжении питания выше 24В, снижая КПД.

      Фото. Очень сильно побиты тестами пайки.





      Собирал себе для зарядки и проверки питания щелочных аккумуляторов. Из мертвых блоков питания ПК. Максимальный ток (я решил, что пока такого тока мне хватит) 20А.Я обычно использую до 10А, 18В. Итого — 180 Вт. Средне продувается. Уже неделю работает круглосуточно.

      Комментарии

      1   2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

      0 #203 Михаил 19.04.2017 22:46

      Вообще заметил, что даже при работающей лм-ке при максимальной заправке стабилитроны немного грелись (до 50 градусов). Затворный трансформатор перемотал (витки 15 на 35), нагрев пропал, стабилизатор работает, пока полет нормальный) Спасибо автору за схему и советы!
      Кольцо, которое я использовал, было взято то ли от монитора, то ли от принтера (от жгута проводов) не помню, но оно больше по размеру, чем то, что в статье на фото.

      0 #202 Super User 17.04.2017 22:45

      Ну если рассуждать логически, то 7815 может убить либо превышение входного напряжения, либо превышение выходного тока. Превысить входное напряжение при питании 27 вольт у нас не получится (если пломба строго по моей схеме). Превышение выходного тока остается. Вы же сами указали, что пробой наблюдался при максимальных напряжениях или токах. Это означает, что наполнение импульсов было максимальным. Может сердечник (неподходящих размеров или материала) на малых QZP чувствует себя нормально, а при увеличении наполнения сердечник насыщается и ток резко возрастает.Хотя я такого не видел. Выкладывайте фото печаток в хорошем качестве. Вы можете загрузить фотографии на форуме.

      0 #201 Михаил 04.04.2017 09:24

      Уже четвертый раз ломает линейный стабилизатор. Не могу понять в чем причина, убил уже два lm7815, и два lm317t, симптомы всегда одни и теже, сначала все работает нормально, через некоторое время замечаю, что когда выставляю макс напряжение или ток то стабилитроны в цепи затвора начинают дымить. Замеряю напряжение питания tl494 и вижу что оно равно входным 25 вольтам, а стабилизатор пробит насквозь, меняю и со временем все новое.
      Входное напряжение 25-27 вольт, лм-ка не перегревается, стоит на радиаторе.

      TL494 Частота ШИМ-контроллера 500–100 кГц | Схема + печатная плата — Поделитесь проектом

      Пару месяцев назад я купил «Raspberry Pi Pico», чтобы получить некоторый практический опыт и создать с его помощью несколько потрясающих проектов.Но с тех пор он просто лежит у меня на столе и пылится. Сегодня, после очень долгого ожидания, я, наконец, решил создать короткий видео-учебник, чтобы показать вам, ребята, как начать работу с Raspberry Pi Pico. Темы, затронутые в этом уроке, я собираюсь обсудить: 1. Что такое Raspberry Pi Pico? 2. Технические характеристики платы3. Как запрограммировать Pico с помощью C/C++ и MicroPython a. Программирование Raspberry Pi Pico с помощью «Arduino IDE» i. Подготовка Arduino IDE ii. Загрузка примера Blink iii.Демо б. Программирование Raspberry Pi Pico с использованием «Tonny Python IDE» i. Установка MicroPython на Pico ii. Установка Tonny Python IDE iii. Загрузка примера Blink iv. Демо4. Разница между Raspberry Pi Pico и Arduino5. Преимущества и недостатки этой платы Что такое Raspberry Pi Pico? Raspberry Pi Pico — недорогой микроконтроллер. Его можно использовать для управления другими электронными модулями и датчиками так же, как и любым другим микроконтроллером. Pico — это не одноплатный компьютер с Linux, а скорее микроконтроллер, такой как Arduino.Поскольку это микроконтроллер, он не несет всех накладных расходов, которые приносит компьютер, и, следовательно, потребляет гораздо меньше тока. на самом деле он больше похож на Arduino, чем на Raspberry Pi. Pico не является конкурентом Raspberry Pi Zero, он на самом деле может работать в сочетании с обычным Pi. Pico удобен для макета и имеет 40 контактов GPIO, работающих на 3,3 В (по 20 на каждой стороне). . Он оснащен двухъядерным процессором ARM Cortex M0+. Мозг Пико — микросхема микроконтроллера RP2040 разработана Raspberry Pi в Великобритании.Он может питаться либо через порт micro USB, либо через контакт VSYS GPIO, обеспечивая напряжение в диапазоне от 1,8 В до 5,5 В. Технические характеристики PicoRaspberry Pi Pico абсолютно отличается от всех других моделей Raspberry Pi. Pico — один из первых микроконтроллеров, использующих процессор RP2040 «Pi Silicon». Это специальная «система на чипе» (SoC), разработанная командой Raspberry Pi в Великобритании, которая оснащена двухъядерным процессором Arm Cortex M0+ с тактовой частотой 133 МГц, 264 КБ SRAM и 2 МБ флэш-памяти для хранения файлов на нем.Технические характеристики:- Микроконтроллер: RP2040, разработанный Raspberry Pi в Великобритании- Процессор: двухъядерный процессор Arm Cortex-M0+, гибкая тактовая частота до 133 МГц- Входная мощность: 1,8–5,5 В постоянного тока- Рабочая температура: от -20°C до +85 °C- Размеры: 51,0 x 21,0 мм — Встроенные датчики: Датчик температуры — Память: 264 КБ встроенной внутренней SRAM и может поддерживать до 16 МБ внешней флэш-памяти 2 МБ встроенной флэш-памяти QSPI (Adafruit’s Feather RP2040, функции 16 МБ памяти) — GPIO: он имеет 40 сквозных контактов GPIO, также с зубчатым краем — 26 × многофункциональный 3. Контакты GPIO 3 В, которые включают в себя 3 аналоговых входа (аналоговые входы — это то, чего не хватает Raspberry Pi. Они используют переменное напряжение для подключения к таким устройствам, как потенциометры, джойстик или LDR) — 2 × SPI, 2 × I2C, 2 × UART, 3 × 12-разрядных АЦП, 16 × управляемых каналов ШИМ — 8 × программируемых конечных автоматов ввода-вывода (PIO) для пользовательской поддержки периферийных устройств, которые могут разгрузить ЦП многие виды критичных по времени процессов — Другие особенности: — 1 × содержит 1 × Контроллер USB 1.1 и PHY с поддержкой хоста и устройства. Точные часы и таймер на кристалле. Режимы сна и ожидания с низким энергопотреблением. Pi Computers — обеспечивает программирование методом перетаскивания с использованием запоминающего устройства через USB. Самый большой недостаток Raspberry Pi Pico заключается в том, что на нем нет Wi-Fi или Bluetooth.ESP32 и ESP8266, которые вы можете купить по сходной цене, поставляются с Wi-Fi и Bluetooth (ESP32). Конечно, мы можем добавить беспроводную связь через внешние компоненты, однако это потребует немного больше знаний и опыта, чтобы заставить его работать. прошить код на микроконтроллер через USB. Схема распиновки: Вот вид сверху на распиновку на Raspberry Pi Pico. Метки контактов находятся на нижней стороне платы.Как запрограммировать Pico с помощью C/C++ и MicroPythonPi Foundation официально поддерживает MicroPython и C/C++, однако язык программирования высокого уровня, такой как CircuitPython (разветвление MicroPython, созданное Adafruit), и редактор Drag and Drop Python, такой как Pico Piper, который добавляет дополнительные улучшения и может использоваться для программирования плат Pico. Программирование Raspberry Pi Pico с использованием Arduino IDEPython и C/C++ отлично подходит для программирования Picos. Однако возможность программировать Pico точно так же, как Arduino, поможет нам интегрировать Pico в экосистему Arduino.Одна из лучших причин для этого — наличие библиотек для интеграции модулей, датчиков и других сложных вещей без необходимости писать весь код с нуля. Подготовка Arduino IDEДля запуска откройте Tools > Доски > Диспетчер плат и найдите «Pico», выберите «Arduino Mbed OS RP2040 Boards» и нажмите кнопку «Установить». Подключите кабель micro USB к Pico, а затем нажмите и удерживайте кнопку «BOOTSEL», прежде чем подключать USB-кабель к компьютеру.Отпустите BOOTSEL, как только диск RPI-RP2 появится на вашем компьютере. Теперь перейдите в Инструменты > Port, и теперь вы сможете увидеть номер COM-порта.ii. Загрузка примера BlinkПерейдите в раздел «Файлы» > Примеры > Основы > Моргните и нажмите «Загрузить», это загрузит код на плату Pico.iii. ДемонстрацияПосле того, как IDE завершит загрузку кода, вы увидите, как мигает встроенный светодиод Pico. Теперь вы можете использовать Pico как Arduino и программировать его с помощью Arduino IDE. Программирование Raspberry Pi Pico с помощью Tonny Python IDE. Вы можете программировать Pico с помощью MicroPython, подключив его на компьютер через USB, а затем перетаскивая на него файлы.я. Установка MicroPython на PicoДля установки MicroPython на Pico требуется скопировать на него файл «UF2». Файл UF2 представляет собой «файл двоичных данных», который содержит программу, которую можно перенести с ПК на микроконтроллер, такой как печатная плата Arduino или Pico. Чтобы загрузить MicroPython на Pico:1. Загрузите «Файл MicroPython UF2» по ссылке, указанной в описании ниже.2. Подключите кабель micro USB к Pico, а затем нажмите и удерживайте кнопку «BOOTSEL», прежде чем подключать кабель USB к компьютеру.Отпустите BOOTSEL, как только на вашем компьютере появится диск RPI-RP2.3. Перетащите файл UF2 на том RPI-RP2. 4. Ваш Pico перезагрузится. Вот и все, теперь вы используете MicroPython на своем Pico.ii. Установка Tonny Python IDE Для написания кода и сохранения файлов в Pico мы будем использовать «Thonny Python IDE». Thonny поставляется со встроенным Python 3.7, поэтому для изучения программирования вам понадобится всего одна простая программа установки. Для начала: 1. Загрузите и установите «Thonny» бесплатно с веб-сайта Thonny для вашей версии ОС. Ссылка на сайт в описании ниже. Примечание. Если вы используете «Raspberry Pi OS», на ней уже установлен Thonny, но, возможно, потребуется обновить его до последней версии sudo apt update && sudo подходящее обновление -y2. Подключите Raspberry Pi Pico к компьютеру. Затем в Thonny выберите Инструменты > Параметры и перейдите на вкладку «Интерпретатор». В раскрывающемся списке интерпретатора выберите «MicroPython (Raspberry Pi Pico)». Выпадающее меню порта можно оставить для «автоматического обнаружения Pico».Нажмите «ОК», чтобы закрыть. 3. Появится всплывающая оболочка Python под названием «REPL» (чтение, оценка, печать, цикл), показывающая, что Pico подключен и работает.iii. Загрузка Blink Пример1. Нажмите на панели главного редактора Thonny и введите следующий код, чтобы переключить встроенный светодиод. Из импорта машины Pin, Timerled = Pin(25, Pin.OUT)timer = Timer()def blink(timer):led.toggle() timer.init (частота = 2,5, режим = Timer.PERIODIC, обратный вызов = мигание) 2. Нажмите кнопку «Выполнить», чтобы выполнить код. 3. Тонни спросит, хотите ли вы сохранить файл на «Этот компьютер» или «Устройство MicroPython».Выберите «Устройство MicroPython». Введите «blink.py» в качестве имени файла. Убедитесь, что вы ввели «.py» в качестве расширения файла, чтобы Тонни распознал его как файл Python. IV. Демонстрация Теперь вы должны увидеть, как встроенный светодиод включается и выключается, пока вы не нажмете кнопку «Стоп». Разница между Raspberry Pi Pico и Arduino* До Raspberry Pi Pico компания Raspberry Pi всегда была известна своими одноплатными компьютерами. Однако в 2021 году Raspberry Pi Foundation сделала несколько шагов вперед и выпустила Raspberry Pi Pico, бросив прямой вызов Arduino и всем другим микроконтроллерам на основе плат.* Arduino впервые был представлен в 2005 году, и с тех пор на рынке были проданы миллионы модулей Arduino. По сравнению с этим отклик, полученный Pico после первого запуска в 2021 году, просто ошеломляет*. Оба устройства предназначены для автоматизации приложений, не требующих вмешательства человека. * Pico можно использовать отдельно или в сочетании с Arduino для целей автоматизации и искусственного интеллекта. * Оба модуля различаются по энергопотреблению, стоимости, функциональности и цене. * Платы Pico поставляются не распаянными, а Arduino поставляется предварительно припаянными или не распаянными.* Модуль Pico поддерживает MicroPython и C/C++, в то время как коды Arduino написаны на C/C++ с использованием Arduino.IDE. Итак, какой из них выбрать… Pico или Arduino? Преимущества и недостатки Теперь давайте посмотрим на плюсы и минусы этого микроконтроллера. board.Преимущества: * Raspberry Pi Pico — дешевый, очень маленький и простой в использовании микроконтроллер * Pico — это двухъядерное устройство, соединенное с высокопроизводительной шинной матрицей, что означает, что оба его ядра могут дать вам полную производительность одновременно * Pico потребляет очень низкое энергопотребление * Pico подходит для макетной платы * Pico можно запрограммировать с помощью C/C++ и MicroPython * Pico можно запрограммировать с помощью Arduino IDE * Pico имеет 26-кратное многофункциональность 3. Контакты GPIO 3 В (23 цифровых + 3 аналоговых) * Pico поставляется с 8 программируемыми входами/выходами (PIO) и 2 аналоговыми входами * Pico загружается быстро и не требует безопасного завершения работы Недостатки: * Pico полностью лишен WiFi и Bluetooth без каких-либо дополнительных ons * На верхней стороне платы отсутствует маркировка GPIO * Плата поставляется не распаянной, поэтому вам придется припаять контакты разъема или установить ее на поверхность, чтобы использовать ее в своем проекте * Контакты GPIO рассчитаны на 3,3 В, что можно рассматривать как недостаток, однако устройства, рассчитанные на 5 В, все еще могут использоваться с 3 В через делитель напряжения или преобразователь логического уровня.* Pico по-прежнему использует порт micro-USB. В то время как многие другие микроконтроллеры перешли на USB-C, Pico по-прежнему поставляется с портом micro-USB. и великолепный Raspberry Pi Pico в вашем следующем проекте. Бьюсь об заклад, в вашей голове должно быть много проектных идей, так что берите все необходимое и начинайте программировать. И чего же вы ждете??? Спасибо Еще раз спасибо за проверку моего поста. Я надеюсь, что это поможет вам.Если вы хотите поддержать меня, подпишитесь на мой канал YouTube: https://www.youtube.com/user/tarantula3Сообщения в блоге: https://diyfactory007.blogspot.com/2022/01/getting-started-with-raspberry-pi -pico.htmlVideo: https://youtu.be/vO_2XWJDF70Другие ресурсы:Техническое описание RP2040: https://datasheets.raspberrypi.com/rp2040/rp2040-datasheet.pdfПроектирование оборудования с RP2040: https://datasheets.raspberrypi.com/ rp2040/hardware-design-with-rp2040.pdfТехническое описание Raspberry Pi Pico: https://datasheets.raspberrypi.com/pico/pico-datasheet.pdfНачало работы с Raspberry Pi Pico: https://datasheets.raspberrypi.com/pico/getting-started-with-pico.pdfMicroPython UF2: https://micropython.org/download/rp2-pico/rp2-pico-latest. Веб-сайт uf2Thonny: https://thonny.org/Piper Make: https://make.playpiper.com/CircuitPython 7.1.0: https://circuitpython.org/board/raspberry_pi_pico/Support My Work: BTC: 1M1PdxVxSTPLoMK91XnvEPksVuAa4J4dDpLTC: MQFkVkWimYngMwp5SMySbMP4 : DDe7Fws24zf7acZevoT8uERnmisiHwR5stETH: 0x939aa4e13ecb4b46663c8017986abc0d204cde60BAT: 0x939aa4e13ecb4b46663c8017986abc0d204cde60LBC: bZ8ANEJFsd2MNFfpoxBhtFNPboh7PmD7M2Thanks, ча снова в моей следующей статье.

      Источник постоянного тока TL494

      Сначала определитесь с использованием микросхемы TL494 в качестве генератора сигналов переключателя управления цепями BUCK. IR2104 посылает две дополнительные волны ШИМ для одновременного увеличения мощности привода. INA128 усиливает напряжение выборочного резистора, а 78L12 подает питание на микросхему.

      TL494 Найдите руководство по микросхеме, чтобы понять функцию каждого контакта

      1 контактный/синфазный вход: усилитель ошибки 1 неинвертирующий вход.

      2 фута/инвертирующий вход: ошибка усилителя 1 инвертирующего входа.

      3-контактный вход сравнения/компенсации/ШИМ: подключение к сети RC для повышения стабильности.

      4-контактный/управление мертвым временем: входное напряжение 0–4 В пост. тока, управление рабочим циклом в диапазоне 0–45%. В то же время контакт фактора также можно использовать в качестве терминала плавного пуска, так что ширина импульса постепенно увеличивается до заданного значения в начале.

      5 футов/CT: внешнее синхронизирующее сопротивление генератора.

      6 футов/RT: внешний времязадающий конденсатор генератора. Частота колебаний: f=1/RTCT.

      7 футов/земля: заземление питания.

      8 футов/C1: выход 1 коллектор.

      9 футов/E1: выход 1 эмиттер.

      10 футов/E2: эмиттер выхода 2.

      11 футов/C2: выход 2 коллектора.

      12 футов/Vcc: питание чипа положительное. 7-40 В постоянного тока.

      13-контактный/управление выходом: управление режимом вывода. Когда этот контакт заземлен, два выхода синхронизируются и используются для управления несимметричной схемой.При подключении к высокому уровню две выходные лампы включаются поочередно и могут использоваться для управления двумя переключающими трубками мостовой и двухтактной схемы.

      14 футов/VREF: выход опорного напряжения 5 В постоянного тока.

      15 футов/инвертирующий вход: инвертирующий вход усилителя ошибки 2.

      16 футов / неинвертирующий вход: усилитель ошибки 2, неинвертирующий вход.

      Этот источник питания постоянного тока подключается к усилителю ошибки через сопротивление выборки резистора выборки, а затем через INA128 для многократного усиления напряжения выборки.

      C6 реализует медленный пуск и коэффициент заполнения постепенно увеличивается от 0 до 96% после включения питания

      IR2104 также обратитесь к руководству по микросхеме

      .


      HO и LO выводят две комплементарные волны ШИМ. Обратите внимание, что выходные напряжения LO и HO определяются по-разному

      Нарисуйте схему

      BUCK цепь


      R6 — выборочный резистор. Волна PWM здесь может иметь пиковые помехи. Здесь не рассматривается
      Разделите землю питания и логическую землю, используйте соединение 0 Ом, то есть одноточечное заземление
      При проектировании печатной платы разделите цепь управления и цепь питания, чтобы обеспечить ее стабильность

      %PDF-1.7 % 834 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 834 90 0000000016 00000 н 0000003964 00000 н 0000004149 00000 н 0000004199 00000 н 0000004235 00000 н 0000005569 00000 н 0000005660 00000 н 0000005797 00000 н 0000005934 00000 н 0000006073 00000 н 0000006212 00000 н 0000006345 00000 н 0000006481 00000 н 0000006619 00000 н 0000006756 00000 н 0000006893 00000 н 0000007357 00000 н 0000007783 00000 н 0000008000 00000 н 0000008676 00000 н 0000009066 00000 н 0000009391 00000 н 0000009503 00000 н 0000010229 00000 н 0000010380 00000 н 0000010417 00000 н 0000010763 00000 н 0000010877 00000 н 0000012266 00000 н 0000013611 00000 н 0000013934 00000 н 0000014335 00000 н 0000014672 00000 н 0000015903 00000 н 0000016034 00000 н 0000016061 00000 н 0000016461 00000 н 0000018012 00000 н 0000018292 00000 н 0000018601 00000 н 0000018714 00000 н 0000019336 00000 н 0000019970 00000 н 0000020311 00000 н 0000020869 00000 н 0000020972 00000 н 0000022089 00000 н 0000022923 00000 н 0000023478 00000 н 0000024240 00000 н 0000024789 00000 н 0000025832 00000 н 0000025994 00000 н 0000026284 00000 н 0000027552 00000 н 0000032403 00000 н 0000038947 00000 н 0000044593 00000 н 0000047242 00000 н 0000048361 00000 н 0000048460 00000 н 0000048530 00000 н 0000051019 00000 н 0000051300 00000 н 0000051584 00000 н 0000051845 00000 н 0000053443 00000 н 0000053557 00000 н 0000053884 00000 н 00000

      00000 н 00000
      00000 н 0000091892 00000 н 0000091931 00000 н 0000093494 00000 н 0000093533 00000 н 0000093896 00000 н 0000094297 00000 н 0000101596 00000 н 0000101635 00000 н 0000103268 00000 н 0000212884 00000 н 0000213001 00000 н 0000213118 00000 н 0000213186 00000 н 0000213396 00000 н 0000213464 00000 н 0000213532 00000 н 0000213649 00000 н 0000213741 00000 н 0000002096 00000 н трейлер ]/предыдущая 1355080>> startxref 0 %%EOF 923 0 объект >поток х [pgϮ$[%VHZywJjk)CZE̮M\ja:Mih)N&i4mQuB mh%VJ,9av7:i3]7v9v}Iү6Υu7 ǁ֝ t˓[email protected]::=w^?,m}M&wM.

Author:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *