Len tie najdôležitejšie veci.
Napájacie napätie 8-35V (zdá sa možné až 40V, ale netestoval som to)
Schopnosť pracovať v režime jedného zdvihu a push-pull.
V režime s jedným cyklom je maximálne trvanie impulzu 96 % (nie menej ako 4 % mŕtveho času).
Pri dvojtaktnej verzii nemôže byť trvanie mŕtveho času menšie ako 4 %.
Privedením napätia 0...3,3V na kolík 4 môžete nastaviť mŕtvy čas. A vykonajte hladké spustenie.
Je tu zabudovaný stabilizovaný zdroj referenčného napätia 5V a prúdu do 10mA.
Zabudovaná je ochrana proti nízkemu napájaciemu napätiu, vypnutie pod 5,5...7V (najčastejšie 6,4V). Problém je v tom, že pri tomto napätí už mosfety prechádzajú do lineárneho režimu a vyhoria...
Generátor mikroobvodov je možné vypnúť zatvorením kolíka Rt (6), kolíka referenčného napätia (14) alebo kolíka Ct (5) k zemi pomocou kľúča.
Pracovná frekvencia 1…300 kHz.
Dva vstavané „chybové“ operačné zosilňovače so ziskom Ku=70..95dB. Vstupy - výstupy (1); (2) a (15); (16). Výstupy zosilňovačov sú kombinované prvkom OR, takže ten, ktorého výstupné napätie je väčšie, riadi trvanie impulzu. Jeden zo vstupov komparátora je zvyčajne viazaný na referenčné napätie (14) a druhý - tam, kde je to potrebné... Oneskorenie signálu vo vnútri zosilňovača je 400 ns, nie sú určené na prevádzku v rámci jedného hodinového cyklu.
Výstupné stupne mikroobvodu s priemerným prúdom 200 mA rýchlo nabíjajú vstupnú kapacitu brány výkonného mosfetu, ale nezabezpečujú jej vybitie. v rozumnom čase. Preto je potrebný externý ovládač.
Pin (5) kondenzátor C2 a pin (6) rezistory R3; R4 - nastavte frekvenciu vnútorného oscilátora mikroobvodu. V režime push-pull je delený 2.
Je tu možnosť synchronizácie, spúšťania vstupnými impulzmi.
Jednocyklový generátor s nastaviteľnou frekvenciou a pracovným cyklom
Jednocyklový generátor s nastaviteľnou frekvenciou a pracovným cyklom (pomer trvania impulzu k trvaniu pauzy). S jedným tranzistorovým výstupným budičom. Tento režim je realizovaný pripojením kolíka 13 k spoločnej napájacej zbernici.
Schéma (1)
Keďže mikroobvod má dva výstupné stupne, ktoré v tomto prípade pracujú vo fáze, môžu byť zapojené paralelne, aby sa zvýšil výstupný prúd... Alebo nie je zahrnutý... (na schéme je zelený) Tiež rezistor R7 nie je vždy nainštalovaný.
Meraním napätia na rezistore R10 pomocou operačného zosilňovača môžete obmedziť výstupný prúd. Druhý vstup je napájaný referenčným napätím z deliča R5; R6. No vidíš, R10 sa zahreje.
reťazec C6; R11, na (3) nohe, je umiestnený kvôli väčšej stabilite, datasheet si to pýta, ale ide to aj bez neho. Tranzistor možno použiť aj ako štruktúru NPN.
Schéma (2)
Schéma (3)
Jednocyklový generátor s nastaviteľnou frekvenciou a pracovným cyklom. S dvomi tranzistorovými výstupnými budičmi (doplnkový zosilňovač).
Čo môžem povedať? Tvar signálu je lepší, prechodné procesy v spínacích momentoch sú obmedzené, zaťažiteľnosť je vyššia a tepelné straty sú nižšie. Aj keď to môže byť subjektívny názor. Ale. Teraz používam iba dvojtranzistorový ovládač. Áno, odpor v obvode brány obmedzuje rýchlosť spínania prechodových javov.
Schéma (4)
A tu máme obvod typického zosilňovacieho (boost) nastaviteľného jednokoncového meniča s reguláciou napätia a obmedzením prúdu.
Obvod je funkčný, zostavil som ho vo viacerých verziách. Výstupné napätie závisí od počtu závitov cievky L1 a od odporu rezistorov R7; R10; R11, ktoré sa vyberajú pri nastavovaní... Samotnú cievku je možné navinúť na čokoľvek. Veľkosť - v závislosti od výkonu. Prsteň, Sh-core, aj to len na tyč. Nemalo by však byť nasýtené. Preto, ak je krúžok vyrobený z feritu, je potrebné ho odrezať a prilepiť s medzerou. Veľké krúžky z počítačových zdrojov budú fungovať dobre, nie je potrebné ich rezať, sú vyrobené z „práškového železa“, medzera je už zabezpečená. Ak je jadro v tvare W, neinštalujeme magnetickú medzeru, dodávajú sa s krátkym stredným jadrom - tieto už medzeru majú. Skrátka namotáme na hrubý medený alebo montážny drôt (0,5-1,0 mm podľa výkonu) a počet závitov je 10 a viac (podľa toho, aké napätie chceme dostať). Záťaž pripájame k plánovanému napätiu nízkeho výkonu. Náš výtvor pripájame k batérii cez výkonnú lampu. Ak sa lampa nerozsvieti plnou intenzitou, zoberte voltmeter a osciloskop...
Vyberáme odpory R7; R10; R11 a počet závitov cievky L1, dosiahnutie zamýšľaného napätia pri záťaži.
Tlmivka Dr1 - 5...10 otáčok s hrubým drôtom na ľubovoľnom jadre. Dokonca som videl možnosti, kde sú L1 a Dr1 navinuté na rovnakom jadre. Sám som to nekontroloval.
Schéma (5)
Toto je tiež skutočný obvod zosilňovača, ktorý možno použiť napríklad na nabíjanie notebooku z autobatérie. Komparátor na vstupoch (15); (16) monitoruje napätie „darcovskej“ batérie a vypne menič, keď napätie na ňom klesne pod zvolenú prahovú hodnotu.
reťazec C8; R12; VD2 - takzvaný Snubber, je určený na potlačenie indukčných emisií. Nízkonapäťový MOSFET šetrí, napríklad IRF3205 znesie, ak sa nemýlim, (odtok - zdroj) až 50V. To však výrazne znižuje účinnosť. Dióda aj odpor sa dosť zahrievajú. To zvyšuje spoľahlivosť. V niektorých režimoch (obvodoch) bez neho výkonný tranzistor jednoducho okamžite vyhorí. Ale niekedy to ide aj bez toho všetkého... Treba sa pozrieť na osciloskop...
Schéma (6)
Hlavný generátor push-pull.
Rôzne možnosti dizajnu a úpravy.
Na prvý pohľad obrovská rozmanitosť spínacích obvodov sa znižuje na oveľa skromnejší počet tých, ktoré skutočne fungujú... Prvá vec, ktorú zvyčajne urobím, keď vidím „prefíkaný“ obvod, je prekresliť ho do štandardu, ktorý je mi známy. mne. Predtým sa to nazývalo GOST. V súčasnosti nie je jasné, ako kresliť, čo sťažuje vnímanie. A skrýva chyby. Myslím si, že sa to často robí zámerne.
Hlavný oscilátor pre polovičný mostík alebo mostík. Toto je najjednoduchší generátor Trvanie impulzu a frekvencia sa nastavujú manuálne. Trvanie môžete upraviť aj pomocou optočlena na (3) nohe, ale nastavenie je veľmi ostré. Použil som to na prerušenie činnosti mikroobvodu. Niektoré „svietidlá“ hovoria, že nie je možné ovládať pomocou (3) kolíka, mikroobvod vyhorí, ale moje skúsenosti potvrdzujú funkčnosť tohto riešenia. Mimochodom, úspešne sa použil vo zváracom invertore.
Otvárame novú pomerne zaujímavú tému o meničoch napätia, najmä automobilových.
Napäťové meniče– to je celkom aktuálna téma pre rádioamatérov, ktorí sa pustili do inštalácie kvalitného reproduktorového systému do svojho auta s výkonným bombovým subwooferom a satelitmi, čím získajú vynikajúci kvalitný zvuk, ktorý poteší uši nielen majiteľa, ale aj tí okolo neho. Samozrejme, neviem, ako veľmi sa to páči iným. Hlavne v noci na dvore bytovky (cca auth. AndReas). Ale priamo pre rádioamatéra je dôležitý samotný fakt kvality zvuku. Dokonalosť dosiahnete, ak máte viacero komponentov: po prvé, inštaláciou správne vypočítaného a zostaveného subwoofera (najlepšie domáceho), po druhé pripojením akustického systému pozostávajúceho zo subwoofera a satelitov k audiofrekvenčnému výkonovému zosilňovaču s nízkym koeficientom. nelineárneho skreslenia a po tretie napájaním audiofrekvenčného výkonového zosilňovača (UMPA) z palubnej siete vozidla (potreba napäťový transformátor). V tomto článku sa zameriame na posledný faktor podrobnejšie.
Napätie automobilovej palubnej siete je 12 ... 14 voltov. Ako viete, všetky kvalitné, výkonné audio zosilňovače vyžadujú podstatne vyššie napájacie napätie (až 100 voltov), čo sa dá dosiahnuť používaním. Hlavné bloky typických meničov napätia pozostávajú z regulátora PWM a koncového stupňa s použitím výkonných tranzistorov a transformátora. Ako regulátor PWM pre automobilové meniče napätia je možné použiť rôzne mikroobvody. Obzvlášť populárny a široko používaný je TL494 alebo KR1114EU4. V skutočnosti sa na lokalite už nachádza niekoľko obvodov meniča napätia. Pozrite sa na: 12-220-voltový prevodník - celkom dobrá voľba na konverziu na napájací zdroj zosilňovača; Najjednoduchší menič napätia; Pulzný menič napätia je vážnejšou možnosťou pomocou TL494 alebo KR1114EU4. Za zmienku určite stojí aj automobilový menič napätia určený na napájanie audio zosilňovača na čipe TDA7294 - zostavený na TL494 alebo KR1114EU4.
Teraz poďme hovoriť o transformátore. Transformátor pre automobilový menič napätia hojdačky na feritovom krúžku. Z domácich feritov sú najlepšie vlastnosti akosti 2500NMS1 a 2500NMS2, keďže majú na rozdiel od iných akostí negatívnu teplotnú závislosť strát a sú určené pre silné magnetické polia. Ale je tiež možné použiť 2000NM1, ako obľúbenejšiu značku. Môžete použiť prstene 40x25x11 alebo 45x28x12. Pre spoľahlivosť je lepšie vziať dva tieto prstene, pretože... Potrebujete veľa sily a môžete ich zlepiť akýmkoľvek lepidlom na keramiku. Po nalepení okraje zaokrúhlite pilníkom.
Teraz musíte vypočítať počet závitov vinutia v závislosti od požadovaného napätia a výkonu na výstupe automobilového meniča napätia. Zoberme si ako príklad maximálny výkon transformátora 500 wattov. Potom sa prúd v primárnom vinutí rovná I = 500/12 = 41,66 ampérov. V okrúhlych číslach vezmeme I = 42 A. Ale v meničoch napätia je primárne vinutie transformátora rozdelené na dve časti (push-pull napäťový transformátor). V súlade s tým bude prúd v každom ramene 21 ampérov. Vyberte prierez drôtu vinutia transformátora. Plocha prierezu je S = 0,157 * 21 = 3,297 mm 2 alebo drôt s prierezom D = 2 mm. Ale čím je drôt hrubší, tým nižšia je účinnosť a tým vyššie je zahrievanie transformátora. Odporúča sa odobrať niekoľko drôtov s menším priemerom, napríklad 0,6 mm. Jeho plochu vypočítame pomocou vzorca S=?*R 2, t.j. 0,3 2 * 3,14 = 0,283 mm 2. Ďalej, 3,297 / 0,283 = 11,7 bude zaokrúhlené na 12. Na navinutie jedného ramena teda potrebujeme 12 drôtov s prierezom 0,6 mm. Sekundárne vinutie transformátora meniča napätia sa vypočíta rovnakým spôsobom. Maximálny prúd určíme v závislosti od požadovaného napätia (t. j. napájacieho napätia audiofrekvenčného výkonového zosilňovača); vynásobte prúd 0,157 mm 2 a zistite prierez drôtu; Vypočítame, koľko drôtov s menším prierezom bude potrebných. Po rozhodnutí o počte závitov v primárnom vinutí môžete prejsť k samotnému vinutiu transformátora meniča napätia automobilu. Na tento účel sa odoberie všetkých 12 drôtov, ak sa použije drôt s prierezom 0,6 mm, prepletú sa s pigtailom a navinú sa na krúžky. Druhá časť primárneho vinutia je tiež navinutá. Je veľmi dôležité, aby závity oboch vinutí boli rozložené rovnomerne po celom prstenci, inak sa transformátor meniča zahrieva, najmä pri maximálnom alebo blízkom tejto hodnote výkonu. Môžete to navinúť iným spôsobom. Naviňte 12 samostatných vinutí pre jedno rameno a potom rovnakým spôsobom pre druhé a spojte ich. Vodiče transformátora vedú priamo na dosku plošných spojov. Musíte sa pripojiť takto: 1-začiatok, 2-koniec, t.j. 1;2;1;2. Na konci vinutia primárneho vinutia ho môžete omotať tkaninovou izolačnou páskou a potom navinúť sekundárne. Sekundárne vinutie je navinuté rovnakým spôsobom. Počet závitov bude závisieť od napätia, ktoré chcete dosiahnuť. Program môžete použiť na výpočet impulzného transformátora pre automobilový menič napätia:
Stiahnite si program na výpočet impulzného transformátora
Osobitnú pozornosť treba venovať aj usmerňovaniu a stabilizácii výsledného napätia na výstupe transformátora automobilového meniča. Je potrebné vybrať impulzné diódy tak, aby odolali požadovanej sile prúdu, schopné pracovať pri frekvencii 80 ... 100 kHz. Na výstupe musia byť nainštalované tlmivky. Pre jadro tlmiviek môžete použiť krúžky používané v počítačových zdrojoch. Mimochodom, odtiaľ môžete odstrániť aj PWM ovládač TL494 (KR1114EU4). Tlmivky obsahujú 5...6 závitov drôtu s prierezom minimálne 2 mm. Je tu ešte jeden malý trik. Zvyčajne sa pri napájaní zariadení vrátane zosilňovačov zvukovej frekvencie používajú veľmi veľké filtračné kondenzátory. Odporúča sa 1000...2000 µF na 1 ampérovú záťaž. Ale pre automobilové meniče napätia nie je dôležitá kapacita kondenzátorov, ale počet samotných kondenzátorov. Tie. je lepšie dať povedzme 10 kusov na 1000 mikrofaradov ako jeden na 47000 mikrofaradov.
Štrukturálne možno princíp činnosti automobilového meniča napätia opísať nasledovne. PWM regulátor TL494 (KR1114EU4) nastavuje frekvenciu otvárania a zatvárania tranzistorov. Takýto menič napätia sa nazýva push-pull, pretože keď je jedno rameno otvorené, druhé sa zatvára. Zmena režimu nastáva pri špecifikovanej frekvencii PWM regulátora. Jednosmerné napätie, prevedené koncovým stupňom na výkonných tranzistoroch na striedavé, sa privádza do transformátora. Potom je napätie usmernené diódovým mostíkom, filtrované tlmivkami a kondenzátormi. Potom automobilový menič napätia vykonáva priamo funkciu, pre ktorú bol vytvorený.
No, od poloteórie prejdime k praxi a do prasiatka pridáme vyššie uvedené odkazy na obvody meniča napätia nasledujúce diagramy.
Automobilový menič napätia s výkonom 500 wattov.
Možnosti využitia výstupov automobilového meniča napätia:
Počet výstupných vinutí automobilového meniča napätia je možné znížiť alebo dokonca zvýšiť použitím ultra-vysokorýchlostných diód, ktorých prevádzkové napätie je oveľa vyššie ako napätie Schottkyho diód, čo umožňuje získať výstupné napätie do 90 V a pri výmene elektrolytických filtračných kondenzátorov s vyšším napätím a nad 90 voltov.
Ako vidíte, vo výstupnom stupni automobilového meniča napätia sú použité výkonné poľné spínače IRF3205 (domáci analóg KP783A). Môže byť nahradený NTP5426, IRF540, IRF1405, IRF1407, IRF2805.
Prepracovaný výstupný obvod využíva 30EPF06 vysokorýchlostné diódy.
Trochu výkonu a predstavujeme nasledujúci obvod 300-wattového automobilového meniča napätia.
Vo všeobecnosti základný rozdiel v obvodoch spočíva iba v zjednodušení koncového stupňa. Možnosti použitia výstupov prevodníka sú nasledovné:
A ak zvýšime počet výkonných IRF3205 tranzistorov s efektom poľa vo výstupnom stupni meniča napätia na tri na rameno, dostaneme veľmi slušný výkon 700 wattov.
Teda pri použití automobilový menič napätiaŠtrukturálne by to malo vyzerať asi takto:
Môžete si stiahnuť aj nákres dosky plošných spojov a umiestnenie dielov na nej vo formáte .lay:
Stiahnite si výkres PCB
Tieto meniče napätia sú napriek zjednodušenému dizajnu obvodu celkom spoľahlivé.
Bezprostredne pred uverejnením článku, dodatočným prehrabávaním sa v RuNet, som dospel k záveru, že niektoré komponenty môžu byť vylúčené z vyššie uvedených obvodov automobilových meničov napätia, čím sa výrazne zjednodušil dizajn. Konkrétne, koncový stupeň na tranzistoroch s efektom poľa je pripojený priamo k výstupnému transformátoru. Vylúčené sú tlmivky L4 pre 300 W a transformátor TV1 so všetkými potrubiami pre 500 a 700 W meniče. Môžete odstrániť optočlen IC1, čím odstránite ochrannú jednotku. V dôsledku toho môžete získať veľmi ľahko replikovateľný obvod meniča napätia v automobiloch.
K tomuto obvodu existuje aj plošný spoj vo formáte .lay. V archíve sú tri pečate. Prvou možnosťou je plošný spoj s podpísanými prvkami, druhou možnosťou je obvyklá možnosť s jedným výstupným napätím, tretia možnosť je s dvomi rôznymi výstupnými napätiami.
Len tie najdôležitejšie veci.
Napájacie napätie 8-35V (zdá sa možné až 40V, ale netestoval som to)
Schopnosť pracovať v režime jedného zdvihu a push-pull.
V režime s jedným cyklom je maximálne trvanie impulzu 96 % (nie menej ako 4 % mŕtveho času).
Pri dvojtaktnej verzii nemôže byť trvanie mŕtveho času menšie ako 4 %.
Privedením napätia 0...3,3V na kolík 4 môžete nastaviť mŕtvy čas. A vykonajte hladké spustenie.
Je tu zabudovaný stabilizovaný zdroj referenčného napätia 5V a prúdu do 10mA.
Zabudovaná je ochrana proti nízkemu napájaciemu napätiu, vypnutie pod 5,5...7V (najčastejšie 6,4V). Problém je v tom, že pri tomto napätí už mosfety prechádzajú do lineárneho režimu a vyhoria...
Generátor mikroobvodov je možné vypnúť zatvorením kolíka Rt (6), kolíka referenčného napätia (14) alebo kolíka Ct (5) k zemi pomocou kľúča.
Pracovná frekvencia 1…300 kHz.
Dva vstavané „chybové“ operačné zosilňovače so ziskom Ku=70..95dB. Vstupy - výstupy (1); (2) a (15); (16). Výstupy zosilňovačov sú kombinované prvkom OR, takže ten, ktorého výstupné napätie je väčšie, riadi trvanie impulzu. Jeden zo vstupov komparátora je zvyčajne viazaný na referenčné napätie (14) a druhý - tam, kde je to potrebné... Oneskorenie signálu vo vnútri zosilňovača je 400 ns, nie sú určené na prevádzku v rámci jedného hodinového cyklu.
Výstupné stupne mikroobvodu s priemerným prúdom 200 mA rýchlo nabíjajú vstupnú kapacitu brány výkonného mosfetu, ale nezabezpečujú jej vybitie. v rozumnom čase. Preto je potrebný externý ovládač.
Pin (5) kondenzátor C2 a pin (6) rezistory R3; R4 - nastavte frekvenciu vnútorného oscilátora mikroobvodu. V režime push-pull je delený 2.
Je tu možnosť synchronizácie, spúšťania vstupnými impulzmi.
Jednocyklový generátor s nastaviteľnou frekvenciou a pracovným cyklom
Jednocyklový generátor s nastaviteľnou frekvenciou a pracovným cyklom (pomer trvania impulzu k trvaniu pauzy). S jedným tranzistorovým výstupným budičom. Tento režim je realizovaný pripojením kolíka 13 k spoločnej napájacej zbernici.
Schéma (1)
Keďže mikroobvod má dva výstupné stupne, ktoré v tomto prípade pracujú vo fáze, môžu byť zapojené paralelne, aby sa zvýšil výstupný prúd... Alebo nie je zahrnutý... (na schéme je zelený) Tiež rezistor R7 nie je vždy nainštalovaný.
Meraním napätia na rezistore R10 pomocou operačného zosilňovača môžete obmedziť výstupný prúd. Druhý vstup je napájaný referenčným napätím z deliča R5; R6. No vidíš, R10 sa zahreje.
reťazec C6; R11, na (3) nohe, je umiestnený kvôli väčšej stabilite, datasheet si to pýta, ale ide to aj bez neho. Tranzistor možno použiť aj ako štruktúru NPN.
Schéma (2)
Schéma (3)
Jednocyklový generátor s nastaviteľnou frekvenciou a pracovným cyklom. S dvomi tranzistorovými výstupnými budičmi (doplnkový zosilňovač).
Čo môžem povedať? Tvar signálu je lepší, prechodné procesy v spínacích momentoch sú obmedzené, zaťažiteľnosť je vyššia a tepelné straty sú nižšie. Aj keď to môže byť subjektívny názor. Ale. Teraz používam iba dvojtranzistorový ovládač. Áno, odpor v obvode brány obmedzuje rýchlosť spínania prechodových javov.
Schéma (4)
A tu máme obvod typického zosilňovacieho (boost) nastaviteľného jednokoncového meniča s reguláciou napätia a obmedzením prúdu.
Obvod je funkčný, zostavil som ho vo viacerých verziách. Výstupné napätie závisí od počtu závitov cievky L1 a od odporu rezistorov R7; R10; R11, ktoré sa vyberajú pri nastavovaní... Samotnú cievku je možné navinúť na čokoľvek. Veľkosť - v závislosti od výkonu. Prsteň, Sh-core, aj to len na tyč. Nemalo by však byť nasýtené. Preto, ak je krúžok vyrobený z feritu, je potrebné ho odrezať a prilepiť s medzerou. Veľké krúžky z počítačových zdrojov budú fungovať dobre, nie je potrebné ich rezať, sú vyrobené z „práškového železa“, medzera je už zabezpečená. Ak je jadro v tvare W, neinštalujeme magnetickú medzeru, dodávajú sa s krátkym stredným jadrom - tieto už medzeru majú. Skrátka namotáme na hrubý medený alebo montážny drôt (0,5-1,0 mm podľa výkonu) a počet závitov je 10 a viac (podľa toho, aké napätie chceme dostať). Záťaž pripájame k plánovanému napätiu nízkeho výkonu. Náš výtvor pripájame k batérii cez výkonnú lampu. Ak sa lampa nerozsvieti plnou intenzitou, zoberte voltmeter a osciloskop...
Vyberáme odpory R7; R10; R11 a počet závitov cievky L1, dosiahnutie zamýšľaného napätia pri záťaži.
Tlmivka Dr1 - 5...10 otáčok s hrubým drôtom na ľubovoľnom jadre. Dokonca som videl možnosti, kde sú L1 a Dr1 navinuté na rovnakom jadre. Sám som to nekontroloval.
Schéma (5)
Toto je tiež skutočný obvod zosilňovača, ktorý možno použiť napríklad na nabíjanie notebooku z autobatérie. Komparátor na vstupoch (15); (16) monitoruje napätie „darcovskej“ batérie a vypne menič, keď napätie na ňom klesne pod zvolenú prahovú hodnotu.
reťazec C8; R12; VD2 - takzvaný Snubber, je určený na potlačenie indukčných emisií. Nízkonapäťový MOSFET šetrí, napríklad IRF3205 znesie, ak sa nemýlim, (odtok - zdroj) až 50V. To však výrazne znižuje účinnosť. Dióda aj odpor sa dosť zahrievajú. To zvyšuje spoľahlivosť. V niektorých režimoch (obvodoch) bez neho výkonný tranzistor jednoducho okamžite vyhorí. Ale niekedy to ide aj bez toho všetkého... Treba sa pozrieť na osciloskop...
Schéma (6)
Hlavný generátor push-pull.
Rôzne možnosti dizajnu a úpravy.
Na prvý pohľad obrovská rozmanitosť spínacích obvodov sa znižuje na oveľa skromnejší počet tých, ktoré skutočne fungujú... Prvá vec, ktorú zvyčajne urobím, keď vidím „prefíkaný“ obvod, je prekresliť ho do štandardu, ktorý je mi známy. mne. Predtým sa to nazývalo GOST. V súčasnosti nie je jasné, ako kresliť, čo sťažuje vnímanie. A skrýva chyby. Myslím si, že sa to často robí zámerne.
Hlavný oscilátor pre polovičný mostík alebo mostík. Toto je najjednoduchší generátor Trvanie impulzu a frekvencia sa nastavujú manuálne. Trvanie môžete upraviť aj pomocou optočlena na (3) nohe, ale nastavenie je veľmi ostré. Použil som to na prerušenie činnosti mikroobvodu. Niektoré „svietidlá“ hovoria, že nie je možné ovládať pomocou (3) kolíka, mikroobvod vyhorí, ale moje skúsenosti potvrdzujú funkčnosť tohto riešenia. Mimochodom, úspešne sa použil vo zváracom invertore.
PRINCÍP PREVÁDZKY TL494
NA PRÍKLADE AUTOMOBILOVÝCH MENIČOV NAPÄTIA
TL494 je v podstate legendárny čip pre spínané zdroje. Niektorí môžu, samozrejme, tvrdiť, že teraz existujú novšie, pokročilejšie regulátory PWM a aký má zmysel pohrávať sa s týmto odpadom. Osobne k tomu môžem povedať len jedno - Lev Tolstoj vo všeobecnosti písal rukou a ako písal! Ale prítomnosť Wordu dvetisíc trinásť na vašom počítači nikoho ani len nepovzbudila, aby napísal aspoň normálny príbeh. No dobre, tí, ktorí majú záujem, hľadajte ďalej, tí, čo nie - všetko najlepšie!
Okamžite chcem urobiť rezerváciu - budeme hovoriť o TL494 vyrábanom spoločnosťou Texas Instruments. Faktom je, že tento regulátor má obrovské množstvo analógov vyrábaných rôznymi továrňami a hoci ich štruktúrny diagram je VEĽMI podobný, stále to nie sú úplne rovnaké mikroobvody - dokonca aj zosilňovače chýb na rôznych mikroobvodoch majú rôzne hodnoty zisku s rovnakým pasívnym prvkom. elektroinštalácie . Po výmene si teda URČITE dvakrát skontrolujte parametre opravovaného zdroja - osobne som na tieto hrable stúpil.
Hovorilo sa to, ale tu sa začína rozprávka. Tu je bloková schéma TL494 od Texas Instruments. Ak sa pozriete pozorne, nie je v ňom toľko náplní, ale práve táto kombinácia funkčných jednotiek umožnila tomuto ovládaču získať obrovskú popularitu za nízku cenu.
Mikroobvody sa vyrábajú ako v bežných DIP obaloch, tak aj v plošných pre povrchovú montáž. Pinout je v oboch prípadoch podobný. Osobne kvôli mojej slepote uprednostňujem prácu staromódnym spôsobom - obyčajné odpory, DIP obaly atď.
Siedmy a dvanásty kolík je napájaný napájacím napätím, siedmy je MINUS, alebo GENERAL, a dvanásty je PLUS. Rozsah napájacích napätí je pomerne veľký - od päť do štyridsať voltov. Pre prehľadnosť je mikroobvod zviazaný s pasívnymi prvkami, ktoré nastavujú jeho prevádzkové režimy. Čo je určené na to, čo sa ukáže po spustení mikroobvodu. Áno, áno, presne spustenie, pretože mikroobvod nezačne pracovať okamžite po pripojení napájania. No, po prvé.
Pri pripájaní napájania sa teda napätie na dvanástom kolíku TL494 samozrejme neobjaví okamžite - nabitie kondenzátorov výkonového filtra bude nejaký čas trvať a výkon skutočného zdroja energie samozrejme nie je nekonečné. Áno, tento proces je dosť prchavý, ale stále existuje - napájacie napätie sa v priebehu času zvyšuje z nuly na nominálnu hodnotu. Predpokladajme, že naše menovité napájacie napätie je 15 voltov a dodávame ho do riadiacej dosky.
Napätie na výstupe stabilizátora DA6 bude takmer rovnaké ako napájacie napätie celého mikroobvodu, kým hlavný výkon nedosiahne stabilizačné napätie. Pokiaľ je pod 3,5 voltu, výstup komparátora DA7 bude mať logickú úroveň, keďže tento komparátor monitoruje hodnotu interného referenčného napájacieho napätia. Táto logická jednotka je privádzaná do logického prvku OR DD1. Princíp fungovania logického prvku OR je taký, že ak má aspoň jeden z jeho vstupov logickú jednotku, výstup bude jedna, t.j. ak je jeden na prvom vstupe ALEBO na druhom, ALEBO na treťom ALEBO na štvrtom, potom výstup DD1 bude jeden a na ostatných vstupoch nezáleží. Ak je teda napájacie napätie nižšie ako 3,5 V, DA7 blokuje ďalší prechod hodinového signálu a na výstupoch mikroobvodu sa nič nedeje - neexistujú žiadne riadiace impulzy.
Akonáhle však napájacie napätie presiahne 3,5 voltu, napätie na invertujúcom vstupe sa zvýši ako na neinvertujúcom vstupe a komparátor zmení svoje výstupné napätie na logickú nulu, čím sa odstráni prvý blokovací stupeň.
Druhý blokovací stupeň je riadený komparátorom DA5, ktorý sleduje hodnotu napájacieho napätia a to jeho hodnotu 5 voltov, keďže vnútorný stabilizátor DA6 nedokáže vyprodukovať väčšie napätie ako na svojom vstupe. Akonáhle napájacie napätie presiahne 5 voltov, zvýši sa na invertujúcom vstupe DA5, pretože na neinvertujúcom vstupe je obmedzené stabilizačným napätím zenerovej diódy VDin5. Napätie na výstupe komparátora DA5 sa bude rovnať logickej nule a keď dosiahne vstup DD1, druhý blokovací stupeň sa odstráni.
Vnútorné referenčné napätie 5 voltov sa používa aj vo vnútri mikroobvodu a je vyvedené mimo neho cez kolík 14. Vnútorné použitie zaručuje stabilnú prevádzku interných komparátorov DA3 a DA4, keďže tieto komparátory generujú riadiace impulzy na základe veľkosti generovaného pílového napätia generátorom G1.
Tu je lepšie v poriadku. Mikroobvod obsahuje generátor píly, ktorého frekvencia závisí od časovacieho kondenzátora C3 a odporu R13. Navyše R13 sa priamo nezúčastňuje na tvorbe píly, ale slúži ako regulačný prvok generátora prúdu, ktorý nabíja kondenzátor C3. Znížením hodnoty R13 sa teda nabíjací prúd zvyšuje, kondenzátor sa nabíja rýchlejšie a v súlade s tým sa zvyšuje frekvencia hodín a amplitúda generovanej píly sa zachováva.
Ďalej píla prejde na invertujúci vstup komparátora DA3. Na neinvertujúcom vstupe je referenčné napätie 0,12 V. To presne zodpovedá piatim percentám celého trvania impulzu. Inými slovami, bez ohľadu na frekvenciu sa na výstupe komparátora DA3 objaví logická jednotka presne na päť percent trvania celého riadiaceho impulzu, čím sa zablokuje prvok DD1 a poskytne sa čas pauzy medzi spínaním tranzistorov výstupu. stupeň mikroobvodu. To nie je úplne pohodlné - ak sa frekvencia mení počas prevádzky, potom by sa mal brať do úvahy čas pauzy pre maximálnu frekvenciu, pretože čas pauzy bude minimálny. Tento problém sa však dá celkom jednoducho vyriešiť, ak sa zvýši hodnota referenčného napätia 0,12 voltu a podľa toho sa predĺži aj dĺžka prestávok. To sa dá dosiahnuť zostavením deliča napätia pomocou odporov alebo pomocou diódy s nízkym poklesom napätia na prechode.
Taktiež píla z generátora ide do komparátora DA4, ktorý porovnáva svoju hodnotu s napätím generovaným chybovými zosilňovačmi na DA1 a DA2. Ak je hodnota napätia z chybového zosilňovača pod amplitúdou pílového napätia, tak riadiace impulzy prechádzajú bez zmeny do budiča, ale ak je na výstupoch chybových zosilňovačov nejaké napätie a je väčšie ako minimálna hodnota resp. menšie ako maximálne pílové napätie, potom keď pílové napätie dosiahne napäťovú úroveň z chýb zosilňovača, komparátor DA4 vygeneruje logickú úroveň a vypne riadiaci impulz smerujúci do DD1.
Za DD1 je invertor DD2, ktorý generuje hrany pre hranu ovládajúci D-klopný obvod DD3. Spúšť zase rozdeľuje hodinový signál na dva a striedavo umožňuje činnosť prvkov AND.Podstata činnosti prvkov AND je v tom, že logická jednička sa na výstupe prvku objaví iba v prípade, keď je logická jednotka na svojom jednom vstupe A bude tiež logická na ostatných vstupoch je logická jednotka. Druhé kolíky týchto logických prvkov AND sú navzájom spojené a vystupujú na trinásty kolík, ktorý možno použiť na externé umožnenie činnosti mikroobvodu.
Po DD4, DD5 je dvojica prvkov OR-NOT. Ide o už známy prvok OR, len jeho výstupné napätie je invertované, t.j. Nepravda. Inými slovami, ak aspoň jeden zo vstupov prvku obsahuje logickú jednotku, tak jeho výstup NEBUDE jedna, t.j. nula. A aby sa na výstupe prvku objavila logická jednotka, musí byť na oboch jeho vstupoch prítomná logická nula.
Druhé vstupy prvkov DD6 a DD7 sú pripojené a pripojené priamo k výstupu DD1, ktorý blokuje prvky, pokiaľ je na výstupe DD1 logická jednička.
Z výstupov DD6 a DD7 sa riadiace impulzy dostávajú na bázy tranzistorov koncového stupňa PWM regulátora. Okrem toho samotný mikroobvod používa iba základne a kolektory a žiariče sú umiestnené mimo mikroobvodu a používateľ ich môže používať podľa vlastného uváženia. Napríklad pripojením žiaričov na spoločný vodič a pripojením vinutí zodpovedajúceho transformátora ku kolektorom môžeme priamo ovládať výkonové tranzistory mikroobvodom.
Ak sú kolektory tranzistorov koncového stupňa pripojené k napájaciemu napätiu a emitory sú zaťažené odpormi, získame riadiace impulzy na priame ovládanie hradla výkonových tranzistorov, ktoré, samozrejme, nie sú príliš výkonné - kolektorový prúd tranzistorov koncového stupňa by nemal prekročiť 250 mA.
TL494 môžeme použiť aj na riadenie jednopólových meničov spojením kolektorov a emitorov tranzistorov navzájom. Pomocou tohto obvodu môžete tiež vytvoriť pulzné stabilizátory - pevná doba pauzy zabráni zmagnetizovaniu indukčnosti a môže byť tiež použitá ako viackanálový stabilizátor.
Teraz pár slov o schéme zapojenia a o zapojení regulátora TL494 PWM. Pre lepšiu prehľadnosť si zoberme niekoľko diagramov z internetu a pokúsme sa im porozumieť.
SCHÉMY AUTOMOBILOVÝCH MENIČOV NAPÄTIA
POUŽÍVANIE TL494
Najprv sa pozrime na prevodníky do áut. Diagramy sú brané AKO SÚ, takže okrem vysvetlení vám dovolím zdôrazniť niektoré nuansy, ktoré by som urobil inak.
Takže schéma číslo 1. Automobilový menič napätia, ktorý má stabilizované výstupné napätie a stabilizácia sa vykonáva nepriamo - nie je riadené výstupné napätie meniča, ale napätie na prídavnom vinutí. Výstupné napätia transformátora sú samozrejme prepojené, takže zvýšenie zaťaženia jedného z vinutí spôsobuje pokles napätia nielen na ňom, ale aj na všetkých vinutiach, ktoré sú navinuté na rovnakom jadre. Napätie na prídavnom vinutí je usmernené diódovým mostíkom, prechádza cez atenuátor na odpore R20, je vyhladené kondenzátorom C5 a cez odpor R21 sa dostáva do prvej vetvy mikroobvodu. Pripomeňme si blokovú schému a uvidíme, že prvý výstup je neinvertujúci vstup chybového zosilňovača. Druhý kolík je invertujúci vstup, cez ktorý sa cez rezistor R2 zavádza negatívna spätná väzba z výstupu zosilňovača chýb (kolík 3). Zvyčajne je paralelne s týmto odporom umiestnený kondenzátor 10 ... 47 nanofaradov - to trochu spomaľuje rýchlosť odozvy zosilňovača chýb, ale zároveň výrazne zvyšuje stabilitu jeho prevádzky a úplne eliminuje efekt prekmitu.
Overshoot je príliš silná odozva regulátora na zmeny záťaže a pravdepodobnosť oscilačného procesu. K tomuto efektu sa vrátime, keď úplne pochopíme všetky procesy v tomto obvode, takže sa vrátime na kolík 2, ktorý je odklonený od kolíka 14, čo je výstup vnútorného stabilizátora pri 5 voltoch. Bolo to urobené pre korektnejšiu činnosť chybového zosilňovača - zosilňovač má unipolárne napájacie napätie a s napätiami blízkymi nule sa mu pracuje dosť ťažko. Preto sa v takýchto prípadoch generujú dodatočné napätia, aby sa zosilňovač dostal do prevádzkových režimov.
Okrem iného sa na vytvorenie „mäkkého“ štartu používa stabilizované napätie 5 voltov - cez kondenzátor C1 sa privádza na kolík 4 mikroobvodu. Pripomínam, že čas pauzy medzi riadiacimi impulzmi závisí od napätia na tomto kolíku. Z toho nie je ťažké usúdiť, že kým je kondenzátor C1 vybitý, čas pauzy bude taký dlhý, že presiahne trvanie samotných riadiacich impulzov. Keď sa však kondenzátor nabíja, napätie na štvrtej svorke začne klesať, čím sa skráti čas pauzy. Trvanie riadiacich impulzov sa začne predlžovať, kým nedosiahne hodnotu 5 %. Toto obvodové riešenie umožňuje obmedziť prúd cez výkonové tranzistory pri nabíjaní sekundárnych výkonových kondenzátorov a eliminuje preťaženie výkonového stupňa, pretože efektívna hodnota výstupného napätia sa postupne zvyšuje.
Ôsmy a jedenásty kolík mikroobvodu je pripojený k napájaciemu napätiu, preto koncový stupeň funguje ako emitorový sledovač, a tak to aj je - deviaty a desiaty kolík sú pripojené cez prúd obmedzujúce odpory R6 a R7 k odporom R8 a R9 , ako aj k základniam VT1 a VT2 . Výstupný stupeň regulátora je teda posilnený - otváranie výkonových tranzistorov sa vykonáva cez odpory R6 a R7, v sérii, s ktorými sú zapojené diódy VD2 a VD3, ale zatváranie, ktoré vyžaduje oveľa viac energie, sa uskutočňuje pomocou VT1 a VT2, zapojené ako emitorové sledovače, ale poskytujúce veľké prúdy, sa vyskytujú práve vtedy, keď sa na bránach vytvorí nulové napätie.
Ďalej máme v každom ramene 4 výkonové tranzistory, zapojené paralelne, aby sme získali väčší prúd. Úprimne povedané, použitie týchto konkrétnych tranzistorov spôsobuje určitý zmätok. S najväčšou pravdepodobnosťou ich autor tejto schémy jednoducho mal na sklade a rozhodol sa ich pridať. Faktom je, že IRF540 má maximálny prúd 23 ampérov, energia uložená v bránach je 65 nano Coulombov a najpopulárnejšie tranzistory IRFZ44 majú maximálny prúd 49 ampérov, zatiaľ čo energia brány je 63 nano Coulombov. Inými slovami, použitím dvoch párov IRFZ44 získame malé zvýšenie maximálneho prúdu a dvojnásobné zníženie zaťaženia výstupného stupňa mikroobvodu, čo len zvyšuje spoľahlivosť tohto dizajnu z hľadiska parametrov. A nikto nezrušil formulku „Menej dielov – väčšia spoľahlivosť“.
Výkonové tranzistory musia byť samozrejme z rovnakej šarže, pretože v tomto prípade sa zmenšuje rozptyl parametrov medzi paralelne zapojenými tranzistormi. V ideálnom prípade je samozrejme lepšie vyberať tranzistory na základe ich zisku, ale nie je to vždy možné, ale v každom prípade by ste mali mať možnosť zakúpiť tranzistory z rovnakej šarže.
Paralelne k výkonovým tranzistorom sú sériovo zapojené odpory R18, R22 a kondenzátory C3, C12. Sú to tlmiče, ktoré sú navrhnuté tak, aby potláčali samoindukčné impulzy, ktoré nevyhnutne vznikajú, keď sú pravouhlé impulzy aplikované na indukčnú záťaž. Okrem toho túto záležitosť zhoršuje modulácia šírky impulzov. Tu sa oplatí ísť podrobnejšie.
Kým je výkonový tranzistor otvorený, prúd preteká vinutím a prúd sa neustále zvyšuje a spôsobuje zvýšenie magnetického poľa, ktorého energia sa prenáša do sekundárneho vinutia. Ale akonáhle sa tranzistor uzavrie, prúd prestane prechádzať vinutím a magnetické pole sa začne zrútiť, čo spôsobí, že sa objaví napätie s obrátenou polaritou. Pridaním k existujúcemu napätiu sa objaví krátky impulz, ktorého amplitúda môže prekročiť pôvodne použité napätie. To spôsobí nárast prúdu, spôsobí opakovanú zmenu polarity napätia indukovaného samoindukciou a teraz samoindukcia znižuje množstvo dostupného napätia a akonáhle sa prúd zmenší, polarita samoindukcie indukčný impulz sa opäť zmení. Tento proces je tlmený, ale veľkosti samoindukčných prúdov a napätí sú priamo úmerné celkovému výkonu výkonového transformátora.
V dôsledku týchto výkyvov sa v momente zatvorenia vypínača na vinutí transformátora pozorujú rázové procesy a na ich potlačenie sa používajú tlmiče - odpor rezistora a kapacita kondenzátora sú zvolené tak, aby nabíjanie kondenzátora vyžaduje presne rovnaký čas, aký je potrebný na zmenu polarity samoindukčného pulzného transformátora.
Prečo potrebujete bojovať s týmito impulzmi? Je to všetko veľmi jednoduché - moderné výkonové tranzistory majú nainštalované diódy a ich poklesové napätie je oveľa väčšie ako odpor spínača s otvoreným poľom a sú to diódy, ktoré majú problém, keď začnú zhasínať samoindukčné emisie na výkonových zberniciach. cez seba a hlavne puzdrá výkonových tranzistorov sa zahrievajú nie preto, že sa zahrievajú prechodové kryštály tranzistorov, zahrievajú sa vnútorné diódy. Ak diódy odstránite, spätné napätie doslova zabije výkonový tranzistor pri prvom impulze.
Ak menič nie je vybavený PWM stabilizáciou, potom je čas samoindukčného chvenia relatívne krátky - čoskoro sa otvorí výkonový tranzistor druhého ramena a samoindukcia je udusená malým odporom otvoreného tranzistora.
Ak má však menič PWM riadenie výstupného napätia, tak sa pauzy medzi otváraním výkonových tranzistorov značne predĺžia a prirodzene sa výrazne zvýši čas samoindukčného chvenia, čím sa zvýši zahrievanie diód vo vnútri tranzistorov. Práve z tohto dôvodu sa pri vytváraní stabilizovaných zdrojov neodporúča poskytovať rezervu výstupného napätia viac ako 25% - čas pauzy sa stáva príliš dlhým a to spôsobuje neprimerané zvýšenie teploty koncového stupňa, a to aj v prítomnosť tlmičov.
Z rovnakého dôvodu drvivá väčšina továrenských automobilových výkonových zosilňovačov nemá stabilizáciu, aj keď sa ako regulátor používa TL494 - šetria plochu chladiča meniča napätia.
Teraz, keď sme zvážili hlavné komponenty, poďme zistiť, ako funguje stabilizácia PWM. Uvádza sa, že náš výstup má bipolárne napätie ±60 voltov. Z toho, čo bolo povedané skôr, je zrejmé, že sekundárne vinutie transformátora musí byť navrhnuté tak, aby dodávalo 60 voltov plus 25% percent, t.j. 60 plus 15 sa rovná 75 voltom. Na získanie efektívnej hodnoty 60 voltov však musí byť trvanie jednej polvlny, alebo skôr jednej periódy konverzie, o 25 % kratšie ako nominálna hodnota. Nezabudnite, že v každom prípade bude rušiť čas pauzy medzi spínaním, preto sa 5% zavedených tvarovačom pauzy automaticky odreže a náš riadiaci impulz sa musí znížiť o zvyšných 20%.
Táto prestávka medzi periódami konverzie bude kompenzovaná magnetickou energiou akumulovanou v induktore sekundárneho napájacieho filtra a akumulovaným nábojom v kondenzátoroch. Pravda, pred tlmivku by som nedával elektrolyty, ale ako akékoľvek iné kondenzátory - je lepšie inštalovať kondenzátory za tlmivku a okrem elektrolytov samozrejme inštalovať aj filmové - lepšie potláčajú impulzné rázy a rušenie .
Stabilizácia výstupného napätia sa vykonáva nasledovne. Kým nie je záťaž alebo je veľmi malá, z kondenzátorov C8-C11 sa nespotrebúva takmer žiadna energia a jej obnova si nevyžaduje veľa energie a amplitúda výstupného napätia zo sekundárneho vinutia bude dosť veľká. V súlade s tým bude amplitúda výstupného napätia z prídavného vinutia veľká. To spôsobí zvýšenie napätia na prvom výstupe regulátora, čo následne povedie k zvýšeniu výstupného napätia chybového zosilňovača a trvanie riadiacich impulzov sa skráti na takú hodnotu, že dôjde k rovnováhu medzi spotrebovaným výkonom a výkonom dodávaným do výkonového transformátora.
Akonáhle sa spotreba začne zvyšovať, napätie na prídavnom vinutí klesá a napätie na výstupe chybového zosilňovača prirodzene klesá. To spôsobuje predĺženie trvania riadiacich impulzov a zvýšenie energie dodávanej do transformátora. Trvanie impulzu sa zvyšuje, kým sa opäť nedosiahne rovnováha medzi spotrebovanou a výstupnou energiou. Ak sa zaťaženie zníži, potom opäť nastane nerovnováha a regulátor bude teraz nútený skrátiť trvanie riadiacich impulzov.
Ak sú hodnoty spätnej väzby zvolené nesprávne, môže dôjsť k efektu prekmitu. To platí nielen pre TL494, ale aj pre všetky stabilizátory napätia. V prípade TL494 sa efekt prekmitu zvyčajne vyskytuje v prípadoch, keď neexistujú spätné väzby, ktoré spomaľujú odozvu. Reakciu by ste samozrejme nemali príliš spomaľovať - stabilizačný koeficient môže trpieť, ale príliš rýchla reakcia nie je prospešná. A to sa prejavuje nasledovne. Povedzme, že naše zaťaženie sa zvýšilo, napätie začne klesať, regulátor PWM sa snaží obnoviť rovnováhu, ale robí to príliš rýchlo a zvyšuje trvanie riadiacich impulzov nie proporcionálne, ale oveľa silnejšie. V tomto prípade sa hodnota efektívneho napätia prudko zvyšuje. Samozrejme, teraz regulátor vidí, že napätie je vyššie ako stabilizačné napätie a prudko skracuje trvanie impulzu, pričom sa snaží vyrovnať výstupné napätie a referenciu. Trvanie impulzu sa však skrátilo, ako by malo byť, a výstupné napätie je oveľa menšie, ako je potrebné. Regulátor opäť zvyšuje trvanie impulzov, ale opäť to prehnal - ukázalo sa, že napätie je viac ako potrebné a nezostáva mu nič iné, ako skrátiť trvanie impulzov.
Na výstupe meniča teda nevzniká stabilizované napätie, ale kolísavé o 20-40% nastaveného, a to v smere prebytku aj v smere podhodnotenia. Je nepravdepodobné, že by sa spotrebiteľom takéto napájanie páčilo, takže po zostavení akéhokoľvek meniča by sa mala skontrolovať rýchlosť reakcie na bočníkoch, aby sa nerozlúčili s novo zostaveným plavidlom.
Súdiac podľa poistky je konvertor dosť výkonný, ale v tomto prípade kondenzátory C7 a C8 zjavne nestačia, treba pridať aspoň tri ďalšie. Dióda VD1 slúži na ochranu pred prepólovaním a ak sa tak stane, je nepravdepodobné, že by prežila - vyhodiť 30-40 ampérovú poistku nie je také jednoduché.
No a na záver ostáva dodať, že tento prevodník nie je vybavený systémom wall-buy, t.j. Po pripojení k napájaciemu napätiu sa okamžite spustí a zastaviť sa dá iba vypnutím napájania. To nie je príliš pohodlné - budete potrebovať pomerne výkonný spínač.
Automobilový menič napätia číslo 2, má tiež stabilizované výstupné napätie, o čom svedčí aj prítomnosť optočlena, ktorého LED dióda je pripojená k výstupnému napätiu. Navyše je pripojený cez TL431, čo výrazne zvyšuje presnosť udržiavania výstupného napätia. Fototranzistor optočlena je tiež pripojený na stabilizované napätie pomocou druhého mikrokontroléra TL431. Podstata tohto stabilizátora mi osobne unikla - mikroobvod stabilizoval päť voltov a nemá zmysel inštalovať ďalší stabilizátor. Emitor fototranzistora ide na neinvertujúci vstup chybového zosilňovača (pin 1). Chybový zosilňovač je pokrytý negatívnou spätnou väzbou a na spomalenie jeho reakcie je zavedený odpor R10 a kondenzátor C2.
Druhý chybový zosilňovač sa používa na prinútenie meniča zastaviť sa v núdzovej situácii - ak je na šestnástom kolíku napätie väčšie ako napätie generované deličom R13 a R16, a to je asi dva a pol voltu, ovládač začne skracovať trvanie riadiacich impulzov, až kým úplne nezmiznú.
Mäkký štart je organizovaný presne rovnakým spôsobom ako v predchádzajúcej schéme - vytvorením pauzy, hoci kapacita kondenzátora C3 je trochu malá - nastavil by som ju na 4,7...10 µF.
Výstupný stupeň mikroobvodu pracuje v režime emitorového sledovača, na zosilnenie prúdu sa používa plnohodnotný prídavný emitorový sledovač na tranzistoroch VT1-VT4, ktorý je zase naložený na brány zariadení výkonového poľa, aj keď by som znížil menovité hodnoty R22-R25 až 22...33 Ohmov. Ďalej sú to tlmiče a výkonový transformátor, za ktorým je diódový mostík a antialiasingový filter. Filter v tomto obvode je vyrobený správnejšie - je na rovnakom jadre a obsahuje rovnaký počet závitov. Toto začlenenie poskytuje maximálnu možnú filtráciu, pretože protiľahlé magnetické polia sa navzájom rušia.
Režim stenby je organizovaný pomocou tranzistora VT9 a relé K1, ktorých kontakty napájajú iba regulátor. Výkonová časť je neustále pripojená k napájaciemu napätiu a kým sa z regulátora neobjavia riadiace impulzy, tranzistory VT5-VT8 budú zatvorené.
LED HL1 indikuje, že regulátor je napájaný napájacím napätím.
Ďalší diagram... Ďalší diagram je... Toto tretia verzia automobilového meniča napätia ale zoberme to pekne po poriadku...
Začnime s hlavnými rozdielmi od tradičných možností, konkrétne s použitím polovičného mostíka v automobilovom prevodníku. S tým sa dá nejako vyrovnať - vo vnútri mikroobvodu sú 4 tranzistory s dobrou rýchlosťou otvárania a zatvárania a dokonca aj dvojampérové. Po vykonaní príslušného pripojenia je možné ho uviesť do prevádzkového režimu Push-Pull, avšak mikroobvod neinvertuje výstupný signál a riadiace impulzy sú dodávané na jeho vstupy z kolektorov regulátora, a to hneď, ako sa regulátor vydáva pauzu medzi riadiacimi impulzmi, na kolektoroch jednotiek koncového stupňa TLki sa objavia úrovne zodpovedajúce logickej jednotke, t.j. v blízkosti napájacieho napätia. Po prejdení Irkom budú impulzy odoslané do brán výkonových tranzistorov, ktoré budú bezpečne otvorené. Obaja... Súčasne. Samozrejme chápem, že tranzistory FB180SA10 nemusí byť možné zničiť na prvýkrát - koniec koncov, bude potrebné vyvinúť 180 ampérov a pri takýchto prúdoch zvyčajne začnú horieť stopy, ale stále je to príliš tvrdé . A cena tých istých tranzistorov je viac ako tisíc za jeden.
Ďalším záhadným bodom je použitie prúdového transformátora zahrnutého v primárnej napájacej zbernici, cez ktorú preteká jednosmerný prúd. Je jasné, že v tomto transformátore sa bude stále niečo indukovať zmenou prúdu v momente spínania, ale akosi to nie je úplne správne. Nie, ochrana proti preťaženiu bude fungovať, ale ako správne? Koniec koncov, výstup prúdového transformátora je tiež navrhnutý, mierne povedané, príliš originálne - so zvýšením prúdu na pine 15, ktorý je invertujúcim vstupom chybového zosilňovača, napätie generované rezistorom R18 spolu s delič na R20 sa zníži. Pokles napätia na tomto výstupe samozrejme spôsobí zvýšenie napätia z chybového zosilňovača, čo následne skráti riadiace impulzy. R18 je však pripojený priamo na primárnu napájaciu zbernicu a všetok chaos, ktorý na tejto zbernici nastane, bude priamo ovplyvňovať činnosť ochrany proti preťaženiu.
Úprava stabilizácie výstupného napätia je dokončená... No v princípe to isté ako činnosť výkonovej časti... Po spustení meniča, akonáhle výstupné napätie dosiahne hodnotu, pri ktorej LED optočlena U1.2 začne svietiť, otvorí sa optočlenový tranzistor U1.1. Jeho otvorenie spôsobí pokles napätia vytvoreného deličom na R10 a R11. To zase spôsobí zníženie výstupného napätia chybového zosilňovača, pretože toto napätie je pripojené k neinvertujúcemu vstupu zosilňovača. No, keďže napätie na výstupe chybového zosilňovača klesá, regulátor začne predlžovať trvanie impulzu, čím sa zvyšuje jas optočlenovej LED diódy, čím sa fototranzistor ešte viac otvorí a trvanie impulzu sa ďalej predĺži. Toto sa deje dovtedy, kým výstupné napätie nedosiahne maximálnu možnú hodnotu.
Vo všeobecnosti je schéma taká originálna, že ju môžete dať len svojmu nepriateľovi na zopakovanie a za tento hriech máte zaručené večné muky v pekle. Neviem, kto za to môže... Osobne som nadobudol dojem, že ide o niečiu kurzovú prácu, alebo možno diplomovku, ale nechce sa mi tomu veriť, lebo ak bola zverejnená, znamená to, že bola chránený, a to znamená, že kvalifikácia Učiteľský zbor je v oveľa horšom stave, ako som si myslel...
Štvrtá verzia automobilového meniča napätia.
Nehovorím, že je to ideálna možnosť, ale svojho času som sa podieľal na vývoji tejto schémy. Tu okamžite malá časť sedatív - kolíky pätnásť a šestnásť sú spojené dohromady a spojené so spoločným drôtom, aj keď logicky by mal byť pätnásty kolík pripojený k štrnástemu. Uzemnenie vstupov druhého chybového zosilňovača však výkon nijako neovplyvnilo. Preto nechám na vašom uvážení, kam pripojiť pätnásty kolík.
V tomto obvode sa veľmi intenzívne využíva päťvoltový výstup vnútorného stabilizátora. Päť voltov tvorí referenčné napätie, s ktorým sa bude porovnávať výstupné napätie. To sa vykonáva pomocou rezistorov R8 a R2. Na zníženie zvlnenia referenčného napätia je paralelne s R2 zapojený kondenzátor C1. Pretože odpory R8 a R2 sú rovnaké, referenčné napätie je dva a pol voltu.
Päť voltov sa používa aj na mäkký štart - kondenzátor C6 v momente zapnutia krátkodobo tvorí päť voltov na štvrtom pine ovládača, t.j. Počas nabíjania sa bude čas nútených prestávok medzi riadiacimi impulzmi meniť od maximálnej po nominálnu hodnotu.
Rovnakých päť voltov je pripojených ku kolektoru fototranzistora DA optočlena a jeho emitor je cez malý delič na R5 a R4 pripojený na neinvertujúci vstup prvého chybového zosilňovača - pin 1. Pin 2 je pripojený k negatívnej spätnej väzbe z výstupu chybového zosilňovača. Spätnú väzbu zabezpečuje kondenzátor C2, ktorý spomaľuje odozvu regulátora, ktorého kapacita sa môže pohybovať od desiatich nanofaradov až po šesťdesiatosem nanofaradov.
Výstupný stupeň regulátora pracuje v režime opakovača a prúdové zosilnenie je vytvárané tranzistorovým budičom na VT3-VT6. Výkon stupňa budiča samozrejme stačí na ovládanie viac ako jedného páru výkonových tranzistorov, na to sa v skutočnosti vsadilo - pôvodne bola doska s ovládačom vyrobená oddelene od výkonovej časti, ale v nakoniec sa to ukázalo ako nie veľmi pohodlné. Preto boli tlačené vodiče prenesené na hlavnú dosku a transformátory a samozrejme výkonové tranzistory sa už menili predĺžením dosky.
Výkonový transformátor je pripojený k tranzistorom cez prúdový transformátor, ktorý je zodpovedný za funkčnosť ochrany proti preťaženiu. V tejto verzii neboli nainštalované tlmiče - použili sa vážne radiátory.
Akonáhle sa na svorke UPR objaví napätie, ktoré umožní konvertoru pracovať, otvorí sa tranzistor VT2, ktorý zase uvedie VT1 do saturácie. Na emitore VT1 je napätie z integrovaného stabilizátora na 15, ktoré ľahko prechádza napájacie napätie privádzané z diódy VD5, pretože je menšie ako stabilizačné napätie. Hlavné napájacie napätie 12 voltov je privádzané do tejto diódy cez odpor R28. Po otvorení VT1 napája regulátor a budiace tranzistory a menič sa spustí. Hneď ako sa na výkonovom transformátore objavia impulzy, napätie na jeho vinutí dosiahne dvojnásobok hodnoty hlavného zdroja a prechádza cez diódy VD4 a VD6 a privádza sa na vstup stabilizátora pri 15 voltoch. Po spustení meniča je teda regulátor napájaný stabilizovaným výkonom. Táto konštrukcia obvodu umožňuje udržiavať stabilnú prevádzku meniča aj pri napájaní šesť až sedem voltov.
Stabilizácia výstupného napätia sa vykonáva sledovaním žiaru LED DA optočlena, ktorého LED je k nemu pripojená cez odporový delič. Okrem toho je riadené iba jedno rameno výstupného napätia. Stabilizácia druhého ramena sa uskutočňuje pomocou magnetickej väzby, ktorá sa vyskytuje v indukčnom jadre L2 a L3, pretože tento filter je vyrobený na rovnakom jadre. Akonáhle sa zvýši zaťaženie kladného ramena výstupného napätia, jadro sa začne magnetizovať a v dôsledku toho je pre záporné napätie z diódového mostíka ťažšie dosiahnuť výstup meniča, záporné napätie začne zlyhávať a LED optočlena na to zareaguje a prinúti regulátor predĺžiť trvanie riadiacich impulzov. Inými slovami, okrem filtračných funkcií funguje tlmivka aj ako skupinová stabilizačná tlmivka a funguje úplne rovnako ako v počítačových zdrojoch, pričom stabilizuje niekoľko výstupných napätí naraz.
Ochrana proti preťaženiu je trochu hrubá, ale napriek tomu celkom funkčná. Prah ochrany sa nastavuje odporom R26. Akonáhle prúd cez výkonové tranzistory dosiahne kritickú hodnotu, napätie z prúdového transformátora otvorí tyristor VS1 a ten zhodí riadiace napätie zo svorky UPR na zem, čím odstráni napájacie napätie z regulátora. Okrem toho sa cez odpor R19 rýchlo vybíja kondenzátor C7, ktorého kapacita je ešte lepšie znížená na 100 μF.
Na resetovanie spustenej ochrany je potrebné odstrániť a potom znova priviesť napätie na riadiacu svorku.
Ďalšou vlastnosťou tohto meniča je použitie kondenzátorovo-odporového napäťového budiča v bránach výkonových tranzistorov. Inštaláciou týchto reťazí bolo možné dosiahnuť záporné napätie na bránach, ktoré je určené na urýchlenie zatvárania výkonových tranzistorov. Tento spôsob uzatvárania tranzistorov však neviedol ani k zvýšeniu účinnosti, ani k zníženiu teploty ani pri použití tlmičov a upustilo sa od neho - menej dielov - väčšia spoľahlivosť.
No ten posledný, piaty auto konvertor. Táto schéma je logickým pokračovaním predchádzajúcej, ale je vybavená ďalšími funkciami, ktoré zlepšujú jej spotrebiteľské vlastnosti. Riadiace napätie REM je napájané cez obnoviteľnú 85 stupňovú tepelnú poistku KSD301, ktorá je inštalovaná na chladiči meniča. V ideálnom prípade by mal byť jeden radiátor pre výkonový zosilňovač aj pre menič napätia.
Ak sú kontakty tepelnej poistky zatvorené, t.j. teplota je menšia ako osemdesiatpäť stupňov, potom riadiace napätie z terminálu REM otvorí tranzistor VT14, ktorý zase otvorí VT13 a na vstup pätnásťvoltového KRENKI sa privedie dvanásť voltov z hlavného zdroja energie. Keďže vstupné napätie je nižšie ako stabilizačné napätie Krenka, na jeho výstupe sa objaví takmer nezmenené - iba pokles regulačného tranzistora spôsobí malý pokles. Z Krenka sa napája samotný ovládač a tranzistory riadiaceho stupňa VT4-VT7. Akonáhle interný päťvoltový stabilizátor vytvorí napätie, kondenzátor C6 sa začne nabíjať, čím sa skráti doba prestávok medzi riadiacimi impulzmi. Riadiace impulzy začnú otvárať výkonové tranzistory na sekundárnych vinutiach transformátora, objavia sa sekundárne napätia a začnú zvyšovať efektívnu hodnotu. Z prvého sekundárneho vinutia sa napätie 24 voltov cez usmerňovač so stredným bodom dostane na kladnú svorku kondenzátora C18 a keďže jeho napätie je väčšie ako hlavná dvanásťvoltová dióda VD13 sa zatvorí a teraz bude regulátor napájaný z el. samotné sekundárne vinutie. Navyše dvadsaťštyri voltov je viac ako pätnásť, preto príde do činnosti pätnásťvoltový stabilizátor a teraz bude regulátor napájaný stabilizovaným napätím.
S pribúdajúcimi riadiacimi impulzmi sa zvýši efektívna hodnota napätia na druhom sekundárnom vinutí a akonáhle dosiahne hodnotu, pri ktorej začne svietiť LED optočlena DA, fototranzistor sa začne otvárať a systém začne získavať stabilný stav - trvanie impulzov sa prestane zvyšovať, pretože emitor fototranzistora je pripojený k neinvertnému výstupu zosilňovača chýb regulátora. Keď sa záťaž zvyšuje, výstupné napätie začne klesať, prirodzene sa začne znižovať jas LED, zníži sa aj napätie na prvom kolíku ovládača a ovládač zvýši trvanie impulzu presne natoľko, aby obnovil opäť jas LED.
Výstupné napätie je riadené na zápornej strane a odozva na zmeny spotreby na kladnej strane sa uskutočňuje vďaka skupinovej stabilizačnej tlmivke L1. Pre urýchlenie odozvy riadeného napätia je záporné rameno dodatočne zaťažené odporom R38. Tu by sme mali okamžite urobiť výhradu - nie je potrebné pripájať príliš veľké elektrolyty na sekundárny zdroj - pri vysokých konverzných frekvenciách sú málo použiteľné, ale môžu mať významný vplyv na celkový stabilizačný koeficient - takže napätie v kladnom ramene sa začína zvyšovať, ak sa zvyšuje zaťaženie, napätie v negatívnom ramene by sa malo tiež znižovať. Ak spotreba v zápornom ramene nie je veľká a kapacita kondenzátora C24 je dosť veľká, bude sa vybíjať dosť dlho a riadenie nebude mať čas sledovať, že napätie na kladnom ramene zlyhalo. .
Z tohto dôvodu sa dôrazne odporúča nastaviť nie viac ako 1000 μF v ramene na samotnej doske prevodníka a 220...470 μF na doskách výkonového zosilňovača a nič viac.
Nedostatok energie na špičkách zvukového signálu bude musieť byť kompenzovaný celkovým výkonom transformátora.
Ochrana proti preťaženiu sa vykonáva na prúdovom transformátore, ktorého napätie je usmernené diódami VD5 a VD6 a ide do regulátora citlivosti R26. Ďalej, prechádzajúc cez diódu VD4, čo je nejaký druh obmedzovača amplitúdy, napätie dosiahne základňu tranzistora VT8. Kolektor tohto tranzistora je pripojený k vstupu Schmidtovej spúšte, zostavenej na VT2-VT3, a hneď ako sa tranzistor VT8 otvorí, zatvorí VT3. Napätie na kolektore VT3 sa zvýši a VT2 sa otvorí, čím sa otvorí VT1.
Spúšť aj VT1 sú napájané z päťvoltového stabilizátora ovládača a pri otvorení VT1 ide päť voltov na šestnásty kolík ovládača, čím sa výrazne skracuje trvanie riadiacich impulzov. Tiež päť voltov cez diódu VD3 dosiahne kolík štyri, čím sa zvýši čas nútených prestávok na maximálnu možnú hodnotu, t.j. riadiace impulzy sú redukované dvoma spôsobmi naraz - pomocou chybového zosilňovača, ktorý nemá negatívnu spätnú väzbu a funguje ako komparátor, skracuje trvanie impulzu takmer okamžite, a pomocou budiča trvania pauzy, ktorý teraz cez vybitý kondenzátor bude začnite postupne zvyšovať trvanie impulzu a ak je záťaž stále príliš veľká Ochrana bude opäť fungovať hneď, ako sa otvorí VT8. Spúšť na VT2-VT3 má však ešte jednu úlohu - sleduje hodnotu hlavného primárneho napätia 12 voltov a akonáhle sa zníži na menej ako 9-10 voltov dodávaných do základne VT3 cez odpory R21 a R22, predpätie nebude stačiť a VT3 sa zatvorí, čím sa otvoria VT2 a VT1. Ovládač sa zastaví a sekundárne napájanie sa stratí.
Tento modul ponecháva šancu naštartovať auto, ak sa jeho majiteľ náhle rozhodne počúvať hudbu, keď auto nejazdí, a tiež chráni výkonový zosilňovač pred náhlymi poklesmi napätia pri štartovaní štartéra auta – menič jednoducho čaká na kritický moment. spotrebu, chráni výkonový zosilňovač aj jeho vlastné výkonové spínače.
Výkres dosky plošných spojov tohto meniča a sú dve možnosti - jeden a dva transformátory.
Prečo dva transformátory?
Ak chcete získať viac sily. Faktom je, že celkový výkon transformátora v automobilových meničoch je obmedzený napájacím napätím dvanástich voltov, čo si vyžaduje určitý počet závitov transformátora. Krúžok musí mať aspoň štyri závity v primárnom polovičnom vinutí, pre ferit v tvare w je možné počet závitov znížiť na tri.
Toto obmedzenie je spôsobené predovšetkým tým, že pri menšom počte závitov sa už magnetické pole nestane rovnomerným a dochádza k príliš veľkým stratám. To tiež znamená, že nie je možné zvýšiť frekvenciu konverzie na vyššie frekvencie - budete musieť znížiť počet závitov, a to nie je prípustné.
Ukazuje sa teda, že celkový výkon je obmedzený počtom závitov primárneho vinutia a malým frekvenčným rozsahom prevodu - nemôžete ísť pod 20 kHz - rušenie z prevodníka by nemalo byť v rozsahu zvuku, pretože budú vynaložte maximálne úsilie, aby vás počuli v reproduktoroch.
Nemôžete ísť ani nad 40 kHz - počet závitov primárneho vinutia je príliš malý.
Ak chcete získať väčší výkon, potom zostáva jediným riešením zvýšiť počet transformátorov a dva sú ďaleko od maximálneho možného.
Ale tu vyvstáva ďalšia otázka: ako monitorovať všetky transformátory? Nechcem inštalovať príliš veľa skupinovej stabilizačnej tlmivky alebo zavádzať určitý počet optočlenov. Preto jediným spôsobom ovládania zostáva sériové pripojenie sekundárnych vinutí. V tomto prípade sú eliminované nerovnováhy v spotrebe a je oveľa jednoduchšie kontrolovať výstupné napätie, maximálnu pozornosť však bude potrebné venovať montáži a fázovaniu transformátorov.
Teraz trochu o rozdieloch medzi schémou zapojenia a doskou. Faktom je, že na tomto princípe sú označené iba najzákladnejšie body obvodu, zatiaľ čo na tlačenej stránke sú prvky usporiadané podľa skutočnosti. Napríklad na doske plošných spojov nie sú žiadne filmové kondenzátory na napájanie, ale na doske sú. Samozrejme, montážne otvory pre ne sú vyrobené podľa rozmerov kondenzátorov, ktoré boli dostupné v čase vývoja. Samozrejme, ak nie je kapacita 2,2 μF, môžete použiť 1 μF, ale nie nižšiu ako 0,47 μF.
Pokiaľ ide o napájanie, obvod má tiež nainštalované 4700 uF elektrolyty, ale namiesto nich je na doske celá sada 25 voltových kondenzátorov 2200 uF a kondenzátory by mali byť s nízkym ESR, sú to tie isté, ktoré sú predajcovia umiestnené ako „pre základné dosky“. Zvyčajne sú označené buď striebornou alebo zlatou farbou. Ak je možné kúpiť 3300 uF pri 25 voltoch, bude to ešte lepšie, ale v našej oblasti sú dosť zriedkavé.
Pár slov o údajne skokanoch - to sú skokany, ktoré spájajú dráhy so sebou. Bolo to urobené z nejakého dôvodu - hrúbka medi na doske je obmedzená a prúd pretekajúci vodičmi je dosť veľký a aby sa kompenzovali straty vo vodiči, musí byť dráha buď doslova preliata spájkou, a to je v dnešnej dobe dosť drahé alebo duplikované s vodičmi s prúdom, čím sa zväčšuje celkový prierez vodiča. Tieto prepojky sú vyrobené z jednožilového medeného drôtu s prierezom aspoň dva a pol štvorca, ideálne samozrejme hrubšie - štyri alebo šesť štvorcov.
Sekundárny výkonový diódový mostík. Na schéme sú diódy v puzdre TO-247, doska je pripravená na použitie diód v puzdre TO-220. Typ diód priamo závisí od plánovaného prúdu v záťaži a samozrejme je lepšie zvoliť rýchlejšie diódy - bude sa menej zahrievať.
Teraz pár slov o navíjacích častiach.
Najpodozrivejšia vec v obvode je prúdový transformátor - s hrubými drôtmi primárneho vinutia sa zdá, že bude ťažké navinúť pol otáčky a dokonca aj v rôznych smeroch. V skutočnosti ide o najjednoduchšiu súčasť častí vinutia. Na výrobu prúdového transformátora sa používa televízny napájací filter, ak by sa ho ZRAZU nepodarilo nájsť, môžete použiť AKÉKOĽVEK feritové jadro v tvare w, napríklad zhášací transformátor z počítačového zdroja. Jadro sa zohreje na 110-120 stupňov na desať až dvadsať minút a potom praskne. Vinutia sú odstránené, na rám je navinuté sekundárne vinutie pozostávajúce z 80-120 závitov drôtu 0,1...0,2 mm, samozrejme zloženého na dve časti. Potom sa začiatok jedného vinutia pripojí ku koncu druhého, drôty sa upevnia akýmkoľvek spôsobom, ktorý vám vyhovuje, a rám s vinutím sa nasadí na polovicu jadra. Potom sa jeden zväzok primárneho vinutia položí do jedného okna, druhý trikrát a nasadí sa druhá polovica jadra. To je všetko! Dve vinutia po pol otáčky v primárnom a 100 závitov v sekundárnom. Prečo nie je presne určený počet závitov? Počet závitov by mal byť taký, aby rezistor R27 pri maximálnych prúdoch produkoval tri až päť voltov. Ale neviem, aký prúd budete považovať za maximálny, aké tranzistory použijete. A hodnotu napätia na R27 je možné vždy upraviť výberom hodnoty práve tohto odporu. Hlavná vec je, že prúdový transformátor je preťažený na sekundárnom vinutí a na to potrebujete najmenej 60 - 70 otáčok v sekundárnom - v tomto prípade dôjde k minimálnemu ohrevu jadra.
Tlmivka L2 bola inštalovaná na jadre výkonového transformátora spínaného zdroja pre televízory vhodnej veľkosti. V princípe sa dá navinúť na jadro z transformátora z počítačového zdroja, ale budete musieť vytvoriť nemagnetickú medzeru 0,5...0,7 mm. Na jeho vytvorenie stačí do rámu s vloženou polovicou jadra vhodiť NEZATVORENÝ krúžok navíjacieho drôtu príslušného priemeru.
Induktor je navinutý, kým nie je naplnený, ale budete musieť vypočítať, ktorý drôt použiť. Osobne preferujem prácu buď s postrojmi alebo páskou. Páska je samozrejme kompaktnejšia, s jej pomocou sa získa veľmi vysoká hustota navíjania, ale jej výroba trvá veľa času a lepidlo samozrejme neleží na ceste. Vytvorenie zväzku je oveľa jednoduchšie - na to stačí zistiť približnú dĺžku vodiča, niekoľkokrát zložiť drôt a potom ho pomocou vŕtačky skrútiť do zväzku.
Aký druh a koľko drôtu by som mal použiť? Závisí to od požiadaviek na konečný produkt. V tomto prípade hovoríme o automobilovej technike, ktorá má podľa definície veľmi zlé podmienky chladenia, preto je potrebné minimalizovať samoohrievanie, a preto je potrebné vypočítať prierez vodiča, pri ktorom sa nebude zahrievať. veľa, alebo vôbec. To druhé je samozrejme vhodnejšie, ale to spôsobuje nárast veľkosti a auto nie je Ikarus, ktorý má veľa miesta. Preto budeme postupovať z minimálneho ohrevu. Samozrejme, ventilátory môžete nainštalovať tak, aby silou mocou fúkali vzduch cez zosilňovač aj menič, ale prach z našich ciest ventilátory bolestivo rýchlo zabíja, takže je lepšie tancovať s prirodzeným chladením a brať ako základ napätie tri ampéry na štvorcový milimeter prierezu vodiča. Ide o pomerne populárne napätie, ktoré sa odporúča vziať do úvahy pri výrobe tradičného transformátora pomocou železa v tvare w. Pre pulzné zariadenia sa odporúča použiť päť až šesť ampérov na štvorcový milimeter, ale to znamená dobrú konvekciu vzduchu a náš prípad je uzavretý, takže stále berieme tri ampéry.
Ste presvedčení, že tri sú lepšie? A teraz zoberme do úvahy skutočnosť, že zaťaženie zosilňovača nie je konštantné, pretože nikto nepočúva čistú sínusovú vlnu a dokonca ani takmer strihanie, takže k zahrievaniu nebude dochádzať neustále, pretože efektívna hodnota výkonu zosilňovača je približne 2/3 maxima. Napätie sa teda dá bez rizík zvýšiť o tridsať percent, t.j. zvýšiť na štyri ampéry na štvorcový milimeter.
Ešte raz, pre lepšie pochopenie čísel. Podmienky chladenia sú hnusné, drôt sa začne zahrievať od vysokých prúdov, ak je veľmi tenký, a ak je ešte navinutý do cievky, zahrieva sa sám. Aby sme problém vyriešili, nastavili sme napätie na dva a pol až tri ampéry na štvorcový milimeter prierezu vodiča; ak je zaťaženie konštantné, ak napájame výkonový zosilňovač, zvýšime napätie na štyri až štyri a pol ampéry na štvorcový milimeter prierezu vodiča.
Teraz spustíme Excel, dúfam, že každý má takúto kalkulačku a v hornom riadku napíšeme v poradí: „Napätie“, potom „Priemer drôtu“, potom „Počet drôtov“, potom „Maximálny prúd“ a do poslednej bunky "Moc". Prejdeme na začiatok ďalšieho riadku a napíšeme zatiaľ číslo tri, nech sú zatiaľ tri ampéry na štvorcový milimeter. Do ďalšej bunky napíšeme číslo jeden, nech je to zatiaľ drôt s priemerom jeden milimeter. V ďalšej bunke napíšeme desať, to bude počet drôtov vo zväzku.
Ale potom sú bunky, v ktorých budú vzorce. Najprv vypočítajme prierez. Aby ste to urobili, rozdeľte priemer o 2 - potrebujeme polomer. Potom polomer vynásobíme polomerom, pre každý prípad, aby sa nám kalkulačka neotupila, zoberieme výpočet polomerov v zátvorkách a toto všetko vynásobíme číslom pí. V dôsledku toho získame pi er na druhú, t.j. oblasť kruhu, ktorá je prierezom vodiča. Potom, bez toho, aby sme opustili úpravu bunky, vynásobíme výsledný výsledok priemerom nášho drôtu a vynásobíme počtom drôtov. Stlačte ENTER a uvidíte číslo s množstvom desatinných miest. Takáto veľká presnosť nie je potrebná, preto náš výsledok zaokrúhľujeme na jedno desatinné miesto a smerom nahor, aby zostala malá technologická rezerva. Ak to chcete urobiť, prejdite na úpravu bunky, vyberte náš vzorec a stlačte CONTROL X - cut, potom stlačte tlačidlo FORMULA a v riadku MATH vyberte možnosť ROUND UP. Zobrazí sa dialógové okno s otázkou, čo sa má zaokrúhliť a na koľko číslic. Umiestnime kurzor do horného okna a CONTROL VE vložíme predtým vystrihnutý vzorec a do spodného okna dáme jeden, t.j. Zaokrúhlite na jedno desatinné miesto a kliknite na OK. Teraz je v bunke číslo s jednou číslicou za desatinnou čiarkou.
Zostáva len vložiť vzorec do poslednej bunky, všetko je tu jednoduché - Ohmov zákon. Máme maximálny prúd, ktorý môžeme použiť a palubné napätie nech je dvanásť voltov, aj keď pri rozjazde auta je to asi trinásť plus, ale to neberie do úvahy pokles pripojovacích vodičov. Výsledný prúd vynásobíme 12 a dostaneme maximálny vypočítaný výkon, ktorý spôsobí mierne zahriatie vodiča, alebo skôr zväzku pozostávajúceho z desiatich drôtov s priemerom jeden milimeter.
Na otázky „Nemám také tlačidlo, nemám editačný riadok“ neodpoviem, už som ho odstránil a zverejnil som podrobnejší popis použitia Excelu pri výpočte napájacích zdrojov:
Vráťme sa k nášmu remeslu. Zistili sme priemery drôtov v postroji a ich počet. Rovnaké výpočty sa dajú použiť pri určovaní požadovaného zväzku vo vinutí transformátora, ale napätie sa môže zvýšiť na päť až šesť ampérov na štvorcový milimeter - jedno polovičné vinutie funguje päťdesiat percent času, takže bude mať čas vychladnúť. Napätie vo vinutí môžete zvýšiť na sedem až osem ampérov, ale tu už začne ovplyvňovať pokles napätia na aktívnom odpore zväzku a zdá sa, že stále máme túžbu získať dobrú účinnosť, takže je lepšie .
Ak existuje niekoľko výkonových tranzistorov, musíte okamžite vziať do úvahy, že počet vodičov v zväzku musí byť násobkom počtu tranzistorov - zväzok bude musieť byť vydelený počtom výkonových tranzistorov a je veľmi žiaduce mať rovnomerné rozloženie prúdov pretekajúcich vinutím.
Zdá sa, že výpočty máme vyriešené, môžeme začať navíjať. Ak ide o domáci krúžok, musí byť pripravený, konkrétne ostré rohy musia byť odbrúsené, aby sa nepoškodila izolácia drôtu vinutia. Potom je krúžok izolovaný tenkým izolátorom - na tento účel nie je vhodné používať elektrickú pásku. Vinyl presakuje v závislosti od teploty, ale látka je príliš hrubá. V ideálnom prípade fluoroplastová páska, ktorú však už v predaji často nevidíte. Thermosktch nie je zlý materiál, ale nie je veľmi vhodné ho navíjať, aj keď ak to pochopíte, výsledok bude celkom dobrý. Svojho času som používal auto antištrk - jednoducho som to natrel štetcom, nechal zaschnúť, znova nalakoval a tak tri vrstvy. Mechanické vlastnosti nie sú zlé a malé prierazné napätie tejto izolácie neovplyvní prevádzku - v našom prípade nie je všetko veľké napätie. Sekundárne vinutie sa navíja ako prvé, pretože je tenšie a má viac závitov. Potom sa navinie primárne vinutie. Obe vinutia sú navinuté naraz v dvoch zložených zväzkoch - takže je veľmi ťažké urobiť chybu v počte závitov, ktoré by mali byť rovnaké. Postroje sa volajú a spájajú v požadovanom poradí.
Ak ste príliš leniví na to, aby ste zavolali, alebo nemáte dostatok času, pred navíjaním môžu byť pramene natreté rôznymi farbami. Kúpite si pár permanentných fixiek rôznych farieb, obsah ich nádobiek s farbou sa doslova vymyje rozpúšťadlom a potom sa pramene ihneď po natočení prekryjú touto farbou. Farba nedrží veľmi pevne, ale aj keď sa zotrie z vonkajších drôtov postroja, farba vo vnútri postroja je stále viditeľná.
Existuje pomerne veľa spôsobov, ako zaistiť časti cievky na doske, a to je potrebné urobiť nielen s časťami cievky - vysoké elektrolyty môžu tiež prísť o nohy v dôsledku neustáleho trasenia. Takže to všetko drží spolu. Môžete použiť polyuretánové lepidlo, môžete použiť tesnenia do auta alebo môžete použiť rovnaké protištrkové. Krása toho druhého je v tom, že ak potrebujete niečo rozobrať, môžete to rozdrviť - položte na to handru silne nasiaknutú rozpúšťadlom 647, vložte to všetko do plastového vrecka a počkajte päť až šesť hodín. Anti-štrk zmäkne z výparov rozpúšťadla a je pomerne ľahko odstrániteľný.
To je k automobilovým prevodníkom všetko, prejdime k sieťovým prevodníkom.
Pre tých, ktorí majú neukojiteľnú túžbu byť šikovný, hovoria, ale nič nezostavili, odpoviem hneď - v skutočnosti zdieľam svoje skúsenosti a nechválim sa, že som údajne zostavil prevodník a funguje to. To, čo sa mihlo v ráme, boli buď neúspešné možnosti, ktoré neprešli konečnými meraniami, alebo prototypy, ktoré boli rozobraté. Nezaoberám sa výrobou jednotlivých zariadení na zákazku a ak áno, tak v prvom rade by ma to malo osobne zaujímať, či už obvodovým dizajnom alebo materiálom, ale tu budem musieť mať veľký záujem.
(nie TDA1555, ale vážnejšie mikroobvody) vyžadujú napájanie s bipolárnym napájaním. A problém tu nevzniká len v samotnom UMZCH, ale v zariadení, ktoré by zvýšilo napätie na požadovanú úroveň a prenášalo dobrý prúd do záťaže. Tento prevodník je najťažšou súčasťou domáceho zosilňovača do auta. Ak však dodržíte všetky odporúčania, budete môcť zostaviť overenú PN podľa tejto schémy, ktorej schéma je uvedená nižšie. Ak ho chcete zväčšiť, kliknite naň.
Základom meniča je generátor impulzov postavený na špecializovanom rozšírenom mikroobvode. Frekvencia generovania je nastavená hodnotou odporu R3. Môžete ho zmeniť, aby ste dosiahli najlepšiu stabilitu a efektivitu. Pozrime sa bližšie na dizajn ovládacieho čipu TL494.
Parametre čipu TL494
Up.čip (pin 12) - Up.min=9V; Napätie max=40V
Prípustné napätie na vstupe DA1, DA2 nie viac ako Upit/2
Prípustné parametre výstupných tranzistorov Q1, Q2:
Us menej ako 1,3 V;
Uke menej ako 40V;
Ik.max menej ako 250mA
Zvyškové napätie kolektor-emitor výstupných tranzistorov nie je väčšie ako 1,3V.
Spotreboval som mikroobvodom - 10-12 mA
Prípustný stratový výkon:
0,8W pri teplote okolia +25C;
0,3W pri teplote okolia +70C.
Frekvencia vstavaného referenčného oscilátora nie je väčšia ako 100 kHz.
- generátor pílového napätia DA6; frekvencia je určená hodnotami odporu a kondenzátora pripojených k 5. a 6. kolíku;
- stabilizovaný zdroj referenčného napätia DA5 s externým výstupom (pin 14);
- zosilňovač chyby napätia DA3;
- chybový zosilňovač pre prúdový limitný signál DA4;
- dva výstupné tranzistory VT1 a VT2 s otvorenými kolektormi a žiaričmi;
- komparátor mŕtvej zóny DA1;
- PWM komparátor DA2;
- dynamický push-pull D-spúšť v režime frekvenčného delenia po 2 - DD2;
- pomocné logické prvky DD1 (2-OR), DD3 (2ND), DD4 (2ND), DD5 (2-OR-NOT), DD6 (2-OR-NOT), DD7 (NOT);
- zdroj konštantného napätia menovitý 0,1B DA7;
- DC zdroj s nominálnou hodnotou 0,7 mA DA8.
Tranzistory IRFZ44N s efektom poľa otáčajú záťaž (výkonový transformátor). Induktor L1 je navinutý na feritovom krúžku s priemerom 2 cm z počítačového zdroja. Obsahuje 10 závitov dvojitého drôtu s priemerom 1 mm, ktoré sú rozmiestnené po celom prstenci. Ak prsteň nemáte, môžete ho navinúť na feritovú tyč s priemerom 8 mm a dĺžkou pár centimetrov (nie je kritické). Nákres dosky vo formáte Lay - stiahnite si v .
varujeme robotická schopnosť meničovej jednotky značne závisí od správnej výroby transformátora. Je navinutý na 2000NM feritovom krúžku s rozmermi 40*25*11 mm. Najprv je potrebné zaobliť všetky okraje pilníkom a oblepiť ľanovou páskou. Primárne vinutie je navinuté zväzkom, ktorý pozostáva z 5 jadier s hrúbkou 0,7 mm a obsahuje 2 * 6 závitov, teda 12. Je navinutý takto: vezmeme jedno jadro a navinieme ho 6 závitmi rovnomerne rozloženými okolo krúžku, potom navinieme ďalšie tesne k prvému a tak ďalej 5 jadier Na záveroch sú jadrá skrútené. Potom na bezdrôtovú časť krúžku začneme rovnakým spôsobom navíjať druhú polovicu primárneho vinutia. Získame dve rovnaké vinutia. Potom krúžok zabalíme elektrickou páskou a sekundárne vinutie navinieme 1,5 mm drôtom 2 * 18 otáčok rovnakým spôsobom ako primárne. Aby pri prvom štarte nič nevyhorelo, je potrebné zapnúť cez 100 Ohm odpory v každom ramene a primárny transformátor cez 40-60 wattovú lampu a všetko bude bzučať aj pri náhodných chybách. Malý dodatok: v obvode bloku filtra je malá chyba, časti c19 r22 by sa mali vymeniť, pretože keď sa fáza otáča, amplitúda signálu na osciloskope klesá. Vo všeobecnosti možno tento zvyšovací menič napätia bezpečne odporučiť na opakovanie, keďže ho už úspešne zmontovalo mnoho rádioamatérov.
