Tl494 alimentation stabilisée simple 12v. TL494, quel genre de "bête" est-ce ? L'emplacement et le but des broches du microcircuit

Les alimentations à découpage sont souvent utilisées par les radioamateurs dans des conceptions artisanales. Avec des dimensions relativement petites, ils peuvent fournir une puissance de sortie élevée. Avec l'utilisation d'un circuit impulsionnel, il devenait réaliste d'obtenir une puissance de sortie de plusieurs centaines à plusieurs milliers de watts. Dans le même temps, les dimensions du transformateur d'impulsions lui-même ne sont pas plus grandes qu'une boîte d'allumettes.

Alimentations à découpage - principe de fonctionnement et caractéristiques

La principale caractéristique des alimentations à découpage est une fréquence de fonctionnement accrue, qui est des centaines de fois supérieure à la fréquence du secteur de 50 Hz. Aux fréquences élevées avec un nombre minimum de tours dans les enroulements, une haute tension peut être obtenue. Par exemple, pour obtenir une tension de sortie de 12 volts à un courant de 1 ampère (dans le cas d'un transformateur de réseau), il faut enrouler 5 tours de fil d'une section d'environ 0,6 à 0,7 mm.

Si nous parlons d'un transformateur d'impulsions dont le circuit de commande fonctionne à une fréquence de 65 kHz, alors pour obtenir 12 Volts avec un courant de 1A, il suffit d'enrouler seulement 3 tours avec un fil de 0,25 à 0,3 mm. C'est pourquoi de nombreux fabricants d'électronique utilisent une alimentation à découpage.

Cependant, malgré le fait que ces blocs sont beaucoup moins chers, plus compacts, ont une puissance élevée et un faible poids, ils ont un remplissage électronique, ils sont donc moins fiables par rapport à un transformateur de réseau. Prouver leur manque de fiabilité est très simple - prenez n'importe quelle alimentation à découpage sans protection et fermez les bornes de sortie. Au mieux, le bloc tombera en panne, au pire, il explosera et aucun fusible ne sauvera le bloc.

La pratique montre que le fusible de l'alimentation à découpage brûle en dernier, les interrupteurs d'alimentation et le générateur maître s'envolent en premier, puis toutes les parties du circuit à tour de rôle.

Les alimentations à impulsions ont un certain nombre de protections à la fois en entrée et en sortie, mais elles n'économisent pas toujours. Afin de limiter le courant d'appel au démarrage du circuit, presque tous les SMPS d'une puissance supérieure à 50 watts utilisent une thermistance qui se trouve à l'entrée des circuits.

Regardons maintenant le TOP 3 des meilleurs circuits d'alimentation à découpage que vous pouvez assembler de vos propres mains.

Une simple alimentation à découpage à faire soi-même

Considérez comment fabriquer l'alimentation à découpage miniature la plus simple. Tout radioamateur novice peut créer un appareil selon le schéma présenté. Il est non seulement compact, mais fonctionne également dans une large gamme de tensions d'alimentation.

Une alimentation à découpage faite maison a une puissance relativement faible, à moins de 2 watts, mais elle est littéralement indestructible, ne craignant même pas les courts-circuits à long terme.

Schéma d'une alimentation à découpage simple

L'alimentation est une alimentation de type autogénérateur à découpage de faible puissance, montée sur un seul transistor. L'oscillateur est alimenté par le réseau via une résistance de limitation de courant R1 et un redresseur demi-onde sous la forme d'une diode VD1.

Transformateur d'une simple alimentation à découpage

Le transformateur d'impulsions a trois enroulements, collecteur ou primaire, enroulement de base et secondaire.

Un point important est l'enroulement du transformateur - la carte de circuit imprimé et le schéma indiquent le début des enroulements, il ne devrait donc pas y avoir de problèmes. Nous avons emprunté le nombre de tours des enroulements d'un transformateur pour charger les téléphones portables, puisque le circuit est presque le même, le nombre d'enroulements est le même.

Nous enroulons d'abord l'enroulement primaire, qui se compose de 200 tours, la section du fil est de 0,08 à 0,1 mm. Ensuite, nous mettons l'isolant et enroulons l'enroulement de base avec le même fil, qui contient de 5 à 10 tours.

Nous enroulons l'enroulement de sortie sur le dessus, le nombre de ses tours dépend de la tension nécessaire. En moyenne, environ 1 volt par tour est obtenu.

Vidéo sur le test de cette alimentation :

Alimentation à découpage stabilisée à faire soi-même sur le SG3525

Considérez étape par étape comment créer une alimentation stabilisée sur la puce SG3525. Parlons des avantages de ce régime. Le premier et le plus important est la stabilisation de la tension de sortie. Il y a aussi un démarrage progressif, une protection contre les courts-circuits et un enregistrement automatique.

Examinons d'abord le schéma de l'appareil.

Les débutants feront immédiatement attention à 2 transformateurs. Dans le circuit, l'un d'eux est l'alimentation et le second l'isolation galvanique.

Ne pensez pas qu'à cause de cela, le schéma deviendra plus compliqué. Au contraire, tout devient plus facile, plus sûr et moins cher. Par exemple, si vous mettez un pilote à la sortie du microcircuit, vous avez besoin d'un cerclage pour celui-ci.

Regardons plus loin. Dans ce schéma, un microstart et un auto-démarreur sont implémentés.

C'est une solution très productive, elle permet de se débarrasser de la nécessité d'une alimentation de secours. En effet, faire une alimentation pour une alimentation n'est pas une bonne idée, mais une telle solution est tout simplement parfaite.

Tout fonctionne comme suit : un condensateur est chargé à partir d'une constante, et lorsque sa tension dépasse un niveau prédéterminé, ce bloc s'ouvre et décharge le condensateur dans le circuit.

Son énergie est tout à fait suffisante pour démarrer le microcircuit, et dès qu'il démarre, la tension de l'enroulement secondaire commence à alimenter le microcircuit lui-même. Il faut aussi ajouter cette résistance de sortie au microstart, elle sert de charge.

Sans cette résistance, l'unité ne démarrera pas. Cette résistance est différente pour chaque tension et doit être calculée à partir de considérations telles qu'à la tension de sortie nominale, 1 W de puissance y a été dissipée.

On considère la valeur de la résistance :

R = U au carré/P
R = 24 au carré/1
R = 576/1 = 560 ohms.

Également sur le schéma, il y a un démarrage progressif. Il est mis en œuvre à l'aide de ce condensateur.

Et la protection de courant, qui en cas de court-circuit commencera à réduire la largeur du PWM.

La fréquence de cette alimentation est modifiée à l'aide de cette résistance et d'un condensateur.

Parlons maintenant de la chose la plus importante - la stabilisation de la tension de sortie. Ces éléments en sont responsables :

Comme vous pouvez le voir, 2 diodes Zener sont installées ici. Avec leur aide, vous pouvez obtenir n'importe quelle tension à la sortie.

Calcul de stabilisation de tension :

U out \u003d 2 + U stub1 + U stub2
U sortie \u003d 2 + 11 + 11 \u003d 24V
Une erreur de + - 0,5 V est possible.

Pour que la stabilisation fonctionne correctement, une marge de tension dans le transformateur est nécessaire, sinon, si la tension d'entrée diminue, le microcircuit ne pourra tout simplement pas produire la tension souhaitée. Par conséquent, lors du calcul du transformateur, vous devez cliquer sur ce bouton et le programme ajoutera automatiquement une tension à l'enroulement secondaire pour une réserve.

Nous pouvons maintenant passer à l'examen de la carte de circuit imprimé. Comme vous pouvez le voir, tout est assez compact ici. On voit aussi une place pour un transformateur, il est toroïdal. Sans aucun problème, il peut être remplacé par un en forme de W.

L'optocoupleur et les diodes Zener sont situés près du microcircuit et non à la sortie.

Eh bien, il n'y avait nulle part où les mettre en sortant. Si vous ne l'aimez pas, créez votre propre schéma de circuit imprimé.

Vous vous demandez peut-être pourquoi ne pas augmenter les frais et tout faire correctement ? La réponse est la suivante : cela a été fait dans l'espoir qu'il serait moins cher de commander une planche en production, puisque des planches de plus de 100 mètres carrés. mm sont beaucoup plus chers.

Eh bien, il est maintenant temps d'assembler le schéma. Tout est standard ici. Nous soudons sans problème. Nous enroulons le transformateur et l'installons.

Vérifiez la tension de sortie. S'il est présent, il peut déjà être inclus dans le réseau.

Tout d'abord, vérifions la tension de sortie. Comme vous pouvez le voir, le bloc est conçu pour une tension de 24V, mais il s'est avéré un peu moins en raison de la propagation des diodes Zener.

Cette erreur n'est pas critique.

Vérifions maintenant la chose la plus importante - la stabilisation. Pour ce faire, prenez une lampe 24V d'une puissance de 100W et connectez-la à la charge.

Comme vous pouvez le voir, la tension ne s'est pas abaissée et le bloc a résisté sans problème. Vous pouvez en charger encore plus.

Vidéo sur cette alimentation à découpage :

Nous avons passé en revue le TOP 3 des meilleurs circuits d'alimentation à découpage. Sur cette base, vous pouvez assembler un simple bloc d'alimentation, des appareils sur les TL494 et SG3525. Des photos et des vidéos étape par étape vous aideront à comprendre tous les problèmes d'installation.

Le microcircuit TL494 implémente les fonctionnalités d'un contrôleur PWM et est donc très souvent utilisé pour constituer des alimentations push-pull pulsées (c'est ce microcircuit que l'on retrouve le plus souvent dans les alimentations des ordinateurs).

Les alimentations à découpage se comparent favorablement aux alimentations à transformateur par une efficacité accrue, un poids et des dimensions réduits et des paramètres de sortie stables. Cependant, en même temps, ils sont des sources d'interférences RF et imposent des exigences particulières sur la charge minimale (sans cela, le bloc d'alimentation peut ne pas démarrer).

Le schéma fonctionnel du TL494 est le suivant.

Riz. 1. Schéma fonctionnel TL494

L'affectation des broches TL494 par rapport au boîtier ressemble à ceci.

Riz. 2. Affectation des broches TL494

Riz. 3. Apparence en paquet DIP

Il peut y avoir d'autres représentations.

Comme analogues modernes peuvent être considérés:

1. Versions améliorées de la puce d'origine - TL594 et TL598 (la précision a été optimisée et un répéteur a été ajouté à l'entrée, respectivement);

2. Analogues directs de la production russe - K1006EU4, KR1114EU4.

Ainsi, comme on peut le voir ci-dessus, le microcircuit n'est toujours pas obsolète et peut être activement utilisé dans les alimentations modernes en tant qu'élément clé.

Une des options pour une alimentation à découpage sur le TL494

Schéma de l'alimentation ci-dessous.

Riz. 4. Régime d'alimentation

Ici, deux transistors à effet de champ sont chargés de niveler le courant (ils doivent être attachés au dissipateur thermique). Ils doivent être alimentés par une source DC séparée. Conviennent, par exemple, un convertisseur DC-DC modulaire, tel que TEN 12-2413 ou équivalent.

Environ 34 V doivent être fournis à partir des enroulements de sortie du transformateur (plusieurs peuvent être combinés).

Riz. 5. La deuxième option BP

Ce circuit implémente un bloc d'alimentation avec une tension de sortie réglable (jusqu'à 30V) et un seuil de courant (jusqu'à 5A).

Un transformateur abaisseur agit comme une isolation galvanique. La sortie de l'enroulement secondaire (ou d'un ensemble d'enroulements secondaires connectés) doit être d'environ 40 V.

L1 - starter toroïdal. VD1 - Diode Schottky, montée sur un radiateur, car elle est impliquée dans le circuit de redressement.

Des paires de résistances R9 et 10, ainsi que R3 et 4, sont utilisées pour ajuster respectivement la tension et le courant.

En plus de la diode VD1, les éléments suivants doivent être placés sur le radiateur :

1. Pont de diodes (convient, par exemple, KBPC 3510) ;

2. Transistor (KT827A a été utilisé dans le circuit, des analogues peuvent être utilisés);

3. Shunt (marqué R12 sur le schéma);

4. Accélérateur (bobine L1).

Le dissipateur thermique est mieux soufflé de force avec un ventilateur (par exemple, un refroidisseur de 12 cm d'un PC).

Les indicateurs de courant et de tension peuvent être numériques (il est préférable de prendre des indicateurs prêts à l'emploi) ou analogiques (un étalonnage de la balance est nécessaire).

Troisième possibilité

Riz. 6. La troisième option BP

Option de mise en œuvre finale.

Riz. 7. Apparence de l'appareil

En raison du fait que le TL494 a des éléments clés intégrés de faible puissance, les transistors T3 et 4 ont été utilisés pour aider à contrôler le transformateur principal TR2, ils sont à leur tour alimentés par le transformateur de commande TR1 (et il est contrôlé par des transistors T1 et 2). Il s'avère une sorte de double cascade de contrôle.

Choke L5 bobiné manuellement sur un anneau jaune (50 spires de fil de cuivre 1,5 mm).
Les éléments les plus chauds sont les transistors T3 et 4, ainsi que la diode D15. Ils doivent être montés sur des dissipateurs thermiques (de préférence avec flux d'air).

L'inductance L2 est utilisée dans le circuit pour amortir les interférences RF dans un réseau domestique.
En raison du fait que le TL494 ne peut pas fonctionner à des tensions élevées, un transformateur séparé est utilisé pour l'alimenter (Tr3 est BV EI 382 1189, dont la sortie est de 9 V, 500 mA).

Avec autant d'éléments, le circuit assemblé s'intègre facilement dans le boîtier du Z4A, cependant ce dernier nécessite d'être légèrement modifié pour fournir un flux d'air (le ventilateur est placé sur le dessus).

Une liste complète des éléments est fournie ci-dessous.

Le bloc d'alimentation se connecte au réseau courant alternatif et fournit une alimentation avec une tension constante dans la plage de 0-30V et un courant de plus de 15A. Les limites de courant et de tension sont facilement réglables.

Date de publication: 22.01.2018

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• Alexandre / 04/04/2019 - 08:25
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Schéma et description des modifications

Riz. 1

Une puce TL494 est utilisée comme contrôleur de contrôle PWM D1. Il est produit par un certain nombre d'entreprises étrangères sous différents noms. Par exemple, IR3M02 (SHARP, Japon), µА494 (FAIRCHILD, USA), КА7500 (SAMSUNG, Corée), МВ3759 (FUJITSU, Japon) - etc. Tous ces microcircuits sont des analogues du microcircuit KR1114EU4.

Avant la mise à niveau, vous devez vérifier l'opérabilité de l'onduleur, sinon rien de bon n'en sortira.

Nous retirons l'interrupteur 115/230V et les prises pour les cordons de raccordement. À la place de la prise supérieure, nous installons un microampèremètre RA1 pour 150 - 200 μA à partir de magnétophones à cassettes, l'échelle native est supprimée, une échelle faite maison à l'aide du programme FrontDesigner est installée à la place, les fichiers d'échelle sont joints.

Nous fermons la place de la douille inférieure avec de l'étain et perçons des trous pour les résistances R4 et R10. Sur le panneau arrière du boîtier, nous installons les bornes Kl1 et Kl2. Sur la carte UPS, on laisse les fils venant des bus GND et + 12V, on les soude aux bornes Kl1 et Kl2. Le fil PS-ON (le cas échéant) est connecté à la masse (GND).

Avec un coupe-métal, nous coupons les pistes sur la carte de circuit imprimé de l'onduleur menant aux bornes n ° 1, 2, 3, 4, 13, 14, 15, 16 du microcircuit DA1 et soudons les pièces selon le schéma (Fig. 1).

Nous remplaçons tous les condensateurs électrolytiques du bus + 12V par des condensateurs 25 Volt. Nous connectons le ventilateur régulier M1 via le régulateur de tension DA2.
Lors de l'installation, il faut également tenir compte du fait que les résistances R12 et R13 chauffent pendant le fonctionnement de l'unité, elles doivent être placées plus près du ventilateur.

Correctement assemblé, sans erreurs, l'appareil démarre immédiatement. En modifiant la résistance de la résistance R10, nous vérifions les limites de réglage de la tension de sortie, d'environ 3 - 6 à 18 - 25 V (selon le cas spécifique). Nous sélectionnons une résistance constante en série avec R10, limitant la limite supérieure de réglage au niveau dont nous avons besoin (disons 14 V). Nous connectons la charge aux bornes (avec une résistance de 2 à 3 Ohms) et en modifiant la résistance de la résistance R4, nous réglons le courant dans la charge.

Si +12 V 8 A était écrit sur l'autocollant de l'onduleur, vous ne devriez pas essayer d'en retirer 15 ampères.

Total

C'est tout ce que vous pouvez fermer le toit. Cet appareil peut être utilisé comme bloc laboratoire alimentation et chargeur de batterie. Dans ce dernier cas, la résistance R10 doit être réglée sur la tension finale pour une batterie chargée (par exemple, 14,2 V pour une batterie d'acide de voiture), connecter la charge et régler le courant de charge avec la résistance R4. Dans le cas d'un chargeur de batteries de voiture, la résistance R10 peut être remplacée par une constante.

Dans certains cas, un bruit de transformateur a été observé, cet effet a été éliminé en connectant un condensateur de 0,1 uF de la broche n° 1 de DA1 au boîtier (GND) ou en connectant un condensateur de 10 000 uF en parallèle avec le condensateur C3.

Des dossiers

Balances pour 8, 12, 16, 20A dans FrontDesigner
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Comment fabriquer soi-même une alimentation à part entière avec une plage de tension réglable de 2,5 à 24 volts, mais c'est très simple, tout le monde peut répéter sans expérience de radio amateur derrière eux.

On va le fabriquer à partir d'une ancienne alimentation d'ordinateur, TX ou ATX, peu importe, heureusement, au fil des années de l'ère PC, chaque maison a déjà accumulé suffisamment de vieux matériel informatique et le PSU est probablement là aussi, donc le le coût des produits faits maison sera insignifiant, et pour certains maîtres, il est égal à zéro rouble .

Je dois refaire ceci est le bloc AT.

Plus tu utilises l'alim puissante, meilleur est le résultat, mon donneur n'est que de 250W avec 10 ampères sur le bus +12v, mais en fait, avec une charge de seulement 4 A, il n'arrive plus à faire face, il y a un rabattement complet de la tension de sortie.

Voir ce qui est écrit sur le boîtier.

Par conséquent, voyez par vous-même quel courant vous prévoyez de recevoir de votre alimentation régulée, un tel potentiel donneur et posez-le tout de suite.

Il existe de nombreuses options pour améliorer un bloc d'alimentation d'ordinateur standard, mais toutes sont basées sur une modification de la liaison de la puce IC - TL494CN (ses analogues sont DBL494, KA7500, IR3M02, A494, MB3759, M1114EU, MPC494C, etc.) .

Fig No. 0 Brochage de la puce TL494CN et analogues.

Voyons quelques options exécution des circuits d'alimentation de l'ordinateur, peut-être que l'un d'entre eux se révélera être le vôtre et il deviendra beaucoup plus facile de gérer le cerclage.

Schéma n° 1.

Mettons-nous au travail.
Vous devez d'abord démonter le boîtier du bloc d'alimentation, dévisser les quatre boulons, retirer le couvercle et regarder à l'intérieur.

Nous recherchons un microcircuit dans la liste ci-dessus sur la carte, s'il n'y en a pas, vous pouvez rechercher une option de raffinement sur Internet pour votre CI.

Dans mon cas, la puce KA7500 a été trouvée sur la carte, ce qui signifie que nous pouvons commencer à étudier le cerclage et l'emplacement des pièces dont nous n'avons pas besoin et qu'il faut retirer.

Pour faciliter l'utilisation, dévissez d'abord complètement toute la carte et retirez-la du boîtier.

Sur la photo, le connecteur d'alimentation est de 220v.

Débrancher l'alimentation et le ventilateur, souder ou mordre les fils de sortie pour ne pas gêner notre compréhension du circuit, ne laisser que ceux nécessaires, un jaune (+ 12v), noir (commun) et vert* (ON start) Si il y en a un.

Mon unité AT n'a pas de fil vert, elle démarre donc immédiatement lorsqu'elle est branchée sur une prise de courant. Si l'unité ATX, alors elle devrait avoir un fil vert, elle doit être soudée au "commun", et si vous voulez créer un bouton d'alimentation séparé sur le boîtier, placez simplement l'interrupteur dans l'espace de ce fil.

Maintenant, vous devez regarder combien de volts coûtent les gros condensateurs de sortie, si moins de 30v sont écrits dessus, vous devez alors les remplacer par des similaires, uniquement avec une tension de fonctionnement d'au moins 30 volts.

Sur la photo - condensateurs noirs comme option de remplacement pour le bleu.

Ceci est fait car notre unité modifiée ne produira pas de +12 volts, mais jusqu'à +24 volts, et sans remplacement, les condensateurs exploseront tout simplement lors du premier test à 24v, après quelques minutes de fonctionnement. Lors du choix d'un nouvel électrolyte, il n'est pas conseillé de réduire la capacité, il est toujours recommandé de l'augmenter.

La partie la plus importante du travail.
Nous supprimerons tout ce qui n'est pas nécessaire dans le harnais IC494 et souderons d'autres dénominations de pièces, de sorte que le résultat soit un tel harnais (Fig. No. 1).

Riz. N ° 1 Modification de la liaison du microcircuit IC 494 (schéma de révision).

Nous n'aurons besoin que de ces jambes du microcircuit n ° 1, 2, 3, 4, 15 et 16, ne faites pas attention au reste.

Riz. N° 2 Option de raffinement utilisant l'exemple du schéma n° 1

Décodage des désignations.

Faut faire comme ça, nous trouvons la jambe n ° 1 (où il y a un point sur le boîtier) du microcircuit et étudions ce qui y est attaché, tous les circuits doivent être retirés, déconnectés. Selon la façon dont vous avez des pistes dans une modification particulière de la carte et des pièces soudées, la meilleure option de raffinement est sélectionnée, il peut s'agir de souder et de soulever une jambe de la pièce (casser la chaîne) ou il sera plus facile de couper la piste avec un couteau. Après avoir décidé du plan d'action, nous commençons le processus de retravail selon le schéma de raffinement.

Sur la photo - remplacement des résistances par la valeur souhaitée.

Sur la photo - en soulevant les jambes des pièces inutiles, nous brisons les chaînes.

Certaines résistances déjà soudées dans le circuit de tuyauterie peuvent convenir sans les remplacer, par exemple, il faut mettre une résistance à R=2.7k connectée au "commun", mais il y a déjà R=3k connecté au "commun", cela nous convient parfaitement et nous le laissons là inchangé (exemple sur la Fig. n°2, les résistances vertes ne changent pas).

Sur l'image- coupez les pistes et ajoutez de nouveaux cavaliers, notez les anciennes dénominations avec un marqueur, vous devrez peut-être tout restaurer.

Ainsi, on visualise et on refait tous les circuits sur les six pattes du microcircuit.

C'était l'élément le plus difficile de la modification.

Nous fabriquons des régulateurs de tension et de courant.

Nous prenons des résistances variables de 22k (régulateur de tension) et 330Ω (régulateur de courant), soudons-leur deux fils de 15cm, soudons les autres extrémités à la carte selon le schéma (Fig. No. 1). Installé sur le panneau avant.

Contrôle de la tension et du courant.
Pour le contrôle, nous avons besoin d'un voltmètre (0-30v) et d'un ampèremètre (0-6A).

Ces appareils peuvent être achetés dans les magasins en ligne chinois au meilleur prix, mon voltmètre ne m'a coûté que 60 roubles avec livraison. (Voltmètre : )

J'ai utilisé mon ampèremètre, provenant des anciens stocks de l'URSS.

IMPORTANT- à l'intérieur de l'appareil, il y a une résistance de courant (capteur de courant), dont nous avons besoin selon le schéma (Fig. No. 1), par conséquent, si vous utilisez un ampèremètre, vous n'avez pas besoin d'installer une résistance de courant supplémentaire, vous avez besoin pour l'installer sans ampèremètre. Habituellement, le courant R est fabriqué à la maison, un fil D = 0,5-0,6 mm est enroulé sur une résistance MLT de 2 watts, tour à tour sur toute la longueur, soudez les extrémités aux fils de résistance, c'est tout.

Chacun fabriquera lui-même le corps de l'appareil.
Vous pouvez laisser complètement le métal en découpant des trous pour les régulateurs et les dispositifs de contrôle. J'ai utilisé des coupures de stratifié, elles sont plus faciles à percer et à couper.

Le microcircuit en question appartient à la liste des circuits électroniques intégrés les plus courants et les plus répandus. Son prédécesseur était la série de contrôleurs PWM Unitrode UC38xx. En 1999, cette société a été rachetée par Texas Instruments, et depuis le développement d'une gamme de ces contrôleurs a commencé, conduisant à la création au début des années 2000. Puces de la série TL494. En plus des onduleurs déjà mentionnés ci-dessus, ils peuvent être trouvés dans les régulateurs de tension continue, dans les variateurs contrôlés, dans les démarreurs progressifs, en un mot, partout où le contrôle PWM est utilisé.

Parmi les entreprises qui ont cloné ce microcircuit, il existe des marques de renommée mondiale telles que Motorola, Inc, International Rectifier, Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor. Ils donnent tous Description détaillée de ses produits, la soi-disant fiche technique TL494CN.

Documentation

Analyse des descriptions du type de microcircuit considéré à partir de différents fabricants montre l'identité pratique de ses caractéristiques. La quantité d'informations fournies par les différentes entreprises est presque la même. De plus, la fiche technique TL494CN de marques telles que Motorola, Inc et ON Semiconductor se répète dans sa structure, ses figures, ses tableaux et ses graphiques. La présentation du matériel par Texas Instruments est quelque peu différente d'eux, cependant, après une étude approfondie, il devient clair qu'il s'agit d'un produit identique.

Le but de la puce TL494CN

Traditionnellement, on commencera par le décrire avec le rendez-vous et la liste périphériques internes. Il s'agit d'un contrôleur PWM à fréquence fixe conçu principalement pour les applications UPS et contient les dispositifs suivants :

• générateur de tension en dents de scie (GPN);
• amplificateurs d'erreur ;
• source de tension de référence (référence) +5 V;
• schéma d'ajustement du temps mort ;
• sortie pour courant jusqu'à 500 mA;
• schéma de sélection du mode de fonctionnement à un ou deux temps.

Paramètres de limite

Comme tout autre microcircuit, la description du TL494CN doit contenir une liste des caractéristiques de performance maximales autorisées. Donnons-les sur la base des données de Motorola, Inc :

1. Tension d'alimentation : 42 V.
2. Tension collecteur du transistor de sortie : 42 V.
3. Courant collecteur du transistor de sortie : 500 mA.
4. Plage de tension d'entrée de l'amplificateur : -0,3 V à +42 V.
5. Puissance dissipée (à t< 45 °C): 1000 мВт.
6. Plage de température de stockage : -55 à +125 °С.
7. Plage de température ambiante de fonctionnement : de 0 à +70 °C.

Il convient de noter que le paramètre 7 pour la puce TL494IN est un peu plus large: de -25 à +85 °С.

Conception de puce TL494CN

La description en russe des conclusions de son corps est illustrée dans la figure ci-dessous.

Le microcircuit est placé dans un boîtier en plastique (ceci est indiqué par la lettre N à la fin de sa désignation) boîtier à 16 broches avec des broches de type pdp.

Son apparence est montrée sur la photo ci-dessous.

TL494CN : schéma fonctionnel

Ainsi, la tâche de ce microcircuit est la modulation de largeur d'impulsion (PWM, ou anglais Pulse Width Modulated (PWM)) des impulsions de tension générées à l'intérieur des onduleurs régulés et non régulés. Dans les alimentations du premier type, la plage de durée d'impulsion atteint généralement la valeur maximale possible (~ 48% pour chaque sortie dans les circuits push-pull largement utilisés pour alimenter les amplificateurs audio de voiture).

La puce TL494CN a un total de 6 broches de sortie, 4 d'entre elles (1, 2, 15, 16) sont des entrées vers des amplificateurs d'erreur internes utilisés pour protéger l'onduleur contre les surcharges de courant et potentielles. La broche n° 4 est une entrée de signal de 0 à 3 V pour régler le rapport cyclique de l'onde carrée de sortie, et la n° 3 est une sortie de comparateur et peut être utilisée de plusieurs manières. 4 autres (numéros 8, 9, 10, 11) sont des collecteurs libres et des émetteurs de transistors avec un courant de charge maximal autorisé de 250 mA (en mode continu, pas plus de 200 mA). Ils peuvent être connectés par paires (9 avec 10 et 8 avec 11) pour contrôler des appareils de terrain puissants avec un courant maximum admissible de 500 mA (pas plus de 400 mA en mode continu).

Quelle est la structure interne du TL494CN ? Son schéma est représenté sur la figure ci-dessous.

Le microcircuit a une source de tension de référence intégrée (ION) +5 V (n ° 14). Il est généralement utilisé comme tension de référence (avec une précision de ± 1%) appliquée aux entrées des circuits ne consommant pas plus de 10 mA, par exemple à la broche 13 du choix du fonctionnement à un ou deux cycles du microcircuit: si +5 V est présent, le deuxième mode est sélectionné , s'il y a une tension d'alimentation négative dessus - le premier.

Pour régler la fréquence du générateur de tension en dents de scie (GPN), un condensateur et une résistance sont utilisés, connectés respectivement aux broches 5 et 6. Et, bien sûr, le microcircuit a des bornes pour connecter le plus et le moins de la source d'alimentation (numéros 12 et 7, respectivement) dans la plage de 7 à 42 V.

On peut voir sur le schéma qu'il existe un certain nombre de dispositifs internes dans le TL494CN. Une description en russe de leur objectif fonctionnel sera donnée ci-dessous au cours de la présentation du matériel.

Fonctions des bornes d'entrée

Comme tout autre appareil électronique. Le microcircuit en question possède ses propres entrées et sorties. Nous allons commencer par le premier. Une liste de ces broches TL494CN a déjà été donnée ci-dessus. Une description en russe de leur objectif fonctionnel sera donnée ci-dessous avec des explications détaillées.

conclusion 1

Il s'agit de l'entrée positive (non inverseuse) de l'amplificateur d'erreur 1. Si la tension sur celle-ci est inférieure à la tension sur la broche 2, la sortie de l'amplificateur d'erreur 1 sera basse. S'il est supérieur à celui de la broche 2, le signal de l'amplificateur d'erreur 1 passera au niveau haut. La sortie de l'amplificateur reproduit essentiellement l'entrée positive en utilisant la broche 2 comme référence. Les fonctions des amplificateurs d'erreur seront décrites plus en détail ci-dessous.

Bilan 2

Il s'agit de l'entrée négative (inverseuse) de l'amplificateur d'erreur 1. Si cette broche est supérieure à la broche 1, la sortie de l'amplificateur d'erreur 1 sera basse. Si la tension sur cette broche est inférieure à la tension sur la broche 1, la sortie de l'amplificateur sera élevée.

Bilan 15

Il fonctionne exactement comme le n° 2. Souvent, le deuxième amplificateur d'erreur n'est pas utilisé dans le TL494CN. Dans ce cas, son circuit de commutation contient la broche 15 simplement reliée à la 14ème (tension de référence +5 V).

conclusion 16

Il fonctionne de la même manière que le n° 1. Il est généralement connecté au commun n° 7 lorsque le deuxième amplificateur d'erreur n'est pas utilisé. Avec la broche 15 connectée au +5V et la #16 connectée au commun, la sortie du deuxième amplificateur est basse et n'a donc aucun effet sur le fonctionnement de la puce.

conclusion 3

Cette broche et chaque amplificateur TL494CN interne sont couplés par diode. Si le signal à la sortie de l'un d'eux passe de bas à haut, alors au numéro 3, il monte également. Lorsque le signal sur cette broche dépasse 3,3 V, les impulsions de sortie s'éteignent (rapport cyclique nul). Lorsque la tension sur celui-ci est proche de 0 V, la durée d'impulsion est maximale. Entre 0 et 3,3 V, la largeur d'impulsion est comprise entre 50 % et 0 % (pour chacune des sorties du contrôleur PWM - sur les broches 9 et 10 sur la plupart des appareils).

Si nécessaire, la broche 3 peut être utilisée comme signal d'entrée, ou peut être utilisée pour fournir un amortissement pour le taux de changement de la largeur d'impulsion. Si la tension est élevée (> ~ 3,5 V), il n'y a aucun moyen de démarrer l'onduleur sur le contrôleur PWM (il n'y aura pas d'impulsions de celui-ci).

conclusion 4

Il contrôle le rapport cyclique des impulsions de sortie (eng. Dead-Time Control). Si la tension est proche de 0 V, le microcircuit pourra produire à la fois la largeur d'impulsion minimale et maximale (telle que déterminée par d'autres signaux d'entrée). Si une tension d'environ 1,5 V est appliquée à cette broche, la largeur d'impulsion de sortie sera limitée à 50 % de sa largeur maximale (ou ~ 25 % de rapport cyclique pour un contrôleur PWM push-pull). Si la tension est élevée (> ~ 3,5 V), il n'y a aucun moyen de démarrer l'onduleur sur le TL494CN. Son circuit de commutation contient souvent le n° 4, relié directement à la masse.

• Important à retenir! Le signal sur les broches 3 et 4 doit être inférieur à ~ 3,3 V. Que se passe-t-il s'il est proche, par exemple, de + 5 V ? Comment TL494CN se comportera-t-il alors ? Le circuit convertisseur de tension dessus ne générera pas d'impulsions, c'est-à-dire il n'y aura pas de tension de sortie de l'UPS.

conclusion 5

Sert à connecter le condensateur de temporisation Ct, et son second contact est relié à la masse. Les valeurs de capacité sont généralement de 0,01 μF à 0,1 μF. Les modifications de la valeur de ce composant entraînent une modification de la fréquence du GPN et des impulsions de sortie du contrôleur PWM. En règle générale, des condensateurs de haute qualité avec un coefficient de température très faible (avec très peu de changement de capacité avec le changement de température) sont utilisés ici.

Bilan 6

Pour connecter la résistance de mise à l'heure Rt, et son second contact est relié à la masse. Les valeurs de Rt et Ct déterminent la fréquence de FPG.

• f = 1,1 : (Rt x Ct).

conclusion 7

Il se connecte au fil commun du circuit de l'appareil sur le contrôleur PWM.

Bilan 12

Il est marqué des lettres VCC. Le "plus" de l'alimentation TL494CN y est connecté. Son circuit de commutation contient généralement le n° 12 connecté à l'interrupteur d'alimentation. De nombreux onduleurs utilisent cette broche pour allumer et éteindre l'alimentation (et l'onduleur lui-même). S'il a +12 V et que le n ° 7 est mis à la terre, les puces GPN et ION fonctionneront.

conclusion 13

C'est l'entrée du mode de fonctionnement. Son fonctionnement a été décrit ci-dessus.

Fonctions des bornes de sortie

Ils ont également été répertoriés ci-dessus pour TL494CN. Une description en russe de leur objectif fonctionnel sera donnée ci-dessous avec des explications détaillées.

Bilan 8

Il y a 2 transistors npn sur cette puce qui sont ses clés de sortie. Cette broche est le collecteur du transistor 1, généralement relié à une source de tension continue (12 V). Néanmoins, dans les circuits de certains appareils, il est utilisé comme sortie et vous pouvez voir un méandre dessus (ainsi que sur le n ° 11).

conclusion 9

C'est l'émetteur du transistor 1. Il pilote le transistor de puissance de l'onduleur (effet de champ dans la plupart des cas) dans un circuit push-pull, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un transistor intermédiaire.

conclusion 10

C'est l'émetteur du transistor 2. En fonctionnement à cycle unique, le signal sur celui-ci est le même que sur le n ° 9. En mode push-pull, les signaux sur les n ° 9 et 10 sont déphasés, c'est-à-dire lorsque le niveau du signal est haut sur l'un, il est bas sur l'autre, et vice versa. Dans la plupart des appareils, les signaux provenant des émetteurs des commutateurs à transistors de sortie du microcircuit en question pilotent de puissants transistors à effet de champ, qui sont mis à l'état ON lorsque la tension aux broches 9 et 10 est élevée (supérieure à ~ 3,5 V, mais il ne fait pas référence au niveau de 3,3 V sur les n° 3 et 4).

conclusion 11

Il s'agit du collecteur du transistor 2, généralement relié à une source de tension continue (+12 V).

• Note: Dans les appareils du TL494CN, le circuit de commutation peut contenir à la fois des collecteurs et des émetteurs des transistors 1 et 2 en tant que sorties du contrôleur PWM, bien que la deuxième option soit plus courante. Il existe cependant des options lorsque exactement les broches 8 et 11 sont des sorties. Si vous trouvez un petit transformateur dans le circuit entre le CI et les FET, le signal de sortie est très probablement tiré d'eux (des collecteurs).

conclusion 14

Il s'agit de la sortie ION, également décrite ci-dessus.

Principe d'opération

Comment fonctionne la puce TL494CN ? Nous donnerons une description de l'ordre de son travail basé sur des matériaux de Motorola, Inc. La sortie de modulation de largeur d'impulsion est obtenue en comparant le signal en dents de scie positif du condensateur Ct à l'un ou l'autre des deux signaux de commande. Les transistors de sortie Q1 et Q2 sont fermés NOR pour les ouvrir uniquement lorsque l'entrée d'horloge de déclenchement (C1) (voir le schéma fonctionnel TL494CN) passe à l'état bas.

Ainsi, si le niveau d'une unité logique est à l'entrée C1 du trigger, alors les transistors de sortie sont fermés dans les deux modes de fonctionnement : monocycle et push-pull. Si un signal est présent sur cette entrée, alors en mode push-pull, le transistor s'ouvre un à un à l'arrivée d'une impulsion d'horloge de coupure au trigger. En mode cycle unique, le déclencheur n'est pas utilisé et les deux touches de sortie s'ouvrent de manière synchrone.

Cet état ouvert (dans les deux modes) n'est possible que dans la partie de la période FPV où la tension en dents de scie est supérieure aux signaux de commande. Ainsi, une augmentation ou une diminution de l'amplitude du signal de commande provoque, respectivement, une augmentation ou une diminution linéaire de la largeur des impulsions de tension aux sorties du microcircuit.

Comme signaux de commande, la tension de la broche 4 (contrôle du temps mort), les entrées des amplificateurs d'erreur ou l'entrée du signal de rétroaction de la broche 3 peuvent être utilisées.

Les premières étapes de travail avec un microcircuit

Avant de fabriquer un appareil utile, il est recommandé d'étudier le fonctionnement du TL494CN. Comment vérifier ses performances ?

Prenez votre planche à pain, montez la puce dessus et connectez les fils selon le schéma ci-dessous.

Si tout est correctement connecté, le circuit fonctionnera. Laissez les broches 3 et 4 non libres. Utilisez votre oscilloscope pour vérifier le fonctionnement du FPV - vous devriez voir une tension en dents de scie à la broche 6. Les sorties seront nulles. Comment déterminer leurs performances dans TL494CN. Il peut être vérifié comme suit :

1. Connectez la sortie de retour (#3) et la sortie de contrôle du temps mort (#4) au commun (#7).
2. Vous devriez maintenant pouvoir détecter des impulsions rectangulaires aux sorties de la puce.

Comment amplifier le signal de sortie ?

La sortie du TL494CN est un courant assez faible, et vous voulez certainement plus de puissance. Ainsi, il faut ajouter quelques transistors puissants. Les plus faciles à utiliser (et très faciles à obtenir - à partir d'une ancienne carte mère d'ordinateur) sont les MOSFET de puissance à canal n. Dans le même temps, nous devons inverser la sortie du TL494CN, car si nous y connectons un MOSFET à canal n, alors en l'absence d'impulsion à la sortie du microcircuit, il sera ouvert au flux continu. Quand il peut simplement griller ... Nous sortons donc un transistor npn universel et le connectons selon le schéma ci-dessous.

Le MOSFET de puissance dans ce circuit est contrôlé passivement. Ce n'est pas très bon, mais à des fins de test et de faible puissance, il convient tout à fait. R1 dans le circuit est la charge du transistor npn. Sélectionnez-le en fonction du courant maximum admissible de son collecteur. R2 représente la charge de notre étage de puissance. Dans les expériences suivantes, il sera remplacé par un transformateur.

Si nous regardons maintenant le signal à la broche 6 du microcircuit avec un oscilloscope, nous verrons une "scie". Au numéro 8 (K1), vous pouvez toujours voir des impulsions rectangulaires, et au drain du MOSFET, les impulsions ont la même forme, mais plus grandes.

Et comment augmenter la tension en sortie ?

Maintenant, augmentons la tension avec le TL494CN. Le schéma de commutation et de câblage est le même - sur la planche à pain. Bien sûr, vous ne pouvez pas obtenir une tension suffisamment élevée, d'autant plus qu'il n'y a pas de dissipateur thermique sur les MOSFET de puissance. Toujours connecter un petit transformateur à l'étage de sortie selon ce schéma.

L'enroulement primaire du transformateur contient 10 tours. L'enroulement secondaire contient environ 100 tours. Ainsi, le rapport de transformation est de 10. Si vous appliquez 10V au primaire, vous devriez obtenir environ 100V en sortie. Le noyau est en ferrite. Vous pouvez utiliser un noyau de taille moyenne à partir d'un transformateur d'alimentation PC.

Attention, la sortie du transformateur est en haute tension. Le courant est très faible et ne vous tuera pas. Mais vous pouvez obtenir un bon coup. Un autre danger est que si vous mettez un gros condensateur en sortie, il stockera beaucoup de charge. Par conséquent, après avoir éteint le circuit, il doit être déchargé.

A la sortie du circuit, vous pouvez allumer n'importe quel voyant comme une ampoule, comme sur la photo ci-dessous.

Il fonctionne sur une tension continue et a besoin d'environ 160 V pour s'allumer. (L'alimentation de l'ensemble de l'appareil est d'environ 15 V - un ordre de grandeur inférieur.)

Le circuit de sortie du transformateur est largement utilisé dans tous les onduleurs, y compris les alimentations PC. Dans ces appareils, le premier transformateur, connecté via des commutateurs à transistors aux sorties du contrôleur PWM, sert à la partie basse tension du circuit, y compris le TL494CN, à partir de sa partie haute tension, qui contient le transformateur de tension secteur.

Régulateur de tension

En règle générale, dans les petits appareils électroniques faits maison, l'alimentation est fournie par un onduleur PC typique, fabriqué sur le TL494CN. Le circuit d'alimentation d'un PC est bien connu et les blocs eux-mêmes sont facilement accessibles, puisque des millions de vieux PC sont éliminés chaque année ou vendus pour des pièces de rechange. Mais en règle générale, ces onduleurs ne produisent pas de tensions supérieures à 12 V. C'est trop peu pour un variateur de fréquence. Bien sûr, on pourrait essayer d'utiliser un onduleur PC à surtension pour 25V, mais il sera difficile à trouver, et trop de puissance sera dissipée à 5V dans les éléments logiques.

Cependant, sur le TL494 (ou analogues), vous pouvez construire n'importe quel circuit avec accès à une puissance et une tension accrues. En utilisant des pièces typiques d'un onduleur PC et de puissants MOSFET de la carte mère, vous pouvez construire un régulateur de tension PWM sur le TL494CN. Le circuit du convertisseur est illustré dans la figure ci-dessous.

Vous pouvez y voir le circuit d'activation du microcircuit et l'étage de sortie sur deux transistors: un npn universel et un MOS puissant.

Parties principales : T1, Q1, L1, D1. Le bipolaire T1 est utilisé pour piloter un MOSFET de puissance connecté de manière simplifiée, le soi-disant. "passif". L1 est une inductance d'une ancienne imprimante HP (environ 50 tours, 1 cm de haut, 0,5 cm de large avec enroulements, starter ouvert). D1 provient d'un autre appareil. Le TL494 est câblé d'une manière alternative à ce qui précède, bien que l'un ou l'autre puisse être utilisé.

C8 est une petite capacité, pour éviter l'effet du bruit entrant dans l'entrée de l'amplificateur d'erreur, une valeur de 0,01 uF sera plus ou moins normale. Des valeurs plus élevées ralentiront le réglage de la tension requise.

C6 est un condensateur encore plus petit et est utilisé pour filtrer le bruit à haute fréquence. Sa capacité peut atteindre plusieurs centaines de picofarads.