Pwm keitiklio grandinė naudojant tl494

Inverter yra grandinė, kuri konvertuoja nuolatinę srovę (DC), kad kintamoji srovė (AC). PWM keitiklis yra grandinės tipas, kuris naudoja modifikuotas kvadratinių bangų imituoti kintamosios srovės (AC) poveikį, kuris tinka maitinimui dauguma jūsų buitine technika. Aš sakau dažniausiai dėl to, kad paprastai yra dviejų tipų keitikliai, pirmasis tipas yra vadinamasis modifikuotas kvadratinių bangų keitiklis, nes iš pavadinimo matyti, kad išvestis yra kvadratinė, o ne sinusinė, o ne gryna sinusinė., jei bandysite maitinti kintamosios srovės variklius arba TRIACS, tai sukels skirtingų problemų.

Antrasis tipas vadinamas grynuoju sinusinių bangų keitikliu. Taigi be problemų jis gali būti naudojamas visų rūšių kintamosios srovės prietaisams. Sužinokite daugiau apie skirtingus keitiklio tipus čia.

Bet, mano nuomone, neturėtumėte statyti keitiklio kaip „pasidaryk pats“ projekto. Jei klausiate, kodėl?, Tada važiuokite kartu! Ir šiame projekte aš pastatysiu paprastą modifikuotą kvadratinių bangų PWM keitiklio grandinę naudodamas populiarųjį TL494 lustą ir paaiškinsiu tokio keitiklio privalumus ir trūkumus, o pabaigoje - pamatysime, kodėl nepadarius modifikuotos kvadratinių bangų keitiklio grandinės kaip „pasidaryk pats“ projektą.

ĮSPĖJIMAS! Ši grandinė sukurta ir demonstruojama tik švietimo tikslais, todėl visiškai nerekomenduojama kurti ir naudoti tokio tipo grandines komerciniams prietaisams.

ATSARGIAI! Jei kuriate tokio tipo grandines, būkite ypač atsargūs dėl aukštos įtampos ir įtampos šuolių, kuriuos sukelia ne sinusoidinis įėjimo bangos pobūdis.

Kaip veikia keitiklis?

Labai pagrindinė inverterio schemos schema parodyta aukščiau. Teigiama įtampa yra prijungta prie vidurinio transformatoriaus kaiščio, kuris veikia kaip įėjimas. Du kiti kaiščiai yra sujungti su MOSFET, kurie veikia kaip jungikliai.

Dabar, jei įjungsime „MOSFET Q1“, įjungdami įtampą vartų terminalui, srovė tekės viena rodyklės kryptimi, kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje. Taigi magnetinis srautas taip pat bus sukeltas rodyklės kryptimi, o transformatoriaus šerdis praleis magnetinį srautą antrinėje ritėje, o išėjime gausime 220 V įtampą.

Dabar, jei išjungsime „MOSFET Q1“ ir įjungsime „MOSFET Q2“, srovė tekės rodyklės kryptimi, parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje, taip pakeisdama magnetinio srauto kryptį šerdyje. Sužinokite daugiau apie MOSFET darbą čia.

Dabar visi žinome, kad transformatorius keičiasi magnetiniu srautu. Taigi, įjungiant ir išjungiant abu MOSFET, apverstus ant kito ir tai darant 50 kartų per sekundę, transformatoriaus šerdyje susidarys gražus svyruojantis magnetinis srautas, o besikeičiantis magnetinis srautas sukels įtampą antrinėje ritėje, mes žinome pagal faradėjaus įstatymą. Taip veikia pagrindinis keitiklis.

Inverterio IC TL494

Dabar, prieš kurdami grandinę pagal TL494 PWM valdiklį, sužinokime, kaip veikia PWM valdiklis TL494.

TL494 IC turi 8 funkcinius blokus, kurie parodyti ir aprašyti toliau.

1. 5-V etaloninis reguliatorius

5 V vidinio etaloninio reguliatoriaus išėjimas yra REF kaištis, kuris yra IC kaištis-14. Etaloninis reguliatorius yra skirtas užtikrinti stabilų tiekimą vidinėms grandinėms, tokioms kaip impulsinis valdomasis šnipštas, osciliatorius, neveikos laiko valdymo komparatorius ir PWM palygintuvas. Reguliatorius taip pat naudojamas klaidų stiprintuvams, atsakingiems už išvesties valdymą, valdyti.

Atkreipkite dėmesį! Etalonas yra užprogramuotas pradiniu tikslumu ± 5% ir išlaiko stabilumą esant įėjimo įtampos diapazonui nuo 7 V iki 40 V. Jei įėjimo įtampa yra mažesnė nei 7 V, reguliatorius prisotina 1 V atstumu nuo įėjimo ir jį stebi.

2. Osciliatorius

Osciliatorius generuoja pjūklo bangą neveikiančio laiko valdikliui ir įvairių valdymo signalų PWM palygintuvams.

Iš osciliatoriaus dažnis gali būti nustatytas, pasirinkdami laiko nustatymo komponentus R T ir C T.

Osciliatoriaus dažnį galima apskaičiuoti pagal žemiau pateiktą formulę

Fosc = 1 / (RT * CT)

Kad būtų paprasčiau, aš padariau skaičiuoklę, pagal kurią galite labai lengvai apskaičiuoti dažnį.

Atkreipkite dėmesį! Osciliatoriaus dažnis yra lygus išėjimo dažniui tik vienkartinėms programoms. „Push-pull“ programose išėjimo dažnis yra pusė osciliatoriaus dažnio.

3. Neaktyvaus valdymo kontrolinis palygintuvas

Neveiksmingas laikas arba paprasčiausiai sakant, kad kontrolė yra ne darbo metu, pateikia minimalų neveikimo laiką arba ne darbo laiką. Negyvojo laiko komparatoriaus išėjimas blokuoja tranzistorius, kai įtampa įėjime yra didesnė už osciliatoriaus rampos įtampą. Pritaikius įtampą DTC kaiščiui, gali būti nustatytas papildomas neveikimo laikas, tokiu būdu užtikrinant papildomą neveikos laiką nuo jo mažiausio nuo 3% iki 100%, nes įėjimo įtampa svyruoja nuo 0 iki 3 V. Paprasčiau tariant, mes galime pakeisti išėjimo bangos veikimo ciklą, netvarkydami klaidų stiprintuvų.

Atkreipkite dėmesį! Vidinis 110 mV poslinkis užtikrina mažiausią 3% neveikos laiką, kai neveikos laiko valdymo įvestis yra įžeminta.

4. Klaidų stiprintuvai

Abi didelio prieaugio klaidų stiprintuvai savo poslinkį gauna iš VI tiekimo bėgio. Tai leidžia bendro režimo įėjimo įtampos diapazoną nuo –0,3 V iki 2 V, mažesnę nei VI. Abu stiprintuvai veikia kaip vieno galo vieno maitinimo stiprintuvai, nes kiekvienas išėjimas yra aktyvus tik aukštas.

5. Išvesties-valdymo įvestis

Išvesties valdymo įvestis nustato, ar išvesties tranzistoriai veikia lygiagrečiai, ar stumiant. Prijungę išvesties valdymo kaištį, kuris yra kaištis-13, su žeme, išėjimo tranzistoriai nustatomi lygiagrečiu darbo režimu. Prijungus šį kaištį prie 5V-REF kaiščio, išvesties tranzistoriai nustatomi „stūmimo-traukimo“ režimu.

6. Išvesties tranzistoriai

IC turi du vidinius išėjimo tranzistorius, kurie yra atvirojo kolektoriaus ir atvirojo spinduolio konfigūracijose, pagal kuriuos jis gali tiekti arba panardinti didžiausią iki 200mA srovę.

Atkreipkite dėmesį! Transistorių soties įtampa yra mažesnė nei 1,3 V, esant bendrojo spinduolio konfigūracijai, ir mažesnė nei 2,5 V, kai emiterio ir sekėjo konfigūracija.

funkcijos

Užbaigti PWM maitinimo valdymo grandines
Neprivalomi išėjimai, skirti 200 mA kriauklei arba šaltinio srovei
„Output Control“ parenka operaciją su viena pabaiga arba „Push-Pull“
Vidinė grandinė draudžia dvigubą impulsą bet kuriuo išėjimu
Kintamas negyvas laikas suteikia galimybę valdyti bendrą diapazoną
Vidaus reguliatorius teikia stabilų 5 V įtampą
Standartinis tiekimas su 5% tolerancija
Grandinės architektūra leidžia lengvai sinchronizuoti

Atkreipkite dėmesį! Dauguma vidinių schemų ir operacijų aprašų yra paimti iš duomenų lapo ir tam tikru mastu modifikuoti, kad būtų geriau suprantama.

Būtini komponentai

Sl. Nr	Dalys	Tipas	Kiekis
1	TL494	IC	1
2	IRFZ44N	Mosfetas	2
3	Sraigtinis terminalas	Sraigtinis gnybtas 5mmx2	1
4	Sraigtinis terminalas	Sraigtinis gnybtas 5mmx3	1
5	0,1 uF	Kondensatorius	1
6	50 tūkst., 1 proc.	Rezistorius	2
7	560R	Rezistorius	2
8	10 tūkst., 1 proc.	Rezistorius	2
9	150 tūkst., 1 proc.	Rezistorius	1
10	Dengta lenta	Bendras 50x50mm	1
11	PSU šilumos kriauklė	Bendrasis	1

TL494 keitiklio grandinės schema

TL494CN keitiklio grandinės konstrukcija

Šiai demonstracijai grandinė sukonstruota ant naminio PCB, naudojant scheminius ir PCB dizaino failus. Atkreipkite dėmesį, kad jei prie transformatoriaus išvesties bus prijungta didelė apkrova, per PCB pėdsakus tekės didžiulė srovė ir yra tikimybė, kad pėdsakai išdegs. Taigi, kad PCB pėdsakai neišdegtų, įtraukiau keletą džemperių, kurie padeda padidinti dabartinį srautą.

Skaičiavimai

Šiai inverterio grandinei, naudojant TL494, nėra daug teorinių skaičiavimų. Tačiau yra keletas praktinių skaičiavimų, kuriuos atliksime bandydami grandinės sekciją.

Norint apskaičiuoti osciliatoriaus dažnį, galima naudoti šią formulę.

Fosc = 1 / (RT * CT)

Atkreipkite dėmesį! Kad būtų paprasčiau, pateikiama skaičiuoklė, pagal kurią galite lengvai apskaičiuoti osciliatoriaus dažnį.

TL494 PWM keitiklio grandinės testavimas

Norėdami patikrinti grandinę, naudojama ši sąranka.

12 V rūgštinė švino baterija.
Transformatorius, turintis 6-0-6 ir 12-0-12 čiaupą
100 W kaitrinė lemputė kaip apkrova
„Meco 108B + TRMS“ multimetras
„Meco 450B + TRMS“ multimetras
Hantek 6022BE osciloskopas
Ir Test-PCB, prie kurio prijungiau osciloskopo zondus.

MOSFET įvestis

Nustatęs TL494 mikroschemą, aš matavau įvesties PWM signalą į MOSFET vartus, kaip matote paveikslėlyje žemiau.

Transformatoriaus išėjimo bangos forma be apkrovos (Aš prijungiau kitą antrinį transformatorių, kad matuočiau išėjimo bangos formą)

Kaip matote aukščiau esančiame paveikslėlyje, sistema apeina 12,97 W apkrovą be jokios apkrovos.

Taigi iš dviejų aukščiau pateiktų vaizdų galime labai lengvai apskaičiuoti keitiklio efektyvumą.

Efektyvumas yra apie 65%

Kas nėra blogai, bet ir nėra gerai.

Taigi, kaip matote, išėjimo įtampa nukrinta iki pusės mūsų komercinės kintamosios srovės tinklo įvesties.

Laimei, transformatoriuje, kurį naudoju, yra 6-0-6 juostos, kartu su 12-0-12 juostomis.

Taigi, aš pagalvojau, kodėl nenaudojant 6-0-6 juostos išėjimo įtampai padidinti.

Kaip matote iš aukščiau pateikto paveikslėlio, energijos suvartojimas be apkrovos yra 12,536 W

Dabar transformatoriaus išėjimo įtampa yra mirtina

Atsargiai! Būkite ypač atsargūs dirbdami su aukšta įtampa. Šis įtampos kiekis tikrai gali jus užmušti.

Vėlgi suvartojamos energijos sąnaudos, kai 100 W lemputė yra prijungta kaip apkrova

Šiuo metu mano multimetro zondų nebuvo pakankamai, kad jie galėtų praeiti per 10,23 A srovės srovę, todėl nusprendžiau 1,5 kvadratinių metrų laido įdėti tiesiai į multimetro gnybtus.

Įvesties energijos suvartojimas buvo 121,94 vatai

Vėlgi išėjimo galios suvartojimas, kai 100 W lemputė yra prijungta kaip apkrova

Apkrovos sunaudota išėjimo galia buvo 80,70 W. Kaip matote, lemputė švytėjo labai ryškiai, todėl padėjau ją šalia savo stalo.

Taigi, jei vėl apskaičiuosime efektyvumą, tai maždaug 67%

Ir dabar lieka milijono dolerių klausimas

Kodėl NEGALI modifikuoti kvadratinių bangų keitiklio grandinės kaip „pasidaryk pats“ projekto?

Dabar, peržiūrėję aukščiau pateiktus rezultatus, turite galvoti, kad ši grandinė yra pakankamai gera, tiesa?

Leiskite man pasakyti, kad tai visiškai netinka, nes

Visų pirma, efektyvumas yra tikrai labai prastas.

Priklausomai nuo apkrovos, išėjimo įtampa, The išėjimo dažnis, o iš bangų formos pokyčių, nes nėra grįžtamojo ryšio dažnio kompensacija ir ne LC filtras išėjime valyti things up.

Šiuo metu negaliu išmatuoti išėjimo šuolių, nes smaigaliai užmuš mano osciloskopą ir prijungtą nešiojamąjį kompiuterį. Leiskite man pasakyti, kad tikrai yra didžiulių smaigalių, kuriuos generuoja transformatorius, kurį žinau žiūrėdamas „Afrotechmods“ vaizdo įrašą. Tai reiškia, kad keitiklio išvesties prijungimas prie 6-0-6 V gnybto pasiekė didžiausią ir didžiausią įtampą, viršijančią 1000 V, ir tai kelia grėsmę gyvybei.

Dabar tiesiog galvoti apie maitinimui sukurti CFL lempa, yra telefono kroviklį, arba 10W lemputę šio keitiklio, ji bus akimirksniu susprogdinti.

Daugelis dizaino radau internete turėti aukštos įtampos kondensatorius išėjime, kaip apkrova, kuri sumažina įtampos šuoliai, bet tai taip pat nesiruošia dirbti. 1000 V smailės gali akimirksniu išpūsti kondensatorius. Jei prijungsite jį prie nešiojamojo kompiuterio įkroviklio arba SMPS grandinės, viduje esantis metalo oksido varistorius (MOV) iš karto sprogs.

Ir tai galiu tęsti ir tęsti minusus visą dieną.

Tai buvo priežastis, kodėl aš nerekomenduoju kurti ir dirbti su tokio tipo grandinėmis, nes ji yra nepatikima, neapsaugota ir gali jums pakenkti visam laikui. Nors anksčiau mes statėme keitiklį, kuris taip pat nėra pakankamai geras praktinėms reikmėms. Vietoj to aš jums liepsiu išleisti šiek tiek pinigų ir nusipirkti komercinį keitiklį, kuriame yra daugybė apsaugos funkcijų.

Tolesnis tobulinimas

Vienintelis patobulinimas, kurį galima padaryti šioje grandinėje, yra visiškai jį išmesti ir modifikuoti naudojant techniką, vadinamą SPWM (sinusinio impulso pločio moduliacija), ir pridėti tinkamą grįžtamojo ryšio dažnio kompensavimą, apsaugą nuo trumpojo jungimo ir dar daugiau. Bet tai yra kito projekto tema, beje, netrukus.

TL494 keitiklio grandinės programos

Perskaitę visa tai, jei galvojate apie programas, tada jums pasakysiu kritiniais atvejais, ji gali būti naudojama įkraunant telefono nešiojamąjį kompiuterį ir kitus dalykus.

Tikiuosi, kad jums patiko šis straipsnis ir sužinojote kažką naujo. Skaityk toliau, mokykis, toliau kurk, ir aš tave pamatysiu kitame projekte.