Trinnløs variabel pwm generator tl494. Justering av strøm og spenning på tl494. Krafttransistorkontroll med tl494 mikrokrets. Skjematisk diagram av enheten

Nikolay Petrushov

TL494, hva slags "beist" er dette?

TL494 (Texas Instruments) er sannsynligvis den vanligste PWM-kontrolleren, på grunnlag av hvilken hoveddelen av datamaskinens strømforsyninger og strømdeler til forskjellige husholdningsapparater ble laget.
Og selv nå er denne mikrokretsen ganske populær blant radioamatører som er engasjert i konstruksjonen av byttestrømforsyninger. Den innenlandske analogen til denne mikrokretsen er M1114EU4 (KR1114EU4). I tillegg produserer forskjellige utenlandske firmaer denne mikrokretsen med forskjellige navn. For eksempel IR3M02 (Sharp), KA7500 (Samsung), MB3759 (Fujitsu). Alt dette er en og samme mikrokrets.
Alderen hennes er mye yngre enn TL431. Den begynte å bli produsert av Texas Instruments et sted på slutten av 90-tallet - begynnelsen av 2000-tallet.
La oss prøve sammen å finne ut hva hun er og hva slags "beist" det er? Vi vil vurdere TL494-mikrokretsen (Texas Instruments).

Og la oss først se hva som er inni henne.

Sammensatt.

Det inkluderer:
- sagtannspenningsgenerator (GPN);
- komparator for dødtidsjustering (DA1);
- PWM-justeringskomparator (DA2);
- feilforsterker 1 (DA3), brukes hovedsakelig for spenning;
- feilforsterker 2 (DA4), hovedsakelig brukt av strømbegrensningssignalet;
- stabil referansespenningskilde (ION) ved 5V med ekstern pinne 14;
- kontrollkrets for utgangstrinnet.

Deretter vil vi selvfølgelig vurdere alle dens bestanddeler og prøve å finne ut hva alt dette er for og hvordan alt fungerer, men først vil det være nødvendig å ta med driftsparametrene (karakteristikker).

Dens begrensende egenskaper er som følger;

Forsyningsspenningen................................................ ..... 41B

Forsterkerinngangsspenning ................................... (Vcc + 0,3) V

Samler utgangsspenning ................................ 41V

Kollektor utgangsstrøm ........................................................ 250mA

Totalt effekttap i kontinuerlig modus .... 1W

Plasseringen og formålet med pinnene til mikrokretsen.

Konklusjon 1

Dette er ikke den inverterende (positive) inngangen til feilforsterker 1.
Hvis inngangsspenningen på den er lavere enn spenningen på pinne 2, vil det ikke være noen feil 1 ved utgangen til denne forsterkeren, det vil ikke være spenning (utgangen vil ha et lavt nivå) og det vil ikke ha noen effekt på bredden (duty cycle) til utgangspulsene.
Hvis spenningen på denne pinnen er høyere enn ved pinn 2, vil det ved utgangen til denne forsterkeren 1 vises en spenning (utgangen fra forsterker 1 vil ha et høyt nivå) og bredden (driftsyklusen) til utgangspulsene vil reduseres jo mer, jo høyere utgangsspenning til denne forsterkeren (3,3 volt maksimum).

Konklusjon 2

Dette er den inverterende (negative) inngangen til feilforsterkeren 1.
Hvis inngangsspenningen på denne pinnen er høyere enn ved pinne 1, vil det ikke være noen spenningsfeil ved utgangen til forsterkeren (utgangen vil være lav) og det vil ikke ha noen innvirkning på utgangens bredde (driftsyklus) pulser.
Hvis spenningen på denne pinnen er lavere enn på pinne 1, vil forsterkerutgangen bli høy.

Feilforsterkeren er en vanlig op-amp med en forsterkning i størrelsesorden = 70..95 dB ved konstant spenning, (Ku = 1 ved en frekvens på 350 kHz). Op-amp inngangsspenningsområdet strekker seg fra -0,3V til forsyningsspenningen, minus 2V. Det vil si at den maksimale inngangsspenningen må være minst to volt lavere enn forsyningsspenningen.

Konklusjon 3

Dette er utgangene til feilforsterkere 1 og 2, koblet til denne pinnen gjennom dioder (ELLER-krets). Hvis spenningen ved utgangen til en forsterker endres fra lav til høy, blir den også høy ved pin 3.
Hvis spenningen på denne pinnen overstiger 3,3 V, forsvinner pulsene ved utgangen til mikrokretsen (null driftssyklus).
Hvis spenningen på denne pinnen er nær 0 V, vil varigheten av utgangspulsene (duty cycle) være maksimal.

Pin 3 brukes vanligvis for å gi tilbakemelding til forsterkere, men om nødvendig kan pin 3 brukes som inngang for å gi en endring i pulsbredde.
Hvis spenningen over den er høy (> ~ 3,5 V), vil det ikke være noen pulser på MS-utgangen. Strømforsyningen vil ikke starte under noen omstendigheter.

Konklusjon 4

Den kontrollerer variasjonsområdet for den "døde" tiden (engelsk Dead-Time Control), i prinsippet er dette den samme driftssyklusen.
Hvis spenningen over den er nær 0 V, vil utgangen til mikrokretsen være både minimum mulig og maksimal pulsbredde, som følgelig kan stilles inn av andre inngangssignaler (feilforsterkere, pin 3).
Hvis spenningen på denne pinnen er omtrent 1,5 V, vil bredden på utgangspulsene være i området 50 % av deres maksimale bredde.
Hvis spenningen på denne pinnen overstiger 3,3 V, vil det ikke være noen pulser på MS-utgangen. Strømforsyningen vil ikke starte under noen omstendigheter.
Men ikke glem at med en økning i den "døde" tiden, vil PWM-justeringsområdet reduseres.

Ved å endre spenningen på pinne 4, kan du stille inn en fast bredde på "død"-tiden (RR-deler), implementere en mykstartmodus i strømforsyningen (RC-kjede), gi en ekstern avstenging av MS (nøkkel), og du kan også bruke denne pinnen som en lineær kontrollinngang.

La oss vurdere (for de som ikke vet) hva "død" tid er og hva den er til for.
Når en push-pull strømforsyningskrets er i drift, tilføres pulser vekselvis fra utgangene til mikrokretsen til basene (portene) til utgangstransistorene. Siden enhver transistor er et treghetselement, kan den ikke lukke (åpne) øyeblikkelig når et signal fjernes (tilføres) fra basen (porten) til utgangstransistoren. Og hvis pulser påføres utgangstransistorene uten "død" tid (det vil si fjern impulsen fra den ene og umiddelbart påføres den andre), kan det komme et øyeblikk når den ene transistoren ikke har tid til å lukke, og den andre har allerede åpnet. Da vil all strømmen (kalt gjennomstrøm) flyte gjennom begge åpne transistorene og omgå belastningen (transformatorviklingen), og siden den ikke vil være begrenset av noe, vil utgangstransistorene umiddelbart svikte.
For å forhindre at dette skjer, er det nødvendig etter slutten av en puls og før starten av den neste - det har gått en viss tid, tilstrekkelig til å pålitelig lukke utgangstransistoren fra inngangen som styresignalet fjernes fra.
Denne tiden kalles "død" tid.

Ja, selv om du ser på figuren med mikrokretsens sammensetning, så ser vi at pinne 4 er koblet til inngangen til dødtidsjusteringskomparatoren (DA1) gjennom en spenningskilde på 0,1-0,12 V. Hvorfor gjøres dette ?
Dette er nettopp gjort slik at den maksimale bredden (duty cycle) på utgangspulsene aldri er 100 %, for å sikre sikker drift av utgangstransistorene (utgangstransistorene).
Det vil si at hvis du "setter" pinne 4 på en felles ledning, så vil det fortsatt ikke være nullspenning ved inngangen til DA1-komparatoren, men det vil være en spenning på akkurat denne verdien (0,1-0,12 V) og pulser fra sagtannspenningsgeneratoren (SPS) vises ved utgangen til mikrokretsen bare når deres amplitude ved pinne 5 overstiger denne spenningen. Det vil si at mikrokretsen har en fast maksimal terskel for driftssyklusen til utgangspulsene, som ikke vil overstige 95-96% for enkeltsyklusdrift av utgangstrinnet, og 47,5-48% for push-pull-drift av utgangstrinnet.

Konklusjon 5

Dette er utgangen til GPN, den er designet for å koble tidskondensatoren Ct til den, den andre enden av den er koblet til den vanlige ledningen. Kapasiteten er vanligvis valgt fra 0,01 μF til 0,1 μF, avhengig av utgangsfrekvensen til GPN-pulsene til PWM-kontrolleren. Som regel brukes kondensatorer av høy kvalitet her.
Utgangsfrekvensen til FPG kan bare kontrolleres på denne pinnen. Svingningen til generatorens utgangsspenning (amplituden til utgangspulsene) er et sted i området 3 volt.

Konklusjon 6

Også utgangen til GPN, designet for å koble til en tidsinnstillingsmotstand Rt, hvor den andre enden er koblet til den vanlige ledningen.
Verdiene til Rt og Ct bestemmer utgangsfrekvensen til FPG, og beregnes av formelen for en enkeltsyklusoperasjon;

For en totaktsdriftsmodus er formelen som følger;

For PWM-kontrollere fra andre selskaper beregnes frekvensen med samme formel, bortsett fra at tallet 1 må endres til 1.1.

Konklusjon 7

Den kobles til den vanlige ledningen til enhetskretsen på PWM-kontrolleren.

Konklusjon 8

Mikrokretsen inneholder et utgangstrinn med to utgangstransistorer, som er dens utgangsbrytere. Utgangene til kollektorene og emitterne til disse transistorene er gratis, og derfor, avhengig av behovet, kan disse transistorene inkluderes i kretsen for å fungere med både en felles emitter og en felles kollektor.
Avhengig av spenningen på pinne 13, kan dette utgangstrinnet operere i enten push-pull- eller single-pull-modus. I ensidig drift kan disse transistorene kobles parallelt for å øke belastningsstrømmen, noe som vanligvis gjøres.
Så, pinne 8 er kollektorpinnen til transistor 1.

Konklusjon 9

Dette er emitterpinnen til transistor 1.

Konklusjon 10

Dette er emitterpinnen til transistor 2.

Konklusjon 11

Dette er kollektoren til transistor 2.

Konklusjon 12

Denne pinnen kobler til plussen til TL494CN-strømforsyningen.

Konklusjon 13

Dette er en pinne for å velge driftsmodus for utgangstrinnet. Hvis denne pinnen er koblet til felles, vil utgangstrinnet fungere i ensidig modus. Utgangssignalene på terminalene til transistorbryterne vil være de samme.
Hvis du legger på en spenning på +5 V til denne pinnen (koble til pinne 13 og 14), vil utgangsbryterne fungere i push-pull-modus. Utgangssignalene på terminalene til transistorbryterne vil være i motfase og frekvensen på utgangspulsene vil være halvparten så mye.

Konklusjon 14

Dette er utgangen fra stallen OG kilde O porno N spenning (ION), med en utgangsspenning på +5 V og en utgangsstrøm på opptil 10 mA, som kan brukes som referanse for sammenligning i feilforsterkere, og til andre formål.

Konklusjon 15

Den fungerer akkurat på samme måte som pin 2. Hvis den andre feilforsterkeren ikke brukes, kobles pinne 15 ganske enkelt til pinne 14 (+5 V referanse).

Konklusjon 16

Den fungerer på samme måte som pin 1. Hvis den andre feilforsterkeren ikke brukes, så kobles den vanligvis til fellesledningen (pin 7).
Med pinne 15 koblet til +5 V og pinne 16 koblet til jord, er utgangsspenningen til den andre forsterkeren fraværende, så det har ingen effekt på driften av mikrokretsen.

Prinsippet for operasjon av mikrokretsen.

Så hvordan fungerer TL494 PWM-kontrolleren?
Ovenfor undersøkte vi i detalj formålet med pinnene til denne mikrokretsen og hvilken funksjon de utfører.
Hvis alt dette er nøye analysert, blir det fra alt dette klart hvordan denne mikrokretsen fungerer. Men jeg skal nok en gang veldig kort beskrive hvordan det fungerer.

Med en typisk innkobling av mikrokretsen og tilførsel av strøm til den (minus til pinne 7, pluss til pinne 12), begynner GPN å generere sagtannpulser med en amplitude på omtrent 3 volt, hvis frekvens avhenger av den tilkoblede C og R til pinnene 5 og 6 på mikrokretsen.
Hvis verdien av kontrollsignalene (ved pinne 3 og 4) er mindre enn 3 volt, vises rektangulære pulser på utgangsnøklene til mikrokretsen, hvis bredde (driftsyklus) avhenger av verdien av kontrollsignalene ved pinne 3 og 4.
Det vil si at mikrokretsen sammenligner den positive sagtannspenningen fra kondensatoren Ct (C1) med hvilket som helst av de to styresignalene.
Logiske kretser for styring av utgangstransistorene VT1 og VT2 åpner dem bare når spenningen til sagtannpulsene er høyere enn kontrollsignalene. Og jo større denne forskjellen er, desto bredere blir utgangspulsen (større driftssyklus).
Styrespenningen på pinne 3 avhenger på sin side av signalene ved inngangene til operasjonsforsterkere (feilforsterkere), som igjen kan kontrollere utgangsspenningen og utgangsstrømmen til PSU.

En økning eller reduksjon i verdien av et hvilket som helst styresignal, forårsaker således en lineær reduksjon eller økning i bredden av spenningspulsene ved utgangene til mikrokretsen.
Som nevnt ovenfor kan spenningen fra pinne 4 (dødtidskontroll), inngangene til feilforsterkerne eller tilbakemeldingssignalet direkte fra pinne 3 brukes som styresignaler.

Teori, som teorien sier, men det vil være mye bedre å se på og "føle" alt dette i praksis, så la oss sette sammen følgende krets på et brødbrett og se med egne øyne hvordan det hele fungerer.

Den enkleste og raskeste måten er å sette det hele sammen på et brødbrett. Ja, jeg installerte KA7500-mikrokretsen. Jeg setter pinnen "13" til mikrokretsen på en felles ledning, det vil si at utgangsnøklene våre vil fungere i en enkeltsyklusmodus (signalene på transistorene vil være de samme), og repetisjonshastigheten til utgangspulsene vil tilsvarer frekvensen til GPN-sagtannspenningen.

Jeg koblet oscilloskopet til følgende kontrollpunkter:
- Den første strålen til pinne "4", for å kontrollere den konstante spenningen på denne pinnen. Plassert i midten av skjermen på nulllinjen. Følsomhet - 1 volt per divisjon;
- Den andre strålen til terminal "5", for å kontrollere sagtannspenningen til FPG. Den er også plassert på nulllinjen (begge strålene er justert) i midten av oscilloskopet og med samme følsomhet;
- Den tredje strålen til utgangen av mikrokretsen til pinne "9", for å kontrollere pulsene ved utgangen til mikrokretsen. Følsomheten til strålen er 5 volt per divisjon (0,5 volt, pluss en deler med 10). Plassert nederst på oscilloskopskjermen.

Jeg glemte å si at utgangsnøklene til mikrokretsen er koblet til en felles samler. Med andre ord - i henhold til emitterfølgerordningen. Hvorfor en repeater? Fordi signalet ved transistorens emitter gjentar nøyaktig signalet til basen, slik at vi tydelig kan se alt.
Hvis du tar signalet fra kollektoren til transistoren, vil det bli invertert (opp ned) i forhold til basissignalet.
Vi leverer strøm til mikrokretsen og ser hva vi har på utgangene.

På det fjerde beinet har vi null (trimmerglideren er i laveste posisjon), den første strålen er på nulllinjen i midten av skjermen. Feilforsterkere virker heller ikke.
På den femte etappen ser vi en sagtannspenning til GPN (andre stråle), med en amplitude på litt mer enn 3 volt.
Ved utgangen til mikrokretsen (pinne 9) ser vi rektangulære pulser med en amplitude på ca. 15 volt og en maksimal bredde (96%). Prikkene nederst på skjermen er nøyaktig den faste driftssyklusterskelen. For å gjøre det lettere å se, slå på strekkingen på oscilloskopet.

Vel, nå kan du se bedre. Dette er nøyaktig tidspunktet da amplituden til pulsen faller til null og utgangstransistoren slås av i denne korte tiden. Nullnivået for denne strålen er nederst på skjermen.
Vel, la oss legge til spenning til pinne "4" og se hva vi får.

Ved pinne "4" med en trimmemotstand satte jeg en konstant spenning på 1 volt, den første strålen gikk opp en divisjon (en rett linje på oscilloskopskjermen). Hva ser vi? Dødtiden har økt (driftsyklusen har gått ned), dette er den stiplede linjen nederst på skjermen. Det vil si at utgangstransistoren er stengt i en tid allerede i omtrent halvparten av varigheten av selve pulsen.
Legg til en volt til med en trimmemotstand til pinne "4" på mikrokretsen.

Vi ser at den første strålen gikk opp en divisjon til, varigheten av utgangspulsene ble enda kortere (1/3 av varigheten av hele pulsen), og dødtiden (lukketiden til utgangstransistoren) økte til to - tredjedeler. Det vil si at det tydelig sees at logikken til mikrokretsen sammenligner nivået til FPG-signalet med nivået til kontrollsignalet, og overfører til utgangen bare det FPG-signalet, hvis nivå er høyere enn kontrollsignalet.

For å gjøre det enda tydeligere - varigheten (bredden) av utgangspulsene til mikrokretsen vil være den samme som varigheten (bredden) til utgangspulsene til sagtannspenningen som er over nivået til kontrollsignalet (over den rette linjen) på oscilloskopskjermen).

Fortsett, legg til en volt til til pinne "4" på mikrokretsen. Hva ser vi? Ved utgangen av mikrokretsen er det svært korte pulser, omtrent samme bredde som de som stikker ut over den rette linjen på toppen av sagtannspenningen. Slå på strekningen på oscilloskopet slik at pulsen blir bedre sett.

Her ser vi en kort puls, hvor utgangstransistoren vil være åpen, og resten av tiden (bunnlinjen på skjermen) vil være lukket.
Vel, la oss prøve å øke spenningen på pinne "4" enda mer. Vi setter spenningen ved utgangen med en trimmemotstand over nivået til sagtannspenningen til GPN.

Vel, det er det, strømforsyningsenheten vil slutte å fungere for oss, siden utgangen er helt rolig. Det er ingen utgangspulser, siden vi ved kontrollpinnen "4" har en konstant spenning på mer enn 3,3 volt.
Nøyaktig det samme vil skje hvis du tilfører et styresignal til pinne "3", eller til en hvilken som helst feilforsterker. For alle som er interessert, kan du sjekke det selv empirisk. Videre, hvis kontrollsignalene er umiddelbart på alle kontrollutganger, kontroller mikrokretsen (prevail), vil det være et signal fra den kontrollutgangen, hvis amplitude er større.

Vel, la oss prøve å koble pinne "13" fra den vanlige ledningen og koble den til pinne "14", det vil si å bytte driftsmodusen til utgangsnøklene fra enkeltsyklus til push-pull. La oss se hva vi får til.

Med en trimmemotstand bringer vi igjen spenningen ved pin "4" til null. Vi slår på strømmen. Hva ser vi?
Ved utgangen til mikrokretsen er det også rektangulære pulser med maksimal varighet, men repetisjonshastigheten deres har blitt halvparten av frekvensen av sagtannpulser.
De samme pulsene vil være på den andre nøkkeltransistoren til mikrokretsen (pinne 10), med den eneste forskjellen at de vil forskyves i tid i forhold til disse med 180 grader.
Det er også en maksimal driftssyklusterskel (2 %). Nå er det ikke synlig, du må koble den fjerde strålen til oscilloskopet og kombinere de to utgangssignalene sammen. Den fjerde sonden er ikke for hånden, så det gjorde jeg ikke. Hvem vil, praktisk talt sjekk det selv for å være sikker på dette.

I denne modusen fungerer mikrokretsen på samme måte som i enkeltsyklusmodus, med den eneste forskjellen at den maksimale varigheten av utgangspulsene her ikke vil overstige 48 % av den totale pulsvarigheten.
Så vi skal ikke vurdere denne modusen på lenge, men bare se hvilke impulser vi vil ha når spenningen på pinne "4" er to volt.

Vi hever spenningen med en trimmemotstand. Bredden på utgangspulsene ble redusert til 1/6 av den totale pulsvarigheten, det vil si at den også er nøyaktig to ganger enn i en-syklus-driftsmodusen til utgangsbryterne (det er 1/3 ganger).
Ved terminalen til den andre transistoren (terminal 10) vil det være de samme pulsene, bare forskjøvet i tid med 180 grader.
Vel, i prinsippet har vi analysert arbeidet til PWM-kontrolleren.

Mer om konklusjonen "4". Som nevnt tidligere kan denne pinnen brukes til å mykstarte strømforsyningen. Hvordan organisere dette?
Veldig enkelt. For å gjøre dette, koble RC-kjeden til pinne "4". For eksempel, her er et fragment av diagrammet:

Hvordan fungerer en myk start her? Vi ser på diagrammet. Kondensator C1 gjennom motstand R5 er koblet til ION (+5 volt).
Når strøm tilføres mikrokretsen (pinne 12), vises +5 volt på pinne 14. Kondensator C1 begynner å lade. Ladestrømmen til kondensatoren strømmer gjennom motstanden R5, i øyeblikket den slås på er den maksimal (kondensatoren er utladet) og et spenningsfall på 5 volt oppstår over motstanden, som mates til pinne "4". Denne spenningen, som vi allerede har funnet ut empirisk, forbyr passasje av pulser til utgangen til mikrokretsen.
Når kondensatoren lades, avtar ladestrømmen, og følgelig avtar spenningsfallet over motstanden. Spenningen ved pinne "4" avtar også og pulser begynner å vises ved utgangen til mikrokretsen, hvis varighet øker gradvis (ettersom kondensatoren lades). Når kondensatoren er fulladet, stopper ladestrømmen, spenningen ved pinne "4" blir nær null, og pinne "4" påvirker ikke lenger varigheten av utgangspulsene. Strømforsyningen går til driftsmodus.
Naturligvis gjettet du at starttiden til strømforsyningsenheten (dens inntreden i driftsmodus) vil avhenge av størrelsen på motstanden og kondensatoren, og ved valg av dem vil det være mulig å regulere denne tiden.

Vel, dette er kort hele teorien og praksisen, og det er ikke noe spesielt komplisert her, og hvis du forstår og forstår driften av denne PWM, vil det ikke være vanskelig for deg å forstå og forstå arbeidet til andre PWM-er.

Lykke til alle sammen.

Dragons "Lord (2005)

Oppgave: Sett sammen en brukervennlig, maksimalt allsidig firkantbølgegenerator. En forutsetning er å gi en brattest mulig for- og bakkant av signalet. Det er også ønskelig å dekke et bredest mulig område av frekvenser og driftssyklus. I henhold til oppgaven for hånden, ved felles innsats fra deltakerne i "site"-prosjektet, ble det født et opplegg som du inviteres til å gjøre deg kjent med nedenfor.

Skjematisk diagram og grafer:

Bilder av den ferdige generatoren: i prosessen med å jobbe med denne generatoren, ble den periodisk forbedret, de nominelle verdiene til kretsen ble raffinert. Generatoren har i den forbindelse gjennomgått to oppgraderinger. La oss presentere alle versjoner av generatoren i rekkefølge. Den første versjonen, satt sammen umiddelbart, skilte seg ut ved at den ikke hadde en strømkilde "ombord".

Under drift viste det seg at en så stor kondensator ikke var nødvendig. Kondensatorene ble installert direkte på generatorkortet sammen med en spenningsregulator. En transformator og en strømbryter er integrert på en felles base.

Mer nylig, for å utvide det tilgjengelige utvalget av dekkede frekvenser, ble det gjort en annen oppgradering, og en ekstra bryter ble integrert i kretsen for raskt å endre kondensatoren under innstillingskjeden, som vil bli beskrevet mer detaljert nedenfor.

Versjon 3.0. (2009) er det tilgjengelige frekvensområdet utvidet

Beskrivelse av ordningen: TL494-mikrokretsen kan operere både i en enkeltsyklus-modus (slik er det vist i diagrammet ovenfor), og i en push-pull-modus, som opererer på to belastninger vekselvis. Jeg vil forklare nedenfor hvordan du konverterer en krets til en push-pull, men nå vil vi vurdere en ensidig krets.

En-sykluskretsen kjennetegnes først og fremst ved at vi kan endre driftssyklusen til signalet fra null til 100 % (kanalen er alltid åpen). Driftssyklusens drivkjede er plassert på den andre delen av mikrokretsen. Prøv å tåle de angitte karakterene: 20K - trimmer og 12K-begrensning. En kondensator mellom 2 og 4 ben av mikrokretsen med en nominell verdi på 0,1 μF.

Frekvensområdet reguleres av to elementer: for det første av en kjede av motstander på det sjette benet av mikrokretsen, og for det andre av kapasitansen til kondensatoren på det femte benet. Vi installerer motstander: 330K - trimmer og 2,2K konstant. Deretter ser vi på grafen som jeg ga i begynnelsen. Vi begrenset grafene horisontalt til motstandsverdiene. Venstre og høyre. For en 5-bens kondensator med en kapasitet på 1000pF = 1nF = 0,001mkF (øvre rett linje på grafen), er det resulterende frekvensområdet fra 4KHz til mikrokretsgrensen (faktisk er det 150..200KHz, men potensielt opp til 470KHz , selv om slike frekvenser ikke oppnås ved slike metoder). I den siste oppgraderingen av generatoren ble det introdusert en bryter i kretsen som erstattet tidskondensatoren på den femte delen av mikrokretsen fra 1000pF til en annen, 100nF = 0,1mkF, som gjør det mulig å dekke det nedre frekvensområdet (den andre fra den nederste rette linjen på grafen). Det andre området er som følger: fra 40Hz til 5KHz. Som et resultat fikk vi en generator som dekker området fra 40Hz til 200KHz.

Nå noen få ord om utgangstrinnet som vi kontrollerer. Som nøkkel kan du bruke hvilken som helst av de tre tastene (felteffekttransistorer), avhengig av de nødvendige parameterne på lasten. Her er de: IRF540 (28A, 100V), IRF640 (18A, 200V) og IRF840 (8A, 500V). Bena til alle tre er nummerert likt. For en skarpere bakkant er det en KT6115A transistor. Rollen til denne transistoren er å kraftig plante gatepotensialet til feltdriveren til et minus. En diode og en 1K motstand er stroppingen av denne ekstra transistoren (draver). En 10 ohm motstand over porten eliminerer direkte mulig høyfrekvent ringing. For å bekjempe ringing anbefaler jeg også å sette på en liten ferrittring på feltportbenet til feltarbeideren.

Om nødvendig kan kretsen gjøres om til en push-pull krets og to laster kan pumpes vekselvis. Hovedforskjellene mellom push-pull-modusen er for det første å halvere utgangsfrekvensen på hver kanal fra den beregnede, og for det andre vil signaldriftsyklusen i hver kanal nå justeres fra 0 til 50 %. For å overføre kretsen til push-pull-modus, er det nødvendig å levere positiv strøm til det åttende benet på mikrokretsen (som på det 11. benet). Det er også nødvendig å koble det 13. benet med det 14. og 15. Følgelig, heng et lignende utgangstrinn på utgangen til det 9. benet, som vi ser på det 10. benet av mikrokretsen.

Til slutt bemerker jeg at TL494-mikrokretsen opererer fra et strømforsyningsområde fra 7 til 41V. Du kan ikke levere mindre enn 7 volt - den vil rett og slett ikke starte. For nøkkeltransistorer av den angitte typen er 9 Volt forsyning tilstrekkelig. Bedre å gjøre 12V, enda bedre 15V (det vil åpne seg raskere, det vil si at forkanten blir kortere). Hvis du ikke finner KT6115A, kan du erstatte den med en annen, mindre kraftig transistor KT685D (eller hvilken som helst bokstav generelt). Bena på 685-transistoren, hvis den ligger vendt mot deg, er fra venstre mot høyre: K, B, E. Jeg ønsker deg vellykkede eksperimenter!

Generator på TL494 med frekvens- og driftssykluskontroll

En veldig nyttig enhet for eksperimenter og innstillingsarbeid er frekvensgeneratoren. Kravene til det er små, du trenger bare:

• frekvensjustering (pulsrepetisjonsperiode)
• driftssyklusjustering (driftsyklus, pulslengde)
• bred rekkevidde

Frekvensjusteringsområdet til generatoren er ekstremt høyt - fra titalls hertz til 500 kHz, og i noen tilfeller - opptil 1 MHz, avhengig av mikrokretsen, har forskjellige produsenter forskjellige reelle verdier for den maksimale frekvensen som kan presses ute.

La oss gå videre til beskrivelsen av kretsen:

Pit ± og Pit ~ - strømforsyning til den digitale delen av kretsen, med henholdsvis konstant og vekselspenning, 16-20 volt.
Vout - strømforsyningsspenning, det vil være ved generatorutgangen, fra 12 volt. For å drive den digitale delen av kretsen fra denne spenningen, er det nødvendig å koble til Vout og Pit ± under hensyntagen til polariteten (fra 16 volt).
OUT (+ / D) - generatoreffekt, tatt i betraktning polaritet. + - pluss strømforsyning, D - drenering av felteffekttransistoren. Lasten er koblet til dem.
G D S - skrueblokk for tilkobling av en felteffekttransistor, som velges i henhold til parametrene avhengig av dine krav til frekvens og effekt. Oppsettet til det trykte kretskortet er laget under hensyntagen til minimumslengden på lederne til utgangsnøkkelen og deres nødvendige bredde.

Styrende organer:

Rt er en variabel motstand for å kontrollere frekvensområdet til generatoren, motstanden må velges i henhold til dine spesifikke krav. En online kalkulator for å beregne TL494-frekvensen er vedlagt nedenfor. Motstand R2 begrenser minimumsverdien av motstanden til tidsmotstanden til mikrokretsen. Den kan velges for en spesifikk forekomst av mikrokretsen, eller den kan settes som i diagrammet.
Ct - frekvensinnstillingskondensator, som igjen refererer til den elektroniske kalkulatoren. Lar deg stille inn justeringsområdet for å passe dine behov.
Rdt - variabel motstand for driftssykluskontroll. Motstand R1 kan brukes til å finjustere justeringsområdet fra 1 % til 99 %; du kan også sette en jumper i stedet for den.

Den variable motstanden Rt bør lages i form av to seriekoblede motstander - single-turn og multi-turn, hvis du trenger jevnhet og nøyaktighet av frekvenskontroll.

Det trykte kretskortet, etter tradisjon,

Generatoren er designet for laboratorieforskning innen utvikling og justering av et bredt utvalg av elektroniske enheter og automatiseringsenheter.

Generatoren er gjort universell ved sin evne til å operere i et bredt spekter av forsyningsspenninger (7 ... 41V), høy belastningskapasitet (maksimal utgangsstrøm 250 ... 500mA), stabil drift ved frekvenser fra tideler av en hertz til flere titalls kilohertz, på grunn av egenskapene til mikrokretsen TL494, som faktisk generatoren er bygget på.

Og her er selve generatoroppsettet

I tillegg kan amplituden til utgangspulsene være praktisk talt lik verdien av forsyningsspenningen til mikrokretsen, dvs. opp til grenseverdien for forsyningsspenningen til denne mikrokretsen + 41V (det anbefales imidlertid ikke i praksis utformer bruk av grenseverdien til forsyningsspenningen, noen kopier av mikrokretsen fungerer ikke normalt med spenning over 35V).
Justeringsområde for pulsbredde / driftsforhold: 0-50 % / 0-100 %.
Frekvensdrift i området for forsyningsspenninger er praktisk talt umerkelig, fordi masteroscillator TL494 og dens analoger får strøm fra en innebygd referansespenningskilde.

Opplegg

Jeg har satt sammen til forskjellige tider og til forskjellige formål flere generatorer på TL494... Enkel montering og igangkjøring, allsidigheten til generatoren gjør det mulig å bruke den i mange design, så vel som i form av en separat enhet.

Generatorkretsen som presenteres her har to "grov" kontrollerte utganger for tilkobling av en ikke-galvanisk isolert enhet eller komponent som testes (releer, porter for kraftfelt og IGBT-transistorer, innganger til logiske enheter med forskjellige inngangsnivåer, lamper, LED, transformatorer) ; attenuator med jevn justering av utgangsnivåer for alle småsignalenheter.

Justering av utgangsnivåer for alle utganger er separat, noe som utvider mulighetene til generatoren. Så for eksempel er det mulig å sjekke en enhet med forskjellige inngangsnivåer (TTL / CMOS, etc.) samtidig.
"Rough" justering gjøres av spenningsregulatorer på mikrokretser DA1, DA2 (fra 8V og over, avhengig av forsyningsspenningen), jevn - av variable motstander R12, 17.

Frekvensjustering utføres av bryter S1 (omtrent) og motstand R1 (jevnt), driftssyklus - av motstand R5.
Bryter SA1 endrer driftsmodusene til generatoren fra in-fase (enkeltende) til anti-fase (push-pull).

Motstand R4 velger det overlappende frekvensområdet. Hvis det er nødvendig, hvis en mer presis overlapping er nødvendig for hvert av underbåndene, bør en toveis bryter med et sett av matchede motstander (R4a-R4e) for hvert av underbåndene brukes som S1.
Fordi justering av parametere for forekomster av mikrokretser TL494 og deres mange analoger kan være forskjellige, så kan området for driftssyklusjustering, om nødvendig, velges med motstander R2, R7.
Det samme gjelder spenningsregulatorer. De kan settes sammen på en vilkårlig elementbase i henhold til skjemaet til den enkleste sekvensiell justerbare parametriske stabilisatoren, i stand til å gi en belastningsstrøm på 300mA fra en 15-35V spenningskilde.

Når det gjelder regulatorer montert på integrerte stabilisatorer: motstander R3, R6, R8, R9 velges også avhengig av det nødvendige justeringsområdet for utgangsnivåer og den tilgjengelige spenningskilden.
Kondensatorer C1-C5 i tidskretsen velges for det nødvendige frekvensområdet, og deres kapasitans kan være fra 10 mikrofarad for det infra-lave underområdet til 1000 picofarad for det mest høyfrekvente.

Demperkretsen er også uviktig: den velges og beregnes for spesifikke behov, eller den kan være helt fraværende hvis behovet for en demper ikke testes.
For å forenkle kan du kombinere pinnene 8, 11, 12 på DA3-mikrokretsen og grovt justere utgangsnivåene ved å endre den totale forsyningsspenningen, eller forlate grovjusteringen helt, og begrense oss til variable motstander ved generatorutgangen (i dette tilfellet, generatorens lastekapasitet vil reduseres).
Hvis det ikke er behov for kraftige utganger, kan repeatere på transistorene VT1, 2 utelukkes.

TL494 er en PWM-kontroller og har vært brukt i lang tid i ulike modeller av datamaskinstrømforsyninger. Dens analoger er mikrokretser KA7500 og innenlandsk klon KR1114EU4.

Bare det viktigste.
Forsyningsspenning 8-35v (det ser ut til å være mulig opp til 40v, men testet det ikke)
Mulighet for å jobbe i ett- og totaktsmodus.

For enkeltsyklusmodus er maksimal pulsvarighet 96 % (ikke mindre enn 4 % dødtid).
For totaktsversjonen kan ikke varigheten av dødtiden være mindre enn 4 %.
Ved å bruke en spenning på 0 ... 3,3V til pin 4, kan du justere dødtiden. Og få en jevn start.
Det er innebygd en stabilisert referansespenningskilde 5V og strøm opp til 10mA.
Det er innebygd beskyttelse mot underspenning, utkobling under 5,5 ... 7V (oftest 6,4V). Problemet er at med en slik spenning går mosfets allerede i lineær modus og brenner ut ...
Det er mulig å slå av mikrokretsgeneratoren ved å lukke Rt (6) pinnen (14) eller Ct (5) pinnen til jord med en nøkkel.

Arbeidsfrekvens 1 ... 300 kHz.

To innebygde "feil" operasjonsforsterkere med forsterkning Ku = 70..95 dB. Innganger - utganger (1); (2) og (15); (seksten). Utgangene til forsterkerne er forbundet med et OR-element, derfor den ved utgangen som spenningen er større og styrer pulsvarigheten. En av inngangene til komparatoren er vanligvis knyttet til referansespenningen (14), og den andre - uansett hvor du trenger å ... Signalforsinkelsen inne i forsterkeren er 400ns, de er ikke designet for å fungere innenfor en klokkesyklus.

Utgangstrinnene til mikrokretsen med en gjennomsnittlig strøm på 200 mA lader raskt nok inngangskapasitansen til porten til en kraftig mosfet, men sikrer ikke utladningen. i rimelig tid. I denne forbindelse kreves en ekstern driver.

Utgang (5) kondensator C2 og utgangsmotstand (6) R3; R4 - still inn frekvensen til den interne generatoren til mikrokretsen. I totaktsmodus er den delelig med 2.

Det er mulighet for synkronisering, utløsning av inngangspulser.

Enkeltsyklusgenerator med justerbar frekvens og driftssyklus
Enkeltsyklusgenerator med justerbar frekvens og driftssyklus (forholdet mellom pulsvarigheten og pausevarigheten). Med en transistorutgangsdriver. Denne modusen realiseres hvis pinne 13 er koblet til en felles strømbuss.

Opplegg (1)

Ved å måle spenningen over motstand R10 med en op-amp kan du begrense utgangsstrømmen. Den andre inngangen tilføres en referansespenning av deleren R5; R6. Vel, du vet, R10 vil varme opp.

kjede C6; R11, på (3) ben, er plassert for større stabilitet, spør dataarket, men det fungerer uten det. Transistoren kan tas og npn struktur.

Opplegg (2)

Opplegg (3)

Enkeltsyklusgenerator med justerbar frekvens og driftssyklus. Med to transistorutgangsdrivere (komplementær repeater).
Hva kan jeg si? Bølgeformen er bedre, transientene ved koblingstidene reduseres, belastningskapasiteten er høyere, og varmetapet er mindre. Selv om dette kan være en subjektiv mening. Men. Akkurat nå bruker jeg bare en driver med to transistorer. Ja, en motstand i portkretsen begrenser hastigheten på svitsjetransienter.

Opplegg (4)

Arbeidsordningen ble satt sammen av meg i flere versjoner. Utgangsspenningen avhenger av antall omdreininger til spolen L1, og av motstanden til motstandene R7; R10; R11, som velges ved justering ... Selve spolen kan vikles på hva som helst. Størrelse - avhengig av kraft. Ring, W-core, selv bare på stangen. Men den skal ikke gå i metning. Derfor, hvis ringen er laget av ferritt, må du kutte og lime med et gap. Store ringer fra datastrømforsyninger vil gå bra, de trenger ikke å kuttes, de er laget av "sprøytet jern" gapet er allerede gitt. Hvis kjernen er W-formet - vi setter et ikke-magnetisk gap, det er noen med en kort gjennomsnittlig kjerne - disse har allerede et gap. Kort fortalt vikler vi den med en tykk kobber- eller monteringstråd (0,5-1,0mm, avhengig av kraften) og antall omdreininger er 10 eller mer (avhengig av hvilken spenning vi ønsker å få). Vi kobler lasten til den planlagte laveffektspenningen. Vi kobler skapelsen vår til batteriet gjennom en kraftig lampe. Hvis lampen ikke lyser på full varme, tar vi et voltmeter og et oscilloskop ...

Vi velger motstander R7; R10; R11 og antall omdreininger på spolen L1, for å oppnå den tiltenkte spenningen over lasten.

Choke Dr1 - 5 ... 10 omdreininger med en tykk ledning på hvilken som helst kjerne. Jeg så til og med alternativer der L1 og Dr1 er viklet på samme kjerne. Jeg sjekket det ikke selv.

Opplegg (5)

kjede C8; R12; VD2 – den såkalte Snubberen, er designet for å undertrykke induktive utslipp. Lavspent MOSFET sparer f.eks IRF3205 tåler, om jeg ikke tar feil, (drain - source) opptil 50V. Det reduserer imidlertid effektiviteten betraktelig. Både dioden og motstanden varmes skikkelig opp. Dette øker påliteligheten. I noen moduser (kretser), uten den, brenner en kraftig transistor rett og slett ut umiddelbart. Og noen ganger fungerer det uten alt dette ... Du må se på oscilloskopet ...

Opplegg (6)