Perjungiamojo režimo maitinimo š altiniai (UPS) yra labai dažni. Dabar jūsų naudojamas kompiuteris turi kelių įtampų UPS (+12, -12, +5, -5 ir +3,3 V bent). Beveik visi tokie blokai turi specialų PWM valdiklio lustą, dažniausiai TL494CN tipo. Jo analogas yra buitinė mikroschema M1114EU4 (KR1114EU4).
Prodiuseriai
Nagrinėjama mikroschema priklauso labiausiai paplitusių ir plačiausiai naudojamų integrinių elektroninių grandynų sąrašui. Jo pirmtakas buvo Unitrode UC38xx serijos PWM valdikliai. 1999 metais šią kompaniją nupirko „Texas Instruments“ir nuo tada buvo pradėta kurti šių valdiklių linija, todėl 2000-ųjų pradžioje ji buvo sukurta. TL494 serijos lustai. Be jau minėtų UPS, juos galima rasti nuolatinės srovės įtampos reguliatoriuose, valdomose pavarose, minkštuosiuose paleidikliuose, žodžiu, visur, kur naudojamas PWM valdymas.
Tarp firmų, kurios klonavo šį lustą, yra tokių pasaulyje žinomų prekių ženklų kaip Motorola, Inc, International Rectifier,Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor. Visi jie pateikia išsamų savo gaminių aprašymą, vadinamąjį TL494CN duomenų lapą.
Dokumentacija
Įvairių gamintojų nagrinėjamo tipo mikroschemų aprašymų analizė parodo praktinį jo charakteristikų tapatumą. Įvairių firmų teikiamos informacijos kiekis yra beveik vienodas. Be to, tokių prekių ženklų kaip Motorola, Inc ir ON Semiconductor TL494CN duomenų lapas pakartoja vienas kitą savo struktūra, paveikslais, lentelėmis ir diagramomis. „Texas Instruments“medžiagos pateikimas šiek tiek skiriasi nuo jų, tačiau atidžiai ištyrus tampa aišku, kad turima omenyje identišką gaminį.
TL494CN lusto priskyrimas
Tradiciškai pradėkime apibūdinti nuo vidinių įrenginių paskirties ir sąrašo. Tai fiksuoto dažnio PWM valdiklis, pirmiausia sukurtas UPS programoms, turintis šiuos įrenginius:
- pjūklo įtampos generatorius (SPG);
- stiprintuvų klaidų;
- atskaitos (atskaitos) įtampos š altinis +5 V;
- negyvojo laiko reguliavimo grandinė;
- Išėjimo tranzistorių jungikliai srovei iki 500 mA;
- vientakčio arba dvitakčio veikimo pasirinkimo schema.
Limitai
Kaip ir bet kurios kitos mikroschemos, TL494CN aprašyme turi būti didžiausių leistinų veikimo charakteristikų sąrašas. Pateiksime juos remiantis Motorola, Inc. duomenimis:
- Maitinimas: 42 V.
- Kolektoriaus įtampaišvesties tranzistorius: 42 V.
- Išėjimo tranzistoriaus kolektoriaus srovė: 500 mA.
- Stiprintuvo įvesties įtampos diapazonas: -0,3 V iki +42 V.
- Galios išsklaidymas (esant t< 45 °C): 1000 mW.
- Laikymo temperatūros diapazonas: nuo -55 iki +125°C.
- Aplinkos temperatūros diapazonas: nuo 0 iki +70 °С.
Pažymėtina, kad TL494IN lusto 7 parametras yra šiek tiek platesnis: nuo -25 iki +85 °С.
TL494CN lusto dizainas
Jo atvejo išvadų aprašymas rusų kalba parodytas paveikslėlyje žemiau.
Mikroschema dedama į plastikinį (tai žymima N raide jos pavadinimo pabaigoje) 16 kontaktų paketą su pdp tipo laidais.
Jo išvaizda parodyta toliau esančioje nuotraukoje.
TL494CN: funkcinė diagrama
Taigi, šios mikroschemos užduotis yra įtampos impulsų, generuojamų reguliuojamuose ir nereguliuojamuose UPS, impulsų pločio moduliavimas (PWM arba angl. Pulse Width Modulated (PWM)). Pirmojo tipo maitinimo š altiniuose impulsų trukmės diapazonas, kaip taisyklė, pasiekia maksimalią įmanomą reikšmę (~ 48 % kiekvienam išėjimui stumiamosiose grandinėse, plačiai naudojamose automobilių garso stiprintuvams maitinti).
TL494CN lustas iš viso turi 6 išvesties kaiščius, iš kurių 4 (1, 2, 15, 16) yra vidinių klaidų stiprintuvų įėjimai, naudojami UPS apsaugoti nuo srovės ir galimų perkrovų. Pin 4 yra įvestissignalas nuo 0 iki 3 V, kad būtų galima reguliuoti išėjimo stačiakampių impulsų darbo ciklą, o3 yra lygintuvo išvestis ir gali būti naudojama keliais būdais. Dar 4 (skaičiai 8, 9, 10, 11) yra laisvieji tranzistorių kolektoriai ir emiteriai, kurių didžiausia leistina apkrovos srovė yra 250 mA (nepertraukiamu režimu ne didesnė kaip 200 mA). Juos galima jungti poromis (nuo 9 iki 10 ir nuo 8 iki 11), kad būtų galima valdyti didelės galios MOSFET, kurių srovės riba yra 500 mA (maks. 400 mA nuolatinė).
Kokia yra TL494CN vidinė dalis? Jo diagrama parodyta paveikslėlyje žemiau.
Mikroschemoje yra įmontuotas atskaitos įtampos š altinis (ION) +5 V (Nr. 14). Paprastai ji naudojama kaip etaloninė įtampa (su ± 1 proc. tikslumu), taikoma grandinių, kurios suvartoja ne daugiau kaip 10 mA, įvestims, pavyzdžiui, 13 kaiščiui, pasirinktam vieno ar dviejų taktų veikimui. mikroschema: jei ant jo yra +5 V, pasirenkamas antrasis režimas, jei maitinimo įtampos minusas - pirmasis.
Pjūklinio įtampos generatoriaus (GPN) dažniui reguliuoti naudojamas kondensatorius ir rezistorius, prijungti atitinkamai prie 5 ir 6 kaiščių. Ir, žinoma, mikroschemoje yra gnybtai, skirti prijungti maitinimo š altinio pliusą ir minusą (atitinkamai 12 ir 7 numeriai) nuo 7 iki 42 V.
Schemoje parodyta, kad TL494CN yra keletas vidinių įrenginių. Jų funkcinės paskirties aprašymas rusų kalba bus pateiktas toliau, pateikiant medžiagą.
Įvesties gnybtų funkcijos
Kaip bet kurikitas elektroninis prietaisas. Aptariama mikroschema turi savo įėjimus ir išėjimus. Pradėsime nuo pirmojo. Šių TL494CN kaiščių sąrašas jau buvo pateiktas aukščiau. Žemiau bus pateiktas jų funkcinės paskirties aprašymas rusų kalba su išsamiais paaiškinimais.
1 išvestis
Tai teigiama (neinvertuojanti) 1 klaidos stiprintuvo įvestis. Jei jo įtampa yra mažesnė nei 2 kaiščio įtampa, 1 klaidos stiprintuvo išvestis bus žema. Jei jis didesnis nei 2 kaiščio, 1 klaidos stiprintuvo signalas padidės. Stiprintuvo išvestis iš esmės atkartoja teigiamą įvestį, naudodama 2 kaištį kaip atskaitą. Klaidos stiprintuvų funkcijos bus išsamiau aprašytos toliau.
2 išvada
Tai yra neigiama (invertuojanti) 1 klaidos stiprintuvo įvestis. Jei šis kontaktas yra didesnis nei 1, 1 klaidos stiprintuvo išvestis bus žema. Jei šio kaiščio įtampa yra mažesnė nei 1 kaiščio įtampa, stiprintuvo išvestis bus aukšta.
15 išvada
Jis veikia lygiai taip pat kaip2. Dažnai antrasis klaidos stiprintuvas nenaudojamas TL494CN. Šiuo atveju jo perjungimo grandinėje yra 15 kaištis, tiesiog prijungtas prie 14 (atskaitos įtampa +5 V).
16 išvada
Jis veikia taip pat, kaip 1. Paprastai jis prijungiamas prie bendro 7, kai nenaudojamas antrasis klaidos stiprintuvas. Kai 15 kištukas prijungtas prie +5 V ir 16 prijungtas prie bendro, antrojo stiprintuvo išvestis yra žema ir todėl neturi jokios įtakos lusto veikimui.
3 išvada
Šis kaištis ir kiekvienas vidinis stiprintuvas TL494CNsujungti vienas su kitu per diodus. Jei kurio nors iš jų išvestyje signalas pasikeičia iš žemo į aukštą, tada 3 numeriu jis taip pat pakyla. Kai signalas ant šio kaiščio viršija 3,3 V, išėjimo impulsai išsijungia (nulinis darbo ciklas). Kai jo įtampa yra artima 0 V, impulso trukmė yra maksimali. Nuo 0 iki 3,3 V impulso plotis yra nuo 50 % iki 0 % (kiekvienam PWM valdiklio išėjimui – daugelyje įrenginių 9 ir 10 kaiščiuose).
Jei reikia, 3 kaištis gali būti naudojamas kaip įvesties signalas arba gali būti naudojamas impulsų pločio keitimo greičio slopinimui. Jei jo įtampa aukšta (> ~ 3,5 V), PWM valdiklyje jokiu būdu negalima paleisti UPS (iš jo nebus impulsų).
4 išvada
Jis valdo išėjimo impulsų darbo ciklą (angl. Dead-Time Control). Jei įtampa ant jo yra artima 0 V, mikroschema galės išvesti ir mažiausią įmanomą, ir didžiausią impulsų plotį (kuris nustatomas kitais įvesties signalais). Jei šiam kaiščiui taikoma maždaug 1,5 V įtampa, išvesties impulso plotis bus apribotas iki 50 % jo didžiausio pločio (arba ~ 25 % darbo ciklas, kai naudojamas PWM valdiklis). Jei jo įtampa yra aukšta (> ~ 3,5 V), TL494CN nėra galimybės paleisti UPS. Jo perjungimo grandinėje dažnai yra Nr. 4, tiesiogiai prijungtas prie žemės.
Svarbu atsiminti! Signalas ties 3 ir 4 kontaktais turetu buti mazesnis nei ~3.3V. O jei arti tarkim +5V? Kaiptada TL494CN elgsis? Ant jo esanti įtampos keitiklio grandinė negeneruos impulsų, t.y. iš UPS nebus išėjimo įtampos
5 išvada
Skirta prijungti laiko kondensatorių Ct, o antrasis jo kontaktas yra prijungtas prie žemės. Talpos vertės paprastai yra nuo 0,01 µF iki 0,1 µF. Pasikeitus šio komponento vertei, pasikeičia GPN dažnis ir PWM valdiklio išėjimo impulsai. Paprastai čia naudojami aukštos kokybės kondensatoriai su labai žemu temperatūros koeficientu (labai nedideliu talpos pokyčiu keičiantis temperatūrai).
6 išvada
Jei norite prijungti laiko nustatymo rezistorių Rt, o antrasis jo kontaktas yra prijungtas prie žemės. Rt ir Ct reikšmės nustato FPG dažnį.
f=1, 1: (Rt x Ct)
7 išvada
Jis jungiasi prie bendro įrenginio grandinės laido PWM valdiklyje.
12 išvada
Jis pažymėtas raidėmis VCC. Prie jo prijungtas TL494CN maitinimo bloko „pliusas“. Jo perjungimo grandinėje paprastai yra Nr. 12, prijungtas prie maitinimo š altinio jungiklio. Daugelis UPS naudoja šį kaištį maitinimui (ir pačiam UPS) įjungti ir išjungti. Jei jis turi +12 V ir Nr. 7 yra įžemintas, FPV ir ION lustai veiks.
13 išvada
Tai veikimo režimo įvestis. Jo veikimas aprašytas aukščiau.
Išvesties gnybtų funkcijos
Aukščiau jie buvo išvardyti už TL494CN. Žemiau bus pateiktas jų funkcinės paskirties aprašymas rusų kalba su išsamiais paaiškinimais.
8 išvada
Apie taiLustas turi 2 npn tranzistorius, kurie yra jo išvesties klavišai. Šis kaištis yra 1 tranzistoriaus kolektorius, paprastai prijungtas prie nuolatinės srovės įtampos š altinio (12 V). Tačiau kai kurių prietaisų grandinėse jis naudojamas kaip išėjimas, ant jo matosi meandra (taip pat ir Nr. 11).
9 išvada
Tai yra 1 tranzistoriaus emiteris. Jis tiesiogiai arba per tarpinį tranzistorių varo didelės galios UPS tranzistorių (daugeliu atvejų lauko efektas) stūmimo grandinėje.
10 išvestis
Tai yra tranzistoriaus 2 emiteris. Vieno ciklo režimu jo signalas yra toks pat kaip ir 9. Kita vertus, žemas, ir atvirkščiai. Daugumoje įrenginių atitinkamos mikroschemos išėjimo tranzistorių jungiklių emiterių signalai varo galingus lauko tranzistorius, kurie įjungiami į ON būseną, kai 9 ir 10 kaiščių įtampa yra aukšta (virš ~ 3,5 V, bet tai nenurodo 3,3 V lygio Nr. 3 ir 4).
11 išvada
Tai 2 tranzistoriaus kolektorius, paprastai prijungtas prie nuolatinės srovės įtampos š altinio (+12 V).
Pastaba: TL494CN įrenginiuose perjungimo grandinėje gali būti 1 ir 2 tranzistorių kolektoriai ir emiteriai kaip PWM valdiklio išėjimai, nors antroji parinktis yra labiau paplitusi. Tačiau yra parinkčių, kai tiksliai išvesti 8 ir 11 kaiščiai. Jei grandinėje tarp IC ir FET rasite nedidelį transformatorių, greičiausiai išvesties signalas paimtas iš jų.(iš kolekcionierių)
14 išvada
Tai ION išvestis, taip pat aprašyta aukščiau.
Veikimo principas
Kaip veikia TL494CN lustas? Pateiksime jos darbo tvarkos aprašymą, remdamiesi medžiaga iš Motorola, Inc. Impulso pločio moduliavimo išvestis pasiekiama lyginant teigiamą pjūklo signalą iš kondensatoriaus Ct su bet kuriuo iš dviejų valdymo signalų. Išvesties tranzistoriai Q1 ir Q2 yra NEĮjungti, kad juos atidarytų tik tada, kai trigerio laikrodžio įvestis (C1) (žr. TL494CN funkcijų diagramą) yra žema.
Taigi, jei trigerio įėjime C1 yra loginio vieneto lygis, tada išėjimo tranzistoriai yra uždaryti abiem veikimo režimais: vieno ciklo ir traukimo. Jei šiame įėjime yra laikrodžio signalas, tada stūmimo režimu tranzistorius atsidaro po vieną, kai į trigerį atjungiamas laikrodžio impulsas. Vieno ciklo režimu gaidukas nenaudojamas ir abu išvesties klavišai atsidaro sinchroniškai.
Ši atvira būsena (abiejuose režimuose) galima tik toje FPV periodo dalyje, kai pjūklo įtampa yra didesnė už valdymo signalus. Taigi valdymo signalo dydžio padidėjimas arba sumažėjimas sukelia tiesinį įtampos impulsų pločio padidėjimą arba sumažėjimą mikroschemos išėjimuose.
Įtampa iš 4 kaiščio (neveikiančio laiko valdymas), klaidų stiprintuvo įėjimai arba grįžtamojo ryšio signalo įvestis iš 3 kaiščio gali būti naudojami kaip valdymo signalai.
Pirmieji žingsniai dirbant su mikroschema
Prieš darantbet kokį naudingą įrenginį, rekomenduojama sužinoti, kaip veikia TL494CN. Kaip patikrinti, ar tai veikia?
Paimkite duonos lentą, įdėkite ant jos IC ir prijunkite laidus pagal toliau pateiktą schemą.
Jei viskas tinkamai prijungta, grandinė veiks. 3 ir 4 kaiščius palikite nelaisvus. Norėdami patikrinti FPV veikimą, naudokite osciloskopą – ties 6 kaiščiu turėtumėte matyti pjūklo įtampą. Išėjimai bus lygūs nuliui. Kaip nustatyti jų našumą TL494CN. Patikrinti galima taip:
- Prijunkite grįžtamojo ryšio išvestį (3) ir neveikiančio laiko valdymo išvestį (4) prie žemės (7).
- Dabar turėtumėte aptikti kvadratinę bangą IC išėjimuose.
Kaip sustiprinti išėjimo signalą?
TL494CN išvesties srovė yra gana maža, ir jūs tikrai norite daugiau galios. Taigi, turime pridėti keletą galingų tranzistorių. Lengviausiai naudojami (ir labai lengva gauti – iš senos kompiuterio pagrindinės plokštės) yra n kanalų galios MOSFET. Tuo pačiu metu turime apversti TL494CN išvestį, nes jei prie jo prijungsime n kanalo MOSFET, tada, jei mikroschemos išvestyje nebus impulso, jis bus atviras nuolatinei srovei. Tokiu atveju MOSFET gali tiesiog perdegti… Taigi išimame universalų npn tranzistorių ir sujungiame pagal toliau pateiktą schemą.
Galingas MOSFETgrandinė valdoma pasyviai. Tai nėra labai gerai, bet bandymo tikslais ir mažos galios jis yra gana tinkamas. R1 grandinėje yra npn tranzistoriaus apkrova. Pasirinkite jį pagal didžiausią leistiną jo kolektoriaus srovę. R2 reiškia mūsų galios pakopos apkrovą. Tolesniuose eksperimentuose jis bus pakeistas transformatoriumi.
Jei dabar osciloskopu pažvelgsime į mikroschemos 6 kontakto signalą, pamatysime „pjūklą“. 8 (K1) vis tiek galite matyti kvadratinės bangos impulsus, o MOSFET nutekėjimo išleidimo angos – tokios pat formos, bet didesnius.
Kaip padidinti išėjimo įtampą?
Dabar padidinkime įtampą naudodami TL494CN. Perjungimo ir laidų schema ta pati – ant duonos lentos. Žinoma, jūs negalite gauti pakankamai aukštos įtampos, ypač todėl, kad ant galios MOSFET nėra šilumos kriauklės. Tačiau prijunkite nedidelį transformatorių prie išėjimo pakopos pagal šią schemą.
Transformatoriaus pirminėje apvijoje yra 10 apsisukimų. Antrinėje apvijoje yra apie 100 apsisukimų. Taigi, transformacijos koeficientas yra 10. Pridėjus 10V į pirminį, išėjime turėtumėte gauti apie 100 V. Šerdis pagamintas iš ferito. Galite naudoti vidutinio dydžio šerdį iš kompiuterio maitinimo transformatoriaus.
Būkite atsargūs, transformatoriaus išėjimas yra aukštos įtampos. Srovė labai maža ir jūsų neužmuš. Bet jūs galite gauti gerą smūgį. Kitas pavojus yra, jei įrengiate didelįkondensatorius prie išėjimo, jis sukaups didelį krūvį. Todėl išjungus grandinę ji turėtų išsikrauti.
Grandinės išvestyje galite įjungti bet kurį indikatorių, pavyzdžiui, lemputę, kaip parodyta toliau esančioje nuotraukoje.
Jis veikia nuolatinės srovės įtampa ir jam reikia apie 160 V, kad užsidegtų. (Viso įrenginio maitinimo įtampa yra apie 15 V – eilės tvarka mažesnė.)
Transformatoriaus išvesties grandinė plačiai naudojama bet kuriame UPS, įskaitant kompiuterio maitinimo š altinius. Šiuose įrenginiuose pirmasis transformatorius, prijungtas per tranzistorinius jungiklius prie PWM valdiklio išėjimų, skirtas galvaniškai izoliuoti žemos įtampos grandinės dalį, kurioje yra TL494CN, nuo aukštos įtampos dalies, kurioje yra tinklo įtampa. transformatorius.
Įtampos reguliatorius
Paprastai namuose gaminamuose mažuose elektroniniuose įrenginiuose maitinimas tiekiamas iš tipinio AK UPS, pagaminto naudojant TL494CN. Kompiuterio maitinimo grandinė yra gerai žinoma, o patys blokai yra lengvai pasiekiami, nes milijonai senų kompiuterių kasmet išmetami arba parduodami atsarginėms dalims. Tačiau paprastai šie UPS nesukuria didesnės nei 12 V įtampos. Tai per mažai kintamo dažnio pavarai. Žinoma, būtų galima pabandyti naudoti 25 V viršįtampio kompiuterinį UPS, bet jį būtų sunku rasti ir per daug galios būtų išsklaidyta esant 5 V įtampai loginiuose vartuose.
Tačiau TL494 (arba analoguose) galite sukurti bet kokias grandines, turinčias prieigą prie padidintos galios ir įtampos. Naudojant įprastas dalis iš kompiuterio UPS ir didelės galios MOStranzistorius iš pagrindinės plokštės, galite sukurti PWM įtampos reguliatorių ant TL494CN. Konverterio grandinė parodyta paveikslėlyje žemiau.
Ant jo galite pamatyti dviejų tranzistorių mikroschemos ir išėjimo pakopos perjungimo grandinę: universalų npn- ir galingą MOS.
Pagrindinės dalys: T1, Q1, L1, D1. Dvipolis T1 naudojamas valdyti galios MOSFET, prijungtą supaprastintu būdu, vadinamuoju. "pasyvus". L1 yra induktorius iš seno HP spausdintuvo (apie 50 apsisukimų, 1 cm aukščio, 0,5 cm pločio su apvijomis, atviras droselis). D1 yra Schottky diodas iš kito įrenginio. TL494 yra prijungtas kitu būdu, nei nurodyta anksčiau, nors galima naudoti bet kurį kitą.
C8 yra maža talpa, neleidžianti triukšmui patekti į klaidos stiprintuvo įvestį, 0,01 uF vertė bus daugiau ar mažiau normali. Didesnės reikšmės sulėtins norimos įtampos nustatymą.
C6 yra dar mažesnis kondensatorius, naudojamas aukšto dažnio triukšmui filtruoti. Jo talpa yra iki kelių šimtų pikofaradų.
