Fuentes de alimentación conmutadas caseras basadas en tl494. Esquema de conexión TL494, principio de funcionamiento, circuitos de ejemplo, planos de placa de circuito impreso. Diagramas de conexión típicos para fuente de alimentación en TL494.

La mayoría de las fuentes de alimentación conmutadas modernas se fabrican con chips como el TL494, que es un controlador PWM de pulso. La parte de potencia está hecha de elementos potentes, como transistores. El circuito de conexión del TL494 es sencillo, se requiere un mínimo de componentes de radio adicionales, como se describe en detalle en la hoja de datos.

Opciones de modificación: TL494CN, TL494CD, TL494IN, TL494C, TL494CI.

También escribí reseñas de otros circuitos integrados populares.

• 1. Características y funcionalidad
• 2. Análogos
• 3. Diagramas de conexión típicos para fuente de alimentación en TL494
• 4. Diagramas de suministro de energía
• 5. Convertir una fuente de alimentación ATX en una de laboratorio
• 6.Hoja de datos
• 7. Gráficos de características eléctricas.
• 8. Funcionalidad del microcircuito

Características y funcionalidad

El chip TL494 está diseñado como un controlador PWM para conmutar fuentes de alimentación, con una frecuencia de funcionamiento fija. Para configurar la frecuencia de funcionamiento, se requieren dos elementos externos adicionales: una resistencia y un condensador. El microcircuito tiene una fuente de voltaje de referencia de 5 V, cuyo error es del 5%.

Ámbito de aplicación especificado por el fabricante:

1. fuentes de alimentación con una capacidad superior a 90W AC-DC con PFC;
2. microondas;
3. convertidores de refuerzo de 12 V a 220 V;
4. fuentes de alimentación para servidores;
5. inversores para paneles solares;
6. bicicletas y motocicletas eléctricas;
7. convertidores de dinero;
8. detectores de humo;
9. computadores de escritorio.

Análogos

Los análogos más famosos del chip TL494 son el KA7500B doméstico, KR1114EU4 de Fairchild, Sharp IR3M02, UA494, Fujitsu MB3759. El diagrama de conexión es similar, la distribución de pines puede ser diferente.

El nuevo TL594 es un análogo del TL494 con mayor precisión del comparador. TL598 es un análogo de TL594 con un repetidor en la salida.

Diagramas de conexión típicos para fuente de alimentación en TL494.

Los circuitos básicos para encender el TL494 se obtienen de hojas de datos de varios fabricantes. Pueden servir como base para el desarrollo de dispositivos similares con funcionalidad similar.

Circuitos de alimentación

No consideraré circuitos complejos de fuentes de alimentación conmutadas TL494. Requieren muchas piezas y tiempo, por lo que hacerlos usted mismo no es racional. Es más fácil comprar un módulo similar ya preparado a los chinos por 300-500 rublos.

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Al ensamblar convertidores de voltaje elevador, preste especial atención a enfriar los transistores de potencia de salida. Para 200 W, la corriente de salida será de aproximadamente 1 A, relativamente no mucho. Las pruebas de estabilidad de funcionamiento deben realizarse con la carga máxima permitida. Lo mejor es formar la carga requerida a partir de lámparas incandescentes de 220 voltios con una potencia de 20w, 40w, 60w, 100w. No sobrecaliente los transistores más de 100 grados. Siga las precauciones de seguridad cuando trabaje con alto voltaje. Pruébelo siete veces, enciéndalo una vez.

El convertidor elevador del TL494 prácticamente no requiere ajuste y es altamente repetible. Antes del montaje, verifique los valores de resistencia y capacitor. Cuanto menor sea la desviación, más estable funcionará el inversor de 12 a 220 voltios.

Es mejor controlar la temperatura de los transistores mediante un termopar. Si el radiador es demasiado pequeño, es más fácil instalar un ventilador para no instalar un radiador nuevo.

Tuve que hacer una fuente de alimentación para el TL494 con mis propias manos para un amplificador de subwoofer en un automóvil. En ese momento, los inversores para automóviles de 12 V a 220 V no se vendían y los chinos no tenían Aliexpress. Como amplificador, el ULF utilizó un microcircuito de la serie TDA de 80 W.

En los últimos cinco años, ha aumentado el interés por la tecnología impulsada eléctricamente. Esto fue facilitado por los chinos, que comenzaron a producir en masa bicicletas eléctricas, modernas ruedas con motor de alta eficiencia. Considero que los hoverboards de dos y una rueda son la mejor implementación. En 2015, la empresa china Ninebot compró el Segway estadounidense y comenzó a producir 50 tipos de scooters eléctricos tipo Segway.

Se requiere un buen controlador de control para controlar un potente motor de bajo voltaje.

Convertir una fuente de alimentación ATX en una de laboratorio

Cada radioaficionado dispone de una potente fuente de alimentación ATX procedente de una computadora que produce 5V y 12V. Su potencia oscila entre los 200W y los 500W. Conociendo los parámetros del controlador de control, puede cambiar los parámetros de la fuente ATX. Por ejemplo, aumente el voltaje de 12 a 30V. Hay 2 métodos populares, uno de los radioaficionados italianos.

Consideremos el método italiano, que es lo más sencillo posible y no requiere rebobinar transformadores. La salida ATX se elimina completamente y se modifica según el circuito. Un gran número de radioaficionados han repetido este esquema debido a su sencillez. Tensión de salida de 1V a 30V, corriente hasta 10A.

Ficha de datos

El chip es tan popular que lo producen varios fabricantes; de repente encontré 5 hojas de datos diferentes, de Motorola, Texas Instruments y otros menos conocidos. La hoja de datos TL494 más completa es de Motorola, que publicaré.

Todas las hojas de datos, puedes descargar cada una:

• Motorola;
• Texas Instruments: la mejor hoja de datos;
• Contek

Los radioaficionados suelen utilizar fuentes de alimentación conmutadas en diseños caseros. Con dimensiones relativamente pequeñas, pueden proporcionar una gran potencia de salida. Con el uso de un circuito de impulsos, fue posible obtener una potencia de salida de varios cientos a varios miles de vatios. Además, las dimensiones del transformador de impulsos no son mayores que las de una caja de cerillas.

Fuentes de alimentación conmutadas: principio de funcionamiento y características.

La característica principal de las fuentes de alimentación pulsadas es su mayor frecuencia de funcionamiento, que es cientos de veces mayor que la frecuencia de la red de 50 Hz. A altas frecuencias con un número mínimo de vueltas en los devanados, se puede obtener alto voltaje. Por ejemplo, para obtener 12 voltios de voltaje de salida con una corriente de 1 amperio (en el caso de un transformador de red), es necesario enrollar 5 vueltas de cable con una sección transversal de aproximadamente 0,6 a 0,7 mm.

Si hablamos de un transformador de impulsos, cuyo circuito maestro funciona a una frecuencia de 65 kHz, para obtener 12 voltios con una corriente de 1 A, basta con enrollar solo 3 vueltas con un cable de 0,25 a 0,3 mm. Es por eso que muchos fabricantes de productos electrónicos utilizan una fuente de alimentación conmutada.

Sin embargo, a pesar de que estas unidades son mucho más baratas, más compactas, tienen mayor potencia y peso ligero, tienen llenado electrónico y, por lo tanto, son menos confiables en comparación con un transformador de red. Es muy sencillo demostrar su falta de fiabilidad: tome cualquier fuente de alimentación conmutada sin protección y cortocircuite los terminales de salida. En el mejor de los casos, la unidad fallará; en el peor, explotará y ningún fusible salvará la unidad.

La práctica demuestra que el fusible en una fuente de alimentación conmutada se quema al final, primero salen volando los interruptores de alimentación y el oscilador maestro, luego todas las partes del circuito una por una.

Las fuentes de alimentación conmutadas tienen una serie de protecciones tanto en la entrada como en la salida, pero no siempre salvan. Para limitar el aumento de corriente al arrancar el circuito, casi todos los SMPS con una potencia superior a 50 vatios utilizan un termistor, que se encuentra en la entrada de los circuitos.

Veamos ahora los 3 mejores circuitos de fuente de alimentación conmutada que puede ensamblar con sus propias manos.

Fuente de alimentación conmutada de bricolaje simple

Veamos cómo hacer la fuente de alimentación conmutada en miniatura más simple. Cualquier radioaficionado novato puede crear un dispositivo de acuerdo con el esquema presentado. No sólo es compacto, sino que también funciona en una amplia gama de voltajes de suministro.

Una fuente de alimentación conmutada casera tiene una potencia relativamente baja, dentro de los 2 vatios, pero es literalmente indestructible y no teme ni siquiera a los cortocircuitos a largo plazo.

Diagrama de circuito de una fuente de alimentación conmutada simple.

La fuente de alimentación es una fuente de alimentación conmutada de bajo consumo del tipo autooscilador, montada con un solo transistor. El autogenerador se alimenta desde la red a través de una resistencia limitadora de corriente R1 y un rectificador de media onda en forma de diodo VD1.

Transformador de una fuente de alimentación conmutada simple.

Un transformador de impulsos tiene tres devanados, un devanado colector o primario, un devanado base y un devanado secundario.

Un punto importante es el devanado del transformador: tanto en la placa de circuito impreso como en el diagrama se indica el comienzo de los devanados, por lo que no debería haber problemas. Tomamos prestado el número de vueltas de los devanados de un transformador para cargar teléfonos móviles, ya que el diagrama del circuito es casi el mismo, el número de devanados es el mismo.

Primero enrollamos el devanado primario, que consta de 200 vueltas, la sección transversal del cable es de 0,08 a 0,1 mm. Luego colocamos aislamiento y usamos el mismo cable para enrollar el devanado base, que contiene de 5 a 10 vueltas.

Enrollamos el devanado de salida en la parte superior, el número de vueltas depende del voltaje que se necesite. En promedio, resulta ser aproximadamente 1 voltio por vuelta.

Vídeo sobre cómo probar esta fuente de alimentación:

Fuente de alimentación conmutada estabilizada de bricolaje en SG3525

Veamos paso a paso cómo hacer una fuente de alimentación estabilizada utilizando el chip SG3525. Hablemos inmediatamente de las ventajas de este esquema. Lo primero y más importante es la estabilización del voltaje de salida. También hay arranque suave, protección contra cortocircuitos y autorregistro.

Primero, veamos el diagrama del dispositivo.

Los principiantes prestarán atención inmediatamente a 2 transformadores. En el circuito, uno de ellos es de potencia y el segundo es de aislamiento galvánico.

No creas que esto hará que el esquema sea más complicado. Al contrario, todo se vuelve más sencillo, más seguro y más barato. Por ejemplo, si instala un controlador en la salida de un microcircuito, entonces necesitará un arnés.

Miremos más allá. Este circuito implementa microarranque y autoalimentación.

Esta es una solución muy productiva, elimina la necesidad de una fuente de alimentación de reserva. De hecho, hacer una fuente de alimentación para una fuente de alimentación no es una muy buena idea, pero esta solución es simplemente ideal.

Todo funciona de la siguiente manera: el capacitor se carga a partir de un voltaje constante y cuando su voltaje excede un nivel determinado, este bloque se abre y descarga el capacitor al circuito.

Su energía es suficiente para iniciar el microcircuito y, tan pronto como se inicia, el voltaje del devanado secundario comienza a alimentar el microcircuito. También es necesario agregar esta resistencia de salida al microarranque; sirve como carga.

Sin esta resistencia la unidad no arrancará. Esta resistencia es diferente para cada voltaje y debe calcularse en base a consideraciones tales que a la tensión nominal de salida se disipa sobre ella 1 W de potencia.

Calculamos la resistencia de la resistencia:

R = U al cuadrado/P
R = 24 al cuadrado/1
R = 576/1 = 560 ohmios.

También hay un comienzo suave en el diagrama. Se implementa utilizando este condensador.

Y protección actual, que en caso de cortocircuito comenzará a reducir el ancho del PWM.

La frecuencia de esta fuente de alimentación se cambia utilizando esta resistencia y conector.

Ahora hablemos de lo más importante: estabilizar el voltaje de salida. Estos elementos son los responsables de ello:

Como puede ver, aquí se instalan 2 diodos Zener. Con su ayuda puedes obtener cualquier voltaje de salida.

Cálculo de estabilización de voltaje:

U fuera = 2 + U puñalada1 + U puñalada2
Salida U = 2 + 11 + 11 = 24V
Posible error +- 0,5 V.

Para que la estabilización funcione correctamente, necesita una reserva de voltaje en el transformador; de lo contrario, cuando el voltaje de entrada disminuye, el microcircuito simplemente no podrá producir el voltaje requerido. Por lo tanto, al calcular un transformador, debe hacer clic en este botón y el programa automáticamente le agregará voltaje en el devanado secundario como reserva.

Ahora podemos pasar a mirar la placa de circuito impreso. Como puedes ver, aquí todo es bastante compacto. También vemos un lugar para el transformador, es toroidal. Sin problemas se puede sustituir por uno en forma de W.

El optoacoplador y los diodos Zener están ubicados cerca del microcircuito y no en la salida.

Bueno, no había ningún lugar donde dejarlos al salir. Si no te gusta, haz tu propio diseño de PCB.

Te preguntarás, ¿por qué no aumentar la tarifa y hacer que todo sea normal? La respuesta es la siguiente: esto se hizo para que fuera más barato encargar el tablero en producción, ya que los tableros tienen más de 100 metros cuadrados. mm son mucho más caros.

Bueno, ahora es el momento de montar el circuito. Aquí todo es estándar. Soldamos sin problemas. Enrollamos el transformador y lo instalamos.

Verifique el voltaje de salida. Si está presente, ya puedes conectarlo a la red.

Primero, verifiquemos el voltaje de salida. Como puede ver, la unidad está diseñada para un voltaje de 24 V, pero resultó un poco menor debido a la extensión de los diodos Zener.

Este error no es crítico.

Ahora comprobemos lo más importante: la estabilización. Para ello, tome una lámpara de 24V con una potencia de 100W y conéctela a la carga.

Como puede ver, el voltaje no bajó y el bloque resistió sin problemas. Puedes cargarlo aún más.

Vídeo sobre esta fuente de alimentación conmutada:

Revisamos los 3 mejores circuitos de fuente de alimentación conmutados. Basado en ellos, puede ensamblar una fuente de alimentación simple, dispositivos en TL494 y SG3525. Las fotos y videos paso a paso lo ayudarán a comprender todos los problemas de instalación.

Cada radioaficionado, reparador o simplemente artesano necesita una fuente de energía para alimentar sus circuitos, probarlos usando una fuente de alimentación o, a veces, simplemente necesita cargar la batería. Dio la casualidad de que hace algún tiempo me interesé por este tema y también necesitaba un dispositivo similar. Como de costumbre, busqué muchas páginas en Internet sobre este tema, seguí muchos temas en los foros, pero no tenía exactamente lo que necesitaba; luego decidí hacerlo todo yo mismo, recopilando toda la información necesaria pieza por pieza. Así nació una fuente de alimentación de laboratorio conmutada basada en el chip TL494.

Lo que tiene de especial, bueno, no parece mucho, pero lo explicaré: rehacer la fuente de alimentación original de una computadora en la misma placa de circuito impreso no me parece del todo Feng Shui, y tampoco es hermoso. Lo mismo ocurre con la carcasa: una pieza de metal con agujeros simplemente no queda bien, aunque si hay fans de este estilo, no tengo nada en contra. Por lo tanto, este diseño se basa únicamente en las partes principales de la fuente de alimentación original de la computadora, pero la placa de circuito impreso (o más bien, las placas de circuito impreso; en realidad hay tres) se fabrican por separado y específicamente para la carcasa. Aquí la carcasa también consta de dos partes: por supuesto, la base es la carcasa del Kradex Z4A, así como el ventilador (refrigerador), que se puede ver en la foto. Es como una continuación del cuerpo, pero lo primero es lo primero.

Diagrama de fuente de alimentación:

Puede ver una lista de piezas al final del artículo. Ahora analicemos brevemente el circuito de una fuente de alimentación conmutada de laboratorio. El circuito funciona con el chip TL494, hay muchos análogos, pero aún así recomiendo usar chips originales, son muy económicos y funcionan de manera confiable, a diferencia de los análogos chinos y las falsificaciones. También puede desmontar varias fuentes de alimentación antiguas de las computadoras y recolectar las piezas necesarias de allí, pero recomiendo, si es posible, usar piezas y microcircuitos nuevos; esto aumentará las posibilidades de éxito, por así decirlo. Debido al hecho de que la potencia de salida de los elementos clave incorporados TL494 no es suficiente para controlar los potentes transistores que operan en el transformador de pulso principal Tr2, se construye un circuito de control para los transistores de potencia T3 y T4 utilizando el transformador de control Tr1. Este transformador de control se utiliza a partir de una fuente de alimentación de computadora antigua sin realizar cambios en la composición de los devanados. El transformador de control Tr1 es accionado por los transistores T1 y T2.

Las señales del transformador de control se suministran a las bases de los transistores de potencia a través de los diodos D8 y D9. Los transistores T3 y T4 se usan marcas bipolares MJE13009, puede usar transistores con una corriente más baja - MJE13007, pero aquí es mejor dejarlos con una corriente más alta para aumentar la confiabilidad y potencia del circuito, aunque esto no lo hará. salvarlo de un cortocircuito en los circuitos de alto voltaje del circuito. A continuación, estos transistores hacen girar el transformador Tr2, que convierte el voltaje rectificado de 310 voltios del puente de diodos VDS1 en lo que necesitamos (en este caso, 30 - 31 voltios). Los datos sobre el rebobinado (o el bobinado desde cero) del transformador llegarán un poco más adelante. La tensión de salida se extrae de los devanados secundarios de este transformador, al que se conecta un rectificador y una serie de filtros para que la tensión esté lo más libre de ondulaciones posible. El rectificador debe usarse sobre diodos Schottky para minimizar las pérdidas durante la rectificación y eliminar un gran calentamiento de este elemento, según el circuito se usa un diodo Schottky dual D15. También en este caso, cuanto mayor sea la corriente admisible de los diodos, mejor. Si se descuida durante el primer arranque del circuito, existe una alta probabilidad de dañar estos diodos y transistores de potencia T3 y T4. En los filtros de salida del circuito conviene utilizar condensadores electrolíticos de baja ESR (Low ESR). Los chokes L5 y L6 se utilizaron de fuentes de alimentación de computadoras antiguas (aunque, como las antiguas, simplemente defectuosas, pero bastante nuevas y potentes, parece 550 W). L6 se utiliza sin cambiar el devanado y es un cilindro con aproximadamente una docena de vueltas de alambre de cobre grueso. Es necesario rebobinar L5, ya que la computadora usa varios niveles de voltaje; solo necesitamos un voltaje, que regularemos.

L5 es un anillo amarillo (no todos los anillos funcionarán, ya que se pueden usar ferritas con diferentes características; necesitamos amarillos). Alrededor de este anillo se deben enrollar aproximadamente 50 vueltas de alambre de cobre con un diámetro de 1,5 mm. La resistencia R34 es una resistencia de extinción: descarga los condensadores para que, al realizar el ajuste, no haya que esperar mucho tiempo a que el voltaje disminuya al girar la perilla de ajuste.

En los radiadores se instalan los elementos T3 y T4, así como D15, que son más susceptibles a la calefacción. En este diseño, también fueron tomados de bloques viejos y formateados (cortados y doblados para ajustarse a las dimensiones de la caja y la placa de circuito impreso).

El circuito es pulsado y puede introducir su propio ruido en la red doméstica, por lo que es necesario utilizar un inductor de modo común L2. Para filtrar las interferencias de la red existente, se utilizan filtros que utilizan inductores L3 y L4. El termistor NTC1 evitará un aumento de corriente cuando el circuito esté enchufado a una toma de corriente; el circuito arrancará más suavemente.

Para controlar el voltaje y la corriente, y para operar el chip TL494, se requiere un voltaje inferior a 310 voltios, por lo que se utiliza un circuito de alimentación separado para esto. Está construido sobre un transformador de pequeño tamaño Tr3 BV EI 382 1189. Desde el devanado secundario, un condensador rectifica y suaviza la tensión, de forma sencilla y eficaz. Por lo tanto, obtenemos los 12 voltios necesarios para la parte de control del circuito de alimentación. A continuación, se estabilizan 12 voltios a 5 voltios usando un chip estabilizador lineal 7805; este voltaje se usa para el circuito indicador de voltaje y corriente. También se crea artificialmente un voltaje de -5 voltios para alimentar el amplificador operacional del circuito indicador de voltaje y corriente. En principio, se puede utilizar cualquier circuito de voltímetro y amperímetro disponible para una fuente de alimentación determinada y, si no es necesario, se puede eliminar esta etapa de estabilización de voltaje. Como regla general, se utilizan circuitos de medición e indicación integrados en microcontroladores, que requieren una fuente de alimentación de aproximadamente 3,3 a 5 voltios. La conexión del amperímetro y el voltímetro se muestra en el diagrama.

En la foto hay una placa de circuito impreso con un microcontrolador: un amperímetro y un voltímetro, unidos al panel con pernos que se atornillan en tuercas pegadas firmemente al plástico con superpegamento. Este indicador tiene una limitación de medición de corriente de hasta 9,99 A, lo que claramente no es suficiente para esta fuente de alimentación. Aparte de las funciones de visualización, el módulo de medición de corriente y tensión ya no interviene de ninguna manera con respecto a la placa principal del dispositivo. Cualquier módulo de medición de repuesto es funcionalmente adecuado.

El circuito de regulación de voltaje y corriente se basa en cuatro amplificadores operacionales (se utiliza LM324, cuatro amplificadores operacionales en un paquete). Para alimentar este microcircuito, conviene utilizar un filtro de potencia en los elementos L1 y C1, C2. La configuración del circuito consiste en seleccionar elementos marcados con un asterisco para configurar los rangos de control. El circuito de ajuste se ensambla en una placa de circuito impreso separada. Además, para una regulación de corriente más suave, puede utilizar varias resistencias variables conectadas en consecuencia.

Para configurar la frecuencia del convertidor, es necesario seleccionar el valor del condensador C3 y el valor de la resistencia R3. El diagrama muestra una pequeña placa con datos calculados. Una frecuencia demasiado alta puede aumentar las pérdidas en los transistores de potencia al cambiar, por lo que no vale la pena dejarse llevar; en mi opinión, lo óptimo es utilizar una frecuencia de 70-80 kHz, o incluso menos.

Ahora sobre los parámetros de bobinado o rebobinado del transformador Tr2. También utilicé la base de fuentes de alimentación de computadoras antiguas. Si no necesita alta corriente y alto voltaje, entonces no puede rebobinar dicho transformador, sino usar uno ya hecho, conectando los devanados en consecuencia. Sin embargo, si se necesita más corriente y voltaje, entonces se debe rebobinar el transformador para obtener un mejor resultado. En primer lugar tendremos que desmontar el núcleo que tenemos. Este es el momento más crucial, ya que las ferritas son bastante frágiles y no debes romperlas, de lo contrario todo será basura. Entonces, para desmontar el núcleo es necesario calentarlo, ya que para pegar las mitades el fabricante suele utilizar resina epoxi, que se ablanda cuando se calienta. No se deben utilizar fuentes de fuego abiertas. Los equipos de calefacción eléctrica son muy adecuados, en condiciones domésticas, por ejemplo, una estufa eléctrica. Al calentar, separe con cuidado las mitades del núcleo. Después de enfriar, retire todos los devanados originales. Ahora necesita calcular el número requerido de vueltas de los devanados primario y secundario del transformador. Para hacer esto, puede usar el programa ExcellentIT(5000), en el que configuramos los parámetros del convertidor que necesitamos y obtenemos un cálculo del número de vueltas en relación con el núcleo utilizado. A continuación, después del bobinado, se debe volver a pegar el núcleo del transformador, también es recomendable utilizar pegamento de alta resistencia o resina epoxi. Al comprar un núcleo nuevo, es posible que no sea necesario pegarlo, ya que a menudo las mitades del núcleo se pueden unir con grapas y pernos metálicos. Los devanados deben enrollarse firmemente para eliminar el ruido acústico durante el funcionamiento del dispositivo. Si se desea, los devanados se pueden rellenar con algún tipo de parafina.

Las placas de circuito impreso fueron diseñadas para el paquete Z4A. La propia carcasa sufre modificaciones menores para garantizar la circulación de aire para la refrigeración. Para hacer esto, taladre varios agujeros en los lados y en la parte trasera, y en la parte superior corte un agujero para el ventilador. El ventilador sopla hacia abajo, el exceso de aire se escapa por los agujeros. Puede colocar el ventilador al revés para que aspire aire fuera de la carcasa. De hecho, rara vez se necesita refrigeración por ventilador e incluso bajo cargas pesadas, los elementos del circuito no se calientan mucho.

Los paneles frontales también están preparados. Los indicadores de voltaje y corriente se utilizan mediante indicadores de siete segmentos, y para estos indicadores se utiliza una película antiestática metalizada como filtro de luz, similar a aquella en la que se empaquetan los radioelementos marcados con sensibilidad a la electrostática. También puede utilizar una película translúcida que se pega al cristal de las ventanas o una película tintada para automóviles. El conjunto de elementos de los paneles frontal y trasero se puede disponer a tu gusto. En mi caso, en la parte trasera hay un conector para conectar a una toma de corriente, un compartimento para fusibles y un interruptor. En el frente hay indicadores de corriente y voltaje, LED que indican estabilización de corriente (rojo) y estabilización de voltaje (verde), perillas de resistencia variable para ajustar la corriente y el voltaje, y un conector de liberación rápida al que se conecta el voltaje de salida.

Si se ensambla correctamente, la fuente de alimentación solo necesita ajustar los rangos de control.

La protección de corriente (estabilización de corriente) funciona de la siguiente manera: cuando se excede la corriente establecida, se envía una señal de reducción de voltaje al chip TL494: cuanto menor es el voltaje, menor es la corriente. Al mismo tiempo, se enciende un LED rojo en el panel frontal, lo que indica que se ha superado la corriente establecida o que se ha producido un cortocircuito. En modo de regulación de voltaje normal, el LED verde se enciende.

Las principales características de una fuente de alimentación conmutada de laboratorio dependen principalmente del elemento base utilizado, en esta versión las características son las siguientes:

• Voltaje de entrada: 220 voltios CA
• Voltaje de salida: 0 a 30 voltios CC
• La corriente de salida es superior a 15 A (valor realmente probado)
• Modo de regulación de voltaje
• Modo de estabilización de corriente (protección contra cortocircuitos)
• Indicación de ambos modos mediante LEDs
• Pequeñas dimensiones y peso con gran potencia.
• Ajuste del límite de corriente y voltaje.

En resumen, se puede observar que la fuente de alimentación del laboratorio resultó ser de bastante alta calidad y potente. Esto le permite utilizar esta versión de la fuente de alimentación tanto para probar algunos de sus propios circuitos como incluso para cargar baterías de automóviles. También vale la pena señalar que las capacitancias en la salida son bastante grandes, por lo que es mejor no permitir cortocircuitos, ya que la descarga de los capacitores probablemente puede dañar el circuito (aquel al que estamos conectados), sin embargo, sin esto capacitancia, el voltaje de salida será peor: aumentará las pulsaciones. Esta es una característica de la unidad de impulsos; en las fuentes de alimentación analógicas, la capacitancia de salida no supera los 10 µF, como regla general, debido al diseño del circuito. De esta forma, obtenemos una fuente de alimentación conmutada de laboratorio universal capaz de funcionar en una amplia gama de cargas desde casi cero hasta decenas de amperios y voltios. La fuente de alimentación ha demostrado ser excelente tanto cuando se alimentan circuitos pequeños durante las pruebas (pero aquí la protección contra cortocircuitos ayudará poco debido a la gran capacitancia de salida) con un consumo de miliamperios, como cuando se usa en situaciones en las que se requiere una gran potencia de salida. necesario durante mi escasa experiencia en el campo de la electrónica.

Esta fuente de alimentación de laboratorio la hice hace unos 4 años, cuando apenas empezaba a dar mis primeros pasos en la electrónica. Hasta la fecha no ha habido ni una sola avería, teniendo en cuenta que a menudo funcionaba mucho más allá de los 10 amperios (cargando baterías de coche). Durante la descripción, debido al largo tiempo de producción, es posible que me haya perdido algo, agregue preguntas y comentarios en los comentarios.

Software de cálculo de transformadores:

Adjunto placas de circuito impreso al artículo (el voltímetro y el amperímetro no están incluidos aquí; se puede usar absolutamente cualquiera).

Lista de radioelementos

Designación	Tipo	Denominación	Cantidad	Nota	Comercio	mi bloc de notas
IC1	controlador pwm	TL494	1			al bloc de notas
IC2	Amplificador operacional	LM324	1			al bloc de notas
VR1	Regulador lineal	L7805AB	1			al bloc de notas
VR2	Regulador lineal	LM7905	1			al bloc de notas
T1, T2	transistores bipolares	C945	2			al bloc de notas
T3, T4	transistores bipolares	MJE13009	2			al bloc de notas
VDS2	Puente de diodos	MB105	1			al bloc de notas
VDS1	Puente de diodos	GBU1506	1			al bloc de notas
D3-D5, D8, D9	Diodo rectificador	1N4148	5			al bloc de notas
D6, D7	Diodo rectificador	FR107	2			al bloc de notas
D10, D11	Diodo rectificador	FR207	2			al bloc de notas
D12, D13	Diodo rectificador	FR104	2			al bloc de notas
D15	diodo Schottky	F20C20	1			al bloc de notas
L1	Acelerador	100 µH	1			al bloc de notas
L2	Choque de modo común	29 MH	1			al bloc de notas
L3, L4	Acelerador	10 µH	2			al bloc de notas
L5	Acelerador	100 µH	1	en un anillo amarillo		al bloc de notas
L6	Acelerador	8 µH	1			al bloc de notas
Tr1	Transformador de impulsos	EE16	1			al bloc de notas
Tr2	Transformador de impulsos	EE28 - EE33	1	ER35		al bloc de notas
Tr3	Transformador	BVEI 382 1189	1			al bloc de notas
F1	Fusible	5A	1			al bloc de notas
NTC1	termistor	5,1 ohmios	1			al bloc de notas
VDR1	varistor	250 voltios	1			al bloc de notas
R1, R9, R12, R14	Resistor	2,2 kiloohmios	4			al bloc de notas
R2, R4, R5, R15, R16, R21	Resistor	4,7 kOhmios	6			al bloc de notas
R3	Resistor	5,6 kOhmios	1	seleccione según la frecuencia requerida		al bloc de notas
R6, R7	Resistor	510 kOhmios	2			al bloc de notas
R8	Resistor	1 MOhm	1			al bloc de notas
R13	Resistor	1,5 kiloohmios	1			al bloc de notas
R17, R24	Resistor	22 kOhmios	2			al bloc de notas
R18	Resistor	1 kiloohmio	1			al bloc de notas
R19, ​​​​R20	Resistor	22 ohmios	2			al bloc de notas
R22, R23	Resistor	1,8 kiloohmios	2			al bloc de notas
R27, R28	Resistor	2,2 ohmios	2			al bloc de notas
R29, R30	Resistor	470 kOhmios	2	1-2 W		al bloc de notas
R31	Resistor	100 ohmios	1	1-2 W		al bloc de notas
R32, R33	Resistor	15 ohmios	2			al bloc de notas
R34	Resistor	1 kiloohmio	1	1-2 W		al bloc de notas
R10, R11	Resistencia variable	10 kOhmios	2	puedes usar 3 o 4		al bloc de notas
R25, R26	Resistor	0,1 ohmios	2	derivaciones, la potencia depende de la potencia de salida de la fuente de alimentación		al bloc de notas
C1, C8, C27, C28, C30, C31	Condensador	0,1 µF	7			al bloc de notas
C2, C9, C22, C25, C26, C34, C35	Capacitor electrolítico	47uF	7			al bloc de notas
C3	Condensador	1 nF	1	película

¡¡¡ESTE MATERIAL CONTIENE UNA GRAN CANTIDAD DE APLICACIONES ANIMADAS!!!

Para el navegador Microsoft Internet Extlorer, debe desactivar temporalmente algunas funciones, a saber:
- desactivar las barras integradas de Yandex, Google, etc.
- apague la barra de estado (desmárquela):

Desactiva la barra de direcciones:

Si lo desea, puede desactivar los BOTONES REGULARES, pero el área de pantalla resultante ya es suficiente

De lo contrario, no es necesario realizar ningún otro ajuste: el material se controla mediante botones integrados en el material y siempre puede devolver los paneles retirados a su lugar.

CONVERSIÓN DE ELECTRICIDAD

Antes de comenzar a describir el principio de funcionamiento de las fuentes de alimentación conmutadas, conviene recordar algunos detalles del curso de física general, a saber, qué es la electricidad, qué es un campo magnético y cómo dependen unos de otros.
No profundizaremos mucho y también guardaremos silencio sobre las razones de la aparición de electricidad en varios objetos; para ello, basta con volver a escribir estúpidamente 1/4 del curso de física, así que esperamos que el lector sepa qué es la electricidad. ¡No de las inscripciones en los carteles “NO INTERMEMBRAR - MATARÁ”! Sin embargo, primero recordemos cómo es, esto es electricidad, o más bien voltaje.

Bueno, ahora, de forma puramente teórica, supongamos que nuestra carga es un conductor, es decir el trozo de alambre más común. Lo que sucede en él cuando la corriente fluye a través de él se muestra claramente en la siguiente figura:

Si todo está claro con el conductor y el campo magnético a su alrededor, entonces doblemos el conductor no en un anillo, sino en varios anillos para que nuestro inductor se vuelva más activo y veamos qué sucede a continuación.

En este mismo punto, tiene sentido beber té y dejar que tu cerebro absorba lo que acabas de aprender. Si el cerebro no está cansado o ya conoce esta información, busque más

Los transistores bipolares, los transistores de efecto de campo (MOSFET) y los IGBT se utilizan como transistores de potencia en fuentes de alimentación conmutadas. Sólo el fabricante del dispositivo decide qué transistor de potencia utilizar, ya que ambos tienen sus propias ventajas y desventajas. Sin embargo, sería injusto no tener en cuenta que los transistores bipolares prácticamente no se utilizan en fuentes de alimentación potentes. Los transistores MOSFET se utilizan mejor en frecuencias de conversión de 30 kHz a 100 kHz, pero a los IGBT “les gustan las frecuencias más bajas; es mejor no utilizarlos por encima de 30 kHz.
Los transistores bipolares son buenos porque se cierran bastante rápido, ya que la corriente del colector depende de la corriente de la base, pero en el estado abierto tienen una resistencia bastante alta, lo que significa que habrá una caída de voltaje bastante grande a través de ellos, lo que definitivamente conduce a Calentamiento innecesario del propio transistor.
Los de campo tienen una resistencia activa muy pequeña cuando están abiertos, lo que no provoca mucha generación de calor. Sin embargo, cuanto más potente es el transistor, mayor es su capacitancia de puerta y se requieren corrientes bastante grandes para cargarlo y descargarlo. Esta dependencia de la capacitancia de la puerta de la potencia del transistor se debe al hecho de que los transistores de efecto de campo utilizados para las fuentes de alimentación se fabrican utilizando tecnología MOSFET, cuya esencia es el uso de la conexión en paralelo de varios transistores de efecto de campo con una puerta aislada y hecha en un solo chip. Y cuanto más potente es el transistor, mayor es el número de transistores paralelos utilizados y se suman las capacitancias de la puerta.
Un intento de encontrar un compromiso son los transistores fabricados con tecnología IGBT, ya que son elementos compuestos. Hay rumores de que aparecieron por pura casualidad, al intentar repetir el MOSFET, pero en lugar de transistores de efecto de campo, resultaron no ser del todo de efecto de campo ni del todo bipolares. El electrodo de control es la puerta de un transistor de efecto de campo de baja potencia incorporado en su interior, que, con su fuente-drenaje, ya controla la corriente de base de potentes transistores bipolares conectados en paralelo y fabricados en un cristal de un transistor determinado. Esto da como resultado una capacitancia de puerta bastante pequeña y una resistencia activa no muy alta en el estado abierto.
No hay tantos circuitos básicos para conectar la parte de potencia:
UNIDADES DE ENERGÍA PARA AUTOGENERADORES. Se utiliza una conexión positiva, normalmente inductiva. La simplicidad de tales fuentes de alimentación les impone algunas restricciones: dichas fuentes de alimentación "aman" una carga constante e invariable, ya que la carga afecta los parámetros de retroalimentación. Estas fuentes vienen en tipos de ciclo único y de contrafase.
ALIMENTACIÓN POR PULSO DE EXCITACIÓN FORZADA. Estas fuentes de alimentación también se dividen en de ciclo único y push-pull. Los primeros, aunque son más fieles a los cambios de carga, todavía no mantienen de forma muy constante la reserva de marcha requerida. Y los equipos de audio tienen una distribución de consumo bastante grande: en modo de pausa, el amplificador consume unos pocos vatios (la corriente de reposo de la etapa final), y en picos de señal de audio el consumo puede alcanzar decenas o incluso cientos de vatios.
Por lo tanto, la única y más aceptable opción para una fuente de alimentación conmutada para equipos de audio es el uso de circuitos push-pull con excitación forzada. Además, no olvide que durante la conversión de alta frecuencia es necesario prestar más atención al filtrado del voltaje secundario, ya que la aparición de ruido en la fuente de alimentación en el rango de audio anulará todos los esfuerzos para fabricar una fuente de alimentación conmutada para un amplificador de potencia. . Por la misma razón, la frecuencia de conversión se aleja del rango de audio. La frecuencia de conversión más popular solía ser de alrededor de 40 kHz, pero la base de elementos modernos permite la conversión a frecuencias mucho más altas, hasta 100 kHz.
Hay dos tipos básicos de estas fuentes pulsadas: estabilizadas y no estabilizadas.
Las fuentes de alimentación estabilizadas utilizan modulación de ancho de pulso, cuya esencia es moldear el voltaje de salida ajustando la duración del voltaje suministrado al devanado primario, y la compensación por la ausencia de pulsos se realiza mediante circuitos LC conectados en la fuente secundaria. producción. La gran ventaja de las fuentes de alimentación estabilizadas es la estabilidad de la tensión de salida, que no depende de la tensión de entrada de la red de 220 V ni del consumo de energía.
Los no estabilizados simplemente controlan la parte de potencia con una frecuencia y duración de pulso constantes y se diferencian de un transformador convencional solo en el tamaño y en las capacitancias mucho más pequeñas de los condensadores de suministro secundario. El voltaje de salida depende directamente de la red de 220 V y tiene una ligera dependencia del consumo de energía (en inactivo el voltaje es ligeramente mayor que el calculado).
Los circuitos de alimentación más populares de fuentes de alimentación conmutadas son:
Con punto medio(EMPUJAR TIRAR). Suelen utilizarse en fuentes de alimentación de bajo voltaje, ya que tienen algunas peculiaridades en los requisitos para la base del elemento. El rango de potencia es bastante amplio.
Medios puentes. El circuito más popular en fuentes de alimentación conmutadas de red. Rango de potencia hasta 3000 W. Es posible aumentar aún más la potencia, pero el coste alcanza el nivel de la versión puente, por lo que resulta algo antieconómico.
Pavimentos. Este esquema no es económico a bajas potencias, ya que contiene el doble de interruptores de alimentación. Por lo tanto, se utiliza con mayor frecuencia a potencias superiores a 2000 W. Las potencias máximas están dentro de los 10.000 W. Este circuito es básico en la fabricación de máquinas de soldar.
Echemos un vistazo más de cerca a quién es quién y cómo funcionan.

CON PUNTO MEDIO

Como se ha mostrado, no se recomienda el uso de este diseño de circuito de alimentación en la creación de fuentes de alimentación de red, pero NO RECOMENDADO no significa que NO sea posible. Simplemente es necesario abordar con más cuidado la selección de la base del elemento y la fabricación del transformador de potencia, así como tener en cuenta voltajes bastante altos al diseñar la placa de circuito impreso.
Esta etapa de potencia ha ganado máxima popularidad en equipos de audio para automóviles, así como en fuentes de alimentación ininterrumpida. Sin embargo, en este campo, este circuito adolece de algunos inconvenientes, a saber, la limitación de la potencia máxima. Y el punto no está en la base del elemento: hoy en día, no escasean en absoluto los transistores MOSFET con valores instantáneos de corriente de fuente de drenaje de 50-100 A. El punto está en la potencia total del transformador en sí, o más bien en el devanado primario.
El problema es... Sin embargo, para ser más convincentes, utilizaremos un programa para calcular los datos de devanado de transformadores de alta frecuencia.
Tomemos 5 anillos de tamaño estándar K45x28x8 con una permeabilidad de M2000HM1-A, establezcamos una frecuencia de conversión de 54 kHz y un devanado primario de 24 V (dos semidevanados de 12 V cada uno). Como resultado, encontramos que este núcleo puede desarrollar una potencia de 658 W, pero el devanado primario debe contener 5 vueltas, es decir 2,5 vueltas por media vuelta. De alguna manera no es lo suficientemente natural... Sin embargo, si aumentas la frecuencia de conversión a 88 kHz, obtendrás solo 2 (!) vueltas por medio devanado, aunque la potencia parece muy tentadora: 1000 W.
Parece que puedes aceptar tales resultados y distribuir uniformemente 2 vueltas por todo el anillo, también, si te esfuerzas, puedes hacerlo, pero la calidad de la ferrita deja mucho que desear, y el M2000HM1-A en frecuencias por encima de 60 kHz ya se calienta bastante, bueno a 90 kHz ya es necesario soplarlo.
Entonces, digas lo que digas, resulta ser un círculo vicioso: al aumentar las dimensiones para obtener más potencia, reducimos demasiado el número de vueltas del devanado primario; al aumentar la frecuencia, reducimos nuevamente el número de vueltas del devanado primario. devanado primario, pero además obtenemos calor adicional.
Es por esta razón que para obtener potencias superiores a 600 W se utilizan convertidores duales: un módulo de control envía impulsos de control a dos módulos de potencia idénticos que contienen dos transformadores de potencia. Se suman los voltajes de salida de ambos transformadores. De esta manera se organiza la fuente de alimentación para los amplificadores de automóvil de alta potencia fabricados en fábrica y se extraen alrededor de 500..700 W y no más de un módulo de potencia. Hay varias formas de sumar:
- sumatoria de tensión alterna. La corriente se suministra de forma sincrónica a los devanados primarios de los transformadores, por lo que los voltajes de salida son síncronos y se pueden conectar en serie. No se recomienda conectar los devanados secundarios de dos transformadores en paralelo: una pequeña diferencia en el devanado o en la calidad de la ferrita provoca grandes pérdidas y una menor confiabilidad.
- suma después de rectificadores, es decir Voltaje constante. La mejor opción es que un módulo de potencia produzca un voltaje positivo para el amplificador de potencia y el segundo, negativo.
- generación de alimentación para amplificadores con alimentación de dos niveles mediante la adición de dos voltajes bipolares idénticos.

MEDIO PUENTE

El circuito de medio puente tiene muchas ventajas: es simple y, por lo tanto, confiable, fácil de replicar, no contiene piezas escasas y puede implementarse tanto en transistores bipolares como en transistores de punto hueco. Los transistores IGBT también funcionan perfectamente en él. Sin embargo, ella tiene un punto débil. Estos son condensadores de paso. El hecho es que a altas potencias fluye una corriente bastante grande a través de ellos y la calidad de la fuente de alimentación conmutada terminada depende directamente de la calidad de este componente en particular.
Pero el problema es que los capacitores se recargan constantemente, por lo tanto deben tener una resistencia mínima de PLACA-TERMINAL, ya que con una resistencia alta se generará bastante calor en esta zona y al final el terminal simplemente se quemará. . Por lo tanto, es necesario utilizar condensadores de película como condensadores de paso, y la capacitancia de un condensador puede alcanzar una capacidad de 4,7 μF en casos extremos, si se utiliza un condensador; también se utiliza con bastante frecuencia un circuito con un condensador, según según el principio de la etapa de salida UMZCH con fuente de alimentación unipolar. Si se utilizan dos condensadores de 4,7 μF (su punto de conexión está conectado al devanado del transformador y los cables libres están conectados a los buses de potencia positivo y negativo), entonces esta configuración es bastante adecuada para alimentar amplificadores de potencia: la capacitancia total para la alterna La conversión de voltaje se suma y finalmente resulta ser igual a 4,7 μF + 4,7 μF = 9,4 μF. Sin embargo, esta opción no está diseñada para un uso continuo a largo plazo con carga máxima; es necesario dividir la capacitancia total en varios condensadores.
Si es necesario obtener grandes capacidades (baja frecuencia de conversión), es mejor utilizar varios condensadores de menor capacidad (por ejemplo, 5 piezas de 1 μF conectadas en paralelo). Sin embargo, una gran cantidad de condensadores conectados en paralelo aumenta significativamente las dimensiones del dispositivo, y el costo total de todas las guirnaldas de condensadores no es pequeño. Por lo tanto, si necesita obtener más potencia, tiene sentido utilizar un circuito puente.
Para la versión de medio puente, no son deseables potencias superiores a 3000 W: las placas con condensadores de paso serán demasiado voluminosas. Tiene sentido utilizar condensadores electrolíticos como condensadores de paso, pero sólo con potencias de hasta 1000 W, ya que a altas frecuencias los electrolitos no son efectivos y comienzan a calentarse. Los condensadores de papel han demostrado ser muy buenos como condensadores de paso, pero sus dimensiones...
Para mayor claridad, proporcionamos una tabla de la dependencia de la reactancia del capacitor con la frecuencia y la capacitancia (Ohm):

Capacidad del condensador	Frecuencia de conversión

Por si acaso, te recordamos que cuando utilices dos condensadores (uno para más y otro para menos), la capacitancia final será igual a la suma de las capacitancias de estos condensadores. La resistencia resultante no genera calor, ya que es reactiva, pero puede afectar la eficiencia de la fuente de alimentación con cargas máximas: el voltaje de salida comenzará a disminuir, a pesar de que la potencia total del transformador de potencia es bastante suficiente.

PUENTE

El circuito puente es adecuado para cualquier potencia, pero es más eficaz a potencias altas (para fuentes de alimentación de red, esta es una potencia de 2000 W). El circuito contiene dos pares de transistores de potencia controlados sincrónicamente, pero la necesidad de aislamiento galvánico de los emisores del par superior introduce algunos inconvenientes. Sin embargo, este problema se soluciona completamente cuando se utilizan transformadores de control o microcircuitos especializados; por ejemplo, para transistores de efecto de campo, puede utilizar completamente el IR2110, un desarrollo especializado de International Rectifier.

Sin embargo, la parte de potencia no tiene significado si no está controlada por el módulo de control.
Existen bastantes microcircuitos especializados capaces de controlar la parte de potencia de las fuentes de alimentación conmutadas, pero el desarrollo más exitoso en esta área es el TL494, que apareció en el siglo pasado, pero que sin embargo no ha perdido su relevancia, ya que contiene TODOS los Componentes necesarios para controlar la parte de potencia de las fuentes de alimentación conmutadas. La popularidad de este microcircuito se evidencia principalmente en su lanzamiento por parte de varios grandes fabricantes de componentes electrónicos.
Consideremos el principio de funcionamiento de este microcircuito, al que se le puede llamar controlador con total responsabilidad, ya que tiene TODOS los componentes necesarios.

PARTE II

¿Qué es exactamente el método PWM de regulación de voltaje?
El método se basa en la misma inercia de la inductancia, es decir su incapacidad para pasar corriente instantáneamente. Por lo tanto, al ajustar la duración de los pulsos, puede cambiar el voltaje constante final. Además, para conmutar fuentes de alimentación es mejor hacerlo en los circuitos primarios y así ahorrar dinero en la creación de una fuente de alimentación, ya que esta fuente desempeñará dos funciones a la vez:
- conversión de voltaje;
- estabilización de la tensión de salida.
Además, en este caso se generará mucho menos calor en comparación con un estabilizador lineal instalado en la salida de una fuente de alimentación conmutada no estabilizada.
Para mayor claridad, debe mirar la siguiente figura:

La figura muestra un circuito equivalente de un estabilizador de impulsos en el que el generador de impulsos rectangular V1 actúa como interruptor de alimentación y R1 actúa como carga. Como se puede ver en la figura, con una amplitud fija de los pulsos de salida de 50 V, cambiando la duración de los pulsos es posible variar el voltaje suministrado a la carga dentro de un amplio rango, y con pérdidas térmicas muy pequeñas, dependiendo únicamente de los parámetros del interruptor de encendido utilizado.

Descubrimos los principios de funcionamiento de la unidad de potencia, así como los controles. Todo lo que queda es conectar ambos nodos y obtener una fuente de alimentación conmutada ya preparada.
La capacidad de carga del controlador TL494 no es muy grande, aunque es suficiente para controlar un par de transistores de potencia del tipo IRFZ44. Sin embargo, para transistores más potentes, ya se necesitan amplificadores de corriente capaces de desarrollar la corriente requerida en los electrodos de control de los transistores de potencia. Dado que estamos tratando de reducir el tamaño de la fuente de alimentación y alejarnos del rango de audio, los transistores de efecto de campo fabricados con tecnología MOSFET se utilizarán de manera óptima como transistores de potencia.

Variantes de estructuras en la fabricación de MOSFET.

Por un lado, no se necesitan grandes corrientes para controlar un transistor de efecto de campo: se abren mediante voltaje. Sin embargo, en este barril de miel hay una pega, en este caso, que radica en que aunque la compuerta tiene una enorme resistencia activa que no consume corriente para controlar el transistor, la compuerta tiene una capacitancia. Y para su carga y descarga se necesitan precisamente grandes corrientes, ya que a altas frecuencias de conversión la reactancia ya se reduce a límites que no se pueden ignorar. Y cuanto mayor sea la potencia del transistor MOSFET de potencia, mayor será la capacitancia de su puerta.
Por ejemplo, tomemos el IRF740 (400 V, 10 A), que tiene una capacitancia de puerta de 1400 pF y el IRFP460 (500 V, 20 A), que tiene una capacitancia de puerta de 4200 pF. Dado que tanto el voltaje de la primera como la segunda puerta no deben ser más de ± 20 V, tomaremos un voltaje de 15 V como pulsos de control y veremos en el simulador qué sucede a una frecuencia del generador de 100 kHz en las resistencias R1 y R2, que están conectados en serie con los condensadores a 1400 pF y 4200 pF.

Banco de pruebas.

Cuando la corriente fluye a través de una carga activa, se forma una caída de voltaje a través de ella y, a partir de este valor, se pueden juzgar los valores instantáneos de la corriente que fluye.

Caída a través de la resistencia R1.

Como puede verse en la figura, inmediatamente cuando aparece un pulso de control en la resistencia R1, caen aproximadamente 10,7 V. Con una resistencia de 10 ohmios, esto significa que el valor de corriente instantánea alcanza 1, A (!). Tan pronto como el pulso termina en la resistencia R1, los mismos 10,7 V caen, por lo tanto, para descargar el condensador C1, se requiere una corriente de aproximadamente 1 A.
Para cargar y descargar una capacitancia de 4200 pF a través de una resistencia de 10 ohmios, se requieren 1,3 A, ya que 13,4 V caen a través de la resistencia de 10 ohmios.

La conclusión se sugiere por sí sola: para cargar y descargar capacitancias de puerta, es necesario que el casco que opera las puertas de los transistores de potencia pueda soportar corrientes bastante grandes, a pesar de que el consumo total es bastante pequeño.
Para limitar los valores de corriente instantánea en las puertas de los transistores de efecto de campo, generalmente se utilizan resistencias limitadoras de corriente de 33 a 100 ohmios. Una disminución excesiva de estas resistencias aumenta el valor instantáneo de las corrientes que fluyen y un aumento aumenta la duración del funcionamiento del transistor de potencia en modo lineal, lo que conduce a un calentamiento excesivo de este último.
Muy a menudo se utiliza una cadena que consta de una resistencia y un diodo conectados en paralelo. Este truco se utiliza principalmente para aliviar la etapa de control durante la carga y acelerar la descarga de la capacitancia de la compuerta.

Fragmento de un convertidor de un solo ciclo.

De esta manera no se consigue una aparición instantánea de corriente en el devanado del transformador de potencia, sino algo lineal. Aunque esto aumenta la temperatura de la etapa de potencia, reduce significativamente las sobretensiones de autoinducción que inevitablemente aparecen cuando se aplica un voltaje rectangular al devanado del transformador.

Autoinductancia en el funcionamiento de un convertidor de un solo extremo.
(línea roja - voltaje en el devanado del transformador, azul - voltaje de suministro, verde - pulsos de control).

Así que hemos resuelto la parte teórica y podemos sacar algunas conclusiones:
Para crear una fuente de alimentación conmutada, necesita un transformador cuyo núcleo esté hecho de ferrita;
Para estabilizar el voltaje de salida de una fuente de alimentación conmutada, se requiere un método PWM, que el controlador TL494 puede manejar con bastante éxito;
La sección de potencia con un punto medio es más conveniente para fuentes de alimentación conmutadas de bajo voltaje;
La parte de potencia del circuito de medio puente es conveniente para potencias bajas y medias, y sus parámetros y confiabilidad dependen en gran medida de la cantidad y calidad de los capacitores de paso;
La sección de potencia tipo puente es más ventajosa para potencias elevadas;
Cuando utilice MOSFET en la parte de potencia, no se olvide de la capacitancia de la puerta y calcule los elementos de control de los transistores de potencia ajustados para esta capacitancia;

Una vez que hemos clasificado los componentes individuales, pasamos a la versión final de la fuente de alimentación conmutada. Dado que tanto el algoritmo como el circuito de todas las fuentes de medio puente son casi iguales, para explicar qué elemento se necesita para qué, desglosaremos el más popular, con una potencia de 400 W, con dos voltajes de salida bipolares.

Queda por señalar algunas características nuevas:
Las resistencias R23, R25, R33, R34 sirven para crear un filtro RC, lo cual es muy deseable cuando se utilizan condensadores electrolíticos en la salida de fuentes pulsadas. Idealmente, por supuesto, es mejor usar filtros LC, pero como los "consumidores" no son muy poderosos, puedes arreglártelas completamente con un filtro RC. La resistencia de estas resistencias se puede utilizar desde 15 hasta 47 Ohmios. R23 es mejor con una potencia de 1 W, el resto con 0,5 W es suficiente.
C25 y R28: amortiguador que reduce las emisiones de autoinducción en el devanado de un transformador de potencia. Son más efectivos en capacitancias superiores a 1000 pF, pero en este caso se genera demasiado calor en la resistencia. Necesario en el caso de que no haya estranguladores después de los diodos rectificadores de la fuente de alimentación secundaria (la gran mayoría de los equipos de fábrica). Si se utilizan estranguladores, la eficacia de los amortiguadores no es tan notoria. Por lo tanto, los instalamos muy raramente y las fuentes de alimentación no funcionan peor por eso.
Si los valores de algunos elementos difieren en la placa y en el diagrama del circuito, estos valores no son críticos; puede usar ambos.
Si hay elementos en la placa que no están en el diagrama del circuito (normalmente son condensadores de alimentación), entonces no podrás instalarlos, aunque será mejor con ellos. Si decide instalarlos, no podrá utilizar condensadores electrolíticos de 0,1...0,47 μF, sino condensadores electrolíticos de la misma capacidad que los que están conectados en paralelo con ellos.
En el tablero OPCIÓN 2 Cerca de los radiadores hay una pieza rectangular que está perforada en todo el perímetro y en ella están instalados los botones de control de suministro eléctrico (on-off). La necesidad de este agujero se debe a que el ventilador de 80 mm no encaja en altura para poder fijarlo al radiador. Por lo tanto, el ventilador se instala debajo de la base de la placa de circuito impreso.

INSTRUCCIONES DE AUTOENSAMBLAJE
ALIMENTACIÓN DE PULSO ESTABILIZADO

Para empezar, conviene leer atentamente el diagrama del circuito, pero esto siempre debe hacerse antes de comenzar el montaje. Este convertidor de voltaje funciona en un circuito de medio puente. Se describe en detalle en qué se diferencia de los demás.

El diagrama del circuito está empaquetado en WinRAR de la versión anterior y se ejecuta en una página WORD-2000, por lo que no debería haber problemas al imprimir esta página. Aquí lo veremos en fragmentos, ya que queremos mantener una alta legibilidad del diagrama, pero no encaja del todo correctamente en la pantalla del monitor. Por si acaso, puedes utilizar este dibujo para presentar la imagen completa, pero es mejor imprimirla...
La figura 1 muestra un filtro y un rectificador de tensión de red. El filtro está diseñado principalmente para evitar la penetración del ruido impulsivo del convertidor en la red. Fabricado en base L-C. Como inductancia se utiliza un núcleo de ferrita de cualquier forma (es mejor no necesitar los de varilla, tienen un fondo grande) con un devanado simple enrollado. Las dimensiones del núcleo dependen de la potencia de la fuente de alimentación, ya que cuanto más potente sea la fuente, más interferencia creará y mejor será el filtro necesario.

Foto 1.

Las dimensiones aproximadas de los núcleos, dependiendo de la potencia de la fuente de alimentación, se resumen en la Tabla 1. El devanado se enrolla hasta llenar el núcleo, el diámetro(s) del cable se debe seleccionar a razón de 4-5 A/mm2

				tabla 1
FUENTE DE ENERGÍA ENERGÍA		NÚCLEO DEL ANILLO		NÚCLEO EN FORMA DE W
		Diámetro de 22 a 30 con un espesor de 6-8 mm		Ancho de 24 a 30 con espesor 6-8 mm
		Diámetro de 32 a 40 con un espesor de 8-10 mm.		Ancho de 30 a 40 con un espesor de 8-10 mm
		Diámetro de 40 a 45 con un espesor de 8-10 mm.		Ancho de 40 a 45 con un espesor de 8-10 mm.
		Diámetro de 40 a 45 con un espesor de 10-12 mm.		Ancho de 40 a 45 con espesor 10-12 mm
		Diámetro de 40 a 45 con un espesor de 12-16 mm.		Ancho de 40 a 45 con espesor 12-16 mm
		Diámetro de 40 a 45 con un espesor de 16-20 mm.		Ancho de 40 a 45 con espesor 16-20 mm

Aquí deberíamos explicar un poco el porqué del diámetro(s) y qué son 4-5 A/mm2.
Esta categoría de fuentes de alimentación pertenece a la alta frecuencia. Ahora recordemos el curso de física, es decir, el lugar donde se dice que a altas frecuencias la corriente no fluye a través de toda la sección transversal del conductor, sino a lo largo de su superficie. Y cuanto mayor es la frecuencia, mayor parte de la sección del conductor queda sin utilizar. Por esta razón, en los dispositivos pulsados ​​​​de alta frecuencia, los devanados se realizan mediante haces, es decir, Se toman varios conductores más delgados y se pliegan. Luego, el haz resultante se tuerce ligeramente a lo largo del eje para que los conductores individuales no sobresalgan en diferentes direcciones durante el bobinado, y los devanados se enrollan con este haz.
4-5 A/mm kV significa que la tensión en el conductor puede alcanzar de cuatro a cinco amperios por milímetro cuadrado. Este parámetro se encarga de calentar el conductor debido a la caída de tensión en el mismo, debido a que el conductor tiene, aunque no gran, resistencia. En la tecnología de impulsos, los productos de bobinado (choques, transformadores) tienen dimensiones relativamente pequeñas, por lo que se enfrían bien, por lo que el voltaje se puede utilizar exactamente 4-5 A/mm2. Pero para los transformadores tradicionales fabricados en hierro, este parámetro no debe exceder los 2,5-3 A/mm2. La placa de diámetro le ayudará a calcular cuántos cables y qué sección transversal. Además, la placa le dirá qué potencia se puede obtener usando un número particular de cables del cable disponible, si lo usa como devanado primario de un transformador de potencia. Abre el cartel.
La capacitancia del condensador C4 debe ser de al menos 0,1 µF, si es que se utiliza. Voltaje 400-630 V. Formulación si se usa en absoluto No se usa en vano: el filtro principal es el inductor L1, su inductancia es bastante grande y la probabilidad de penetración de interferencias de RF se reduce a valores casi cero.
El puente de diodos VD se utiliza para rectificar la tensión de red alterna. Se utiliza un conjunto tipo RS (terminales finales) como puente de diodos. Para una potencia de 400 W, se pueden utilizar RS607, RS807, RS1007 (a 700 V, 6, 8 y 10 A, respectivamente), ya que las dimensiones de instalación de estos puentes de diodos son las mismas.
Los condensadores C7, C8, C11 y C12 son necesarios para reducir el ruido impulsivo creado por los diodos cuando el voltaje alterno se acerca a cero. La capacitancia de estos capacitores es de 10 nF a 47 nF, el voltaje no es inferior a 630 V. Sin embargo, después de realizar varias mediciones, se encontró que L1 hace frente bien a esta interferencia y, para eliminar la influencia en los circuitos primarios, el capacitor C17 es suficiente. Además, también contribuyen las capacidades de los condensadores C26 y C27: para la tensión primaria se utilizan dos condensadores conectados en serie. Dado que sus clasificaciones son iguales, la capacitancia final se divide por 2 y esta capacitancia no solo sirve para operar el transformador de potencia, sino que también suprime el ruido impulsivo en la fuente de alimentación primaria. En base a esto, nos negamos a usar C7, C8, C11 y C12, pero si alguien realmente quiere instalarlos, entonces hay suficiente espacio en el tablero, al costado de las pistas.
El siguiente fragmento del circuito son los limitadores de corriente en R8 y R11 (Figura 2). Estas resistencias son necesarias para reducir la corriente de carga de los condensadores electrolíticos C15 y C16. Esta medida es necesaria porque en el momento de encender se requiere una corriente muy grande. Ni el fusible ni el puente de diodos VD son capaces de soportar un aumento de corriente tan potente, ni siquiera por un corto tiempo, aunque la inductancia L1 limita el valor máximo de la corriente que fluye, en este caso esto no es suficiente. Por lo tanto, se utilizan resistencias limitadoras de corriente. Se eligió la potencia de resistencia de 2 W no tanto por el calor generado, sino por la capa resistiva bastante ancha que puede soportar brevemente una corriente de 5-10 A. Para fuentes de alimentación con una potencia de hasta 600 W, es necesario Puede usar resistencias con una potencia de 1 W, o usar una resistencia de 2 W, solo necesita cumplir la condición: la resistencia total de este circuito no debe ser inferior a 150 ohmios ni superior a 480 ohmios. Si la resistencia es demasiado baja, aumenta la posibilidad de destrucción de la capa resistiva, si es demasiado alta, el tiempo de carga de C15, C16 aumenta y el voltaje en ellos no tendrá tiempo de acercarse al valor máximo antes de que funcione el relé K1. y los contactos de este relé tendrán que cambiar demasiada corriente. Si se utilizan resistencias bobinadas en lugar de resistencias MLT, la resistencia total se puede reducir a 47...68 ohmios.
La capacidad de los condensadores C15 y C16 también se selecciona según la potencia de la fuente. Puede calcular la capacidad requerida usando una fórmula simple: POR UN VATIO DE POTENCIA DE SALIDA, SE REQUIERE 1 μF DE CONDENSADORES DE FILTRO DE ENERGÍA PRIMARIA. Si tienes dudas sobre tus habilidades matemáticas, puedes utilizar la tabla, en la que simplemente pones la potencia de la fuente de alimentación que vas a fabricar y miras cuántos y qué condensadores necesitas. Tenga en cuenta que la placa está diseñada para la instalación de condensadores electrolíticos de red con un diámetro de 30 mm..

figura 3

La Figura 3 muestra resistencias de extinción cuyo objetivo principal es formar el voltaje de arranque. La potencia no es inferior a 2 W, se instalan en el tablero en pares, uno encima del otro. Resistencia de 43 kOhm a 75 kOhm. Es MUY deseable que TODAS las resistencias sean del mismo valor; en este caso el calor se distribuye uniformemente. Para potencias bajas se utiliza un pequeño relé de bajo consumo, por lo que puedes arreglártelas con 2 o tres resistencias de extinción. Se instalan en el tablero uno encima del otro.

Figura 4

Figura 4 - estabilizador de alimentación del módulo de control - en cualquier caso hay un estabilizador intergaral a +15V. Se requiere un radiador. Tamaño... Normalmente, un radiador de la penúltima etapa de los amplificadores domésticos es suficiente. Puede solicitar algo en los talleres de televisión: los tableros de televisión suelen tener 2 o 3 radiadores adecuados. El segundo se utiliza para enfriar el transistor VT4, que controla la velocidad del ventilador (Figuras 5 y 6). Los condensadores C1 y C3 también se pueden utilizar a 470 uF a 50 V, pero este reemplazo solo es adecuado para fuentes de alimentación que utilizan un determinado tipo de relé, en el que la resistencia de la bobina es bastante alta. En fuentes más potentes, se utiliza un relé más potente y reducir la capacitancia de C1 y C3 es altamente indeseable.

Figura 5

Figura 6

Transistor VT4 - IRF640. Se puede sustituir por IRF510, IRF520, IRF530, IRF610, IRF620, IRF630, IRF720, IRF730, IRF740, etc. Lo principal es que debe estar en la carcasa TO-220, tener un voltaje máximo de al menos 40 V y un corriente máxima de al menos 1 A.
El transistor VT1 es casi cualquier transistor directo con una corriente máxima de más de 1 A, preferiblemente con un voltaje de saturación bajo. Los transistores en encapsulados TO-126 y TO-220 funcionan igual de bien, por lo que puedes elegir muchos reemplazos. Si atornilla un radiador pequeño, incluso un KT816 será bastante adecuado (Figura 7).

Figura 7

Relé K1 - TRA2 D-12VDC-S-Z o TRA3 L-12VDC-S-2Z. De hecho, es el relé más común con un devanado de 12 V y un grupo de contactos capaz de conmutar 5 A o más. Puede utilizar los relés utilizados en algunos televisores para activar el circuito de desmagnetización, solo tenga en cuenta que el grupo de contactos en dichos relés tiene una distribución de pines diferente e incluso si se instala en la placa sin problemas, debe verificar qué pines están cerrados cuando Se aplica voltaje a la bobina. TRA2 se diferencia de TRA3 en que TRA2 tiene un grupo de contactos capaz de conmutar corriente de hasta 16 A, y TRA3 tiene 2 grupos de contactos de 5 A cada uno.
Por cierto, la placa de circuito impreso se ofrece en dos versiones: con y sin relé. En la versión sin relé no se utiliza el sistema de arranque suave de la tensión primaria, por lo que esta opción es adecuada para una fuente de alimentación con una potencia no superior a 400 W, ya que no se recomienda encender un “directo”. ”capacitancia de más de 470 μF sin limitación de corriente. Además, como puente de diodos VD DEBE utilizarse un puente con una corriente máxima de 10 A, es decir, RS1007. Bueno, el papel del relé en la versión sin arranque suave lo realiza el LED. La función de espera se mantiene.
Los botones SA2 y SA3 (se supone que SA1 es un interruptor de encendido) son botones de cualquier tipo sin bloqueo, para los cuales se puede hacer una placa de circuito impreso separada o se pueden conectar de otra forma conveniente. Hay que recordar que Los contactos del botón están conectados galvánicamente a la red de 220 V., por lo tanto, es necesario excluir la posibilidad de tocarlos durante el funcionamiento de la fuente de alimentación..
Hay bastantes análogos del controlador TL494, puede usar cualquiera, solo tenga en cuenta que diferentes fabricantes pueden tener algunas diferencias en los parámetros. Por ejemplo, al reemplazar un fabricante por otro, la frecuencia de conversión puede cambiar, pero no mucho, pero el voltaje de salida puede cambiar hasta un 15%.
IR2110, en principio, no es un controlador defectuoso y no tiene muchos análogos: IR2113, pero IR2113 tiene una mayor cantidad de opciones de carcasa, así que tenga cuidado: se requiere una carcasa DIP-14.
Al montar una placa, en lugar de microcircuitos, es mejor utilizar conectores para microcircuitos (enchufes), idealmente conectores de pinza, pero también son posibles los habituales. Esta medida evitará algunos malentendidos, ya que hay bastantes defectos tanto entre el TL494 (sin pulsos de salida, aunque el generador de reloj está funcionando) como entre el IR2110 (sin pulsos de control al transistor superior), por lo que los términos de la garantía deberían acordarse con el vendedor de las fichas.

Figura 8

La figura 8 muestra la sección de potencia. Es mejor utilizar diodos rápidos VD4...VD5, por ejemplo SF16, pero en ausencia de ellos, HER108 también es bastante adecuado. C20 y C21: la capacitancia total es de al menos 1 µF, por lo que puedes usar 2 condensadores de 0,47 µF cada uno. El voltaje es de al menos 50 V, idealmente un condensador de película de 1 µF 63 V (en caso de avería de los transistores de potencia, el condensador de película permanece intacto, pero la cerámica multicapa muere). Para fuentes de alimentación de hasta 600 W, la resistencia de las resistencias R24 y R25 puede ser de 22 a 47 ohmios, ya que las capacidades de puerta de los transistores de potencia no son muy grandes.
Los transistores de potencia pueden ser cualquiera de los enumerados en la Tabla 2 (carcasa TO-220 o TO-220R).

					Tabla 2
Nombre	capacidad de la puerta, pkf	voltaje máximo, EN	Corriente maxima, A	Energía térmica W.	Resistencia, Ohm
Si la potencia térmica no supera los 40 W, entonces el cuerpo del transistor es completamente de plástico y se requiere un disipador de calor más grande para no llevar la temperatura del cristal a un valor crítico. El voltaje de la puerta para todos no supera los ±20 V.

Tiristores VS1 y VS, en principio, la marca no importa, lo principal es que la corriente máxima debe ser al menos 0,5 A y la carcasa debe ser TO-92. Usamos MCR100-8 o MCR22-8.
Es recomendable elegir diodos para suministro de energía de baja corriente (Figura 9) con un tiempo de recuperación corto. Los diodos de la serie HER, por ejemplo HER108, son bastante adecuados, pero se pueden utilizar otros, por ejemplo SF16, MUR120, UF4007. Las resistencias R33 y R34 son de 0,5 W, resistencia de 15 a 47 ohmios, con R33 = R34. El devanado de servicio que opera en VD9-VD10 debe estar diseñado para voltaje estabilizado de 20 V. En la tabla de cálculo de devanados está marcado en rojo.

Figura 9

Los diodos rectificadores de potencia se pueden utilizar tanto en el paquete TO-220 como en el TO-247. En ambas versiones de la placa de circuito impreso, se supone que los diodos se instalarán uno encima del otro y se conectarán a la placa mediante conductores (Figura 10). Eso sí, a la hora de instalar diodos conviene utilizar pasta térmica y espaciadores aislantes (mica).

Figura 10

Es recomendable utilizar diodos con un tiempo de recuperación corto como diodos rectificadores, ya que de esto depende el calentamiento de los diodos en ralentí (la capacitancia interna de los diodos se ve afectada y simplemente se calientan solos, incluso sin carga). La lista de opciones se resume en la Tabla 3.

			Tabla 3
Nombre	Tensión máxima EN	Corriente máxima A	Tiempo de recuperación nanosegundo

El transformador de corriente cumple dos funciones: se utiliza precisamente como transformador de corriente y como inductancia conectada en serie con el devanado primario del transformador de potencia, lo que permite reducir ligeramente la velocidad a la que aparece la corriente en el devanado primario, lo que conduce a una reducción de las emisiones de autoinducción (Figura 11).

Figura 11

No existen fórmulas estrictas para calcular este transformador, pero se recomienda encarecidamente observar algunas restricciones:

PARA POTENCIAS DE 200 A 500 W - ANILLO DE DIÁMETRO 12...18 MM PARA POTENCIAS DE 400 A 800 W - ANILLO CON DIÁMETRO 18...26 MM PARA POTENCIAS DE 800 A 1800 W - ANILLO CON DIÁMETRO 22...32 MM PARA POTENCIAS DE 1500 A 3000 W - ANILLO CON DIÁMETRO 32...48 MM

ANILLOS DE FERRITA, PERMEABILIDAD 2000, ESPESOR 6...12 MM

NÚMERO DE GIRAS DEL BOBINADO PRIMARIO:
3 GIRAS POR MALA CONDICIONES DE ENFRIAMIENTO Y 5 GIRAS SI EL VENTILADOR SOPLA DIRECTAMENTE EN LA TARJETA
NÚMERO DE GIRAS DEL BOBINADO SECUNDARIO:
12...14 PARA LA PRIMARIA DE 3 TURNOS Y 20...22 PARA LA PRIMARIA DE 5 TURNOS

ES MUCHO MÁS CONVENIENTE BOBINAR EL TRANSFORMADOR SECCIONALMENTE: EL BOBINADO PRIMARIO NO SE INTERLÍNEA CON EL BOBINADO SECUNDARIO. EN ESTE CASO NO ES DIFÍCIL REBOBINAR LA GIRO AL BOBINADO PRIMARIO. EN FINAL, CON UNA CARGA DEL 60% DEL MÁXIMO, EL TERMINAL SUPERIOR DEL R27 DEBE ESTAR APROXIMADAMENTE A 12...15 V
El devanado primario del transformador está enrollado con el mismo devanado que el devanado primario del transformador de potencia TV2, el secundario con un cable doble con un diámetro de 0,15...0,3 mm.

Para fabricar un transformador de potencia para una fuente de alimentación de impulsos, se debe utilizar un programa para calcular transformadores de impulsos. El diseño del núcleo no es de fundamental importancia: puede ser toroidal o en forma de W. Las placas de circuito impreso te permiten utilizar ambos sin problemas. Si la capacidad total del medio en forma de W no es suficiente, también se puede plegar en una bolsa como si fueran anillos (Figura 12).

Figura 12

Puede conseguir ferritas en forma de W en los talleres de televisores; no es frecuente, pero los transformadores de potencia de los televisores fallan. La forma más sencilla de encontrar fuentes de alimentación es en televisores domésticos del 3º al 5º. No olvides que si se requiere un transformador de dos o tres medios, entonces TODOS los medios deben ser de la misma marca, es decir. Para el desmontaje es necesario utilizar transformadores del mismo tipo.
Si el transformador de potencia está hecho de 2000 anillos, entonces puede usar la Tabla 4.

IMPLEMENTACIÓN	REAL TAMAÑO	PARÁMETRO	FRECUENCIA DE CONVERSIÓN
			MÁS ES POSIBLE		ÓPTIMO			CALOR ALTO
1 ANILLO K40x25x11		PODER TOTAL
		GIRAS POR PRIMERA VUELTA
2 ANILLOS K40x25x11		PODER TOTAL
		GIRAS POR PRIMERA VUELTA
1 ANILLO К45х28х8		PODER TOTAL
		GIRAS POR PRIMERA VUELTA
2 ANILLOS К45х28х8		PODER TOTAL
		GIRAS POR PRIMERA VUELTA
3 ANILLOS К45х28х8		PODER TOTAL
		GIRAS POR PRIMERA VUELTA
4 ANILLOS UN К45х28х8		PODER TOTAL
		GIRAS POR PRIMERA VUELTA
EL NÚMERO DE VUELTAS DEL SECUNDARIO SE CALCULA MEDIANTE LA PROPORCIÓN, CONSIDERANDO QUE LA TENSIÓN EN EL PRIMARIO ES DE 155 V O UTILIZANDO LA TABLA ( CAMBIAR SÓLO LAS CELDAS AMARILLAS)

Tenga en cuenta que la estabilización de voltaje se realiza mediante PWM, por lo tanto, el voltaje de salida calculado de los devanados secundarios debe ser al menos un 30% mayor de lo necesario. Los parámetros óptimos se obtienen cuando la tensión calculada es un 50...60% mayor que la que se necesita estabilizar. Por ejemplo, necesita una fuente con un voltaje de salida de 50 V, por lo tanto, el devanado secundario del transformador de potencia debe diseñarse para un voltaje de salida de 75...80 V. Este coeficiente se tiene en cuenta en la tabla de cálculo del devanado secundario. .
La dependencia de la frecuencia de conversión de las clasificaciones C5 y R5 se muestra en el gráfico:

No se recomienda utilizar una resistencia R5 bastante grande: un campo magnético demasiado grande no está lejos y es posible que se produzcan interferencias. Por lo tanto, nos centraremos en la calificación "promedio" de R5 de 10 kOhm. Con esta resistencia de la resistencia de ajuste de frecuencia se obtienen las siguientes frecuencias de conversión:

Parámetros obtenidos de este fabricante.			Frecuencia de conversión

(!) Aquí deberíamos decir algunas palabras sobre cómo enrollar el transformador. Muy a menudo surgen perturbaciones que indican que cuando se fabrica de forma independiente, la fuente no entrega la potencia requerida o los transistores de potencia se calientan mucho incluso sin carga.
Francamente, también nos encontramos con este problema utilizando 2000 anillos, pero fue más fácil para nosotros: la presencia de equipos de medición permitió descubrir el motivo de tales incidentes, y resultó ser bastante esperado: la permeabilidad magnética de la ferrita. No se corresponde con las marcas. En otras palabras, en los transformadores "débiles" tuvimos que desenrollar el devanado primario, por el contrario, en los "transistores de potencia de calefacción" tuvimos que desenrollarlo.
Un poco más tarde dejamos de usar anillos, pero la ferrita que utilizamos no estaba enmascarada en absoluto, por lo que tomamos medidas radicales. Se conecta un transformador con el número calculado de vueltas del devanado primario a la placa ensamblada y depurada y la frecuencia de conversión se cambia utilizando un recortador instalado en la placa (se instala un recortador de 22 kOhm en lugar de R5). En el momento del encendido, la frecuencia de conversión se establece en 110 kHz y comienza a disminuir girando el control deslizante de la resistencia del trimmer. De esta forma se determina la frecuencia a la que el núcleo comienza a entrar en saturación, es decir cuando los transistores de potencia comienzan a calentarse sin carga. Si la frecuencia cae por debajo de 60 kHz, entonces el devanado primario se desenrolla, pero si la temperatura comienza a aumentar en 80 kHz, entonces se desenrolla el devanado primario. De esta manera, se determina el número de vueltas para este núcleo en particular, y solo después de eso se enrolla el devanado secundario usando la placa sugerida anteriormente, y el número de vueltas del primario para un medio particular se indica en los paquetes.
Si se duda de la calidad de su núcleo, entonces es mejor hacer una placa, probar su funcionalidad y solo entonces hacer un transformador de potencia utilizando el método descrito anteriormente.

Acelerador de estabilización de grupo. En algunos lugares incluso se insinuaba que simplemente no podía trabajar, ya que lo atravesaba una tensión constante. Por un lado, estos juicios son correctos: el voltaje tiene efectivamente la misma polaridad, lo que significa que se puede reconocer como constante. Sin embargo, el autor de tal sentencia no tuvo en cuenta el hecho de que el voltaje, aunque constante, es pulsante y durante el funcionamiento en este nodo ocurre no solo un proceso (flujo de corriente), sino muchos, ya que el inductor no contiene uno. devanados, pero al menos dos (si el voltaje de salida necesita ser bipolar) o 4 devanados si se necesitan dos voltajes bipolares (Figura 13).

Figura 13

Puede hacer un estrangulador con un anillo o con ferrita en forma de W. Las dimensiones, por supuesto, dependen de la potencia. Para potencias de hasta 400-500 W, es suficiente un protector contra sobretensiones para televisores con una diagonal de 54 cm o más (Figura 14). El diseño central no es importante.

Figura 14

Se enrolla de la misma manera que un transformador de potencia: a partir de varios conductores delgados enrollados en un haz o pegados en una cinta a razón de 4-5 A/mm2. Teóricamente, cuantas más vueltas, mejor, por lo que el devanado se coloca hasta llenar la ventana, e inmediatamente en 2 (si se necesita una fuente bipolar) o 4 cables (si se necesita una fuente con dos voltajes bipolares).
Después de los condensadores de filtrado se encuentran las bobinas de salida. No hay requisitos especiales para ellos, las dimensiones... Las placas están diseñadas para la instalación de núcleos de filtros de alimentación de red de TV. Enrolle hasta llenar la ventana, sección transversal a razón de 4-5 A/mm2 (Figura 15).

Figura 15

La cinta se mencionó anteriormente como un devanado. Aquí deberíamos entrar un poco más en detalle.
¿Que es mejor? ¿Arnés o cinta? Ambos metodos tienen sus ventajas y desventajas. La forma más sencilla de hacer un paquete es estirar la cantidad requerida de cables y luego torcerlos formando un paquete con un taladro. Sin embargo, este método aumenta la longitud total de los conductores debido a la torsión interna y tampoco permite lograr el mismo campo magnético en todos los conductores del haz, y esto, aunque no es grande, sigue siendo una pérdida de calor.
Hacer cinta requiere más mano de obra y un poco más caro, ya que se estira la cantidad requerida de conductores y luego, con pegamento de poliuretano (TOP-TOP, SPECIALIST, MOMENT-CRYSTAL), se pegan en una cinta. Se aplica pegamento al cable en pequeñas porciones: 15...20 cm de longitud del conductor y luego se sostiene el haz entre los dedos, como si lo frotara, asegurándose de que los cables encajen en la cinta, de forma similar a los haces de cinta. Se utiliza para conectar unidades de disco a la placa base de las computadoras IBM. Después de que el pegamento se haya pegado, se aplica una nueva porción a 15...20 cm de la longitud de los cables y se alisa nuevamente con los dedos hasta obtener una cinta. Y así sucesivamente a lo largo de todo el conductor (Figura 16).

Figura 16

Después de que el pegamento se haya secado por completo, la cinta se enrolla sobre el núcleo y primero se enrolla el devanado con una gran cantidad de vueltas (generalmente una sección transversal más pequeña) y en la parte superior se enrollan los devanados de mayor corriente. Después de enrollar la primera capa, es necesario "colocar" la cinta dentro del anillo utilizando una clavija en forma de cono cortada de madera. El diámetro máximo de la clavija es igual al diámetro interno del anillo utilizado y el mínimo es de 8…10 mm. La longitud del cono debe ser de al menos 20 cm y el cambio de diámetro debe ser uniforme. Después de enrollar la primera capa, simplemente se coloca el anillo en la clavija y se presiona con fuerza para que el anillo quede firmemente atascado en la clavija. Luego se retira el anillo, se le da la vuelta y se vuelve a colocar en la clavija con la misma fuerza. La clavija debe ser lo suficientemente blanda como para no dañar el aislamiento del cable de bobinado, por lo que la madera dura no es adecuada para este propósito. De esta manera, los conductores se colocan estrictamente de acuerdo con la forma del diámetro interior del núcleo. Después de enrollar la siguiente capa, el cable se "coloca" nuevamente con una clavija, y esto se hace después de enrollar cada capa siguiente.
Después de enrollar todos los devanados (recordando utilizar aislamiento entre devanados), es aconsejable calentar el transformador a 80...90°C durante 30-40 minutos (puede utilizar un horno de gas o eléctrico en la cocina, pero conviene no sobrecalentarse). A esta temperatura, la cola de poliuretano se vuelve elástica y vuelve a adquirir propiedades adhesivas, pegando no solo los conductores paralelos a la propia cinta, sino también los situados en la parte superior, es decir. las capas de devanados están pegadas entre sí, lo que agrega rigidez mecánica a los devanados y elimina cualquier efecto sonoro que a veces ocurre cuando los conductores de un transformador de potencia están mal amarrados (Figura 17).

Figura 17

La ventaja de este tipo de devanado es que se obtiene un campo magnético idéntico en todos los cables del mazo de cintas, ya que geométricamente están ubicados de la misma manera con respecto al campo magnético. Es mucho más fácil distribuir una tira conductora de este tipo de manera uniforme a lo largo de todo el perímetro del núcleo, lo cual es muy importante incluso para los transformadores estándar, y para los transformadores de impulsos es una condición OBLIGATORIA. Usando cinta, puede lograr un devanado bastante denso y aumentando el acceso de aire de enfriamiento a las espiras ubicadas directamente dentro del devanado. Para hacer esto, basta con dividir la cantidad de cables necesarios en dos y hacer dos tiras idénticas que se enrollarán entre sí. Esto aumentará el grosor del devanado, pero habrá una gran distancia entre las vueltas de la cinta, lo que permitirá el acceso de aire al interior del transformador.
Es mejor utilizar una película fluoroplástica como aislamiento entre capas: es muy elástica, lo que compensa la tensión de un borde que se produce al enrollar el anillo, tiene un voltaje de ruptura bastante alto, no es sensible a temperaturas de hasta 200 ° C y es muy delgado, es decir no ocupará mucho espacio en la ventana principal. Pero no siempre está a mano. Se puede utilizar cinta de vinilo, pero es sensible a temperaturas superiores a 80°C. La cinta eléctrica a base de tela es resistente a las temperaturas, pero tiene un bajo voltaje de ruptura, por lo que cuando se usa, es necesario enrollar al menos 2 capas.
Cualquiera que sea el conductor y en cualquier secuencia en la que enrolle los inductores y el transformador de potencia, debe recordar la longitud de los cables.
Si los inductores y el transformador de potencia están fabricados con anillos de ferrita, no olvide que antes de enrollar los bordes del anillo de ferrita deben redondearse, ya que son bastante afilados y el material de ferrita es bastante duradero y puede dañar el aislamiento del alambre de bobinado. Después del procesamiento, la ferrita se envuelve con cinta fluoroplástica o cinta de tela y se enrolla el primer devanado.
Para una identidad completa de devanados idénticos, los devanados se enrollan en dos cables a la vez (es decir, dos haces a la vez), que después del devanado se conectan y el comienzo de un devanado se conecta al final del otro.
Después de enrollar el transformador, es necesario quitar el barniz aislante de los cables. Este es el momento más desagradable, porque requiere MUCHA mano de obra.
En primer lugar, es necesario fijar los terminales en el propio transformador y evitar que los cables individuales de su arnés se desconecten bajo tensión mecánica. Si el arnés es de cinta, es decir. pegado y calentado después del bobinado, luego basta con enrollar varias vueltas en los grifos con el mismo cable de bobinado directamente al lado del cuerpo del transformador. Si se utiliza un arnés retorcido, se debe torcer adicionalmente en la base del terminal y también asegurarlo enrollando varias vueltas de cable. A continuación, los cables se queman con un soplete de gas todos a la vez o se limpian uno por uno con un cortador de papel. Si el barniz ha sido recocido, después de enfriar los cables se protegen con papel de lija y se retuercen.
Después de quitar el barniz, pelar y torcer el terminal, es necesario protegerlo de la oxidación, es decir, Cubra con fundente de colofonia. Luego se instala el transformador en el tablero, todos los terminales, excepto el terminal del devanado primario conectado a los transistores de potencia, se insertan en los orificios correspondientes, por si acaso, los devanados deben estar "anillados". Se debe prestar especial atención a la fase de los devanados, es decir para que el inicio del devanado cumpla con el diagrama del circuito. Después de insertar los cables del transformador en los orificios, se deben acortar de modo que queden entre 3 y 4 mm desde el extremo del cable hasta la placa de circuito impreso. Luego, el cable retorcido se “desenrosca” y se coloca fundente ACTIVO en el lugar de soldadura, es decir, Se trata de ácido clorhídrico apagado; se coloca una gota en la punta de una cerilla y se transfiere al lugar de soldadura. O se agrega ácido acetil-salicílico cristalino (aspirina) a la glicerina hasta obtener una consistencia similar a una papilla (ambos se pueden comprar en la farmacia, en el departamento de prescripción médica). Después de esto, el cable se suelda a la placa de circuito impreso, calentándola completamente y asegurándose de que la soldadura se distribuya uniformemente entre TODOS los conductores. Luego se acorta el cable de acuerdo con la altura de soldadura y la placa se lava minuciosamente con alcohol (mínimo 90%), gasolina purificada o una mezcla de gasolina y solvente 647 (1:1).

PRIMER ENCENDIDO
El encendido y la comprobación de la funcionalidad se realizan en varias etapas para evitar problemas que seguramente surgirán si hay un error en la instalación.
1 . Para probar este diseño, necesitará una fuente de alimentación separada con un voltaje bipolar de ±15...20 V y una potencia de 15...20 W. La primera conmutación se realiza conectando el TERMINAL MENOS de la fuente de alimentación adicional al bus de alimentación primario negativo del convertidor, y el COMÚN se conecta al terminal positivo del condensador C1 (Figura 18). De esta manera se simula la alimentación del módulo de control y se comprueba su funcionamiento sin fuente de alimentación. Aquí es recomendable utilizar un osciloscopio y un frecuencímetro, pero si no están disponibles, puedes arreglártelas con un multímetro, preferiblemente un comparador (los digitales no responden adecuadamente a las tensiones pulsantes).

Figura 18

En los pines 9 y 10 del controlador TL494, un dispositivo puntero conectado para medir el voltaje de CC debería mostrar casi la mitad del voltaje de suministro, lo que indica que hay pulsos rectangulares en el microcircuito.
El relé K1 también debería funcionar
2. Si el módulo funciona normalmente, entonces debe verificar la sección de energía, pero nuevamente no por alto voltaje, sino usando una fuente de energía adicional (Figura 19).

Figura 19

Con esta secuencia de comprobación es muy difícil quemar algo incluso con errores graves de instalación (cortocircuito entre las pistas de la placa, fallos en la soldadura de elementos) ya que la potencia de la unidad adicional no será suficiente. Después de encender, se verifica la presencia del voltaje de salida del convertidor; por supuesto, será significativamente menor que el calculado (cuando se usa una fuente adicional de ±15 V, los voltajes de salida se subestimarán aproximadamente 10 veces, ya que el primario la fuente de alimentación no es de 310 V sino de 30 V), sin embargo, la presencia de voltajes de salida indica que no hay errores en la parte de potencia y se puede pasar a la parte perdida del cheque.
3. El primer encendido de la red debe realizarse con una limitación de corriente, que puede ser una lámpara incandescente normal de 40-60 W, que se conecta en lugar de un fusible. Los radiadores ya deberían estar instalados. Así, en caso de consumo excesivo por cualquier motivo, la lámpara se encenderá y se minimizará la probabilidad de avería. Si todo es normal, ajuste el voltaje de salida con las resistencias R26 y verifique la capacidad de carga de la fuente conectando la misma lámpara incandescente a la salida. La lámpara encendida en lugar del fusible debería encenderse (el brillo depende del voltaje de salida, es decir, de cuánta energía suministrará la fuente. El voltaje de salida está regulado por la resistencia R26, pero es posible que deba seleccionar R36.
4 . El funcionamiento se comprueba con el fusible puesto. Como carga, puede utilizar una espiral de nicrom para estufas eléctricas con una potencia de 2-3 kW. Se sueldan dos trozos de cable a la salida de la fuente de alimentación, primero al hombro desde donde se controla el voltaje de salida. Se atornilla un cable al extremo de la espiral y se instala un cocodrilo en el segundo. Ahora, al reinstalar el "cocodrilo" a lo largo de la espiral, puede cambiar rápidamente la resistencia de carga (Figura 20).

Figura 20

Sería buena idea hacer “estrías” en la espiral en lugares con cierta resistencia, por ejemplo cada 5 ohmios. Conexión a los “tirantes” Se sabrá de antemano cuál es la carga y cuál es la potencia de salida en este momento. Bueno, la potencia se puede calcular usando la ley de Ohm (usada en la placa).
Todo esto es necesario para ajustar el umbral de protección contra sobrecargas, que debería funcionar de manera estable cuando la potencia real excede la calculada en un 10-15%. También se comprueba la estabilidad con la que la fuente de alimentación mantiene la carga.

Si la fuente de alimentación no entrega la potencia calculada, entonces se ha producido algún tipo de error durante la fabricación del transformador; consulte más arriba cómo calcular las vueltas de un núcleo real.
Todo lo que queda es estudiar detenidamente cómo hacer una placa de circuito impreso, y ya puedes empezar a montarla. Los dibujos necesarios de la placa de circuito impreso con la fuente original en formato LAY se encuentran en

Primero
número

Segundo
número

Tercero
número

Muchos
teléfono

Tolerancia
+/- %

Plata

-

-

-

10^-2

10

Dorado

-

-

-

10^-1

5

Negro

-

0

-

1

-

Marrón

1

1

1

10

1

Rojo

2

2

2

10^2

2

Naranja

3

3

3

10^3

-

Amarillo

4

4

4

10^4

-

Verde

5

5

5

10^5

0,5

Azul

6

6

6

10^6

0,25

Violeta

7

7

7

10^7

0,1

Gris

8

8

8

10^8

El microcircuito en cuestión pertenece a la lista de los circuitos electrónicos integrados más comunes y utilizados. Su predecesor fue la serie UC38xx de controladores PWM de Unitrode. En 1999, esta empresa fue adquirida por Texas Instruments, y desde entonces se inició el desarrollo de la línea de estos controladores, hasta su creación a principios de la década de 2000. Chips de la serie TL494. Además de los UPS ya mencionados anteriormente, se pueden encontrar en reguladores de voltaje de CC, variadores controlados, arrancadores suaves; en una palabra, dondequiera que se utilice la regulación PWM.

Entre las empresas que clonaron este chip se encuentran marcas de fama mundial como Motorola, Inc, International Rectifier, Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor. Todos proporcionan una descripción detallada de sus productos, la denominada hoja de datos TL494CN.

Documentación

Un análisis de las descripciones del tipo de microcircuito en cuestión de diferentes fabricantes muestra la identidad práctica de sus características. La cantidad de información proporcionada por diferentes empresas es casi la misma. Además, las hojas de datos del TL494CN de marcas como Motorola, Inc y ON Semiconductor se replican entre sí en su estructura, figuras, tablas y gráficos. La presentación del material de Texas Instruments es algo diferente a la de ellos, pero tras un estudio cuidadoso queda claro que se refieren a un producto idéntico.

Propósito del chip TL494CN

Tradicionalmente, comenzaremos nuestra descripción con el propósito y la lista de dispositivos internos. Es un controlador PWM de frecuencia fija destinado principalmente a aplicaciones UPS y que contiene los siguientes dispositivos:

• generador de voltaje de diente de sierra (RPG);
• amplificadores de error;
• fuente de voltaje de referencia +5 V;
• circuito de regulación del “tiempo muerto”;
• salida para corriente de hasta 500 mA;
• Esquema para seleccionar el modo de funcionamiento de uno o dos tiempos.

Limitar parámetros

Como cualquier otro microcircuito, la descripción del TL494CN debe contener una lista de características de rendimiento máximas permitidas. Vamos a darlos basados ​​en datos de Motorola, Inc:

1. Tensión de alimentación: 42 V.
2. Tensión de colector del transistor de salida: 42 V.
3. Corriente del colector del transistor de salida: 500 mA.
4. Rango de tensión de entrada del amplificador: - 0,3 V a +42 V.
5. Disipación de potencia (en t< 45 °C): 1000 мВт.
6. Rango de temperatura de almacenamiento: de -55 a +125 °C.
7. Rango de temperatura ambiente de funcionamiento: de 0 a +70 °C.

Cabe señalar que el parámetro 7 para el chip TL494IN es algo más amplio: de -25 a +85 °С.

Diseño de chip TL494CN

En la siguiente figura se muestra una descripción en ruso de las conclusiones de su vivienda.

El microcircuito se coloca en una caja de plástico (esto se indica con la letra N al final de su designación) de 16 pines con pines tipo PDP.

Su apariencia se muestra en la foto de abajo.

TL494CN: diagrama funcional

Entonces, la tarea de este microcircuito es la modulación de ancho de pulso (PWM, o Pulse Width Modulated (PWM)) de los pulsos de voltaje generados dentro de los UPS regulados y no regulados. En las fuentes de alimentación del primer tipo, el rango de duración de los pulsos, por regla general, alcanza el valor máximo posible (~ 48% para cada salida en circuitos push-pull, ampliamente utilizados para alimentar amplificadores de audio para automóviles).

El chip TL494CN tiene un total de 6 pines de salida, 4 de ellos (1, 2, 15, 16) son entradas a amplificadores de error internos utilizados para proteger el UPS de sobrecargas actuales y potenciales. El pin n.° 4 es una entrada de señal de 0 a 3 V para ajustar el ciclo de trabajo de la salida de onda cuadrada, y el n.° 3 es una salida de comparador y se puede usar de varias maneras. Otros 4 (números 8, 9, 10, 11) son colectores y emisores libres de transistores con una corriente de carga máxima permitida de 250 mA (en modo a largo plazo, no más de 200 mA). Se pueden conectar en pares (9 con 10 y 8 con 11) para controlar potentes campos con una corriente máxima permitida de 500 mA (no más de 400 mA en modo continuo).

¿Cuál es la estructura interna del TL494CN? Su diagrama se muestra en la siguiente figura.

El microcircuito tiene una fuente de voltaje de referencia incorporada (RES) +5 V (No. 14). Generalmente se utiliza como voltaje de referencia (con una precisión de ± 1%), suministrado a las entradas de circuitos que no consumen más de 10 mA, por ejemplo, al pin 13 para seleccionar modos de funcionamiento de uno o dos ciclos del microcircuito: si tiene +5 V, se selecciona el segundo modo, si tiene un voltaje de suministro negativo, el primero.

Para ajustar la frecuencia del generador de voltaje de rampa (RVG), se utilizan un capacitor y una resistencia, conectados a los pines 5 y 6, respectivamente. Y, por supuesto, el microcircuito tiene pines para conectar el más y el menos de la fuente de alimentación (números 12 y 7, respectivamente) en el rango de 7 a 42 V.

El diagrama muestra que hay varios otros dispositivos internos en el TL494CN. A continuación se proporcionará una descripción en ruso de su propósito funcional a medida que se presente el material.

Funciones de pin de entrada

Como cualquier otro dispositivo electrónico. el microcircuito en cuestión tiene sus propias entradas y salidas. Empezaremos por el primero. Anteriormente ya se proporcionó una lista de estos pines TL494CN. A continuación se proporciona una descripción en ruso de su finalidad funcional con explicaciones detalladas.

Conclusión 1

Esta es la entrada positiva (no inversora) del amplificador de error 1. Si su voltaje es menor que el voltaje en el pin 2, la salida del amplificador de error 1 será baja. Si es más alto que en el pin 2, la señal del amplificador de error 1 será alta. La salida del amplificador sigue esencialmente la entrada positiva utilizando el pin 2 como referencia. Las funciones de los amplificadores de error se describirán con más detalle a continuación.

Conclusión 2

Esta es la entrada negativa (invertida) del amplificador de error 1. Si este pin es más alto que el pin 1, la salida del amplificador de error 1 será baja. Si el voltaje en este pin es menor que el voltaje en el pin 1, la salida del amplificador será alta.

Conclusión 15

Funciona exactamente igual que el número 2. A menudo, el segundo amplificador de error no se utiliza en el TL494CN. El circuito de conexión en este caso contiene el pin 15 simplemente conectado al 14 (tensión de referencia +5 V).

Conclusión 16

Funciona de la misma manera que el No. 1. Generalmente se conecta al común No. 7 cuando no se utiliza el segundo amplificador de error. Con el pin 15 conectado a +5V y el pin 16 conectado al común, la salida del segundo amplificador es baja y por lo tanto no tiene ningún efecto en el funcionamiento del chip.

Conclusión 3

Este pin y cada amplificador interno TL494CN están acoplados entre sí mediante diodos. Si la señal en la salida de cualquiera de ellos cambia de nivel bajo a alto, entonces en el número 3 también sube. Cuando la señal en este pin excede los 3,3 V, los pulsos de salida se apagan (ciclo de trabajo cero). Cuando el voltaje a través de él es cercano a 0 V, la duración del pulso es máxima. Entre 0 y 3,3 V, el ancho del pulso está entre 50% y 0% (para cada una de las salidas del controlador PWM, en los pines 9 y 10 en la mayoría de los dispositivos).

Si es necesario, el pin 3 se puede usar como señal de entrada, o se puede usar para proporcionar amortiguación para la tasa de cambio del ancho del pulso. Si el voltaje es alto (> ~ 3,5 V), no hay forma de iniciar el UPS en el controlador PWM (no habrá pulsos).

Conclusión 4

Controla el rango del ciclo de trabajo de los pulsos de salida (Control de tiempo muerto en inglés). Si el voltaje en él es cercano a 0 V, el microcircuito podrá generar el ancho de pulso mínimo y máximo posible (según lo determinado por otras señales de entrada). Si se aplica un voltaje de aproximadamente 1,5 V a este pin, el ancho del pulso de salida se limitará al 50 % de su ancho máximo (o ~25 % del ciclo de trabajo para un controlador PWM push-pull). Si el voltaje es alto (> ~ 3.5V), no hay forma de iniciar el UPS en el TL494CN. Su circuito de conexión suele contener el nº 4, conectado directamente a tierra.

• Importante recordar! La señal en los pines 3 y 4 debe ser inferior a ~3,3 V. ¿Qué sucede si está cerca, por ejemplo, de +5 V? ¿Cómo se comportará entonces el TL494CN? El circuito convertidor de voltaje que contiene no generará pulsos, es decir. no habrá voltaje de salida del UPS.

Conclusión 5

Sirve para conectar el condensador de sincronización Ct, y su segundo contacto está conectado a tierra. Los valores de capacitancia suelen estar entre 0,01 µF y 0,1 µF. Los cambios en el valor de este componente provocan un cambio en la frecuencia del GPN y los pulsos de salida del controlador PWM. Como regla general, aquí se utilizan condensadores de alta calidad con un coeficiente de temperatura muy bajo (con muy poco cambio en la capacitancia con el cambio de temperatura).

Conclusión 6

Conectar la resistencia de ajuste del variador Rt, con su segundo contacto conectado a tierra. Los valores de Rt y Ct determinan la frecuencia de FPG.

• f = 1,1: (Rt x Ct).

Conclusión 7

Se conecta al cable común del circuito del dispositivo en el controlador PWM.

Conclusión 12

Está marcado con las letras VCC. Se conecta al “plus” de la fuente de alimentación TL494CN. Su circuito de conexión suele contener el nº 12, conectado al interruptor de alimentación. Muchos UPS usan este pin para encender y apagar la alimentación (y el propio UPS). Si tiene +12 V y el número 7 está conectado a tierra, los microcircuitos GPN e ION funcionarán.

Conclusión 13

Esta es la entrada del modo de funcionamiento. Su funcionamiento ha sido descrito anteriormente.

Funciones de los pines de salida

También se enumeraron arriba para el TL494CN. A continuación se proporciona una descripción en ruso de su finalidad funcional con explicaciones detalladas.

Conclusión 8

Este chip tiene 2 transistores NPN, que son sus interruptores de salida. Este pin es el colector del transistor 1, normalmente conectado a una fuente de voltaje constante (12 V). Sin embargo, en los circuitos de algunos dispositivos se utiliza como salida y en él se puede ver una onda cuadrada (como en el número 11).

Conclusión 9

Este es el emisor del transistor 1. Acciona el transistor de potencia del UPS (FET en la mayoría de los casos) en un circuito push-pull, ya sea directamente o a través de un transistor intermedio.

Conclusión 10

Este es el emisor del transistor 2. En modo de ciclo único, la señal en él es la misma que en el número 9. En modo push-pull, las señales en los números 9 y 10 son antifase, es decir, cuando el nivel de señal es alto en uno, luego es bajo en el otro, y viceversa. En la mayoría de los dispositivos, las señales de los emisores de los interruptores de transistores de salida del microcircuito en cuestión controlan potentes transistores de efecto de campo, que se encienden cuando el voltaje en los pines 9 y 10 es alto (por encima de ~ 3,5 V, pero no en de ninguna manera se relacionan con el nivel de 3,3 V en los números 3 y 4).

Conclusión 11

Este es el colector del transistor 2, generalmente conectado a una fuente de voltaje constante (+12 V).

• Nota: En dispositivos basados ​​en TL494CN, su circuito de conexión puede contener tanto colectores como emisores de los transistores 1 y 2 como salidas del controlador PWM, aunque es más común la segunda opción. Sin embargo, existen opciones cuando exactamente los pines 8 y 11 son salidas. Si encuentra un pequeño transformador en el circuito entre el microcircuito y los transistores de efecto de campo, lo más probable es que la señal de salida se tome de ellos (de los colectores).

Conclusión 14

Esta es la salida ION, también descrita anteriormente.

Principio de funcionamiento

¿Cómo funciona el chip TL494CN? Daremos una descripción de cómo funciona basándonos en materiales de Motorola, Inc. La salida de modulación de ancho de pulso se logra comparando la señal de rampa positiva del capacitor Ct con cualquiera de las dos señales de control. Los circuitos lógicos NOR controlan los transistores de salida Q1 y Q2, abriéndolos solo cuando la señal en la entrada de reloj (C1) del flip-flop (ver el diagrama funcional TL494CN) baja.

Por lo tanto, si la entrada C1 del disparador está en un nivel lógico, entonces los transistores de salida están cerrados en ambos modos de funcionamiento: ciclo único y push-pull. Si hay una señal en esta entrada, entonces, en el modo push-pull, los interruptores del transistor se abren uno por uno cuando el corte del pulso del reloj llega al disparador. En el modo de un solo extremo, no se utiliza un flip-flop y ambos interruptores de salida se abren sincrónicamente.

Este estado abierto (en ambos modos) es posible sólo en esa parte del período GPG cuando el voltaje en diente de sierra es mayor que las señales de control. Por lo tanto, un aumento o disminución en el valor de la señal de control provoca un aumento o disminución lineal correspondiente en el ancho de los pulsos de voltaje en las salidas del microcircuito.

Como señales de control se pueden utilizar la tensión del pin 4 (control de tiempo muerto), las entradas de los amplificadores de error o la entrada de señal de retroalimentación del pin 3.

Primeros pasos para trabajar con un microcircuito.

Antes de fabricar cualquier dispositivo útil, se recomienda conocer cómo funciona el TL494CN. ¿Cómo comprobar su funcionalidad?

Tome su placa, instale el chip en ella y conecte los cables de acuerdo con el diagrama a continuación.

Si todo está conectado correctamente, el circuito funcionará. Deje los pines 3 y 4 no libres. Utilice su osciloscopio para verificar el funcionamiento del GPG; debería ver un voltaje de diente de sierra en el pin 6. Las salidas serán cero. Cómo determinar su rendimiento en TL494CN. Se puede comprobar de la siguiente manera:

1. Conecte la salida de retroalimentación (No. 3) y la salida de control de tiempo muerto (No. 4) al terminal común (No. 7).
2. Ahora debería detectar pulsos rectangulares en las salidas del microcircuito.

¿Cómo amplificar la señal de salida?

La salida del TL494CN es de corriente bastante baja y, por supuesto, desea más potencia. Entonces tenemos que agregar algunos transistores de potencia. Los más fáciles de usar (y muy fáciles de obtener, desde la placa base de una computadora vieja) son los MOSFET de potencia de canal n. Al mismo tiempo, debemos invertir la salida del TL494CN, porque si le conectamos un MOSFET de canal n, en ausencia de un pulso en la salida del microcircuito, estará abierto al flujo de corriente continua. . Puede que simplemente se queme... Entonces sacamos un transistor NPN universal y lo conectamos de acuerdo con el diagrama a continuación.

El MOSFET de potencia en este circuito se controla en modo pasivo. No es muy bueno, pero para pruebas y propósitos de bajo consumo está bien. R1 en el circuito es la carga del transistor NPN. Selecciónelo de acuerdo con la corriente máxima permitida del colector. R2 representa la carga de nuestra etapa de potencia. En los siguientes experimentos será sustituido por un transformador.

Si ahora miramos la señal en el pin 6 del microcircuito con un osciloscopio, veremos una "sierra". En el número 8 (K1) todavía se pueden ver pulsos rectangulares, y en el drenaje del transistor MOS hay pulsos de la misma forma, pero de mayor magnitud.

¿Cómo aumentar el voltaje de salida?

Ahora obtengamos un voltaje más alto usando el TL494CN. El diagrama de conmutación y cableado es el mismo: en la placa de pruebas. Por supuesto, es imposible obtener un voltaje suficientemente alto en él, especialmente porque no hay disipador de calor en los transistores MOS de potencia. Y aún así, conecta un pequeño transformador a la etapa de salida, según este diagrama.

El devanado primario del transformador contiene 10 vueltas. El devanado secundario contiene alrededor de 100 vueltas. Entonces, la relación de transformación es 10. Si aplica 10 V al primario, debería obtener una salida de aproximadamente 100 V. El núcleo está hecho de ferrita. Puede utilizar algún núcleo de tamaño mediano del transformador de alimentación de una PC.

Tenga cuidado, la salida del transformador está bajo alto voltaje. La corriente es muy baja y no te matará. Pero puedes conseguir un buen golpe. Otro peligro es que si instala un condensador grande en la salida, acumulará una gran carga. Por lo tanto, después de apagar el circuito, conviene descargarlo.

A la salida del circuito, puedes encender cualquier indicador como una bombilla, como en la foto de abajo.

Funciona con voltaje CC y necesita alrededor de 160 V para encenderse. (La fuente de alimentación para todo el dispositivo es de aproximadamente 15 V, un orden de magnitud menor).

El circuito con salida de transformador se usa ampliamente en cualquier UPS, incluidas las fuentes de alimentación de PC. En estos dispositivos, el primer transformador, conectado a través de interruptores de transistores a las salidas del controlador PWM, sirve para separar la parte de bajo voltaje del circuito, incluido el TL494CN, de su parte de alto voltaje, que contiene el transformador de voltaje de red.

Regulador de voltaje

Como regla general, en los pequeños dispositivos electrónicos caseros, la energía la proporciona un UPS de PC estándar fabricado en TL494CN. El diagrama de conexión de la fuente de alimentación del PC es bien conocido y las unidades en sí son fácilmente accesibles, ya que cada año se desechan o se venden millones de PC viejos como repuestos. Pero, por regla general, estos UPS producen voltajes que no superan los 12 V. Esto es demasiado bajo para un variador de frecuencia. Por supuesto, podría intentar utilizar un UPS de PC de mayor voltaje para 25 V, pero sería difícil de encontrar y se disiparía demasiada energía a 5 V en las puertas lógicas.

Sin embargo, en el TL494 (o análogos) puede construir cualquier circuito con salida a mayor potencia y voltaje. Utilizando piezas típicas de un UPS de PC y MOSFET de alimentación de la placa base, puede construir un regulador de voltaje PWM usando el TL494CN. El circuito convertidor se muestra en la siguiente figura.

En él puede ver el diagrama del circuito del microcircuito y la etapa de salida utilizando dos transistores: un npn universal y un potente MOS.

Partes principales: T1, Q1, L1, D1. Bipolar T1 se utiliza para controlar un MOSFET de potencia conectado de forma simplificada, el llamado. "pasivo". L1 es un estrangulador inductivo de una antigua impresora HP (aproximadamente 50 vueltas, 1 cm de alto, 0,5 cm de ancho con devanados, estrangulador abierto). D1 es de otro dispositivo. El TL494 se conecta de forma alternativa a la anterior, aunque se puede utilizar cualquiera de los métodos.

C8 es un pequeño condensador para evitar la influencia del ruido que entra en la entrada del amplificador de error, un valor de 0,01uF será más o menos normal. Los valores grandes ralentizarán el ajuste del voltaje requerido.

C6 es un condensador aún más pequeño y se utiliza para filtrar interferencias de alta frecuencia. Su capacidad es de hasta varios cientos de picofaradios.