Каталог статей

Главная » Все схемы » Источники питания » Преобразователи напряжения (инверторы)

Выбранная схема!!!


3446
Мощный преобразователь напряжения для автомобильного усилителя.


Преобразователь напряжения (ПН) является неотъемлемой частью мощного автомобильного усилителя. 
Схем в интернете очень много. Встречаются преобразователи не стабилизированные и со стабилизацией выходного напряжения. Здесь речь пойдёт про ПНы со стабилизацией. 
Основа схемы- ставшая уже "народной" микросхема TL494. Если вникнуть в работу самой TL494, то не составит особого труда понять и принцип самого ПНа (любого, собранного на этой МС). 
Поэтому не лишне почитать: 

Общее описание TL494 
Специально созданные для построение ИВП, микросхемы TL494 обеспечивают разработчику расширенные возможности при конструировании схем управления ИВП. Приборы TL494 включают в себя усилитель ошибки, встроенный регулируемый генератор, компаратор регулировки мертвого времени, триггер управления, прецизионный ИОН на 5В и схему управления выходным каскадом. Усилитель ошибки выдает синфазное напряжение в диапазоне от -0,3+(Vcc-2) В. Компаратор регулировки мертвого времени имеет постоянное смещение, которое ограничивает минимальную длительность мертвого времени величиной порядка 5%. 
Допускается синхронизация вcтроенного генератора, при помощи подключения вывода R к выходу опорного напряжения и подачи входного пилообразного напряжения на вывод С, что используется при синхронной работе нескольких схем ИВП. 
Независимые выходные формирователи на транзисторах обеспечивают возможность работы выходного каскада по схеме с общим эмиттером либо по схеме эмиттерного повторителя. Выходной каскад микросхем TL494 работает в однотактном или двухтактном режиме с возможностью выбора режима с помощью специального входа. Встроенная схема контролирует каждый выход и запрещает выдачу сдвоенного импульса в двухтактном режиме. 
Приборы, имеющие суффикс L, гарантируют нормальную работу в диапазоне температур 
--5+85С, с суффиксом С гарантируют нормальную работу в диапазоне температур 0+70С. 

Функциональное описание: 
Микросхема TL494 представляет из себя ШИМ-контролер импульсного источника питания, работающий на фиксированной частоте, и включает в себя все необходимые для этого блоки. Встроенный генератор пилообразного напряжения требует для установке частоты только двух внешних компонентов R и С. 
Частота генератора определяется по формуле: 
F=1/(RC), где R- резистор на выв. 6 МС; С- конденсатор на выв. 5 МС. 
Модуляция ширины выходных импульсов достигается сравнением положительного пилообразного напряжения, получаемого на конденсаторе С, с двумя управляющими сигналами (см временную диаграмму). Логический элементы ИЛИ-НЕ возбуждает выходные транзисторы Q1 и Q2 только тогда, когда линия тактирования встроенного триггера находится в НИЗКОМ логическом состоянии. Это происходит только в течение того времени, когда амплитуда пилообразного напряжения выше амплитуды управляющих сигналов. Следовательно повышение амплитуды управляющих сигналов вызывает соответствующее линейное уменьшение ширины выходных импульсов. Под управляющими сигналами понимаются напряжения производимые схемой регулировки мёртвого времени (вывод 4), усилители ошибки (выводы 1, 2, 15, 16) и цепью обратной связи (вывод 3). 
Вход компаратора регулировки мертвого времени имеет смещение 120мВ, что ограничивает минимальное мертвое время на выходе первыми 4% длительности цикла пилообразно напряжения. Врезультате максимальная длительность рабочего цикла составляет 96% в том случае, если вывод 13 заземлен, и 48% в том случае, если на вывод 13 подано опорное напряжение. 
Увеличить длительность мертвого времени на выходе, можно подавая на вход регулировки мертвого времени (вывод 4) постоянное напряжение в диапазоне 0..3,3В. ШИМ-компаратор регулирует ширину выходных импульсов от максимального значения, определяемого входом регулировки мертвого времени, до нуля, когда напряжение обратной связи изменяется от 0,5 до 3,5В. Оба усилителя ошибки имеют входной диапазон синфазного сигнала от -0,3 до (Vcc-2,0)В и могут использоваться для считывания значений напряжения или тока с выхода источника питания. Выходы усилителей ошибки имеют активный ВЫСОКИЙ уровень напряжения и обьеденины функцией ИЛИ не неинвертирующем входе ШИМ-компаратора. В такой конфигурации усилитель, требующий минимального времени для включения выхода, является доминирующим в петле управления. Во время разряда конденсатора С на выходе компаратора регулировки мертвого времени генерируется положительный импульс, который тактирует триггер и блокирует выходные транзисторы Q1 и Q2. Если на вход выбора режима работы подается опорное напряжение (вывод 13), триггер непосредственно управляет двумя выходными транзисторами в противофазе (двухтактный режим), а выходная частота равна половине частоты генератора. Выходной формирователь может также работать в однотактном режиме, когда оба транзистора открываются и закрываются одновременно, и когда требуется максимальный рабочий цикл не превышающий 50%. Это желательно, когда трансформатор имеет звенящую обмотку с ограничительным диодом, используемым для подавления переходных процессов. Если в однотактном режиме требуются большие токи, выходные транзисторы могут работать параллельно. Для этого требуется замкнуть на землю вход выбора режима работы ОТС, что блокирует выходной сигнал от триггера. Выходная частота в этом случае будет равна частоте генератора. 
Не много заострим внимание на стабилизацию ПНа: 
Транзисторный оптрон U1 обеспечивает гальваническую развязку в цепи отрицательной обратной связи по напряжению. Он относится к цепи стабилизации выходного напряжения. Так- же за стабилизацию отвечают стабилизаторы параллельного типа DD1 и DD2 (TL431 или наш аналог КР142ЕН19А). 
Падение напряжения на резисторе R4 приблизительно равно 2,5 вольт. Сопротивление этого резистора рассчитывают, задавшись током через резистивный делитель R3R4. Сопротивление резистора R3 вычисляют по формуле: R3=(Uвых-2,5)/I" где Uвых- выходное напряжение ПНа; I"- ток через резистивный делитель R3R4. 
Нагрузкой DD2 являются параллельно соединённые балластный резистор R5 и излучающий диод (выв. 1,2 оптрона U1) с токоограничивающим резистором R6. Балластный резистор создаёт минимальную нагрузку, необходимую для нормального функционирования микросхемы. 
Важно. Нужно учитывать то, что рабочее напряжение TL431 не должно превышать 36 вольт (см. даташит на TL431). Если планируется изготавливать ПН с Uвых.>35 вольт, то схему стабилизации нужно будет не много изменить с соответствующим подбором некоторых деталей, о чём будет сказано ниже. 
Микросхема DD1 стабилизирует напряжение 8 вольт для питания делителя, состоящего из фототранзисторного оптрона U1.1 и резистора R7. Напряжение от средней точки делителя поступает на неинвертирующий вход первого усилителя сигнала ошибки ШИ- контроллера TL494. 
Так- же от резистора R7 зависит выходное напряжение ПНа- чем меньше сопротивление, тем меньше выходное напряжение. 
Налаживание. 
Если монтаж выполнен без ошибок и использованы исправные детали, то налаживание сводится к установке восьми вольт на выводе 3 DD1 и требуемого выходного напряжения. 
1. Прежде всего нужно выставить 8 вольт на выводе 3 DD1 с помощью подбора резистора R1. 
2. Установить 35 вольт на выходе ПНа. Это делается резистором R3. Но как я писал выше, на выходное напряжение так- же влияет номинал резистора R7. 
Для тех, кому не достаточно подробно описаны этапы настройки, читайте далее. 
Вместо оптрона U1 впаяйте обычный светодиод (анодом к выводу 1, катодом - к выводу 
2). В разрыв цепи R6 - вывод 1 оптрона включите миллиамперметр на 15+30 мА (это может быть любой тестер). В разрыв резистора R3 поставить переменный резистор на 2,2 кОм. К выходу +35 вольт Пна подключите в соответствующей полярности источник питания с выходным напряжением +35 вольт, при этом нагрузку можно не подключать. Резистор R6 предварительно подбирают так, чтобы при минимальном номинале добавочного переменного резистора (сопротивление =0) контролируемый ток не превышал 10+ 12 мА. Если ток существенно выше (при этом светодиод может выйти из строя, но он всё же дешевле оптрона) и подбором добавочного переменного резистора не регулируется, заменяют микросхему DD2. 
Затем вместо светодиода установите оптрон и снова проверьте возможность регулирования входного тока. Если ток отсутствует - замените оптрон. 
Транзисторы КТ639 и КТ961 можно заменить на BD139/140 и им подобны, согласно проводимость. 
IRFZ44N можно заменить на IRF3205, при такой замене будет достаточно одной пары, при использовании 2ух пар, мощность ПНа можно увеличить до 600-800Вт, но в таком случае необходимо и желательно устанавливать дополнительный трансформатор.

По этой схеме был изготовлен ПН, который размещён на одной плате с 2-х канальным усилителем "ВП". Фото 1.

Если требуется ПН с выходным напряжением больше, чем +-35 вольт, то узел стабилизации нужно будет изменить, как на рисунке 2

Приведу ещё одну схему (рисунок 3), в которой узел управления выполнен на транзисторах (без реле). 
Так же привожу схему (рисунок 4), которая проще первой, но имеет замечательные параметры.

По этой схеме был собран ПН. Фото 2, 3. На одной плате 2 ПНа.




Категория: Преобразователи напряжения (инверторы) | Добавил: brys99 (24.11.2011)
Просмотров: 12755 | Теги: Мощный преобразователь напряжения д | Рейтинг: 0.0/0


Всего комментариев: 0

Все ссылки на книги и журналы, представлены на этом сайте, исключительно для ознакомления, авторские права на эти публикации принадлежат авторам книг и издательствам журналов! Подробно тут!
Жалоба

Пожалуйста оставьте свои комментарии !!!!

Имя *:
Email:
Код *:


ElectroTOP - Рейтинг сайтов
Copyright Zloy Soft (Company) © 2008 - 2016