Лабораторный блок питания с регулировкой тока и напряжения на tl494

Обновлено: 07.07.2024

Сообщений: 595
Зарегистрирован: 03.01.2007
Член не в сети

Настроение: Новая Зеландия 1 (гол) - Италия 1 (прыжок)

Этот пост предназначен для тех, кто хочет разработать лабораторный блок питания 40 В 200 Вт из стандартного блока питания PC XT, которого сейчас нет в наличии. Мы подумали, что, возможно, кому-то это может быть полезно, поэтому я публикую это публично. Пожалуйста, вносите только конструктивный вклад.

Фотографии, которые я публикую, связаны с проблемой, когда источник питания был изменен, чтобы дать 700 В для лампового ВЧ-усилителя. Усилитель на 40 В во многом проще.

Вместо того, чтобы публиковать всю информацию, я буду делать это шаг за шагом, так будет меньше работы для меня и меньше путаницы для всех. Идея состоит в том, чтобы в конечном итоге получить поставку в соответствии со спецификациями.

Прежде чем вносить изменения, нужно кое-что узнать о том, как это работает

На рисунке ниже показана схема наиболее распространенной версии драйверной части источника питания (без двухтактного выходного каскада). Вот описание.

Отношение вольт/виток, используемое во вторичной обмотке стандартного трансформатора с ферритовым сердечником для ПК (работающего в понижающем режиме), составляет примерно один виток на выходной вольт. Показана типовая схема управления на основе ШИМ-контроллера TL494. Существует довольно много различий в схемах управления у разных производителей, поэтому некоторые схемы могут несколько отличаться. Это особенно верно, если защита от перенапряжения и перегрузки по току в вашем источнике основана на компараторе LM339, а не на дискретных транзисторах, как показано. К счастью, в этой части схемы есть несколько модификаций.

Операция довольно проста. Сеть 240 В переменного тока сначала выпрямляется, а затем фильтруется емкостным делителем, чтобы обеспечить два источника питания ± 170 В постоянного тока. Он попеременно переключается через ферритовый трансформатор силовыми транзисторами Q1 и Q2. Конденсатор емкостью 1 мкФ, включенный последовательно с первичной обмоткой трансформатора, ограничивает ток, образуя нагрузку 8 Ом с катушкой индуктивности. Это обеспечивает некоторую защиту в случае короткого замыкания вторичной обмотки, что эффективно происходит при запуске
до того, как конденсаторы C1 и C2 зарядятся, а также в условиях неисправности. Трансформатор T3 используется для определения величины первичного тока для
защиты от перегрузки по току.

Важным параметром при проектировании силовых частей схемы является выбор отношения вторичного напряжения к дифференциальному выходному напряжению. Это необходимо для обеспечения запаса для компенсации падения вторичного напряжения при увеличении выходной мощности, разница компенсируется изменением рабочего цикла, контролируемым TL494.

Вторичное падение напряжения имеет несколько источников: омические потери в катушках индуктивности, нелинейность сердечников, пульсации 100 Гц из-за разряда сетевых накопительных
конденсаторов C6 и C7 и падение напряжения на C8, который заряжается и разряжается каждые цикл переключения. Последние два эффекта вносят свой вклад в пульсации первичного напряжения 22 В и 9 В от пика до пика соответственно при полной выходной мощности, что проявляется в виде пульсаций на вторичной обмотке.

Регулировка выходного напряжения достигается изменением коэффициента заполнения таким образом, чтобы напряжение, подаваемое на вход неинвертирующего усилителя TL494 (контакт 1),
равно напряжению на инвертирующем входе (контакт 2). В этом случае 2,5 В подается на контакт 2 через резистивный делитель R7 и R8. Следовательно, если R6=4,7 кОм, то R3 +
R4 + R5 должны равняться 1311 кОм для выхода 700 В или 747 кОм для 400 В. Эта вторичная цепь также подает питание на TL494 через D7 и C5, как и в исходной схеме.

Как быть уверенным, что самодельный трансформатор не насытит? Трансформатор предназначен для обеспечения мощности 250 Вт при почти максимальной нагрузке от источника питания 170 В - это ток около 0,7 А. В первом приближении ферритовый сердечник выбирается таким, чтобы он был способен запасти всю энергию, подведенную к нагрузке, за один полупериод. Ток не совсем постоянный, поэтому можно быть уверенным, что сердечник не насытится примерно до 1А
Как оценить напряжения на переключающих транзисторах, когда в игру вступает индуктивность трансформаторов? При условии, что паразитная снабжающая RC-цепочка, которую вы видите на первичной обмотке, работает, моделирование и измерения spice показывают, что двухтактные транзисторы накладывают напряжение +/- 170 В на первичную обмотку в качестве альтернативы — напряжения напряжения нет. Это может возникнуть только между переключениями транзисторов.

Сообщений: 595
Зарегистрирован: 03.01.2007
Член не в сети

Настроение: Новая Зеландия 1 (гол) - Италия 1 (прыжок)

Контроллер 494 предназначен для управления режимом работы и, следовательно, напряжением, чтобы поддерживать одинаковое напряжение на контактах 1 и 2.

В качестве первого шага измерьте напряжения на контактах 14 и 1 микросхемы 494. Они равны 5 и 2,5 В соответственно?

Какой рейтинг имеют сглаживающие колпачки для линий 5 В и 12 В? 10В и 16В? если это так, мы можем продолжить.

Подключите резистор 10 Вт 3,3 Ом к линии 5 В.Разорвите дорожку на контакте 1 рядом с красной линией внизу, вытащив резистор. Припаяйте сюда провод от контактного штифта 1к горшка. Припаяйте один конец горшка через резистор 2,2 кОм к земле, другой конец через 2,2 кОм к линии 5В. Поворачивая потенциометр, вы сможете изменять выходное напряжение от 6,1 В до 4,2 В. Если нет, то, вероятно, это связано с защитой от перенапряжения (заштриховано на диаграмме), которую необходимо будет удалить в следующей части

Неплохо надевать очки при включении питания

Настроение: информативное

Эти изображения слишком широкие.

Цитата:

В первом приближении ферритовый сердечник выбирается таким образом, чтобы он мог хранить всю энергию, подаваемую на нагрузку, за один полупериод.

Ни в первом приближении, ни в коем случае. Это прямоходовой преобразователь, а не обратноходовой. Сердечник должен иметь более чем достаточную индуктивность, чтобы не потреблять чрезмерный ток возбуждения и не насыщаться во время цикла. Ничего более, и он не играет никакой роли в передаче мощности вторичному, что происходит мгновенно.

Как прямоходовой преобразователь, любая нагрузка должна иметь входной фильтр дросселя, который выравнивает ШИМ от выпрямителя. Для выхода нового напряжения придется дополнительно к обмотке на самом трансформаторе намотать новую. Непонятно, как вы получили соотношение витков, но имейте в виду, что оно обманчиво низкое: скажем, вы проектируете свой источник питания для работы с типичным рабочим циклом 67% (что составляет 33% для каждого выходного транзистора и каждого выхода на TL494). . Это помещает импульсы +/-160 В с рабочим циклом 33% (каждый) на первичной обмотке. Если бы этот сигнал был выпрямлен, вы бы восстановили импульсы 160 В при нагрузке 67%, или в среднем 107 В. Для получения 5В необходимо соотношение витков 107/5 или примерно 21:1 (плюс потери).

Другая типичная схема (разомкнутый контур, без аппаратных средств защиты) выглядит так:

Поскольку я выбрал полевые МОП-транзисторы, мне пришлось подавлять обратный импульс индуктивным методом; это, вероятно, не нужно с BJT. Питание от 120 В + FWB, обеспечивающее +/- 80 В для инвертора, половину от типичных шин питания (которые получаются с удвоителем напряжения (при 120 В) или FWB (от 240 В), следовательно, соотношение витков необычно низкое. Трансформатор был намотан на сердечнике трансформатора питания средней мощности 200 Вт без зазоров.

Сообщений: 595
Зарегистрирован: 03.01.2007
Член не в сети

Настроение: Новая Зеландия 1 (гол) - Италия 1 (прыжок)

Цитата:

Не в первом приближении, в на самом деле совсем нет. Это прямоходовой преобразователь, а не обратноходовой. Сердечник должен иметь более чем достаточную индуктивность, чтобы не потреблять чрезмерный ток возбуждения и не насыщаться во время цикла. Больше ничего, и он не играет никакой роли в передаче мощности вторичному, что происходит мгновенно.

Сообщений: 595
Зарегистрирован: 03.01.2007
Член не в сети

Настроение: Новая Зеландия 1 (гол) - Италия 1 (прыжок)

Судя по всему, есть проблемы с попытками измерить напряжение на контакте 1 494, при этом питание становится нестабильным (вентилятор сходит с ума, трансформатор начинает гудеть, БП отключается).

Сегодня я повторил измерения своих расходных материалов (у меня их около 10) и, к сожалению, не смог воспроизвести проблему ни на одном из них. Все они верно считывают 2,49 В на контактах 1 и 2 с абсолютно стабильным напряжением.

Я предлагаю измерить сопротивление в этой точке относительно земли (при отключенном питании). Все мои поставки показывают около 2,8 кОм. Возможно, в этой точке есть те, у которых импеданс гораздо выше, что означает высокую чувствительность к шуму в этой точке. Резистор на контакте 1 на фото выглядит как 100 кОм, но там есть и другие, параллельно.

Если сопротивление здесь превышает 100 кОм, эту часть следует пропустить, дайте мне знать. В противном случае припаяйте резистор 1 МОм с обрезанными выводами непосредственно к контакту 1. Другой вывод припаяйте через конденсатор емкостью 0,1 мкФ с максимально короткими выводами к земле на контакте 7. Соединение образует контрольную точку. Там можно измерить напряжение на конденсаторе. Если питание по-прежнему реагирует, припаяйте еще один резистор 1МОм с обрезанными (1 см) выводами к контрольной точке и измерьте напряжение, прикоснувшись к нему щупом вольтметра. Блок питания не должен больше реагировать, если что-то не так с ним или вольтметром.

Чтобы найти внутреннее сопротивление вольтметра, используйте его для измерения напряжения непосредственно от источника с низким сопротивлением, например, от батареи. Скажи, что это V0. Теперь измерьте его через резистор 1 МОм, скажем, V1.

Сопротивление вольтметра = V1/(V0-V1) МОм.

Тогда отношение измеренного напряжения через резистор 1МОм к фактическому равно

Vactual = Vизмеренное * V0/V1

Чтобы заставить потенциометр работать, попробуйте это.

Отсоедините все от контакта 1 и отрежьте дорожку. Припаяйте 2.Резистор 2кОм с выводами 1 см между пином 1 и 7 - осторожно, чтобы ничего не закоротить. Припаяйте провод от потенциометра 500 Ом к контакту 1. Припаяйте другой провод потенциометра к резистору 1,8 кОм, а другой — к источнику питания 5 В. Установите потенциометр на 400 Ом. Включите ПС. Вы должны получить 5V, как и раньше. Теперь измените резистор на 500 Ом, и вы сможете получить напряжение, изменяющееся в соотношении 4,5/4, то есть Vmax/Vmin = 1,13

Как только мы получим результат, мы сможем продолжить.

Сообщений: 32
Зарегистрирован: 13-9-2008
Член офлайн

Настроение: нет настроения

Извините за долгое отсутствие.

Следующим шагом в разработке является следующая модификация блока питания PCSU, который я сделал и обеспечивает общую мощность 200 Вт, с переменным питанием в диапазоне 3 - 30 В.

Изменения заключаются в удалении переключающих диодов малой мощности с линии -12В и замене мостом большой мощности с линии 12В на другой блок питания. Большинство блоков питания относятся к типу, в котором линия -12 В фильтруется через тороид. Нефильтрованные линии -12 В использовать нельзя, так как регулировка напряжения осуществляется с помощью LC-фильтра и переменной скважности. Пиковое напряжение всегда одинаково, поэтому при использовании такого сглаживания обнаружение пика не даст никаких изменений напряжения.

Обратите внимание, что именно этот тип выпрямления обеспечивает питание TL494, которое, следовательно, не зависит от потенциометра.

Все компоненты, ведущие к контакту 1 TL494, необходимо удалить, а показанные вставить. Контакт 4 также должен быть расположен, как показано на рисунке, его напряжение для правильной работы близко к земле.

Сообщений: 284
Зарегистрирован: 27-6-2005
Член офлайн

Настроение: реактивное

Здорово, что вы снова вернулись! Я следовал вашим предложениям до сих пор. Как вы знаете из U2U я отключил все от пин1 и подключил потенциометр с двумя резисторами. Таким образом, я смог изменить напряжение на линии 5 В с 4,19 В до 6,09 В.

Теперь я проверил соединения от вторичного главного трансформатора к моему блоку питания, и действительно, все примерно так, как на рисунке в вашем последнем посте. Моя вторичка имеет дополнительные выходы на 3,3В, которые подключены к своим диодам Шоттки и собственной обмотке на фильтрующей катушке.

В то время я еще не заменил маломощные диоды, хотя я нашел их на печатной плате и могу сделать это в любое время. Мой вопрос касается схемы для TL494 pin4. Какие значения ожидаются для резисторов и конденсатора и куда подключать базовый резистор? Я полагаю, транзистор может быть любым обычным маломощным npn, например 2N2222 или BC548? Также куда подключить вход делителя напряжения для вывода 1?

Сообщений: 32
Зарегистрирован: 13-9-2008
Член офлайн

Настроение: нет настроения

Извините, что не мог ответить раньше. Резистор на выводе 4, идущий к плюсу, составляет около 4,7 кОм, конденсатор около 10 мкФ - они уже не должны присутствовать в исходной схеме. В большинстве схем также уже есть транзистор - он действительно может быть на bc548 или 2n2222, как вы говорите.

Верх резистивного делителя подключен к выпрямленному сглаженному выходу 12В. Выпрямители для отрицательной линии должны быть мощными — либо дискретные диоды, используемые в качестве выпрямителей в части питания +12 В, либо мост

Настроение: нет настроения

Интересная тема! В последнее время у меня появился интерес к лабораторным блокам питания от компьютерных. Несколько комментариев к вашей схеме:

1) Нельзя ли просто сохранить силовой трансформатор и использовать его как есть без каких-либо цепей управления (только выпрямитель)? У вас есть данные по индуктивности? Нужно ли какое-то ограничение тока? Каково отношение вторичного к первичному в вашем явном случае?

2) Почему бы нам не установить несколько блоков питания последовательно? Даже не имея ни малейшего представления о внутренней работе таких «черных ящиков», вы можете определить выходные провода с одинаковым напряжением и связать их, чтобы получить максимальный ток. Для простоты я предположил, что у вас есть только одно возможное (положительное) выходное напряжение: (рис. 1)

Это мощное, надежное, ограниченное по току, защищенное от перегрузок и т. д. Я бы не хотел возиться со схемой только для того, чтобы увидеть, как мой PS поджарится, потому что я снял какую-то защиту.

Регулировка напряжения:
- для 1 БП можно выбрать между +5В, +12В
- для 2 БП, комбинации +10В, +17В, +24В
- для 3 PS, мы можем выбрать между +15В, +22В, +27В, +36В

Не говоря уже о том, что доступная мощность увеличивается: например, используя 3 x 250 Вт блока питания ATX по цене 10 долларов каждый, вы получите 50 А при напряжении +15 В и 20,8 А при напряжении 36 В. Предупреждение: максимальный ток ограничен «самым слабым» элементом, т. е. максимум 20,8 А в этом примере для +22 В и выше.

Параллельное подключение еще более простое, и в этом примере оно обеспечивает ток до 150 А при +5 В всего за 30 долларов США. В целом, наличие одиночных PS со связанными выводами оказывается очень универсальным. Я собираюсь попробовать это с несколькими «элементами» мощностью 600 Вт.

Элегантным штрихом было бы создание панели переключателей для переключения соединений с последовательного на параллельное и для изменения каждого напряжения простым нажатием переключателя.Получится что-то вроде коммерческого лабораторного ИП, только возможные напряжения имеют дискретный диапазон значений. Но эй, мне все равно никогда не нравились эти хитрые потенциометры.

[Отредактировано jarynth 3 октября 2008 г.]

Сообщения: 1523
Зарегистрирован: 31-1-2007
Член не в сети

Настроение: нет настроения

Цитата:

Первоначально опубликовано dann2
Извините, Джаринт, но мне придется оставить ваш пост прежним

Сообщения: 1523
Зарегистрирован: 31-1-2007
Член не в сети

Настроение: нет настроения

Эти источники питания не могут быть подключены, как показано на рисунке. Они будут работать со сбоями или хуже.
Они являются импульсными источниками питания и не содержат силового трансформатора как такового.

Возможно, их можно соединить параллельно с помощью диодов, чтобы изолировать каждый источник питания от следующего (диоды могут не понадобиться, так как источники питания могут иметь подходящие внутренние диоды). Текущий баланс будет проблемой. Вы можете использовать резисторы, чтобы сбалансировать ток, но это грубое решение.

Сообщений: 630
Зарегистрирован: 19-7-2007
Член офлайн

Настроение: нет настроения

А как насчет новых сварочных трансформаторов инверторного типа? Я видел некоторые за 100 евро: ток 10-80 А, при сварочных напряжениях! (впредь вытесняйте сварочные трансформаторы. )
Они должны быть технологически примерно такими же, как блоки питания для ПК, только больше ? ..
Только то, что они могут управлять током, а не напряжением, но тогда: Имея 5 электролитических ячеек последовательно, по 50 А каждая, это тоже 250 А!

Настроение: информативное

Вероятно, рабочий цикл не 100 % при таких токах, как рассчитаны старые железные жужжалки.

Регулируемый лабораторный источник питания регулируемое напряжение 0-30В регулируемый ток 20Ma-5A TL494 DC-DC понижающий преобразователь высокой эффективности. Генератор ШИМ используется для генерации звукового сигнала для управления вращением. В качестве источника ШИМ используется сигнал интегрированный. Электроника Проекты, Коммутация Лабораторный блок питания 0-30В 5А TL494 Buck Converter " силовые электронные проекты, схема блока питания, проект блока питания, схема tl494, " Дата 2019 /08/04

Регулируемый лабораторный источник питания, регулируемое напряжение, 0-30 В, регулируемый ток, 20 мА, 5 А, TL494, высокоэффективный понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный.

ШИМ-генератор используется для генерации звукового сигнала для управления вращением. В качестве источника ШИМ сигнала используется микросхема TL494 ШИМ сигнала для переключения верхнего триггера создается с помощью выходов С2 и Е2. Коллектор (C2) подключен к источнику питания 5 В, который подключен к эмиттеру (E2). Для регулирования мощного ШИМ-модуля TL494 используется для ввода кода неисправности (Death Time Control), управляющего напряжением от 0 до 3,3 В, что обеспечивает скачкообразную регулировку от 3% до 100%. Это отскок, а не страйд, а это значит, что максимальное выходное чередование составляет 97% при нулевом напряжении на входе в БИБЛИОТЕКУ.

0-30 В, 5 А Лабораторный блок питания Цепь TL494 DC DC

Эта проблема решена в формованных резисторах R3, R5, R6 и IC1B. В качестве эталона для отсчета используется источник линейного регулирования эталонного напряжения. Опорное напряжение инвертируется операционным усилителем IC1A. От этого входа идет вход Control, который подключается непосредственно от входа линейного регулирования, который от регулятора напряжения 0-30 В напряжением 3,3-0 В. Выходная частота задается величиной C1 и R7

Схема лабораторной схемы блока питания, все файлы, альтернативные ссылки:

СПИСОК ССЫЛОК ДЛЯ СКАЧИВАНИЯ ФАЙЛОВ (в формате TXT): LINKS-25604.zip

Связанные

Источник питания — это электронное устройство, которое подает электроэнергию на электрическую нагрузку. Основной функцией источника питания является преобразование одной формы электрической энергии в другую, поэтому источники питания иногда называют преобразователями электроэнергии. Некоторые источники питания представляют собой отдельные автономные устройства, в то время как другие встроены в более крупные устройства вместе с их нагрузками. Примеры последних включают блоки питания, используемые в настольных компьютерах и устройствах бытовой электроники.

Импульсный лабораторный блок питания на TL494

Каждому радиолюбителю, ремонтнику или просто мастеру необходим источник питания для питания своих цепей, проверки их блоком питания или просто иногда нужно зарядить аккумулятор. Так получилось, что некоторое время назад я увлекся этой темой и мне тоже понадобился подобный аппарат. Как обычно, по этому вопросу было разбито множество страниц в Интернете, я следил за многими темами на форумах, но именно того, что мне было нужно на мой взгляд, нигде не было - тогда было решено все сделать самому, собрав всю необходимую информацию. по частям. Так родился импульсный лабораторный блок питания на микросхеме TL494.

Что особенного - и вроде бы немного, но поясню - переделывать родной блок питания компьютера все на той же печатной плате мне кажется не совсем по феншую, да и не красиво. С корпусом та же история - дырявый утюг просто не выглядит, хотя если есть любители такого стиля, ничего против не имею. Поэтому в основу данной конструкции положены только базовые детали родного компьютерного блока питания, а вот печатная плата (точнее, печатные платы - их на самом деле три) изготавливается уже отдельно и специально для корпуса. Корпус здесь тоже состоит из двух частей — конечно же основа корпуса Kradex Z4A, а также вентилятор (кулер), который вы видите на фото. Это как бы продолжение тела, но обо всем по порядку.

Схема пищевых блоков:

Вы можете увидеть список деталей в конце статьи. А теперь кратко разберем схему импульсного лабораторного блока питания. Схема работает на микросхеме TL494, аналогов много, но рекомендую использовать оригинальные микросхемы, стоят они совсем недорого, работают надежно в отличии от китайских аналогов и подделок. Также можно разобрать несколько старых блоков питания от компьютеров и собрать оттуда нужные детали, но я рекомендую по возможности использовать новые детали и микросхемы — это, так сказать, повысит шанс на успех. В связи с тем, что выходной мощности встроенных ключевых элементов TL494 недостаточно для управления мощными транзисторами, работающими на основном импульсном трансформаторе Тр2, схема управления силовыми транзисторами Т3 и Т4 строится с использованием управляющего трансформатора Тр1. . Этот управляющий трансформатор используется от старого компьютерного блока питания без внесения изменений в обмотки. Трансформатор управления Tr1 управляется транзисторами T1 и T2.

Сигналы управляющего трансформатора через диоды Д8 и Д9 поступают на базы силовых транзисторов. Транзисторы Т3 и Т4 применены биполярные марки MJE13009, можно использовать транзисторы на меньший ток - MJE13007, но тут все же лучше оставить на больший ток для повышения надежности и мощности схемы, хотя от короткого замыкания в высоких Цепи напряжения -это не спасет. Эти транзисторы затем раскачивают трансформатор Тр2, который преобразует выпрямленное напряжение 310 вольт с диодного моста VDS1 в нужное нам напряжение (в данном случае 30 на 31 вольт). Данные о перемотке (или перемотке с нуля) трансформатора чуть позже. Выходное напряжение снимается со вторичных обмоток этого трансформатора, к которым подключены выпрямитель и ряд фильтров, чтобы напряжение было максимально высоким без пульсаций. Выпрямитель следует использовать на диодах Шоттки, чтобы минимизировать потери при выпрямлении и исключить большой нагрев этого элемента, по схеме использован сдвоенный диод Шоттки Д15. Здесь тоже чем больше допустимый ток диода, тем лучше.При невнимательности при первых запусках схемы велика вероятность испортить эти диоды и силовые транзисторы Т3 и Т4. В выходных фильтрах схемы стоит использовать электролитические конденсаторы с низким ЭПС (Low ESR). Дроссели L5 и L6 использовались от старых компьютерных блоков питания (правда, как и старые - просто неисправные, но вполне новые и мощные, кажется ватт 550). L6, используемый без изменения обмотки, представляет собой цилиндр с десятком или около того витков толстой медной проволоки. L5 необходимо перемотать, так как компьютер использует несколько уровней напряжения — нам нужно только одно напряжение, которое мы будем регулировать.

L5 — желтое кольцо (не всякое кольцо пойдет, так как можно использовать ферриты с разными характеристиками, нужен желтый цвет). На это кольцо нужно намотать около 50 витков медного провода диаметром 1,5 мм. Резистор R34 гасящий - он разряжает конденсаторы, чтобы при регулировке не возникало ситуации долгого ожидания снижения напряжения при повороте ручки регулировки.

На радиаторы устанавливаются наиболее открытые ТЭНы Т3 и Т4, а также D15. В этой конструкции они также были взяты из старых блоков и отформатированы (вырезаны и выгнуты под размеры корпуса и печатной платы).

Контур импульсный и может вносить собственные помехи в бытовую сеть, поэтому необходимо использовать синфазный дроссель L2. Фильтры, использующие дроссели L3 и L4, используются для фильтрации существующих сетевых помех. Терморезистор NTC1 устранит скачок тока в момент включения цепи в розетку, запуск цепи будет более мягким.

Для управления напряжением и током, а также для работы микросхемы TL494 необходимо напряжение ниже 310 вольт, поэтому для этого используется отдельная схема питания. Построен на маленьком трансформаторе Тр3 БВ ЭИ 382 1189. Со вторички напряжение выпрямляется и сглаживается конденсатором - просто и сердито. Таким образом, мы получаем 12 вольт, необходимых для управляющей части питания схемы. Далее 12 вольт стабилизируются до 5 вольт с помощью микросхемы линейного стабилизатора 7805 - это напряжение используется для схемы индикации напряжения и тока. Также искусственно создается напряжение -5 вольт для питания операционного усилителя схемы индикации напряжения и тока. В принципе можно использовать любые имеющиеся схемы вольтметра и амперметра для данного блока питания и при необходимости этот каскад стабилизации напряжения можно исключить. Как правило, используются схемы измерения и индикации, построенные на микроконтроллерах, которым необходимо питание порядка 3,3 - 5 вольт. Подключение амперметра и вольтметра указано на схеме.

На фото печатная плата с микроконтроллером - амперметром и вольтметром, к панели крепятся болты, которые вкручиваются в гайки, надежно приклеенные к пластику супер клеем. У этого индикатора предел измерения тока до 9,99 А, что явно мало для данного блока питания. Помимо функций отображения модуль измерения тока и напряжения больше не задействован по отношению к основной плате устройства. Функционально подходит для замены любого измерительного модуля.

Схема регулировки напряжения и тока построена на четырех операционных усилителях (используется LM324 - четыре операционных усилителя в одном корпусе). Для питания этой микросхемы стоит использовать фильтр питания на элементах L1 и С1, С2. Настройка схемы заключается в выборе отмеченных звездочкой элементов для установки диапазонов регулирования. Схема регулировки собрана на отдельной печатной плате. Кроме того, для более плавной регулировки тока можно использовать несколько переменных резисторов, подключенных соответствующим образом.

Для установки частоты преобразователя необходимо подобрать номинал конденсатора С3 и номинал резистора R3. На схеме показана небольшая табличка с расчетными данными. Слишком большая частота может увеличить потери на силовых транзисторах при переключении, поэтому сильно увлекаться не стоит, на мой взгляд, оптимально использовать частоту 70-80 кГц, а то и меньше.

Теперь о параметрах намотки или перемотки трансформатора Тр2. Базу я тоже использовал от старых компьютерных блоков питания. Если вам не нужен большой ток и большое напряжение, то такой трансформатор можно не перематывать, а использовать готовый, соответствующим образом соединив обмотки. Однако, если требуется больший ток и напряжение, то трансформатор необходимо перемотать, чтобы получить лучший результат. Прежде всего, нам придется разобрать ядро, которое у нас есть. Это самый важный момент, так как ферриты достаточно хрупкие, и ломать их не стоит, иначе все фигня. Итак, чтобы разобрать сердечник, его необходимо нагреть, так как для склеивания половинок производитель обычно использует эпоксидную смолу, которая при нагревании размягчается. Нельзя использовать открытые источники огня.Хорошо подходит электрическое отопительное оборудование, в бытовых условиях – это, например, электрическая плита. При нагревании аккуратно разделите половинки сердцевины. После остывания снимаем все родные обмотки. Теперь нужно рассчитать необходимое количество витков первичной и вторичной обмоток трансформатора. Для этого можно использовать программу ExcellentIT(50000), в которой задаем параметры нужного нам преобразователя и получаем расчет количества витков относительно используемого сердечника. Далее после намотки сердечника трансформатор необходимо склеить обратно, также желательно использовать высокопрочный клей или эпоксидную смолу. При покупке нового сердечника необходимость в склейке может отсутствовать, так как зачастую половинки сердечника можно стянуть металлическими скобами и болтами. Обмотки должны быть намотаны плотно, чтобы исключить акустические шумы при работе устройства. При желании обмотки можно залить каким-нибудь парафином.

Печатные платы были разработаны для корпуса Z4A. Сам корпус подвергается небольшим доработкам для обеспечения циркуляции воздуха для охлаждения. Для этого по бокам и сзади сверлим несколько отверстий, а сверху вырезаем отверстие для вентилятора. Вентилятор дует вниз, лишний воздух проходит через отверстия. Можно разместить вентилятор и наоборот, чтобы он высасывал воздух из корпуса. На самом деле охлаждение вентилятором нужно редко, к тому же, даже при больших нагрузках элементы схемы сильно не нагреваются.

Также готовятся лицевые панели. Применяются индикаторы напряжения и тока с помощью семисегментных индикаторов, а в качестве светофильтра для этих индикаторов используется металлизированная антистатическая пленка, аналогичная той, в которую упакованы радиоэлементы с маркировкой электростатической чувствительности. Также можно использовать полупрозрачную пленку, которая наклеивается на оконные стекла, или тонировочную пленку для автомобилей. Набор элементов на лицевой панели спереди и сзади можно расположить на любой вкус. В моем случае за разъемом для подключения к розетке отсек предохранителей и выключатель. Спереди - индикаторы тока и напряжения, светодиоды индикации стабилизации тока (красный) и стабилизации напряжения (зеленый), ручки переменного резистора для регулировки тока и напряжения и быстродействующий разъем, к которому подключается выходное напряжение.

При правильной сборке блок питания нужен только для регулировки диапазонов регулирования.

Токовая защита (стабилизация тока) работает следующим образом: при превышении установленного тока на микросхему TL494 подается сигнал на снижение напряжения - чем ниже напряжение, тем меньше ток. При этом на передней панели загорается красный светодиод, сигнализирующий о превышении установленного тока, либо коротком замыкании. В нормальном режиме стабилизации напряжения горит зеленый светодиод.

Основные характеристики импульсного лабораторного блока питания зависят в основном от используемой элементной базы, в данном варианте характеристики следующие:

Входное напряжение – 220 вольт переменного тока
Выходное напряжение – от 0 до 30 вольт постоянного тока
Выходной ток более 15 А (фактически проверенное значение)
Режим стабилизации напряжения
Режим стабилизации тока (защита от короткого замыкания)
Индикация обоих режимов светодиодами
Малый размер и вес при большой мощности
Регулировка пределов тока и напряжения
Подводя итог, можно отметить что лабораторный блок питания получился достаточно качественным и мощным. Это позволяет использовать данный вариант блока питания как для проверки некоторых его схем, так и до зарядки автомобильных аккумуляторов. Также стоит отметить, что выходные емкости достаточно большие, поэтому коротких замыканий лучше не допускать, так как разряд конденсаторов, скорее всего, выведет из строя цепь (ту, к которой мы подключаемся), но без этой емкости выходная напряжение будет хуже - пульсации увеличатся. Это особенность импульсного блока, в аналоговом блоке питания выходная емкость не превышает 10 Ф, как правило, из-за его схемотехники. Таким образом, мы получаем универсальный лабораторный импульсный блок питания, способный работать в широком диапазоне нагрузок от почти нуля до десятков ампер и вольт. Блок питания отлично зарекомендовал себя как при питании небольших цепей при тестировании (но тут защита от КЗ мало поможет из-за большой выходной мощности) с потреблением в миллиамперах, так и в применении в ситуациях, когда нужна большая выходная мощность при моем скудном опыт работы в области электроники.

Этот лабораторный блок питания я сделал около 4 лет назад, когда только начинал делать первые шаги в электронике. На сегодняшний день ни одной поломки не произошло, учитывая, что он часто работал далеко за пределами 10 ампер (зарядка автомобильных аккумуляторов). При описании из-за длительного времени изготовления мог что-то упустить, вопросы, замечания храню в комментариях.

По для расчета трансформатора: ExcellentIT

К статье прилагаю печатные платы (вольтметр и амперметр сюда не входят - можно использовать абсолютно любые).

Читайте также:

Лабораторный блок питания с регулировкой тока и напряжения на tl494

0-30 В, 5 А Лабораторный блок питания Цепь TL494 DC DC

Похожие сообщения

Связанные