Коло ПВМ претварача помоћу тл494

Претварач је коло које претвара једносмерну (једносмерну) у наизменичну (наизменичну). ПВМ инвертора је врста склоп који користи модификоване квадратних таласа за симулирање ефеката наизменичних струја (АЦ), који је погодан за напајање већину ваших кућних апарата. Кажем већина, јер углавном постоје два типа претварача, први тип је такозвани модификовани претварач квадратног таласа, јер назив имплицира да је излаз квадратни талас, а не синусни талас, а не чисти синусни талас, па, ако покушате да напајате моторе наизменичне струје или ТРИАЦС, то ће узроковати различите проблеме.

Други тип назива се чисти синусни претварач. Тако се без проблема може користити за све врсте АЦ уређаја. Овде сазнајте више о различитим врстама претварача.

Али по мом мишљењу, не бисте требали правити претварач као пројекат „уради сам“. Ако питате зашто ?, онда се возите !, и у овом пројекту ја ћу изградити једноставан модификовани склоп ПВМ претварача квадратног таласа користећи популарни чип ТЛ494 и објаснити предности и недостатке таквих претварача и на крају, видећемо зашто не бисмо направили модификовано коло претварача квадратних таласа као пројекат „уради сам“.

УПОЗОРЕЊЕ! Ово коло је направљено и демонстрирано само у образовне сврхе и апсолутно се не препоручује да се ова врста кола користи за комерцијалне уређаје.

ОПРЕЗ! Ако правите ову врсту кола, будите посебно опрезни у погледу високих напона и напонских скокова генерисаних несинусоидном природом улазног таласа.

Како ради претварач?

Веома основна шема круга претварача приказана је горе. Позитивни напон је повезан са средњим пином трансформатора, који делује као улаз. И још два пина су повезана са МОСФЕТ-овима који делују као прекидачи.

Сада ако омогућимо МОСФЕТ К1, стављањем напона на терминал капије струја ће тећи у једном смеру стрелице, као што је приказано на горњој слици. Тако ће се магнетни флукс такође индуковати у смеру стрелице, а језгро трансформатора ће проћи магнетни флукс у секундарној завојници, а на излазу ћемо добити 220В.

Сада, ако онемогућимо МОСФЕТ К1 и омогућимо МОСФЕТ К2, струја ће тећи у смеру стрелице приказане на горњој слици, преокрећући на тај начин смер магнетног флукса у језгру. Овде сазнајте више о раду МОСФЕТ-а.

Сада сви знамо да се трансформатор мења магнетним флуксом. Дакле, укључивање и искључивање МОСФЕТ-ова, један обрнут у други и то 50 пута у секунди, генерисаће леп осцилирајући магнетни ток унутар језгра трансформатора и променљиви магнетни флукс ће индуковати напон у секундарној завојници као знамо по фарадејевом закону. И тако ради основни претварач.

Претварач ИЦ ТЛ494

Сада пре него што направимо коло засновано на ТЛ494 ПВМ контролеру, научимо како ПВМ контролер ТЛ494 ради.

ТЛ494 ИЦ има 8 функционалних блокова, који су приказани и описани у наставку.

1. 5-В референтни регулатор

Излаз интерног референтног регулатора од 5 В је РЕФ пин, који је пин-14 ИЦ. Референтни регулатор је ту да обезбеди стабилно напајање унутрашњим струјним круговима попут флип-флопа за управљање пулсом, осцилатора, упоредног уређаја за управљање мртвим временом и ПВМ упоређивача. Регулатор се такође користи за погон појачавача грешака који су одговорни за контролу излаза.

Белешка! Референца је интерно програмирана на почетну тачност од ± 5% и одржава стабилност у опсегу улазног напона од 7В до 40 В. За улазне напоне мање од 7 В, регулатор засићује унутар 1 В улаза и прати га.

2. Осцилатор

Осцилатор генерише и пружа таласасти талас контролору мртвог времена и ПВМ компараторима за различите управљачке сигнале.

Учесталост осцилатора се може подесити избором временске компоненте Р Т и Ц Т.

Фреквенција осцилатора може се израчунати према доњој формули

Фосц = 1 / (РТ * ЦТ)

Ради једноставности, направио сам прорачунску табелу помоћу које можете врло лако израчунати фреквенцију.

Белешка! Фреквенција осцилатора је једнака излазној фреквенцији само за једносмерне апликације. За пусх-пулл апликације, излазна фреквенција је половина фреквенције осцилатора.

3. Компаратор за контролу мртвог времена

Мртво време или једноставно рећи контрола ван времена обезбеђује минимално време мртвог времена или искључења. Излаз упоређивача мртвих времена блокира прекидачке транзисторе када је напон на улазу већи од напона рампе осцилатора. Примена напона на ДТЦ пин може наметнути додатно мртво време, пружајући тако додатно мртво време од својих најмање 3% до 100%, јер улазни напон варира од 0 до 3В. Једноставно речено, можемо променити радни циклус излазног таласа без подешавања појачавача грешака.

Белешка! Унутрашњи помак од 110 мВ осигурава минимално мртво време од 3% са уземљеним улазом за управљање мртвим временом.

4. Појачала за грешке

Оба појачавача грешака са великим појачањем добијају предрасуде са ВИ напојне шине. Ово дозвољава опсег улазног напона у опсегу од –0,3 В до 2 В мањи од ВИ. Оба појачала се понашају карактеристично за једносмерно појачало са једним напајањем, јер је сваки излаз само високо активан.

5. Излазно-управљачки улаз

Улаз за контролу излаза одређује да ли излазни транзистори раде у паралелном или пусх-пулл режиму. Повезивањем излазног управљачког пина који је пин-13 са масом, излазни транзистори се успостављају у паралелном режиму рада. Али повезивањем овог пина са 5В-РЕФ пином излазни транзистори се постављају у пусх-пулл моду.

6. Излазни транзистори

ИЦ има два унутрашња излазна транзистора који су у конфигурацијама са отвореним колектором и отвореним емитерима, помоћу којих може произвести или спустити максималну струју до 200мА.

Белешка! Транзистори имају напон засићења мањи од 1,3 В у конфигурацији заједничког емитра и мањи од 2,5 В у конфигурацији емитер-следбеник.

Карактеристике

• Комплетна склопка за контролу напајања ПВМ-а
• Неодређени излази за судопер од 200 мА или струју извора
• Излазна контрола бира једнокрачни или пусх-пулл поступак
• Унутрашња кола забрањују двоструки импулс на било ком излазу
• Променљиво мртво време пружа контролу над укупним дометом
• Интерни регулатор обезбеђује стабилни 5-В
• Референтна испорука са толеранцијом од 5%
• Архитектура кола омогућава једноставну синхронизацију

Белешка! Већина унутрашњег шема и описа операција преузета је из техничког листа и донекле је измењена ради бољег разумевања.

Компоненте потребне

Сл.бр.	Делови	Тип	Количина
1	ТЛ494	ИЦ	1
2	ИРФЗ44Н	Мосфет	2
3	Сцрев Терминал	Вијчана стезаљка 5ммк2	1
4	Сцрев Терминал	Вијчана стезаљка 5ммк3	1
5	0.1уФ	Кондензатор	1
6	50К, 1%	Отпорник	2
7	560Р	Отпорник	2
8	10К, 1%	Отпорник	2
9	150.000, 1%	Отпорник	1
10	Одевени одбор	Генериц 50к 50мм	1
11	Хладњак за ПСУ	Општи	1

ТЛ494 Схема круга претварача

ТЛ494ЦН Конструкција круга претварача

За ову демонстрацију, склоп је направљен на домаћој ПЦБ, уз помоћ схематских датотека и датотека за дизајн ПЦБ-а. Имајте на уму да ако је велико оптерећење повезано са излазом трансформатора, огромна количина струје ће проћи кроз трагове ПЦБ-а и постоји шанса да трагови изгоре. Дакле, да бих спречио изгарање трагова ПЦБ-а, укључио сам неке краткоспојнике који помажу у повећању тренутног протока.

Калкулације

Нема много теоретских прорачуна за овај круг претварача помоћу ТЛ494. Али постоје неки практични прорачуни које ћемо урадити у испитивању секције кола.

За израчунавање фреквенције осцилатора може се користити следећа формула.

Фосц = 1 / (РТ * ЦТ)

Белешка! Ради једноставности дата је прорачунска таблица помоћу које можете лако израчунати фреквенцију осцилатора.

Испитивање круга претварача ПВМ ТЛ494

Да би се испитало коло, користи се следећа поставка.

1. 12В оловно-киселинска батерија.
2. Трансформатор који има славину 6-0-6 и 12-0-12 славину
3. Жаруља са жарном нити од 100 В као оптерећење
4. Мецо 108Б + ТРМС мултиметар
5. Мецо 450Б + ТРМС мултиметар
6. Хантек 6022БЕ осцилоскоп
7. И тест-ПЦБ у који сам повезао сонде осцилоскопа.

МОСФЕТ улаз

Након подешавања чипа ТЛ494, измерио сам улазни ПВМ сигнал на капију МОСФЕТ-а, као што можете видети на доњој слици.

Излазни таласни облик трансформатора без оптерећења (прикључио сам други секундарни трансформатор за мерење излазног таласног облика)

Као што можете видети на горњој слици, систем црта око 12,97 В без повећања оптерећења.

Дакле, из горње две слике можемо врло лако израчунати ефикасност претварача.

Ефикасност је око 65%

Што није лоше, али није ни добро.

Као што видите, излазни напон пада на половину од оног који улажемо у нашу комерцијалну мрежну мрежу.

Срећом трансформатор који користим садржи траку од 6-0-6, поред траке од 12-0-12.

Па сам помислио зашто не бих употријебио траку 6-0-6 за повећање излазног напона.

Као што видите из горње слике, потрошња енергије без оптерећења износи 12,536В

Сада је излазни напон трансформатора у смртоносним нивоима

Опрез! Будите посебно опрезни при раду са високим напоном. Ова количина напона вас сигурно може убити.

Опет Улазна потрошња енергије када је сијалица од 100 В прикључена као оптерећење

У овом тренутку слабе сонде мог мултиметра нису биле довољне да прођу кроз 10,23 амп струје, па сам одлучио да 1,5 мм квадратне жице поставим директно у терминале мултиметра.

Улазна потрошња енергије била је 121,94 вати

Опет излазна потрошња енергије када је сијалица од 100 В прикључена као оптерећење

Излазна снага коју троши оптерећење била је 80,70В. Као што видите, сијалица је јако јарко светлила, зато сам је и ставио поред свог стола.

Па ако израчунамо ефикасност, то је око 67%

И сада остаје питање од милион долара

Зашто НЕ израдити модификовани круг претварача квадратних валова као пројекат „уради сам“?

Након прегледа горњих резултата, сигурно мислите да је овај круг довољно добар, зар не?

Рећи ћу вам да то апсолутно уопште није случај јер

Пре свега, ефикасност је заиста веома лоша.

У зависности од оптерећења, излазни напон је излазна фреквенција, и облик таласних промена, јер не постоји повратне компензација фреквенција и не ЛК филтер на излазу са чистих ствари.

У овом тренутку нисам у могућности да измерим излазне шиљке јер ће ми убити осцилоскоп и повезани лаптоп. И рећи ћу вам да сигурно постоје огромни скокови које генерише трансформатор који знам гледајући видео снимак Афротецхмодс. То значи да је повезивање излаза претварача на стезаљку 6-0-6 В достизало врхунац до вршног напона преко 1000В и то је опасно по живот.

Сада, само мисли о напајање се на ЦФЛ лампу, а телефонски пуњач, или 10В сијалицу са овим инвертер, она ће одмах дићи у ваздух.

Многи дизајни које сам пронашао на Интернету имају високонапонски кондензатор на излазу као оптерећење, што смањује скокове напона, али то такође неће успети. Како шиљци од 1000В могу тренутно да дувају кондензаторе. Ако га прикључите на пуњач за преносни рачунар или СМПС коло, метал-оксидни варистор (МОВ) изнутра ће одмах експлодирати.

И уз то, могу да наставим са минусима цео дан.

То је био разлог што не препоручујем изградњу и рад са овим врстама кола, јер су непоуздани, незаштићени и могу вам наштетити заувек. Иако смо претходно израдили претварач који такође није довољно добар за практичне примене. Уместо тога, рећи ћу вам да потрошите мало новца и купите комерцијални претварач који има тону заштитних карактеристика.

Даље побољшање

Једино побољшање које се може постићи на овом колу је да га се у потпуности баци и модификује техником званом СПВМ (Сине Пулсе Видтх Модулатион), и дода одговарајућа компензација фреквенције повратне спреге и заштита од кратког споја и још много тога. Али то је тема другог пројекта који успут долази ускоро.

Примене круга претварача ТЛ494

Након што прочитате све ово ако размишљате о апликацијама, рећи ћу вам у хитним случајевима, може се користити за пуњење преносног рачунара и друге ствари.

Надам се да вам се свидео овај чланак и да сте научили нешто ново. Наставите читати, наставите учити, градите и видећемо вас у следећем пројекту.