مولد على TL494 مع تردد قابل للتعديل ودورة العمل

جهاز مفيد للغاية عند إجراء التجارب وضبط العمل هو مولد التردد. متطلباتها صغيرة، تحتاج فقط إلى:

• تعديل التردد (فترة تكرار النبض)
• تعديل دورة العمل (عامل العمل، طول النبضة)
• مدى واسع

يتم تلبية هذه المتطلبات بالكامل من خلال دائرة المولد بناءً على الدائرة الدقيقة TL494 المعروفة والواسعة الانتشار. يمكن العثور عليها والعديد من الأجزاء الأخرى لهذه الدائرة في مصدر طاقة غير ضروري للكمبيوتر. يتمتع المولد بمخرج طاقة وقدرة على تشغيل الأجزاء المنطقية والطاقة بشكل منفصل. يمكن تشغيل الجزء المنطقي من الدائرة من جزء الطاقة، ويمكن أيضًا تشغيله من الجهد المتردد (يوجد مقوم في الرسم التخطيطي).

نطاق ضبط تردد المولد مرتفع للغاية - من عشرات هرتز إلى 500 كيلو هرتز، وفي بعض الحالات يصل إلى 1 ميجا هرتز، اعتمادًا على الدائرة الدقيقة؛ لدى الشركات المصنعة المختلفة قيم حقيقية مختلفة للتردد الأقصى الذي يمكن "ضغطه" خارج".

دعنا ننتقل إلى وصف المخطط:

Pit± و Pit~ - مصدر طاقة للجزء الرقمي من الدائرة، بجهد مباشر ومتناوب، على التوالي، 16-20 فولت.
Vout هو جهد إمداد وحدة الطاقة، وسيكون عند خرج المولد، من 12 فولت. لتشغيل الجزء الرقمي من الدائرة من هذا الجهد، من الضروري توصيل Vout وPit±، مع مراعاة القطبية (من 16 فولت).
OUT(+/D) - خرج طاقة المولد، مع مراعاة القطبية. + - مزود الطاقة الزائد، D - استنزاف ترانزستور التأثير الميداني. الحمل متصل بهم.
G D S - كتلة لولبية لتوصيل ترانزستور التأثير الميداني، والذي يتم تحديده وفقًا للمعلمات وفقًا لمتطلبات التردد والطاقة لديك. يتم تصميم لوحة الدوائر المطبوعة مع الأخذ في الاعتبار الحد الأدنى لطول الموصلات إلى مفتاح الإخراج وعرضها المطلوب.

ضوابط:

Rt عبارة عن مقاومة متغيرة للتحكم في نطاق تردد المولد، ويجب تحديد مقاومتها لتناسب متطلباتك المحددة. آلة حاسبة على الإنترنت لحساب تردد TL494 مرفقة أدناه. يحد المقاوم R2 من الحد الأدنى لقيمة المقاومة لمقاوم توقيت الدائرة الدقيقة. يمكن تحديده لمثيل معين من الدائرة الدقيقة، أو يمكن تثبيته كما هو موضح في الرسم التخطيطي.
Ct هو مكثف لضبط التردد، وهو أيضًا إشارة إلى الآلة الحاسبة الموجودة على الإنترنت. يتيح لك ضبط نطاق الضبط ليناسب متطلباتك.
Rdt هو مقاوم متغير لضبط دورة العمل. باستخدام المقاوم R1، يمكنك ضبط نطاق الضبط بدقة من 1% إلى 99%، وبدلاً من ذلك يمكنك وضع وصلة عبور أولاً.

ط م، ن.ف:
R2، كيلو أوم:
غ، أوم:

بضع كلمات حول تشغيل الدائرة. من خلال تطبيق مستوى منخفض على الدبوس 13 من الدائرة الدقيقة (التحكم في الإخراج)، يتم تحويله إلى وضع الدورة الواحدة. يتم تحميل الترانزستور السفلي للدائرة الدقيقة على المقاوم R3 لإنشاء خرج للاتصال بمولد مقياس التردد (مقياس التردد). يتحكم الترانزستور العلوي للدائرة الدقيقة في السائق على زوج مكمل من الترانزستورات S8050 وS8550، وتتمثل مهمته في التحكم في بوابة ترانزستور خرج الطاقة. يحد المقاوم R5 من تيار البوابة ويمكن تغيير قيمته. يشكل المحث L1 والمكثف بسعة 47 ن مرشحًا لحماية TL494 من التداخل المحتمل الناتج عن السائق. قد يلزم تعديل محاثة المحث لتناسب نطاق التردد الخاص بك. تجدر الإشارة إلى أن الترانزستورات S8050 و S8550 لم يتم اختيارهما عن طريق الصدفة، حيث أن لديهما ما يكفي من القوة والسرعة، مما سيوفر الانحدار اللازم للجبهات. كما ترون، المخطط بسيط للغاية، وفي نفس الوقت، وظيفي.

يجب أن يكون المقاوم المتغير Rt على شكل مقاومتين متصلتين بالسلسلة - دورة واحدة ومتعددة الدورات، إذا كنت بحاجة إلى التحكم السلس والدقة في التردد.

لوحة الدوائر المطبوعة، وفقا للتقاليد،

يستخدم مولد النبض في الأبحاث المعملية في مجال تطوير وتعديل الأجهزة الإلكترونية. يعمل المولد في نطاق جهد من 7 إلى 41 فولت وله قدرة تحميل عالية حسب ترانزستور الإخراج. يمكن أن تكون سعة نبضات الخرج مساوية لقيمة جهد إمداد الدائرة الدقيقة، حتى القيمة الحدية لجهد إمداد هذه الدائرة الدقيقة +41 فولت. وأساسها معروف للجميع، وغالبًا ما يستخدم في.

النظير TL494 هي دوائر دقيقة KA7500 واستنساخها المحلي - KR1114EU4 .

قيم حدود المعلمة:

جهد الإمداد 41 فولت
جهد دخل مكبر الصوت (Vcc+0.3)V
جهد خرج المجمع 41 فولت
تيار خرج المجمع 250 مللي أمبير
إجمالي تبديد الطاقة في الوضع المستمر 1 وات
نطاق درجة الحرارة المحيطة التشغيل:
-c لاحقة L -25..85С
-مع لاحقة С.0..70С
نطاق درجة حرارة التخزين -65…+150 درجة مئوية

رسم تخطيطي للجهاز

دائرة مولد النبض المربع

لوحة الدوائر المطبوعة للمولدات TL494 وغيرها من الملفات في ملف منفصل.

يتم تعديل التردد بواسطة المفتاح S2 (تقريبًا) والمقاوم RV1 (بسلاسة)، ويتم ضبط دورة التشغيل بواسطة المقاوم RV2. يقوم المحول SA1 بتغيير أوضاع تشغيل المولد من الطور (دورة واحدة) إلى الطور المضاد (دورتان). يختار المقاوم R3 نطاق التردد الأمثل الذي يجب تغطيته، ويمكن تحديد نطاق ضبط دورة التشغيل باستخدام المقاومات R1 وR2.

أجزاء مولد النبض

يتم اختيار المكثفات C1-C4 لدائرة التوقيت لنطاق التردد المطلوب ويمكن أن تتراوح سعتها من 10 ميكروفاراد للنطاق الفرعي للأشعة تحت الحمراء المنخفضة إلى 1000 بيكوفاراد لأعلى تردد.

مع حد تيار متوسط ​​يبلغ 200 مللي أمبير، تكون الدائرة قادرة على شحن البوابة بسرعة إلى حد ما، ولكن
من المستحيل تفريغه مع إيقاف تشغيل الترانزستور. كما أن تفريغ البوابة باستخدام مقاومة مؤرضة يكون أيضًا بطيئًا بشكل غير مرض. ولهذه الأغراض، يتم استخدام مكرر تكميلي مستقل.

• اقرأ: "كيفية صنعه من جهاز كمبيوتر."

يتم اختيار الترانزستورات عند أي تردد عالي بجهد تشبع منخفض واحتياطي تيار كافٍ. على سبيل المثال KT972+973. إذا لم تكن هناك حاجة لمخرجات قوية، فيمكن التخلص من المكرر التكميلي. في حالة عدم وجود مقاومة بناء ثانية قدرها 20 كيلو أوم، تم استخدام مقاومتين ثابتتين بقدرة 10 كيلو أوم، مما يوفر دورة تشغيل في حدود 50٪. مؤلف المشروع هو الكسندر تيرنتييف.

الوصف العام والاستخدام

ليرة تركية 494والإصدارات اللاحقة هي الدائرة الدقيقة الأكثر استخدامًا لبناء محولات طاقة الدفع والسحب.

• TL494 (التطوير الأصلي لشركة Texas Instruments) - محول جهد PWM IC بمخرجات أحادية الطرف (TL 494 IN - الحزمة DIP16، -25..85C، TL 494 CN - DIP16، 0..70C).
• K1006EU4 - التناظرية المحلية لـ TL494
• TL594 - نظير TL494 مع تحسين دقة مضخمات الخطأ والمقارنة
• TL598 - نظير TL594 مع مكرر الدفع والسحب (pnp-npn) عند الإخراج

هذه المادة عبارة عن تعميم حول موضوع الوثيقة الفنية الأصلية شركة Texas Instruments، منشورات المعدل الدولي ("المقوم الدولي لأجهزة أشباه الموصلات الكهربائية"، فورونيج، 1999) وموتورولا.

مزايا وعيوب هذه الدائرة الدقيقة:

• بالإضافة إلى ذلك: دوائر تحكم مطورة، ومضخمان تفاضليان (يمكنهما أيضًا أداء وظائف منطقية)
• السلبيات: تتطلب المخارج أحادية الطور تركيبًا إضافيًا (مقارنة بـ UC3825)
• ناقص: التحكم الحالي غير متوفر، حلقة ردود فعل بطيئة نسبيًا (ليست ضرورية في PN للسيارات)
• السلبيات: الاتصال المتزامن لاثنين أو أكثر من المرحلية ليس مناسبًا كما هو الحال في UC3825

1. ميزات رقائق TL494

دوائر حماية الأيونات والجهد المنخفض. يتم تشغيل الدائرة عندما تصل الطاقة إلى عتبة 5.5..7.0 فولت (القيمة النموذجية 6.4 فولت). حتى هذه اللحظة تمنع حافلات التحكم الداخلي تشغيل المولد والجزء المنطقي من الدائرة. تيار عدم التحميل عند جهد الإمداد +15 فولت (يتم تعطيل ترانزستورات الإخراج) لا يزيد عن 10 مللي أمبير. يوفر ION +5V (+4.75..+5.25 V، استقرار الإخراج ليس أسوأ من +/- 25mV) تيارًا متدفقًا يصل إلى 10 مللي أمبير. لا يمكن تعزيز الأيون إلا باستخدام تابع باعث NPN (انظر TI ص 19-20)، لكن الجهد عند خرج مثل هذا "المثبت" سيعتمد بشكل كبير على تيار الحمل.

مولد كهرباءيولد جهدًا مسننًا قدره 0..+3.0 فولت (يتم ضبط السعة بواسطة الأيون) على مكثف التوقيت Ct (دبوس 5) لـ TL494 Texas Instruments و0...+2.8 فولت لـ TL494 Motorola (ماذا يمكننا أن نفعله) تتوقع من الآخرين؟)، على التوالي، لـ TI F =1.0/(RtCt)، لموتورولا F=1.1/(RtCt).

ترددات التشغيل من 1 إلى 300 كيلو هرتز مقبولة، مع النطاق الموصى به Rt = 1...500 كيلو أوم، Ct = 470pF...10 μF. في هذه الحالة، يكون انحراف درجة الحرارة النموذجي للتردد (بالطبع، دون الأخذ في الاعتبار انحراف المكونات المتصلة) +/-3%، ويكون انحراف التردد اعتمادًا على جهد الإمداد في حدود 0.1% على النطاق المسموح به بالكامل.

لإيقاف تشغيل المولد عن بعد، يمكنك استخدام مفتاح خارجي لتقصير دائرة الدخل Rt (6) إلى مخرج ION، أو دائرة قصر Ct إلى الأرض. وبطبيعة الحال، يجب أن تؤخذ في الاعتبار مقاومة التسرب للمفتاح المفتوح عند اختيار Rt، Ct.

مدخلات التحكم في مرحلة الراحة (دورة العمل)من خلال مقارنة مرحلة الراحة، يضبط الحد الأدنى المطلوب للتوقف المؤقت بين النبضات في أذرع الدائرة. يعد ذلك ضروريًا لمنع مرور التيار في مراحل الطاقة خارج IC وللتشغيل المستقر للمشغل - وقت تبديل الجزء الرقمي من TL494 هو 200 ns. يتم تمكين إشارة الخرج عندما يتجاوز المنشار الجهد عند مدخل التحكم 4 (DT) بمقدار Ct. عند ترددات الساعة حتى 150 كيلو هرتز مع جهد تحكم صفر، فإن مرحلة الراحة = 3٪ من الفترة (التحيز المكافئ لإشارة التحكم 100..120 مللي فولت)، عند الترددات العالية، يقوم التصحيح المدمج بتوسيع مرحلة الراحة إلى 200. .300 نانو ثانية.

باستخدام دائرة إدخال DT، يمكنك ضبط مرحلة الراحة الثابتة (مقسم R-R)، ووضع التشغيل الناعم (R-C)، وإيقاف التشغيل عن بعد (المفتاح)، وأيضًا استخدام DT كمدخل تحكم خطي. يتم تجميع دائرة الإدخال باستخدام ترانزستورات PNP، بحيث يتدفق تيار الإدخال (حتى 1.0 ميكرو أمبير) خارج الدائرة المتكاملة بدلاً من دخولها. التيار كبير جدًا، لذا يجب تجنب المقاومات عالية المقاومة (لا تزيد عن 100 كيلو أوم). راجع TI، صفحة 23 للحصول على مثال للحماية من زيادة التيار باستخدام صمام ثنائي زينر ثلاثي الرصاص TL430 (431).

مكبرات الخطأ- في الواقع، مكبرات الصوت التشغيلية مع Ku = 70..95 ديسيبل عند جهد ثابت (60 ديسيبل للسلسلة المبكرة)، Ku = 1 عند 350 كيلو هرتز. يتم تجميع دوائر الإدخال باستخدام ترانزستورات PNP، بحيث يتدفق تيار الإدخال (حتى 1.0 ميكرو أمبير) خارج الدائرة المتكاملة بدلاً من دخولها. التيار كبير جدًا بالنسبة لمضخم التشغيل، والجهد المتحيز مرتفع أيضًا (يصل إلى 10 مللي فولت)، لذا يجب تجنب المقاومات عالية المقاومة في دوائر التحكم (لا تزيد عن 100 كيلو أوم). ولكن بفضل استخدام مدخلات pnp، يتراوح نطاق جهد الإدخال من -0.3V إلى Vsupply-2V.

يتم الجمع بين مخرجات مكبري الصوت بواسطة الصمام الثنائي OR. يتحكم مكبر الصوت الذي يكون جهد خرجه أعلى في المنطق. في هذه الحالة، لا تتوفر إشارة الخرج بشكل منفصل، ولكن فقط من مخرج الصمام الثنائي OR (أيضًا مدخل مقارن الأخطاء). وبالتالي، يمكن تكرار مضخم واحد فقط في وضع الخط. يقوم هذا مكبر الصوت بإغلاق حلقة التغذية المرتدة الخطية الرئيسية عند جهد الخرج. في هذه الحالة، يمكن استخدام مكبر الصوت الثاني كمقارن - على سبيل المثال، عند تجاوز تيار الإخراج، أو كمفتاح لإشارة إنذار منطقية (ارتفاع درجة الحرارة، ماس كهربائى، وما إلى ذلك)، وإيقاف التشغيل عن بعد، وما إلى ذلك. ترتبط مدخلات المقارنة بالأيونات، ويتم تنظيم إشارة منطقية على إشارات الإنذار الثانية أو (حتى أفضل - إشارات الحالة المنطقية والعادية).

عند استخدام نظام تشغيل يعتمد على التردد RC، يجب أن تتذكر أن خرج مكبرات الصوت هو في الواقع أحادي الطرف (سلسلة الصمام الثنائي!)، لذلك سيتم شحن السعة (لأعلى) وسيستغرق وقتًا طويلاً لتفريغها للأسفل. يكون الجهد عند هذا الخرج في حدود 0..+3.5 فولت (أكثر قليلاً من تأرجح المولد)، ثم ينخفض ​​معامل الجهد بشكل حاد وعند 4.5 فولت تقريبًا عند الخرج تكون مكبرات الصوت مشبعة. وبالمثل، يجب تجنب المقاومات ذات المقاومة المنخفضة في دائرة خرج مكبر الصوت (حلقة التغذية المرتدة).

لم يتم تصميم مكبرات الصوت للعمل خلال دورة ساعة واحدة من تردد التشغيل. مع تأخير انتشار الإشارة داخل مكبر الصوت بمقدار 400 نانوثانية، فهي بطيئة جدًا بالنسبة لذلك، ولا يسمح منطق التحكم في الزناد بذلك (ستظهر نبضات جانبية عند الإخراج). في دوائر PN الحقيقية، يتم تحديد تردد القطع لدائرة نظام التشغيل في حدود 200-10000 هرتز.

منطق التحكم في الزناد والإخراج- بجهد إمداد لا يقل عن 7 فولت، إذا كان جهد المنشار عند المولد أكبر منه عند مدخل التحكم DT، وإذا كان جهد المنشار أكبر من أي من مضخمات الخطأ (مع الأخذ في الاعتبار العتبات المدمجة و الإزاحات) - يُسمح بإخراج الدائرة. عندما يتم إعادة ضبط المولد من الحد الأقصى إلى الصفر، يتم إيقاف تشغيل المخارج. يقوم الزناد ذو خرج الطور بتقسيم التردد إلى النصف. مع المنطقي 0 عند الإدخال 13 (وضع الإخراج)، يتم دمج مراحل التشغيل بواسطة OR ويتم توفيرها في وقت واحد لكلا المخرجين؛ مع المنطقي 1، يتم توفيرها في الطور لكل مخرج على حدة.

ترانزستورات الإخراج- npn Darlingtons مع الحماية الحرارية المدمجة (ولكن بدون الحماية الحالية). وبالتالي، فإن الحد الأدنى لانخفاض الجهد بين المجمع (عادةً ما يكون مغلقًا أمام الناقل الموجب) والباعث (عند الحمل) هو 1.5 فولت (نموذجي عند 200 مللي أمبير)، وفي دائرة ذات باعث مشترك يكون أفضل قليلاً، 1.1 V نموذجية. الحد الأقصى لتيار الخرج (مع ترانزستور واحد مفتوح) يقتصر على 500 مللي أمبير، والحد الأقصى للطاقة للشريحة بأكملها هو 1 واط.

2. مميزات التطبيق

العمل على بوابة الترانزستور MIS. مكررات الإخراج

عند التشغيل على حمل سعوي، وهو تقليديًا بوابة ترانزستور MIS، يتم تشغيل ترانزستورات الإخراج TL494 بواسطة تابع باعث. عندما يقتصر متوسط ​​التيار على 200 مللي أمبير، تكون الدائرة قادرة على شحن البوابة بسرعة، ولكن من المستحيل تفريغها مع إيقاف تشغيل الترانزستور. كما أن تفريغ البوابة باستخدام مقاومة مؤرضة يكون أيضًا بطيئًا بشكل غير مرض. بعد كل شيء، ينخفض ​​​​الجهد عبر سعة البوابة بشكل كبير، ولإيقاف تشغيل الترانزستور، يجب تفريغ البوابة من 10 فولت إلى ما لا يزيد عن 3 فولت. سيكون تيار التفريغ عبر المقاوم دائمًا أقل من تيار الشحن عبر الترانزستور (وسوف يسخن المقاوم قليلاً، ويسرق تيار المفتاح عند التحرك للأعلى).

الخيار أ. دائرة التفريغ من خلال ترانزستور pnp خارجي (مستعار من موقع Shikhman على الويب - راجع "مزود طاقة مضخم Jensen"). عند شحن البوابة، يقوم التيار المتدفق عبر الصمام الثنائي بإيقاف تشغيل ترانزستور PNP الخارجي، وعندما يتم إيقاف تشغيل مخرج IC، يتم إيقاف تشغيل الصمام الثنائي، ويفتح الترانزستور ويفرغ البوابة إلى الأرض. ناقص - يعمل فقط على سعات الحمل الصغيرة (محدودة بالاحتياطي الحالي لترانزستور إخراج IC).

عند استخدام TL598 (مع مخرج دفع وسحب)، تكون وظيفة جانب البت السفلي مثبتة بالفعل على الشريحة. الخيار (أ) غير عملي في هذه الحالة.

الخيار ب. مكرر تكميلي مستقل. وبما أن الحمل الحالي الرئيسي يتم التعامل معه بواسطة ترانزستور خارجي، فإن سعة (تيار الشحن) للحمل غير محدودة عمليا. الترانزستورات والثنائيات - أي تردد عالي بجهد تشبع منخفض وCk، واحتياطي تيار كافٍ (1 أمبير لكل نبضة أو أكثر). على سبيل المثال، KT644+646، KT972+973. يجب أن تكون ملحومة "أرضية" المكرر مباشرة بجوار مصدر مفتاح الطاقة. يجب تجاوز مجمعات الترانزستورات المكررة بسعة سيراميكية (غير موضحة في الرسم البياني).

تعتمد الدائرة التي سيتم اختيارها بشكل أساسي على طبيعة الحمل (سعة البوابة أو شحنة التبديل)، وتردد التشغيل، والمتطلبات الزمنية لحواف النبض. ويجب أن تكون (الجبهات) في أسرع وقت ممكن، لأنه خلال العمليات العابرة على مفتاح MIS يتم تبديد معظم فقدان الحرارة. أوصي بالتحول إلى المنشورات في مجموعة المعدل الدولي للحصول على تحليل كامل للمشكلة، لكنني سأقتصر على مثال.

يحتوي الترانزستور القوي - IRFI1010N - على شحنة إجمالية مرجعية عند البوابة Qg = 130 nC. وهذا ليس بالأمر الهين، لأن الترانزستور يحتوي على مساحة قناة كبيرة بشكل استثنائي لضمان مقاومة قناة منخفضة للغاية (12 مللي أوم). هذه هي المفاتيح المطلوبة في محولات 12 فولت، حيث يتم احتساب كل ملي أوم. لضمان فتح القناة، يجب تزويد البوابة بـ Vg=+6V بالنسبة إلى الأرض، في حين أن إجمالي شحن البوابة هو Qg(Vg)=60nC. لتفريغ بوابة مشحونة بجهد 10V بشكل موثوق، من الضروري إذابة Qg(Vg)=90nC.

2. تنفيذ الحماية الحالية، بداية لينة، والحد من دورة العمل

كقاعدة عامة، يُطلب من المقاوم التسلسلي الموجود في دائرة الحمل أن يعمل كمستشعر للتيار. لكنها ستسرق الفولتات والواط الثمينة عند خرج المحول، وستراقب فقط دوائر الحمل، ولن تكون قادرة على اكتشاف دوائر القصر في الدوائر الأولية. الحل هو مستشعر التيار الاستقرائي في الدائرة الأولية.

المستشعر نفسه (المحول الحالي) عبارة عن ملف حلقي مصغر (يجب أن يمرر قطره الداخلي ، بالإضافة إلى ملف المستشعر ، سلك اللف الأساسي لمحول الطاقة الرئيسي بحرية). نقوم بتمرير سلك الملف الأساسي للمحول من خلال الطارة (ولكن ليس السلك "الأرضي" للمصدر!). قمنا بضبط ثابت وقت صعود الكاشف على حوالي 3-10 فترات من تردد الساعة، ووقت الانحلال إلى 10 مرات أكثر، بناءً على تيار الاستجابة للمقرنة الضوئية (حوالي 2-10 مللي أمبير مع انخفاض الجهد بمقدار 1.2-1.6 الخامس).

يوجد على الجانب الأيمن من المخطط حلان نموذجيان لـ TL494. يقوم مقسم Rdt1-Rdt2 بتعيين الحد الأقصى لدورة العمل (الحد الأدنى لمرحلة الراحة). على سبيل المثال، مع Rdt1=4.7kOhm، Rdt2=47kOhm عند الخرج 4، يكون الجهد الثابت Udt=450mV، وهو ما يتوافق مع مرحلة راحة تبلغ 18..22% (اعتمادًا على سلسلة IC وتردد التشغيل).

عند تشغيل الطاقة، يتم تفريغ Css وتكون الإمكانات عند دخل DT مساوية لـ Vref (+5V). يتم شحن Css من خلال Rss (المعروف أيضًا باسم Rdt2)، مما يؤدي بسلاسة إلى خفض DT المحتمل إلى الحد الأدنى المحدود بواسطة المقسم. هذه "بداية ناعمة". مع Css = 47 μF والمقاومات المشار إليها، تفتح مخرجات الدائرة 0.1 ثانية بعد التشغيل، وتصل إلى دورة تشغيل التشغيل خلال 0.3-0.5 ثانية أخرى.

في الدائرة، بالإضافة إلى Rdt1، Rdt2، Css، هناك نوعان من التسريبات - تيار التسرب للمقرنة الضوئية (لا يزيد عن 10 μA في درجات حرارة عالية، حوالي 0.1-1 μA في درجة حرارة الغرفة) والتيار الأساسي لـ IC ترانزستور الإدخال يتدفق من مدخل DT. للتأكد من أن هذه التيارات لا تؤثر بشكل كبير على دقة المقسم، يتم تحديد Rdt2=Rss بما لا يزيد عن 5 كيلو أوم، وRdt1 - لا يزيد عن 100 كيلو أوم.

بالطبع، اختيار optocoupler ودائرة DT للتحكم ليس أمرًا أساسيًا. من الممكن أيضًا استخدام مضخم الخطأ في وضع المقارنة، وحظر سعة المولد أو مقاومه (على سبيل المثال، باستخدام نفس optocoupler) - ولكن هذا مجرد إيقاف تشغيل، وليس تقييدًا سلسًا.

مولد على TL494 مع تردد قابل للتعديل ودورة العمل

جهاز مفيد للغاية عند إجراء التجارب وضبط العمل هو مولد التردد. متطلباتها صغيرة، تحتاج فقط إلى:

• تعديل التردد (فترة تكرار النبض)
• تعديل دورة العمل (عامل العمل، طول النبضة)
• مدى واسع

يتم تلبية هذه المتطلبات بالكامل من خلال دائرة المولد بناءً على الدائرة الدقيقة TL494 المعروفة والواسعة الانتشار. يمكن العثور عليها والعديد من الأجزاء الأخرى لهذه الدائرة في مصدر طاقة غير ضروري للكمبيوتر. يتمتع المولد بمخرج طاقة وقدرة على تشغيل الأجزاء المنطقية والطاقة بشكل منفصل. يمكن تشغيل الجزء المنطقي من الدائرة من جزء الطاقة، ويمكن أيضًا تشغيله من الجهد المتردد (يوجد مقوم في الرسم التخطيطي).

نطاق ضبط تردد المولد مرتفع للغاية - من عشرات هرتز إلى 500 كيلو هرتز، وفي بعض الحالات يصل إلى 1 ميجا هرتز، اعتمادًا على الدائرة الدقيقة؛ لدى الشركات المصنعة المختلفة قيم حقيقية مختلفة للتردد الأقصى الذي يمكن "ضغطه" خارج".

دعنا ننتقل إلى وصف المخطط:

Pit± و Pit~ - مصدر طاقة للجزء الرقمي من الدائرة، بجهد مباشر ومتناوب، على التوالي، 16-20 فولت.
Vout هو جهد إمداد وحدة الطاقة، وسيكون عند خرج المولد، من 12 فولت. لتشغيل الجزء الرقمي من الدائرة من هذا الجهد، من الضروري توصيل Vout وPit±، مع مراعاة القطبية (من 16 فولت).
OUT(+/D) - خرج طاقة المولد، مع مراعاة القطبية. + - مزود الطاقة الزائد، D - استنزاف ترانزستور التأثير الميداني. الحمل متصل بهم.
G D S - كتلة لولبية لتوصيل ترانزستور التأثير الميداني، والذي يتم تحديده وفقًا للمعلمات وفقًا لمتطلبات التردد والطاقة لديك. يتم تصميم لوحة الدوائر المطبوعة مع الأخذ في الاعتبار الحد الأدنى لطول الموصلات إلى مفتاح الإخراج وعرضها المطلوب.

ضوابط:

Rt عبارة عن مقاومة متغيرة للتحكم في نطاق تردد المولد، ويجب تحديد مقاومتها لتناسب متطلباتك المحددة. آلة حاسبة على الإنترنت لحساب تردد TL494 مرفقة أدناه. يحد المقاوم R2 من الحد الأدنى لقيمة المقاومة لمقاوم توقيت الدائرة الدقيقة. يمكن تحديده لمثيل معين من الدائرة الدقيقة، أو يمكن تثبيته كما هو موضح في الرسم التخطيطي.
Ct هو مكثف لضبط التردد، وهو أيضًا إشارة إلى الآلة الحاسبة الموجودة على الإنترنت. يتيح لك ضبط نطاق الضبط ليناسب متطلباتك.
Rdt هو مقاوم متغير لضبط دورة العمل. باستخدام المقاوم R1، يمكنك ضبط نطاق الضبط بدقة من 1% إلى 99%، وبدلاً من ذلك يمكنك وضع وصلة عبور أولاً.

ط م، ن.ف:
R2، كيلو أوم:
غ، أوم:

بضع كلمات حول تشغيل الدائرة. من خلال تطبيق مستوى منخفض على الدبوس 13 من الدائرة الدقيقة (التحكم في الإخراج)، يتم تحويله إلى وضع الدورة الواحدة. يتم تحميل الترانزستور السفلي للدائرة الدقيقة على المقاوم R3 لإنشاء خرج للاتصال بمولد مقياس التردد (مقياس التردد). يتحكم الترانزستور العلوي للدائرة الدقيقة في السائق على زوج مكمل من الترانزستورات S8050 وS8550، وتتمثل مهمته في التحكم في بوابة ترانزستور خرج الطاقة. يحد المقاوم R5 من تيار البوابة ويمكن تغيير قيمته. يشكل المحث L1 والمكثف بسعة 47 ن مرشحًا لحماية TL494 من التداخل المحتمل الناتج عن السائق. قد يلزم تعديل محاثة المحث لتناسب نطاق التردد الخاص بك. تجدر الإشارة إلى أن الترانزستورات S8050 و S8550 لم يتم اختيارهما عن طريق الصدفة، حيث أن لديهما ما يكفي من القوة والسرعة، مما سيوفر الانحدار اللازم للجبهات. كما ترون، المخطط بسيط للغاية، وفي نفس الوقت، وظيفي.

يجب أن يكون المقاوم المتغير Rt على شكل مقاومتين متصلتين بالسلسلة - دورة واحدة ومتعددة الدورات، إذا كنت بحاجة إلى التحكم السلس والدقة في التردد.

يتم رسم لوحة الدوائر المطبوعة، وفقًا للتقاليد، بقلم فلوماستر ومحفورة بكبريتات النحاس.

يمكن استخدام أي ترانزستورات ذات تأثير ميداني تقريبًا مناسبة للجهد والتيار والتردد كترانزستور طاقة. يمكن أن تكون هذه: IRF530، IRF630، IRF640، IRF840.

كلما انخفضت مقاومة الترانزستور في الحالة المفتوحة، قل تسخينه أثناء التشغيل. ومع ذلك، فإن وجود المبرد عليه إلزامي.

تم تجميعها واختبارها وفقًا للرسم التخطيطي المقدم في النشرة الإعلانية.

فقط الأشياء الأكثر أهمية.
جهد الإمداد 8-35 فولت (يبدو أنه من الممكن أن يصل إلى 40 فولت، لكنني لم أختبره)
القدرة على العمل في وضع الضربة الواحدة والدفع والسحب.

بالنسبة لوضع الدورة الواحدة، الحد الأقصى لمدة النبض هو 96% (لا يقل عن 4% من الوقت الميت).
بالنسبة للإصدار ثنائي الشوط، لا يمكن أن تكون مدة الوقت الميت أقل من 4%.
من خلال تطبيق جهد 0...3.3 فولت على الدبوس 4، يمكنك ضبط الوقت الميت. وتنفيذ إطلاق سلس.
يوجد مصدر جهد مرجعي ثابت مدمج يبلغ 5 فولت وتيار يصل إلى 10 مللي أمبير.
توجد حماية مدمجة ضد جهد الإمداد المنخفض، حيث يتم إيقاف التشغيل أقل من 5.5...7 فولت (في أغلب الأحيان 6.4 فولت). المشكلة هي أنه عند هذا الجهد، تنتقل الموسفيت بالفعل إلى الوضع الخطي وتحترق...
من الممكن إيقاف تشغيل مولد الدائرة الدقيقة عن طريق إغلاق طرف Rt (6) أو طرف الجهد المرجعي (14) أو طرف Ct (5) إلى الأرض بمفتاح.

تردد التشغيل 1…300 كيلو هرتز.

مضخمان تشغيليان مدمجان "للخطأ" مع كسب Ku = 70..95dB. المدخلات - المخرجات (1)؛ (2) و (15)؛ (16). يتم دمج مخرجات مكبرات الصوت بواسطة عنصر OR، وبالتالي فإن العنصر الذي يكون جهد خرجه أكبر يتحكم في مدة النبضة. عادة ما يتم ربط أحد مدخلات المقارنة بالجهد المرجعي (14)، والثاني - حيث تكون هناك حاجة إليه... تأخير الإشارة داخل مكبر الصوت هو 400 نانو ثانية، وهي غير مصممة للعمل خلال دورة ساعة واحدة.

تقوم مراحل إخراج الدائرة الدقيقة، بمتوسط ​​تيار يبلغ 200 مللي أمبير، بشحن سعة الإدخال لبوابة mosfet القوية بسرعة، ولكنها لا تضمن تفريغها. في وقت معقول. ولذلك، مطلوب برنامج تشغيل خارجي.

الدبوس (5) المكثف C2 والدبوس (6) المقاومات R3؛ R4 - اضبط تردد المذبذب الداخلي للدائرة الدقيقة. في وضع الدفع والسحب، يتم تقسيمها على 2.

هناك إمكانية المزامنة، مما يؤدي إلى نبضات الإدخال.

مولد أحادي الدورة مع تردد قابل للتعديل ودورة عمل
مولد أحادي الدورة مع تردد قابل للتعديل ودورة عمل (نسبة مدة النبضة إلى مدة الإيقاف المؤقت). مع سائق إخراج الترانزستور واحد. يتم تنفيذ هذا الوضع عن طريق توصيل الدبوس 13 بحافلة طاقة مشتركة.

مخطط 1)

نظرًا لأن الدائرة الدقيقة تحتوي على مرحلتي إخراج، والتي تعمل في هذه الحالة على الطور، فيمكن توصيلها بالتوازي لزيادة تيار الخرج... أو غير متضمنة... (باللون الأخضر في الرسم التخطيطي) كما أن المقاوم R7 ليس دائمًا المثبتة.

من خلال قياس الجهد عبر المقاوم R10 باستخدام مضخم تشغيلي، يمكنك تحديد تيار الخرج. يتم تزويد المدخل الثاني بجهد مرجعي بواسطة المقسم R5؛ ص6. حسنًا، كما ترى، سوف يسخن R10.

سلسلة C6؛ تم وضع R11، على الساق (3)، لمزيد من الاستقرار، وتطلبه ورقة البيانات، لكنه يعمل بدونه. يمكن أيضًا استخدام الترانزستور كهيكل NPN.

مخطط (2)

مخطط (3)

مولد أحادي الدورة مع تردد قابل للتعديل ودورة عمل. مزود بمحركين لإخراج الترانزستور (مكرر تكميلي).
ماذا استطيع قوله؟ يكون شكل الإشارة أفضل، ويتم تقليل العمليات العابرة في لحظات التبديل، وتكون سعة التحميل أعلى، ويكون فقدان الحرارة أقل. على الرغم من أن هذا قد يكون رأي شخصي. لكن. الآن أستخدم فقط برنامج تشغيل ترانزستورين. نعم، المقاوم الموجود في دائرة البوابة يحد من سرعة تبديل العابرين.

مخطط (4)

وهنا لدينا دائرة لمحول أحادي الطرف قابل للتعديل معزّز نموذجي، مع تنظيم الجهد والحد من التيار.

الدائرة تعمل، قمت بتجميعها في عدة إصدارات. يعتمد جهد الخرج على عدد لفات الملف L1 وعلى مقاومة المقاومات R7؛ R10؛ R11، والتي يتم تحديدها أثناء الإعداد... يمكن لف البكرة نفسها على أي شيء. الحجم - حسب القوة. حلقة، Sh-core، حتى على القضيب فقط. ولكن لا ينبغي أن تصبح مشبعة. لذلك، إذا كانت الحلقة مصنوعة من الفريت، فيجب قطعها ولصقها مع وجود فجوة. ستعمل الحلقات الكبيرة من مصادر طاقة الكمبيوتر بشكل جيد، ولا داعي لقطعها، فهي مصنوعة من "الحديد المسحوق"، والفجوة موجودة بالفعل. إذا كان القلب على شكل حرف W، فإننا لا نقوم بتثبيت فجوة مغناطيسية، فهي تأتي بنواة متوسطة قصيرة - وهذه بها فجوة بالفعل. باختصار، نقوم بلفها بسلك نحاسي سميك أو سلك تثبيت (0.5-1.0 مم حسب الطاقة) وعدد اللفات هو 10 أو أكثر (حسب الجهد الذي نريد الحصول عليه). نقوم بتوصيل الحمل بالجهد المخطط للطاقة المنخفضة. نقوم بتوصيل إبداعنا بالبطارية من خلال مصباح قوي. إذا لم يضيء المصباح بكامل شدته، خذ الفولتميتر والذبذبات...

نختار المقاومات R7؛ R10؛ R11 وعدد لفات الملف L1، لتحقيق الجهد المقصود عند الحمل.

Choke Dr1 - 5...10 لفات بسلك سميك على أي قلب. لقد رأيت حتى خيارات حيث يتم جرح L1 وDr1 على نفس القلب. لم أتحقق من ذلك بنفسي.

مخطط (5)

هذه أيضًا دائرة محول تعزيز حقيقية يمكن استخدامها، على سبيل المثال، لشحن جهاز كمبيوتر محمول من بطارية السيارة. يقوم جهاز المقارنة عند المدخلات (15)؛ (16) بمراقبة جهد البطارية "المانحة" ويقوم بإيقاف تشغيل المحول عندما ينخفض ​​الجهد الموجود عليه إلى ما دون العتبة المحددة.

سلسلة C8؛ R12؛ VD2 - ما يسمى بـ Snubber، مصمم لقمع الانبعاثات الحثية. يحفظ MOSFET ذو الجهد المنخفض، على سبيل المثال IRF3205، إذا لم أكن مخطئًا، (الصرف - المصدر) حتى 50 فولت. ومع ذلك، فإنه يقلل بشكل كبير من الكفاءة. يصبح كل من الصمام الثنائي والمقاوم ساخنًا جدًا. وهذا يزيد من الموثوقية. في بعض الأوضاع (الدوائر)، بدونها، يحترق الترانزستور القوي على الفور. لكن في بعض الأحيان يعمل بدون كل هذا... عليك أن تنظر إلى راسم الذبذبات...

مخطط (6)

مولد رئيسي بالدفع والسحب.
خيارات التصميم والتعديل المختلفة.
للوهلة الأولى، يتلخص التنوع الكبير في دوائر التبديل في عدد أكثر تواضعًا من الدوائر التي تعمل بالفعل... أول شيء أفعله عادةً عندما أرى دائرة "ماكرة" هو إعادة رسمها بالمعيار المألوف إلي. في السابق كان يطلق عليه GOST. في الوقت الحاضر، ليس من الواضح كيفية الرسم، مما يجعل من الصعب للغاية إدراكه. ويخفي الأخطاء. أعتقد أن هذا يتم غالبًا عن قصد.
مذبذب رئيسي لنصف الجسر أو الجسر. هذا هو أبسط مولد، ويتم ضبط مدة النبضة وترددها يدويًا. يمكنك أيضًا ضبط المدة باستخدام optocoupler على الساق (3)، لكن التعديل حاد جدًا. لقد استخدمته لمقاطعة تشغيل الدائرة الدقيقة. يقول بعض "النجوم" أنه من المستحيل التحكم باستخدام (3) دبوس، وسوف تحترق الدائرة الدقيقة، لكن تجربتي تؤكد وظيفة هذا الحل. بالمناسبة، تم استخدامه بنجاح في عاكس اللحام.

مخطط (10)

أمثلة على تنفيذ تنظيم التيار والجهد (الاستقرار). أعجبني ما فعلته بنفسي في الصورة رقم 12. ربما لا يتعين عليك تركيب مكثفات زرقاء، لكن من الأفضل أن تمتلكها.

مخطط (11)

يواجه جميع المهندسين الإلكترونيين المشاركين في تصميم أجهزة إمداد الطاقة عاجلاً أم آجلاً مشكلة عدم وجود مكافئ للحمل أو القيود الوظيفية للأحمال الموجودة وكذلك أبعادها. لحسن الحظ، فإن ظهور ترانزستورات التأثير الميداني الرخيصة والقوية في السوق الروسية قد أدى إلى تصحيح الوضع إلى حد ما.

بدأت تصاميم الهواة للأحمال الإلكترونية القائمة على ترانزستورات التأثير الميداني في الظهور، وهي أكثر ملاءمة للاستخدام كمقاومة إلكترونية من نظيراتها ثنائية القطب: استقرار أفضل في درجة الحرارة، ومقاومة قناة صفر تقريبًا في الحالة المفتوحة، وتيارات تحكم منخفضة - المزايا الرئيسية التي تحدد تفضيل استخدامها كعنصر تنظيمي في الأجهزة القوية. علاوة على ذلك، ظهرت مجموعة واسعة من العروض من الشركات المصنعة للأجهزة، وقوائم أسعارها مليئة بمجموعة واسعة من نماذج الأحمال الإلكترونية. ولكن بما أن الشركات المصنعة تركز منتجاتها المعقدة للغاية والمتعددة الوظائف والتي تسمى "الأحمال الإلكترونية" بشكل أساسي على الإنتاج، فإن أسعار هذه المنتجات مرتفعة للغاية بحيث لا يستطيع شراءها سوى شخص ثري جدًا. صحيح أنه ليس من الواضح تمامًا سبب حاجة الشخص الثري إلى حمل إلكتروني.

لم ألاحظ أي EN مصنعة تجاريًا تستهدف قطاع هندسة الهواة. هذا يعني أنه سيتعين عليك القيام بكل شيء بنفسك مرة أخرى. ايه... فلنبدأ.

مزايا مكافئ الحمل الإلكتروني

لماذا، من حيث المبدأ، تعتبر مكافئات الحمل الإلكترونية مفضلة على الوسائل التقليدية (المقاومات القوية والمصابيح المتوهجة والسخانات الحرارية وغيرها من الأجهزة) التي يستخدمها المصممون غالبًا عند إعداد أجهزة الطاقة المختلفة؟

لا شك أن مواطني البوابة المشاركين في تصميم وإصلاح إمدادات الطاقة يعرفون الإجابة على هذا السؤال. شخصياً، أرى عاملين كافيين للحصول على حمل إلكتروني في "مختبرك": الأبعاد الصغيرة، القدرة على التحكم في قوة الحمل ضمن حدود كبيرة باستخدام وسائل بسيطة (بنفس الطريقة التي ننظم بها مستوى الصوت أو جهد الخرج). مصدر الطاقة - بمقاومة متغيرة عادية وليس عن طريق وصلات تبديل قوية، أو محرك متغير، وما إلى ذلك).

بالإضافة إلى ذلك، يمكن أتمتة "إجراءات" الحمل الإلكتروني بسهولة، مما يجعل اختبار جهاز الطاقة باستخدام الحمل الإلكتروني أسهل وأكثر تعقيدًا. وفي الوقت نفسه، بالطبع، يتم تحرير أعين المهندس وأيديه، ويصبح العمل أكثر إنتاجية. لكن مباهج كل الأجراس والصفارات والكمالات الممكنة ليست في هذه المقالة، وربما من مؤلف آخر. في غضون ذلك، دعونا نتحدث عن نوع واحد فقط من الحمل الإلكتروني - النبضي.

مميزات النسخة النبضية من EN

تعتبر الأحمال الإلكترونية التناظرية جيدة بالتأكيد، وقد قدر العديد من أولئك الذين استخدموا الأحمال الإلكترونية عند إعداد أجهزة الطاقة مزاياها. تتمتع مصادر الطاقة النبضية بخصوصية خاصة بها، مما يجعل من الممكن تقييم تشغيل مصدر الطاقة تحت الحمل النبضي، مثل، على سبيل المثال، تشغيل الأجهزة الرقمية. تتمتع مكبرات الصوت القوية أيضًا بتأثير مميز على أجهزة إمداد الطاقة، وبالتالي سيكون من الجيد معرفة كيف سيتصرف مصدر الطاقة المصمم والمصنع لمكبر صوت معين تحت حمل محدد معين.

عند تشخيص إصلاح مصادر الطاقة، يكون تأثير استخدام EN النبضي ملحوظًا أيضًا. على سبيل المثال، بمساعدة EN النبضي، تم اكتشاف خلل في مصدر طاقة الكمبيوتر الحديث. كان العطل المعلن لمصدر الطاقة هذا بقدرة 850 واط كما يلي: يتم إيقاف تشغيل الكمبيوتر بشكل عشوائي عند العمل مع مصدر الطاقة هذا في أي وقت عند العمل مع أي تطبيق، بغض النظر عن الطاقة المستهلكة وقت إيقاف التشغيل. عند اختباره للحمل العادي (مجموعة من المقاومات القوية +3 فولت، +5 فولت ومصابيح الهالوجين +12 فولت)، عمل مصدر الطاقة هذا بقوة لعدة ساعات، على الرغم من أن طاقة الحمل كانت 2/3 منها السلطة المعلنة. ظهر العطل عند توصيل مصدر طاقة كهربائي نابض بقناة +3V وبدأ مصدر الطاقة في إيقاف التشغيل بمجرد وصول إبرة مقياس التيار إلى علامة 1A. في هذه الحالة، تيارات الحمل على كل من قنوات الجهد الموجب الأخرى لم تتجاوز 3A. تبين أن لوحة المشرف معيبة وتم استبدالها بلوحة مماثلة (لحسن الحظ، كانت هناك نفس وحدة إمداد الطاقة مع وحدة طاقة محترقة)، وبعد ذلك عملت وحدة إمداد الطاقة بشكل طبيعي بأقصى تيار مسموح به للنبض مثيل مصدر الطاقة المستخدم (10A)، وهو موضوع الوصف في هذه المقالة.

فكرة

ظهرت فكرة إنشاء حمل نبضي منذ وقت طويل وتم تنفيذها لأول مرة في عام 2002، ولكن ليس بشكلها الحالي وعلى قاعدة عناصر مختلفة ولأغراض مختلفة قليلاً، وفي ذلك الوقت لم يكن هناك ما يكفي الحوافز وغيرها من الأسباب بالنسبة لي شخصيا لتطوير هذه الفكرة. الآن تصطف النجوم بشكل مختلف وقد تم تجميع شيء ما للتجسيد التالي لهذا الجهاز. من ناحية أخرى، كان للجهاز في البداية غرض مختلف قليلا - التحقق من معلمات محولات النبض والاختناقات. لكن أحدهما لا يتداخل مع الآخر. بالمناسبة، إذا أراد أي شخص البحث عن المكونات الحثية باستخدام هذا الجهاز أو جهاز مشابه، فيرجى: فيما يلي أرشيفات المقالات التي كتبها مهندسون موقرون (في مجال إلكترونيات الطاقة) مخصصين لهذا الموضوع.

إذًا، ما هي اللغة الإنجليزية "الكلاسيكية" (التناظرية) من حيث المبدأ؟ يعمل مثبت التيار في وضع الدائرة القصيرة. ولا شيء آخر. والشخص الذي سيكون على حق في نوبة أي شغف سيغلق أطراف إخراج الشاحن أو آلة اللحام ويقول: هذا حمل إلكتروني! إنها ليست حقيقة، بالطبع، أن مثل هذه الدائرة القصيرة لن يكون لها عواقب ضارة، سواء بالنسبة للأجهزة أو للمشغل نفسه، ولكن كلا الجهازين هما في الواقع مصدران للتيار ويمكن، بعد بعض الضبط الدقيق، أن يدعيا أنهما كذلك حمل إلكتروني، مثل أي مصدر تيار بدائي آخر. سيعتمد التيار في EN التناظري على الجهد عند خرج مصدر الطاقة الذي يتم اختباره، والمقاومة الأومية لقناة ترانزستور التأثير الميداني، التي تحددها قيمة الجهد عند بوابتها.

يعتمد التيار في مصدر الطاقة الكهربائية النبضي على مجموع المعلمات، والتي ستشمل عرض النبضة، والحد الأدنى من مقاومة القناة المفتوحة لمفتاح الخرج وخصائص مصدر الطاقة الذي يتم اختباره (سعة المكثفات، محاثة اختناقات مصدر الطاقة، جهد الخرج).
عندما يكون المفتاح مفتوحًا، يشكل EN دائرة قصر قصيرة المدى، حيث يتم تفريغ مكثفات وحدة إمداد الطاقة التي تم اختبارها، وتميل الاختناقات (إذا كانت موجودة في وحدة إمداد الطاقة) إلى التشبع. ومع ذلك، لا تحدث ماس كهربائى كلاسيكي، لأن يقتصر عرض النبضة على الوقت بقيم ميكروثانية تحدد حجم تيار التفريغ لمكثفات مصدر الطاقة.
وفي الوقت نفسه، يعد اختبار مصدر الطاقة النبضي أكثر تطرفًا بالنسبة لمصدر الطاقة الذي يتم اختباره. لكن مثل هذا الفحص يكشف عن المزيد من "المزالق"، بما في ذلك جودة موصلات الإمداد المزودة لجهاز إمداد الطاقة. وهكذا، عند توصيل مصدر طاقة كهربائية نبضي بمصدر طاقة 12 فولت باستخدام أسلاك نحاسية موصلة بقطر أساسي يبلغ 0.8 مم وتيار حمل يبلغ 5 أمبير، كشف مخطط الذبذبات الموجود على مصدر الطاقة الكهربائية عن تموجات، والتي كانت عبارة عن سلسلة من الأشكال المستطيلة نبضات بتأرجح يصل إلى 2 فولت ومسامير حادة بسعة تساوي جهد الإمداد. عند أطراف مصدر الطاقة نفسه لم يكن هناك أي نبض تقريبًا من مصدر الطاقة الكهربائية. في EN نفسها، تم تقليل التموجات إلى الحد الأدنى (أقل من 50 مللي فولت) عن طريق زيادة عدد النوى لكل موصلات إمداد EN - ما يصل إلى 6. في الإصدار "ثنائي النواة"، يكون الحد الأدنى من التموج مشابهًا لـ "ستة" تم تحقيق الإصدار "-core" من خلال تركيب مكثف كهربائي إضافي بسعة 4700 مللي فاراد عند نقاط توصيل الأسلاك بالحمل. لذلك، عند بناء مصدر طاقة، يمكن أن يكون مصدر الطاقة النبضي مفيدًا جدًا.

مخطط

يتم تجميع EN باستخدام مكونات شائعة (بفضل العدد الكبير من مصادر طاقة الكمبيوتر المعاد تدويرها). تحتوي دائرة EN على مولد ذو تردد قابل للتعديل وعرض النبضة وحماية حرارية والتيار. المولد مصنوع على PWM TL494.

يتم تعديل التردد بواسطة المقاوم المتغير R1؛ دورة العمل - R2؛ الحساسية الحرارية - R4؛ الحد الحالي - R14.
يتم تشغيل خرج المولد بواسطة تابع باعث (VT1، VT2) للعمل على سعة بوابة ترانزستورات التأثير الميداني البالغة 4 أو أكثر.

يمكن تغذية جزء المولد من الدائرة والمرحلة العازلة على الترانزستورات VT1، VT2 من مصدر طاقة منفصل بجهد خرج +12...15 فولت وتيار يصل إلى 2 أمبير أو من قناة +12 فولت للطاقة يجري اختبار العرض.

يتم توصيل خرج EN (استنزاف ترانزستور التأثير الميداني) بـ "+" لمصدر الطاقة الذي يتم اختباره، ويتم توصيل السلك المشترك لـ EN بالسلك المشترك لمصدر الطاقة. يجب توصيل كل بوابة من بوابات الترانزستورات ذات التأثير الميداني (في حالة استخدامها الجماعي) بمخرج المرحلة العازلة بمقاومها الخاص، مما يؤدي إلى تسوية الفرق في معلمات البوابة (السعة، جهد العتبة) وضمان التشغيل المتزامن من المفاتيح.

تظهر الصور أن لوحة EN تحتوي على زوج من مصابيح LED: مؤشر طاقة الحمل الأخضر، يشير اللون الأحمر إلى تشغيل مضخمات خطأ الدائرة الدقيقة عند درجة حرارة حرجة (ضوء ثابت) أو عندما يكون التيار محدودًا (وميض بالكاد ملحوظ). يتم التحكم في تشغيل مؤشر LED الأحمر بواسطة مفتاح على ترانزستور KT315، الذي يتصل باعثه بسلك مشترك؛ القاعدة (من خلال المقاوم 5-15 كيلو أوم) مع دبوس 3 من الدائرة الدقيقة ؛ المجمع - (من خلال المقاوم 1.1 كيلو أوم) مع كاثود LED، الذي يتم توصيل الأنود الخاص به بالدبابيس 8، 11، 12 من الدائرة الدقيقة DA1. لا تظهر هذه العقدة في الرسم البياني، لأن ليست إلزامية على الاطلاق.

بخصوص المقاوم R16 عندما يمر تيار 10A من خلاله، فإن الطاقة التي يتبددها المقاوم ستكون 5W (مع المقاومة الموضحة في الرسم البياني). في التصميم الفعلي يتم استخدام مقاومة بمقاومة 0.1 أوم (لم يتم العثور على القيمة المطلوبة) وتكون الطاقة المتبددة في جسمها عند نفس التيار 10 وات. في هذه الحالة، تكون درجة حرارة المقاوم أعلى بكثير من درجة حرارة مفاتيح EN، والتي (عند استخدام المبرد الموضح في الصورة) لا تسخن كثيرًا. لذلك، من الأفضل تثبيت مستشعر درجة الحرارة على المقاوم R16 (أو في المنطقة المجاورة مباشرة)، وليس على المبرد بمفاتيح EN.

فقط الأشياء الأكثر أهمية.
جهد الإمداد 8-35 فولت (يبدو أنه من الممكن أن يصل إلى 40 فولت، لكنني لم أختبره)
القدرة على العمل في وضع الضربة الواحدة والدفع والسحب.

بالنسبة لوضع الدورة الواحدة، الحد الأقصى لمدة النبض هو 96% (لا يقل عن 4% من الوقت الميت).
بالنسبة للإصدار ثنائي الشوط، لا يمكن أن تكون مدة الوقت الميت أقل من 4%.
من خلال تطبيق جهد 0...3.3 فولت على الدبوس 4، يمكنك ضبط الوقت الميت. وتنفيذ إطلاق سلس.
يوجد مصدر جهد مرجعي ثابت مدمج يبلغ 5 فولت وتيار يصل إلى 10 مللي أمبير.
توجد حماية مدمجة ضد جهد الإمداد المنخفض، حيث يتم إيقاف التشغيل أقل من 5.5...7 فولت (في أغلب الأحيان 6.4 فولت). المشكلة هي أنه عند هذا الجهد، تنتقل الموسفيت بالفعل إلى الوضع الخطي وتحترق...
من الممكن إيقاف تشغيل مولد الدائرة الدقيقة عن طريق إغلاق طرف Rt (6) أو طرف الجهد المرجعي (14) أو طرف Ct (5) إلى الأرض بمفتاح.

تردد التشغيل 1…300 كيلو هرتز.

مضخمان تشغيليان مدمجان "للخطأ" مع كسب Ku = 70..95dB. المدخلات - المخرجات (1)؛ (2) و (15)؛ (16). يتم دمج مخرجات مكبرات الصوت بواسطة عنصر OR، وبالتالي فإن العنصر الذي يكون جهد خرجه أكبر يتحكم في مدة النبضة. عادة ما يتم ربط أحد مدخلات المقارنة بالجهد المرجعي (14)، والثاني - حيث تكون هناك حاجة إليه... تأخير الإشارة داخل مكبر الصوت هو 400 نانو ثانية، وهي غير مصممة للعمل خلال دورة ساعة واحدة.

تقوم مراحل إخراج الدائرة الدقيقة، بمتوسط ​​تيار يبلغ 200 مللي أمبير، بشحن سعة الإدخال لبوابة mosfet القوية بسرعة، ولكنها لا تضمن تفريغها. في وقت معقول. ولذلك، مطلوب برنامج تشغيل خارجي.

الدبوس (5) المكثف C2 والدبوس (6) المقاومات R3؛ R4 - اضبط تردد المذبذب الداخلي للدائرة الدقيقة. في وضع الدفع والسحب، يتم تقسيمها على 2.

هناك إمكانية المزامنة، مما يؤدي إلى نبضات الإدخال.

مولد أحادي الدورة مع تردد قابل للتعديل ودورة عمل
مولد أحادي الدورة مع تردد قابل للتعديل ودورة عمل (نسبة مدة النبضة إلى مدة الإيقاف المؤقت). مع سائق إخراج الترانزستور واحد. يتم تنفيذ هذا الوضع عن طريق توصيل الدبوس 13 بحافلة طاقة مشتركة.

مخطط 1)

نظرًا لأن الدائرة الدقيقة تحتوي على مرحلتي إخراج، والتي تعمل في هذه الحالة على الطور، فيمكن توصيلها بالتوازي لزيادة تيار الخرج... أو غير متضمنة... (باللون الأخضر في الرسم التخطيطي) كما أن المقاوم R7 ليس دائمًا المثبتة.

من خلال قياس الجهد عبر المقاوم R10 باستخدام مضخم تشغيلي، يمكنك تحديد تيار الخرج. يتم تزويد المدخل الثاني بجهد مرجعي بواسطة المقسم R5؛ ص6. حسنًا، كما ترى، سوف يسخن R10.

سلسلة C6؛ تم وضع R11، على الساق (3)، لمزيد من الاستقرار، وتطلبه ورقة البيانات، لكنه يعمل بدونه. يمكن أيضًا استخدام الترانزستور كهيكل NPN.

مخطط (2)

مخطط (3)

مولد أحادي الدورة مع تردد قابل للتعديل ودورة عمل. مزود بمحركين لإخراج الترانزستور (مكرر تكميلي).
ماذا استطيع قوله؟ يكون شكل الإشارة أفضل، ويتم تقليل العمليات العابرة في لحظات التبديل، وتكون سعة التحميل أعلى، ويكون فقدان الحرارة أقل. على الرغم من أن هذا قد يكون رأي شخصي. لكن. الآن أستخدم فقط برنامج تشغيل ترانزستورين. نعم، المقاوم الموجود في دائرة البوابة يحد من سرعة تبديل العابرين.

مخطط (4)

وهنا لدينا دائرة محول أحادي الطرف قابل للتعديل معزّز نموذجي، مع تنظيم الجهد والحد من التيار.

الدائرة تعمل، قمت بتجميعها في عدة إصدارات. يعتمد جهد الخرج على عدد لفات الملف L1 وعلى مقاومة المقاومات R7؛ R10؛ R11، والتي يتم تحديدها أثناء الإعداد... يمكن لف البكرة نفسها على أي شيء. الحجم - حسب القوة. حلقة، Sh-core، حتى على القضيب فقط. ولكن لا ينبغي أن تصبح مشبعة. لذلك، إذا كانت الحلقة مصنوعة من الفريت، فيجب قطعها ولصقها مع وجود فجوة. ستعمل الحلقات الكبيرة من مصادر طاقة الكمبيوتر بشكل جيد، ولا داعي لقطعها، فهي مصنوعة من "الحديد المسحوق"، والفجوة موجودة بالفعل. إذا كان القلب على شكل حرف W، فإننا لا نقوم بتثبيت فجوة مغناطيسية، فهي تأتي بنواة متوسطة قصيرة - وهذه بها فجوة بالفعل. باختصار، نقوم بلفها بسلك نحاسي سميك أو سلك تثبيت (0.5-1.0 مم حسب الطاقة) وعدد اللفات هو 10 أو أكثر (حسب الجهد الذي نريد الحصول عليه). نقوم بتوصيل الحمل بالجهد المخطط للطاقة المنخفضة. نقوم بتوصيل إبداعنا بالبطارية من خلال مصباح قوي. إذا لم يضيء المصباح بكامل شدته، خذ الفولتميتر والذبذبات...

نختار المقاومات R7؛ R10؛ R11 وعدد لفات الملف L1، لتحقيق الجهد المقصود عند الحمل.

Choke Dr1 - 5...10 لفات بسلك سميك على أي قلب. لقد رأيت حتى خيارات حيث يتم جرح L1 وDr1 على نفس القلب. لم أتحقق من ذلك بنفسي.

مخطط (5)

هذه أيضًا دائرة محول تعزيز حقيقية يمكن استخدامها، على سبيل المثال، لشحن جهاز كمبيوتر محمول من بطارية السيارة. يقوم جهاز المقارنة عند المدخلات (15)؛ (16) بمراقبة جهد البطارية "المانحة" ويقوم بإيقاف تشغيل المحول عندما ينخفض ​​الجهد الموجود عليه إلى ما دون العتبة المحددة.

سلسلة C8؛ R12؛ VD2 - ما يسمى بـ Snubber، مصمم لقمع الانبعاثات الحثية. يحفظ MOSFET ذو الجهد المنخفض، على سبيل المثال IRF3205، إذا لم أكن مخطئًا، (الصرف - المصدر) حتى 50 فولت. ومع ذلك، فإنه يقلل بشكل كبير من الكفاءة. يصبح كل من الصمام الثنائي والمقاوم ساخنًا جدًا. وهذا يزيد من الموثوقية. في بعض الأوضاع (الدوائر)، بدونها، يحترق الترانزستور القوي على الفور. لكن في بعض الأحيان يعمل بدون كل هذا... عليك أن تنظر إلى راسم الذبذبات...

مخطط (6)

مولد رئيسي بالدفع والسحب.
خيارات التصميم والتعديل المختلفة.
للوهلة الأولى، يتلخص التنوع الكبير في دوائر التبديل في عدد أكثر تواضعًا من الدوائر التي تعمل بالفعل... أول شيء أفعله عادةً عندما أرى دائرة "ماكرة" هو إعادة رسمها بالمعيار المألوف إلي. في السابق كان يطلق عليه GOST. في الوقت الحاضر، ليس من الواضح كيفية الرسم، مما يجعل من الصعب للغاية إدراكه. ويخفي الأخطاء. أعتقد أن هذا يتم غالبًا عن قصد.
مذبذب رئيسي لنصف الجسر أو الجسر. هذا هو أبسط مولد، ويتم ضبط مدة النبضة وترددها يدويًا. يمكنك أيضًا ضبط المدة باستخدام optocoupler على الساق (3)، لكن التعديل حاد جدًا. لقد استخدمته لمقاطعة تشغيل الدائرة الدقيقة. يقول بعض "النجوم" أنه من المستحيل التحكم باستخدام (3) دبوس، وسوف تحترق الدائرة الدقيقة، لكن تجربتي تؤكد وظيفة هذا الحل. بالمناسبة، تم استخدامه بنجاح في عاكس اللحام.

نيكولاي بتروشوف

TL494، أي نوع من "الوحش" هذا؟

من المحتمل أن تكون TL494 (Texas Instruments) هي وحدة التحكم PWM الأكثر شيوعًا، والتي تم على أساسها إنشاء الجزء الأكبر من مصادر طاقة الكمبيوتر وأجزاء الطاقة لمختلف الأجهزة المنزلية.
وحتى الآن تحظى هذه الدائرة الدقيقة بشعبية كبيرة بين هواة الراديو الذين يقومون ببناء مصادر تحويل الطاقة. التناظرية المحلية لهذه الدائرة الدقيقة هي M1114EU4 (KR1114EU4). بالإضافة إلى ذلك، تنتج شركات أجنبية مختلفة هذه الدائرة المصغرة بأسماء مختلفة. على سبيل المثال، IR3M02 (شارب)، KA7500 (سامسونج)، MB3759 (فوجيتسو). كل ذلك هو نفس الشريحة.
عمره أصغر بكثير من TL431. بدأ إنتاجه بواسطة شركة Texas Instruments في مكان ما في أواخر التسعينيات - أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين.
دعونا نحاول معرفة ما هي وأي نوع من "الوحش" هذا؟ سننظر في شريحة TL494 (Texas Instruments).

لذا، أولاً، دعونا نرى ما بداخله.

مُجَمَّع.

أنه يحتوي على:
- مولد الجهد المسنن (SPG) ؛
- مقارنة تعديل الوقت الميت (DA1)؛
- مقارن تعديل PWM (DA2)؛
- مضخم الخطأ 1 (DA3)، يستخدم بشكل رئيسي للجهد؛
- مضخم الخطأ 2 (DA4)، يستخدم بشكل أساسي لإشارة الحد الحالية؛
- مصدر جهد مرجعي ثابت (VS) عند 5 فولت مع طرف خارجي 14؛
- دائرة التحكم لتشغيل مرحلة الإخراج .

بعد ذلك، بالطبع، سننظر إلى جميع مكوناته ومحاولة معرفة سبب الحاجة إلى كل هذا وكيف يعمل كل شيء، ولكن أولا سنحتاج إلى إعطاء معلمات التشغيل (الخصائص).

خيارات	دقيقة.	الأعلى.	وحدة يتغير
فولت سي سي جهد الإمداد	7	40	في
الخامس أنا مكبر للصوت جهد الدخل	-0,3	الخامس سي سي - 2	في
V O جهد المجمع		40	في
تيار المجمع (كل ترانزستور)		200	أماه
ردود الفعل الحالية		0,3	أماه
f تردد مذبذب OSC	1	300	كيلو هرتز
سعة المولد C T	0,47	10000	nF
مقاومة مولد R T	1,8	500	كوم
درجة حرارة التشغيل TL494C TL494I	0	70	درجة مئوية
	-40	85	درجة مئوية

خصائصه الحدية هي كما يلي؛

مصدر التيار................................................ .....41 فولت

جهد دخل مكبر الصوت................................(Vcc+0.3)V

جهد خرج المجمع ................................ 41 فولت

جامع الناتج الحالي ........................................... ....250 مللي أمبير

إجمالي تبديد الطاقة في الوضع المستمر....1 وات

الموقع والغرض من دبابيس الدائرة الدقيقة.

الاستنتاج 1

هذا هو الإدخال غير المقلوب (الإيجابي) لمضخم الخطأ 1.
إذا كان جهد الدخل عليه أقل من جهد الطرف 2، فلن يكون هناك خطأ في خرج مكبر الصوت هذا، ولن يكون هناك جهد (سيكون للخرج مستوى منخفض) ولن يكون له أي تأثير على العرض (عامل العمل) لنبضات الإخراج.
إذا كان الجهد عند هذا الطرف أعلى منه عند الطرف 2، فعند خرج مكبر الصوت 1، سيظهر جهد (سيكون خرج مكبر الصوت 1 بمستوى عالٍ) وسيظهر عرض (عامل التشغيل) لنبضات الخرج كلما انخفض جهد الخرج لمكبر الصوت هذا (بحد أقصى 3.3 فولت).

الاستنتاج 2

هذا هو الإدخال المقلوب (السلبي) لمضخم إشارة الخطأ 1.
إذا كان جهد الدخل على هذا المنفذ أعلى من المنفذ 1، فلن يكون هناك خطأ في الجهد عند خرج مكبر الصوت (سيكون الخرج منخفضًا) ولن يكون له أي تأثير على عرض (عامل التشغيل) للخرج نبضات.
إذا كان الجهد عند هذا الطرف أقل من الجهد عند الطرف 1، فسيكون خرج مكبر الصوت مرتفعًا.

مضخم الخطأ عبارة عن مضخم تشغيلي عادي بكسب يبلغ حوالي = 70..95 ديسيبل عند جهد التيار المستمر (Ku = 1 عند تردد 350 كيلو هرتز). يمتد نطاق جهد الإدخال op-amp من -0.3V إلى جهد الإمداد، ناقص 2V. أي أن الحد الأقصى لجهد الإدخال يجب أن يكون أقل بفولتتين على الأقل من جهد الإمداد.

الاستنتاج 3

هذه هي مخرجات مضخمات الخطأ 1 و 2، المتصلة بهذا الدبوس من خلال الثنائيات (أو الدائرة). إذا تغير الجهد عند خرج أي مضخم من منخفض إلى مرتفع، فإنه عند الطرف 3 يرتفع أيضًا.
إذا تجاوز الجهد عند هذا الدبوس 3.3 فولت، فإن النبضات عند خرج الدائرة الدقيقة تختفي (دورة العمل الصفرية).
إذا كان الجهد عند هذا الطرف قريبًا من 0 فولت، فستكون مدة نبضات الخرج (عامل التشغيل) هي الحد الأقصى.

عادةً ما يتم استخدام الطرف 3 لتوفير التغذية الراجعة لمكبرات الصوت، ولكن إذا لزم الأمر، يمكن أيضًا استخدام الطرف 3 كمدخل لتوفير التغييرات في عرض النبضة.
إذا كان الجهد عبره مرتفعًا (> ~ 3.5 فولت)، فلن تكون هناك نبضات عند خرج MS. لن يبدأ مصدر الطاقة تحت أي ظرف من الظروف.

الاستنتاج 4

إنه يتحكم في نطاق تباين الوقت "الميت" (التحكم في الوقت الميت باللغة الإنجليزية)، ومن حيث المبدأ فهو نفس دورة العمل.
إذا كان الجهد الموجود عليه قريبًا من 0 فولت، فإن خرج الدائرة الدقيقة سيكون له الحد الأدنى والحد الأقصى لنبضات العرض الممكنة، والتي يمكن وفقًا لذلك ضبطها بواسطة إشارات الإدخال الأخرى (مكبرات الخطأ، الدبوس 3).
إذا كان الجهد عند هذا الطرف حوالي 1.5 فولت، فإن عرض نبضات الخرج سيكون حوالي 50% من أقصى عرض لها.
إذا تجاوز الجهد عند هذا الطرف 3.3 فولت، فلن تكون هناك نبضات عند خرج MS. لن يبدأ مصدر الطاقة تحت أي ظرف من الظروف.
لكن لا تنس أنه مع زيادة الوقت "الميت"، سينخفض ​​نطاق ضبط PWM.

من خلال تغيير الجهد عند الطرف 4، يمكنك ضبط عرض ثابت للوقت "الميت" (مقسم R-R)، وتنفيذ وضع البدء الناعم في مصدر الطاقة (سلسلة R-C)، وتوفير إيقاف تشغيل MS (المفتاح) عن بعد، و يمكنك أيضًا استخدام هذا الدبوس كمدخل تحكم خطي.

دعونا ننظر (لأولئك الذين لا يعرفون) ما هو الوقت "الميت" وما هو المطلوب من أجله.
عندما تعمل دائرة إمداد الطاقة بالدفع والسحب، يتم توفير النبضات بالتناوب من مخرجات الدائرة الدقيقة إلى قواعد (بوابات) ترانزستورات الخرج. نظرًا لأن أي ترانزستور هو عنصر بالقصور الذاتي، فلا يمكن إغلاقه (فتحه) على الفور عند إزالة (تزويد) الإشارة من قاعدة (بوابة) ترانزستور الخرج. وإذا تم تطبيق نبضات على ترانزستورات الخرج دون وقت "ميت" (أي تتم إزالة النبضة من إحداها وتطبيقها على الفور على الثانية)، فقد تأتي لحظة عندما لا يكون لدى أحد الترانزستورات وقت للإغلاق، ولكن الثاني لديه فتح بالفعل. بعد ذلك، سوف يتدفق كل التيار (المستدعى من خلال التيار) من خلال كلا الترانزستورات المفتوحة، متجاوزًا الحمل (ملف المحولات)، وبما أنه لن يقتصر على أي شيء، فإن ترانزستورات الإخراج سوف تفشل على الفور.
لمنع حدوث ذلك، من الضروري أنه بعد نهاية نبضة واحدة وقبل بدء النبضة التالية، قد مر بعض الوقت، وهو ما يكفي لإغلاق موثوق لترانزستور الخرج الذي تمت إزالة إشارة التحكم من مدخلاته.
هذه المرة تسمى الوقت "الميت".

نعم، إذا نظرنا إلى الشكل مع تكوين الدائرة الدقيقة، فإننا نرى أن الدبوس 4 متصل بإدخال مقارنة ضبط الوقت الميت (DA1) من خلال مصدر جهد يبلغ 0.1-0.12 فولت. لماذا يتم ذلك؟
ويتم ذلك بدقة للتأكد من أن الحد الأقصى لعرض (عامل التشغيل) لنبضات الخرج لا يساوي أبدًا 100%، وذلك لضمان التشغيل الآمن لترانزستورات الخرج (الخرج).
وهذا يعني أنه إذا قمت "بربط" الدبوس 4 بالسلك المشترك، فلن يكون هناك جهد صفري عند مدخل المقارنة DA1، ولكن سيكون هناك جهد بهذه القيمة فقط (0.1-0.12 فولت) ونبضات من مولد جهد سن المنشار (RPG) سيظهر عند خرج الدائرة الدقيقة فقط عندما تتجاوز سعتها عند الطرف 5 هذا الجهد. أي أن الدائرة الدقيقة لها حد أقصى ثابت لدورة التشغيل لنبضات الخرج، والتي لن تتجاوز 95-96% لوضع التشغيل أحادي الدورة لمرحلة الإخراج، و47.5-48% للدفع والسحب طريقة تشغيل مرحلة الإخراج.

الاستنتاج 5

هذا هو خرج GPG، وهو مخصص لتوصيل مكثف التوقيت Ct به، والذي يتم توصيل الطرف الثاني منه بالسلك المشترك. عادةً ما يتم اختيار سعتها من 0.01 ميكروفاراد إلى 0.1 ميكروفاراد، اعتمادًا على تردد الخرج لنبضات GPG الخاصة بوحدة التحكم PWM. كقاعدة عامة، يتم استخدام المكثفات عالية الجودة هنا.
يمكن التحكم في تردد خرج GPG عند هذا الدبوس. يبلغ تأرجح جهد خرج المولد (سعة نبضات الخرج) حوالي 3 فولت.

الاستنتاج 6

هذا أيضًا هو مخرج GPN، المخصص لتوصيل مقاوم ضبط الوقت Rt به، والذي يتم توصيل الطرف الثاني منه بالسلك المشترك.
تحدد قيم Rt وCt تردد الخرج لمضخة الغاز، ويتم حسابها باستخدام صيغة وضع التشغيل أحادي الدورة؛

بالنسبة لوضع التشغيل بالدفع والسحب، تكون الصيغة كما يلي؛

بالنسبة لوحدات التحكم PWM من الشركات الأخرى، يتم حساب التردد باستخدام نفس الصيغة، باستثناء أنه يجب تغيير الرقم 1 إلى 1.1.

الاستنتاج 7

إنه يتصل بالسلك المشترك لدائرة الجهاز على وحدة تحكم PWM.

الاستنتاج 8

تحتوي الدائرة الدقيقة على مرحلة إخراج مع اثنين من ترانزستورات الإخراج، وهي مفاتيح الإخراج الخاصة بها. إن أطراف المجمعات وبواعث هذه الترانزستورات مجانية، وبالتالي، حسب الحاجة، يمكن تضمين هذه الترانزستورات في الدائرة للعمل مع كل من الباعث المشترك والمجمع المشترك.
اعتمادًا على الجهد عند الطرف 13، يمكن أن تعمل مرحلة الخرج هذه إما في وضع الدفع والسحب أو في وضع الدورة الواحدة. في وضع التشغيل أحادي الطرف، يمكن توصيل هذه الترانزستورات على التوازي لزيادة تيار الحمل، وهو ما يتم عادةً.
لذلك، فإن الطرف 8 هو طرف التجميع للترانزستور 1.

الاستنتاج 9

هذا هو دبوس باعث الترانزستور 1.

الاستنتاج 10

هذا هو دبوس باعث الترانزستور 2.

الاستنتاج 11

هذا هو جامع الترانزستور 2.

الاستنتاج 12

يتم توصيل "زائد" مصدر الطاقة TL494CN بهذا الدبوس.

الاستنتاج 13

هذا هو الناتج لتحديد وضع التشغيل لمرحلة الإخراج. إذا كان هذا الدبوس متصلاً بالسلك المشترك، فستعمل مرحلة الإخراج في وضع أحادي الطرف. ستكون إشارات الخرج عند أطراف مفاتيح الترانزستور هي نفسها.
إذا قمت بتطبيق جهد +5 فولت على هذا المنفذ (توصيل الأطراف 13 و14)، فستعمل مفاتيح الخرج في وضع الدفع والسحب. ستكون إشارات الخرج عند أطراف مفاتيح الترانزستور خارج الطور وسيكون تردد نبضات الخرج بمقدار النصف.

الاستنتاج 14

هذا هو ناتج الإسطبل وبالُوعَة عنإباحية نالجهد الكهربي (ION)، بجهد خرج +5 فولت وتيار خرج يصل إلى 10 مللي أمبير، والذي يمكن استخدامه كمرجع للمقارنة في مضخمات الأخطاء ولأغراض أخرى.

الاستنتاج 15

إنه يعمل تمامًا مثل الدبوس 2. إذا لم يتم استخدام مضخم الخطأ الثاني، فسيتم توصيل الدبوس 15 ببساطة بالدبوس 14 (الجهد المرجعي +5 فولت).

الاستنتاج 16

إنه يعمل بنفس طريقة عمل الدبوس 1. إذا لم يتم استخدام مضخم الخطأ الثاني، فإنه عادةً ما يكون متصلاً بالسلك المشترك (دبوس 7).
مع توصيل الدبوس 15 بـ +5V والدبوس 16 المتصل بالأرض، لا يوجد جهد خرج من مكبر الصوت الثاني، لذلك ليس له أي تأثير على تشغيل الشريحة.

مبدأ تشغيل الدائرة الدقيقة.

إذن كيف تعمل وحدة التحكم TL494 PWM؟
أعلاه، درسنا بالتفصيل الغرض من دبابيس هذه الدائرة الدقيقة والوظيفة التي تؤديها.
إذا تم تحليل كل هذا بعناية، فمن كل هذا يصبح من الواضح كيف تعمل هذه الدائرة الدقيقة. لكنني سأصف مرة أخرى بإيجاز شديد مبدأ عملها.

عندما يتم تشغيل الدائرة الدقيقة عادةً ويتم تزويدها بالطاقة (ناقص الدبوس 7، بالإضافة إلى الدبوس 12)، يبدأ GPG في إنتاج نبضات مسننة بسعة تبلغ حوالي 3 فولت، ويعتمد ترددها على C وR متصلة بالدبابيس 5 و 6 من الدائرة الدقيقة.
إذا كانت قيمة إشارات التحكم (عند الأطراف 3 و 4) أقل من 3 فولت، تظهر نبضات مستطيلة عند مفاتيح إخراج الدائرة الدقيقة، التي يعتمد عرضها (عامل التشغيل) على قيمة إشارات التحكم عند الأطراف 3 و 4.
أي أن الدائرة الدقيقة تقارن جهد سن المنشار الموجب من المكثف Ct (C1) مع أي من إشارتي التحكم.
تفتح الدوائر المنطقية للتحكم في ترانزستورات الخرج VT1 و VT2 فقط عندما يكون جهد نبضات سن المنشار أعلى من إشارات التحكم. وكلما زاد هذا الاختلاف، كلما اتسعت نبضة الخرج (كلما زادت دورة العمل).
يعتمد جهد التحكم عند الطرف 3 بدوره على الإشارات عند مدخلات مكبرات الصوت التشغيلية (مكبرات الخطأ)، والتي بدورها يمكنها التحكم في جهد الخرج وتيار الخرج لمصدر الطاقة.

وبالتالي، فإن الزيادة أو النقصان في قيمة أي إشارة تحكم يؤدي إلى انخفاض أو زيادة خطية مقابلة في عرض نبضات الجهد عند مخرجات الدائرة الدقيقة.
كما هو مذكور أعلاه، يمكن استخدام الجهد من الطرف 4 (التحكم في الوقت الميت)، أو مدخلات مضخمات الخطأ، أو إدخال إشارة التغذية المرتدة مباشرة من الطرف 3 كإشارات تحكم.

النظرية، كما يقولون، هي نظرية، ولكن سيكون من الأفضل رؤية كل هذا و"لمسه" في الممارسة العملية، لذلك دعونا نجمع الدائرة التالية على اللوح ونرى بأعيننا كيف يعمل كل شيء.

الطريقة الأسهل والأسرع هي تجميع كل ذلك على اللوح. نعم، لقد قمت بتثبيت شريحة KA7500. يتم توصيل الدبوس "13" من الدائرة الدقيقة بالسلك المشترك، أي أن مفاتيح الإخراج لدينا ستعمل في وضع الدورة الواحدة (ستكون الإشارات الموجودة على الترانزستورات هي نفسها)، وسوف يتوافق تردد التكرار لنبضات الإخراج مع تردد جهد سن المنشار لـ GPG.

لقد قمت بتوصيل راسم الذبذبات بنقاط التحكم التالية:
- الحزمة الأولى للدبوس رقم "4" للتحكم بثبات الجهد عند هذا الطرف. يقع في وسط الشاشة على خط الصفر. الحساسية - 1 فولت لكل قسم؛
- الشعاع الثاني للدبوس رقم "5" للتحكم في جهد سن المنشار الخاص بـ GPG. كما أنه يقع على خط الصفر (يتم دمج كلا الشعاعين) في وسط راسم الذبذبات وبنفس الحساسية؛
- الشعاع الثالث لمخرج الدائرة الدقيقة للدبوس "9" للتحكم في النبضات عند مخرج الدائرة الدقيقة. حساسية الشعاع هي 5 فولت لكل قسم (0.5 فولت بالإضافة إلى مقسم على 10). تقع في الجزء السفلي من شاشة الذبذبات.

لقد نسيت أن أقول إن مفاتيح إخراج الدائرة الدقيقة متصلة بمجمع مشترك. وبعبارة أخرى - وفقا لدائرة أتباع الباعث. لماذا مكرر؟ لأن الإشارة عند باعث الترانزستور تكرر الإشارة الأساسية تمامًا، حتى نتمكن من رؤية كل شيء بوضوح.
إذا قمت بإزالة الإشارة من مجمع الترانزستور، فسيتم قلبها (رأسًا على عقب) بالنسبة للإشارة الأساسية.
نقوم بتزويد الدائرة الدقيقة بالطاقة ونرى ما لدينا في المحطات الطرفية.

في المحطة الرابعة لدينا صفر (شريط تمرير مقاومة القطع في الموضع الأدنى)، والشعاع الأول موجود على خط الصفر في وسط الشاشة. مكبرات الصوت الخطأ لا تعمل أيضًا.
في المحطة الخامسة، نرى جهدًا مسننًا لـ GPN (الشعاع الثاني)، بسعة تزيد قليلاً عن 3 فولت.
عند إخراج الدائرة الدقيقة (دبوس 9) نرى نبضات مستطيلة بسعة حوالي 15 فولت وعرض أقصى (96٪). النقاط الموجودة في الجزء السفلي من الشاشة هي بالضبط عتبة دورة العمل الثابتة. لتسهيل الرؤية، دعونا نشغل الامتداد على راسم الذبذبات.

حسنًا، الآن يمكنك رؤيته بشكل أفضل. هذا هو بالضبط الوقت الذي تنخفض فيه سعة النبضة إلى الصفر ويتم إغلاق ترانزستور الخرج لهذه الفترة القصيرة. مستوى الصفر لهذا الشعاع موجود في أسفل الشاشة.
حسنًا، دعونا نضيف الجهد إلى الطرف "4" ونرى ما سنحصل عليه.

عند الطرف "4" قمت بضبط جهد ثابت قدره 1 فولت باستخدام مقاومة القطع، وارتفعت الحزمة الأولى بمقدار قسم واحد (خط مستقيم على شاشة راسم الذبذبات). ماذا نرى؟ لقد زاد الوقت الميت (انخفضت دورة العمل)، وهذا هو الخط المنقط الموجود أسفل الشاشة. أي أن ترانزستور الخرج مغلق لمدة نصف مدة النبضة نفسها تقريبًا.
دعونا نضيف فولتًا آخر بمقاوم تشذيب للدبوس "4" من الدائرة الدقيقة.

نرى أن الحزمة الأولى قد ارتفعت قسمًا آخر، وأصبحت مدة نبضات الخرج أقصر (1/3 مدة النبضة بأكملها)، كما زاد الوقت الميت (زمن إغلاق ترانزستور الخرج) إلى الثلثين. أي أنه من الواضح أن منطق الدائرة الدقيقة يقارن مستوى إشارة GPG بمستوى إشارة التحكم، ويمرر إلى الخرج فقط إشارة GPG التي يكون مستواها أعلى من إشارة التحكم.

لجعل الأمر أكثر وضوحًا، ستكون مدة (عرض) نبضات خرج الدائرة الدقيقة هي نفس مدة (عرض) نبضات خرج جهد سن المنشار الموجودة فوق مستوى إشارة التحكم (فوق الخط المستقيم على شاشة راسم الذبذبات) .

دعنا نذهب أبعد من ذلك، أضف فولت آخر إلى دبوس "4" من الدائرة الدقيقة. ماذا نرى؟ عند إخراج الدائرة الدقيقة توجد نبضات قصيرة جدًا، تقريبًا نفس العرض مثل قمم جهد سن المنشار البارز فوق الخط المستقيم. لنقم بتشغيل الامتداد على راسم الذبذبات حتى يكون النبض مرئيًا بشكل أفضل.

هنا نرى نبضة قصيرة، خلالها سيكون ترانزستور الخرج مفتوحا، وسيتم إغلاق بقية الوقت (الخط السفلي على الشاشة).
حسنًا، دعونا نحاول زيادة الجهد عند الطرف "4" أكثر. نستخدم مقاوم التشذيب لضبط الجهد عند الخرج أعلى من مستوى جهد سن المنشار الخاص بـ GPG.

حسنًا، كل شيء، سيتوقف مصدر الطاقة لدينا عن العمل، لأن الإخراج "هادئ" تمامًا. لا توجد نبضات خرج، لأنه عند طرف التحكم "4" لدينا مستوى جهد ثابت يزيد عن 3.3 فولت.
سيحدث نفس الشيء تمامًا إذا قمت بتطبيق إشارة تحكم على الدبوس "3" أو على أي مضخم خطأ. إذا كان أي شخص مهتم، يمكنك التحقق من ذلك بنفسك بشكل تجريبي. علاوة على ذلك، إذا كانت إشارات التحكم موجودة على جميع أطراف التحكم في وقت واحد وتتحكم في الدائرة الدقيقة (السائدة)، فستكون هناك إشارة من دبوس التحكم الذي تكون سعته أكبر.

حسنًا، دعنا نحاول فصل الدبوس "13" عن السلك المشترك وتوصيله بالدبوس "14"، أي تبديل وضع التشغيل لمفاتيح الإخراج من دورة واحدة إلى دفع وسحب. دعونا نرى ما يمكننا القيام به.

باستخدام مقاومة التشذيب، نقوم مرة أخرى بإرجاع الجهد عند الطرف "4" إلى الصفر. تشغيل الطاقة. ماذا نرى؟
يحتوي إخراج الدائرة الدقيقة أيضًا على نبضات مستطيلة ذات مدة قصوى، لكن تردد تكرارها أصبح نصف تردد نبضات سن المنشار.
ستكون نفس النبضات على الترانزستور الرئيسي الثاني للدائرة الدقيقة (دبوس 10)، مع الاختلاف الوحيد هو أنه سيتم إزاحتها بمرور الوقت بالنسبة لهذه النبضات بمقدار 180 درجة.
يوجد أيضًا حد أقصى لدورة العمل (2٪). الآن أصبح غير مرئي، تحتاج إلى توصيل الشعاع الرابع من راسم الذبذبات والجمع بين إشارتي الإخراج معًا. المسبار الرابع ليس في متناول اليد، لذلك لم أفعل ذلك. ومن يريد ذلك فليراجعه عمليا بنفسه ليتأكد من ذلك.

في هذا الوضع، تعمل الدائرة الدقيقة بنفس الطريقة تمامًا كما في وضع الدورة الواحدة، والفرق الوحيد هو أن الحد الأقصى لمدة نبضات الإخراج هنا لن تتجاوز 48٪ من إجمالي مدة النبضة.
لذلك لن نفكر في هذا الوضع لفترة طويلة، ولكن لنرى فقط نوع النبضات التي نحصل عليها عندما يكون الجهد عند الطرف "4" 2 فولت.

نرفع الجهد بمقاومة القطع. انخفض عرض نبضات الخرج إلى 1/6 من إجمالي مدة النبضة، أي أيضًا مرتين بالضبط مقارنة بوضع التشغيل أحادي الدورة لمفاتيح الخرج (1/3 مرات هناك).
عند خرج الترانزستور الثاني (دبوس 10) سيكون هناك نفس النبضات، ولكن يتم إزاحتها بمرور الوقت بمقدار 180 درجة.
حسنا، من حيث المبدأ، قمنا بتحليل تشغيل وحدة تحكم PWM.

أيضا على دبوس "4". كما ذكرنا سابقًا، يمكن استخدام هذا الدبوس لبدء التشغيل "الناعم" لمصدر الطاقة. كيفية تنظيم هذا؟
بسيط جدا. للقيام بذلك، قم بتوصيل دائرة RC بالدبوس "4". فيما يلي جزء من المثال من الرسم التخطيطي:

كيف تعمل "البداية الناعمة" هنا؟ دعونا نلقي نظرة على الرسم البياني. يتم توصيل المكثف C1 بالأيون (+5 فولت) من خلال المقاوم R5.
عند توصيل الطاقة إلى الدائرة الدقيقة (المنفذ 12)، يظهر +5 فولت عند المنفذ 14. يبدأ المكثف C1 بالشحن. يتدفق تيار شحن المكثف من خلال المقاوم R5، في لحظة تشغيله هو الحد الأقصى (يتم تفريغ المكثف) ويحدث انخفاض الجهد بمقدار 5 فولت عبر المقاوم، والذي يتم توفيره للمنفذ "4". هذا الجهد، كما اكتشفنا تجريبيا، يمنع مرور النبضات إلى مخرج الدائرة الدقيقة.
مع شحن المكثف، يتناقص تيار الشحن وينخفض ​​الجهد عبر المقاومة تبعًا لذلك. يتناقص أيضًا الجهد عند الطرف "4" وتبدأ النبضات في الظهور عند خرج الدائرة الدقيقة، وتزداد مدتها تدريجيًا (مع شحن المكثف). عندما يتم شحن المكثف بالكامل، يتوقف تيار الشحن، ويصبح الجهد عند الطرف "4" قريبًا من الصفر، ولم يعد الطرف "4" يؤثر على مدة نبضات الخرج. يعود مصدر الطاقة إلى وضع التشغيل الخاص به.
بطبيعة الحال، خمنت أن وقت بدء تشغيل مصدر الطاقة (يصل إلى وضع التشغيل) سيعتمد على حجم المقاوم والمكثف، ومن خلال تحديدهما سيكون من الممكن تنظيم هذه المرة.

حسنًا، هذا باختصار كل النظرية والتطبيق، ولا يوجد شيء معقد بشكل خاص هنا، وإذا فهمت وفهمت عمل PWM هذا، فلن يكون من الصعب عليك فهم وفهم عمل PWMs الأخرى.

أتمنى حظا سعيدا للجميع.

يستخدم مولد النبض في الأبحاث المعملية في مجال تطوير وتعديل الأجهزة الإلكترونية. يعمل المولد في نطاق جهد من 7 إلى 41 فولت وله قدرة تحميل عالية حسب ترانزستور الإخراج. يمكن أن تكون سعة نبضات الخرج مساوية لقيمة جهد إمداد الدائرة الدقيقة، حتى القيمة الحدية لجهد إمداد هذه الدائرة الدقيقة +41 فولت. وأساسها معروف للجميع، وغالبًا ما يستخدم في.

النظير TL494 هي دوائر دقيقة KA7500 واستنساخها المحلي - KR1114EU4 .

قيم حدود المعلمة:

جهد الإمداد 41 فولت
جهد دخل مكبر الصوت (Vcc+0.3)V
جهد خرج المجمع 41 فولت
تيار خرج المجمع 250 مللي أمبير
إجمالي تبديد الطاقة في الوضع المستمر 1 وات
نطاق درجة الحرارة المحيطة التشغيل:
-c لاحقة L -25..85С
-مع لاحقة С.0..70С
نطاق درجة حرارة التخزين -65…+150 درجة مئوية

رسم تخطيطي للجهاز

دائرة مولد النبض المربع

لوحة الدوائر المطبوعة للمولدات TL494 وغيرها من الملفات في ملف منفصل.

يتم تعديل التردد بواسطة المفتاح S2 (تقريبًا) والمقاوم RV1 (بسلاسة)، ويتم ضبط دورة التشغيل بواسطة المقاوم RV2. يقوم المحول SA1 بتغيير أوضاع تشغيل المولد من الطور (دورة واحدة) إلى الطور المضاد (دورتان). يختار المقاوم R3 نطاق التردد الأمثل الذي يجب تغطيته، ويمكن تحديد نطاق ضبط دورة التشغيل باستخدام المقاومات R1 وR2.

أجزاء مولد النبض

يتم اختيار المكثفات C1-C4 لدائرة التوقيت لنطاق التردد المطلوب ويمكن أن تتراوح سعتها من 10 ميكروفاراد للنطاق الفرعي للأشعة تحت الحمراء المنخفضة إلى 1000 بيكوفاراد لأعلى تردد.

مع حد تيار متوسط ​​يبلغ 200 مللي أمبير، تكون الدائرة قادرة على شحن البوابة بسرعة إلى حد ما، ولكن
من المستحيل تفريغه مع إيقاف تشغيل الترانزستور. كما أن تفريغ البوابة باستخدام مقاومة مؤرضة يكون أيضًا بطيئًا بشكل غير مرض. ولهذه الأغراض، يتم استخدام مكرر تكميلي مستقل.

• اقرأ: "كيفية صنعه من جهاز كمبيوتر."

يتم اختيار الترانزستورات عند أي تردد عالي بجهد تشبع منخفض واحتياطي تيار كافٍ. على سبيل المثال KT972+973. إذا لم تكن هناك حاجة لمخرجات قوية، فيمكن التخلص من المكرر التكميلي. في حالة عدم وجود مقاومة بناء ثانية قدرها 20 كيلو أوم، تم استخدام مقاومتين ثابتتين بقدرة 10 كيلو أوم، مما يوفر دورة تشغيل في حدود 50٪. مؤلف المشروع هو الكسندر تيرنتييف.

الوصف العام والاستخدام

ليرة تركية 494والإصدارات اللاحقة هي الدائرة الدقيقة الأكثر استخدامًا لبناء محولات طاقة الدفع والسحب.

• TL494 (التطوير الأصلي لشركة Texas Instruments) - محول جهد PWM IC بمخرجات أحادية الطرف (TL 494 IN - الحزمة DIP16، -25..85C، TL 494 CN - DIP16، 0..70C).
• K1006EU4 - التناظرية المحلية لـ TL494
• TL594 - نظير TL494 مع تحسين دقة مضخمات الخطأ والمقارنة
• TL598 - نظير TL594 مع مكرر الدفع والسحب (pnp-npn) عند الإخراج

هذه المادة عبارة عن تعميم حول موضوع الوثيقة الفنية الأصلية شركة Texas Instruments، منشورات المعدل الدولي ("المقوم الدولي لأجهزة أشباه الموصلات الكهربائية"، فورونيج، 1999) وموتورولا.

مزايا وعيوب هذه الدائرة الدقيقة:

• بالإضافة إلى ذلك: دوائر تحكم مطورة، ومضخمان تفاضليان (يمكنهما أيضًا أداء وظائف منطقية)
• السلبيات: تتطلب المخارج أحادية الطور تركيبًا إضافيًا (مقارنة بـ UC3825)
• ناقص: التحكم الحالي غير متوفر، حلقة ردود فعل بطيئة نسبيًا (ليست ضرورية في PN للسيارات)
• السلبيات: الاتصال المتزامن لاثنين أو أكثر من المرحلية ليس مناسبًا كما هو الحال في UC3825

1. ميزات رقائق TL494

دوائر حماية الأيونات والجهد المنخفض. يتم تشغيل الدائرة عندما تصل الطاقة إلى عتبة 5.5..7.0 فولت (القيمة النموذجية 6.4 فولت). حتى هذه اللحظة تمنع حافلات التحكم الداخلي تشغيل المولد والجزء المنطقي من الدائرة. تيار عدم التحميل عند جهد الإمداد +15 فولت (يتم تعطيل ترانزستورات الإخراج) لا يزيد عن 10 مللي أمبير. يوفر ION +5V (+4.75..+5.25 V، استقرار الإخراج ليس أسوأ من +/- 25mV) تيارًا متدفقًا يصل إلى 10 مللي أمبير. لا يمكن تعزيز الأيون إلا باستخدام تابع باعث NPN (انظر TI ص 19-20)، لكن الجهد عند خرج مثل هذا "المثبت" سيعتمد بشكل كبير على تيار الحمل.

مولد كهرباءيولد جهدًا مسننًا قدره 0..+3.0 فولت (يتم ضبط السعة بواسطة الأيون) على مكثف التوقيت Ct (دبوس 5) لـ TL494 Texas Instruments و0...+2.8 فولت لـ TL494 Motorola (ماذا يمكننا أن نفعله) تتوقع من الآخرين؟)، على التوالي، لـ TI F =1.0/(RtCt)، لموتورولا F=1.1/(RtCt).

ترددات التشغيل من 1 إلى 300 كيلو هرتز مقبولة، مع النطاق الموصى به Rt = 1...500 كيلو أوم، Ct = 470pF...10 μF. في هذه الحالة، يكون انحراف درجة الحرارة النموذجي للتردد (بالطبع، دون الأخذ في الاعتبار انحراف المكونات المتصلة) +/-3%، ويكون انحراف التردد اعتمادًا على جهد الإمداد في حدود 0.1% على النطاق المسموح به بالكامل.

لإيقاف تشغيل المولد عن بعد، يمكنك استخدام مفتاح خارجي لتقصير دائرة الدخل Rt (6) إلى مخرج ION، أو دائرة قصر Ct إلى الأرض. وبطبيعة الحال، يجب أن تؤخذ في الاعتبار مقاومة التسرب للمفتاح المفتوح عند اختيار Rt، Ct.

مدخلات التحكم في مرحلة الراحة (دورة العمل)من خلال مقارنة مرحلة الراحة، يضبط الحد الأدنى المطلوب للتوقف المؤقت بين النبضات في أذرع الدائرة. يعد ذلك ضروريًا لمنع مرور التيار في مراحل الطاقة خارج IC وللتشغيل المستقر للمشغل - وقت تبديل الجزء الرقمي من TL494 هو 200 ns. يتم تمكين إشارة الخرج عندما يتجاوز المنشار الجهد عند مدخل التحكم 4 (DT) بمقدار Ct. عند ترددات الساعة حتى 150 كيلو هرتز مع جهد تحكم صفر، فإن مرحلة الراحة = 3٪ من الفترة (التحيز المكافئ لإشارة التحكم 100..120 مللي فولت)، عند الترددات العالية، يقوم التصحيح المدمج بتوسيع مرحلة الراحة إلى 200. .300 نانو ثانية.

باستخدام دائرة إدخال DT، يمكنك ضبط مرحلة الراحة الثابتة (مقسم R-R)، ووضع التشغيل الناعم (R-C)، وإيقاف التشغيل عن بعد (المفتاح)، وأيضًا استخدام DT كمدخل تحكم خطي. يتم تجميع دائرة الإدخال باستخدام ترانزستورات PNP، بحيث يتدفق تيار الإدخال (حتى 1.0 ميكرو أمبير) خارج الدائرة المتكاملة بدلاً من دخولها. التيار كبير جدًا، لذا يجب تجنب المقاومات عالية المقاومة (لا تزيد عن 100 كيلو أوم). راجع TI، صفحة 23 للحصول على مثال للحماية من زيادة التيار باستخدام صمام ثنائي زينر ثلاثي الرصاص TL430 (431).

مكبرات الخطأ- في الواقع، مكبرات الصوت التشغيلية مع Ku = 70..95 ديسيبل عند جهد ثابت (60 ديسيبل للسلسلة المبكرة)، Ku = 1 عند 350 كيلو هرتز. يتم تجميع دوائر الإدخال باستخدام ترانزستورات PNP، بحيث يتدفق تيار الإدخال (حتى 1.0 ميكرو أمبير) خارج الدائرة المتكاملة بدلاً من دخولها. التيار كبير جدًا بالنسبة لمضخم التشغيل، والجهد المتحيز مرتفع أيضًا (يصل إلى 10 مللي فولت)، لذا يجب تجنب المقاومات عالية المقاومة في دوائر التحكم (لا تزيد عن 100 كيلو أوم). ولكن بفضل استخدام مدخلات pnp، يتراوح نطاق جهد الإدخال من -0.3V إلى Vsupply-2V.

يتم الجمع بين مخرجات مكبري الصوت بواسطة الصمام الثنائي OR. يتحكم مكبر الصوت الذي يكون جهد خرجه أعلى في المنطق. في هذه الحالة، لا تتوفر إشارة الخرج بشكل منفصل، ولكن فقط من مخرج الصمام الثنائي OR (أيضًا مدخل مقارن الأخطاء). وبالتالي، يمكن تكرار مضخم واحد فقط في وضع الخط. يقوم هذا مكبر الصوت بإغلاق حلقة التغذية المرتدة الخطية الرئيسية عند جهد الخرج. في هذه الحالة، يمكن استخدام مكبر الصوت الثاني كمقارن - على سبيل المثال، عند تجاوز تيار الإخراج، أو كمفتاح لإشارة إنذار منطقية (ارتفاع درجة الحرارة، ماس كهربائى، وما إلى ذلك)، وإيقاف التشغيل عن بعد، وما إلى ذلك. ترتبط مدخلات المقارنة بالأيونات، ويتم تنظيم إشارة منطقية على إشارات الإنذار الثانية أو (حتى أفضل - إشارات الحالة المنطقية والعادية).

عند استخدام نظام تشغيل يعتمد على التردد RC، يجب أن تتذكر أن خرج مكبرات الصوت هو في الواقع أحادي الطرف (سلسلة الصمام الثنائي!)، لذلك سيتم شحن السعة (لأعلى) وسيستغرق وقتًا طويلاً لتفريغها للأسفل. يكون الجهد عند هذا الخرج في حدود 0..+3.5 فولت (أكثر قليلاً من تأرجح المولد)، ثم ينخفض ​​معامل الجهد بشكل حاد وعند 4.5 فولت تقريبًا عند الخرج تكون مكبرات الصوت مشبعة. وبالمثل، يجب تجنب المقاومات ذات المقاومة المنخفضة في دائرة خرج مكبر الصوت (حلقة التغذية المرتدة).

لم يتم تصميم مكبرات الصوت للعمل خلال دورة ساعة واحدة من تردد التشغيل. مع تأخير انتشار الإشارة داخل مكبر الصوت بمقدار 400 نانوثانية، فهي بطيئة جدًا بالنسبة لذلك، ولا يسمح منطق التحكم في الزناد بذلك (ستظهر نبضات جانبية عند الإخراج). في دوائر PN الحقيقية، يتم تحديد تردد القطع لدائرة نظام التشغيل في حدود 200-10000 هرتز.

منطق التحكم في الزناد والإخراج- بجهد إمداد لا يقل عن 7 فولت، إذا كان جهد المنشار عند المولد أكبر منه عند مدخل التحكم DT، وإذا كان جهد المنشار أكبر من أي من مضخمات الخطأ (مع الأخذ في الاعتبار العتبات المدمجة و الإزاحات) - يُسمح بإخراج الدائرة. عندما يتم إعادة ضبط المولد من الحد الأقصى إلى الصفر، يتم إيقاف تشغيل المخارج. يقوم الزناد ذو خرج الطور بتقسيم التردد إلى النصف. مع المنطقي 0 عند الإدخال 13 (وضع الإخراج)، يتم دمج مراحل التشغيل بواسطة OR ويتم توفيرها في وقت واحد لكلا المخرجين؛ مع المنطقي 1، يتم توفيرها في الطور لكل مخرج على حدة.

ترانزستورات الإخراج- npn Darlingtons مع الحماية الحرارية المدمجة (ولكن بدون الحماية الحالية). وبالتالي، فإن الحد الأدنى لانخفاض الجهد بين المجمع (عادةً ما يكون مغلقًا أمام الناقل الموجب) والباعث (عند الحمل) هو 1.5 فولت (نموذجي عند 200 مللي أمبير)، وفي دائرة ذات باعث مشترك يكون أفضل قليلاً، 1.1 V نموذجية. الحد الأقصى لتيار الخرج (مع ترانزستور واحد مفتوح) يقتصر على 500 مللي أمبير، والحد الأقصى للطاقة للشريحة بأكملها هو 1 واط.

2. مميزات التطبيق

العمل على بوابة الترانزستور MIS. مكررات الإخراج

عند التشغيل على حمل سعوي، وهو تقليديًا بوابة ترانزستور MIS، يتم تشغيل ترانزستورات الإخراج TL494 بواسطة تابع باعث. عندما يقتصر متوسط ​​التيار على 200 مللي أمبير، تكون الدائرة قادرة على شحن البوابة بسرعة، ولكن من المستحيل تفريغها مع إيقاف تشغيل الترانزستور. كما أن تفريغ البوابة باستخدام مقاومة مؤرضة يكون أيضًا بطيئًا بشكل غير مرض. بعد كل شيء، ينخفض ​​​​الجهد عبر سعة البوابة بشكل كبير، ولإيقاف تشغيل الترانزستور، يجب تفريغ البوابة من 10 فولت إلى ما لا يزيد عن 3 فولت. سيكون تيار التفريغ عبر المقاوم دائمًا أقل من تيار الشحن عبر الترانزستور (وسوف يسخن المقاوم قليلاً، ويسرق تيار المفتاح عند التحرك للأعلى).

الخيار أ. دائرة التفريغ من خلال ترانزستور pnp خارجي (مستعار من موقع Shikhman على الويب - راجع "مزود طاقة مضخم Jensen"). عند شحن البوابة، يقوم التيار المتدفق عبر الصمام الثنائي بإيقاف تشغيل ترانزستور PNP الخارجي، وعندما يتم إيقاف تشغيل مخرج IC، يتم إيقاف تشغيل الصمام الثنائي، ويفتح الترانزستور ويفرغ البوابة إلى الأرض. ناقص - يعمل فقط على سعات الحمل الصغيرة (محدودة بالاحتياطي الحالي لترانزستور إخراج IC).

عند استخدام TL598 (مع مخرج دفع وسحب)، تكون وظيفة جانب البت السفلي مثبتة بالفعل على الشريحة. الخيار (أ) غير عملي في هذه الحالة.

الخيار ب. مكرر تكميلي مستقل. وبما أن الحمل الحالي الرئيسي يتم التعامل معه بواسطة ترانزستور خارجي، فإن سعة (تيار الشحن) للحمل غير محدودة عمليا. الترانزستورات والثنائيات - أي تردد عالي بجهد تشبع منخفض وCk، واحتياطي تيار كافٍ (1 أمبير لكل نبضة أو أكثر). على سبيل المثال، KT644+646، KT972+973. يجب أن تكون ملحومة "أرضية" المكرر مباشرة بجوار مصدر مفتاح الطاقة. يجب تجاوز مجمعات الترانزستورات المكررة بسعة سيراميكية (غير موضحة في الرسم البياني).

تعتمد الدائرة التي سيتم اختيارها بشكل أساسي على طبيعة الحمل (سعة البوابة أو شحنة التبديل)، وتردد التشغيل، والمتطلبات الزمنية لحواف النبض. ويجب أن تكون (الجبهات) في أسرع وقت ممكن، لأنه خلال العمليات العابرة على مفتاح MIS يتم تبديد معظم فقدان الحرارة. أوصي بالتحول إلى المنشورات في مجموعة المعدل الدولي للحصول على تحليل كامل للمشكلة، لكنني سأقتصر على مثال.

يحتوي الترانزستور القوي - IRFI1010N - على شحنة إجمالية مرجعية عند البوابة Qg = 130 nC. وهذا ليس بالأمر الهين، لأن الترانزستور يحتوي على مساحة قناة كبيرة بشكل استثنائي لضمان مقاومة قناة منخفضة للغاية (12 مللي أوم). هذه هي المفاتيح المطلوبة في محولات 12 فولت، حيث يتم احتساب كل ملي أوم. لضمان فتح القناة، يجب تزويد البوابة بـ Vg=+6V بالنسبة إلى الأرض، في حين أن إجمالي شحن البوابة هو Qg(Vg)=60nC. لتفريغ بوابة مشحونة بجهد 10V بشكل موثوق، من الضروري إذابة Qg(Vg)=90nC.

2. تنفيذ الحماية الحالية، بداية لينة، والحد من دورة العمل

كقاعدة عامة، يُطلب من المقاوم التسلسلي الموجود في دائرة الحمل أن يعمل كمستشعر للتيار. لكنها ستسرق الفولتات والواط الثمينة عند خرج المحول، وستراقب فقط دوائر الحمل، ولن تكون قادرة على اكتشاف دوائر القصر في الدوائر الأولية. الحل هو مستشعر التيار الاستقرائي في الدائرة الأولية.

المستشعر نفسه (المحول الحالي) عبارة عن ملف حلقي مصغر (يجب أن يمرر قطره الداخلي ، بالإضافة إلى ملف المستشعر ، سلك اللف الأساسي لمحول الطاقة الرئيسي بحرية). نقوم بتمرير سلك الملف الأساسي للمحول من خلال الطارة (ولكن ليس السلك "الأرضي" للمصدر!). قمنا بضبط ثابت وقت صعود الكاشف على حوالي 3-10 فترات من تردد الساعة، ووقت الانحلال إلى 10 مرات أكثر، بناءً على تيار الاستجابة للمقرنة الضوئية (حوالي 2-10 مللي أمبير مع انخفاض الجهد بمقدار 1.2-1.6 الخامس).

يوجد على الجانب الأيمن من المخطط حلان نموذجيان لـ TL494. يقوم مقسم Rdt1-Rdt2 بتعيين الحد الأقصى لدورة العمل (الحد الأدنى لمرحلة الراحة). على سبيل المثال، مع Rdt1=4.7kOhm، Rdt2=47kOhm عند الخرج 4، يكون الجهد الثابت Udt=450mV، وهو ما يتوافق مع مرحلة راحة تبلغ 18..22% (اعتمادًا على سلسلة IC وتردد التشغيل).

عند تشغيل الطاقة، يتم تفريغ Css وتكون الإمكانات عند دخل DT مساوية لـ Vref (+5V). يتم شحن Css من خلال Rss (المعروف أيضًا باسم Rdt2)، مما يؤدي بسلاسة إلى خفض DT المحتمل إلى الحد الأدنى المحدود بواسطة المقسم. هذه "بداية ناعمة". مع Css = 47 μF والمقاومات المشار إليها، تفتح مخرجات الدائرة 0.1 ثانية بعد التشغيل، وتصل إلى دورة تشغيل التشغيل خلال 0.3-0.5 ثانية أخرى.

في الدائرة، بالإضافة إلى Rdt1، Rdt2، Css، هناك نوعان من التسريبات - تيار التسرب للمقرنة الضوئية (لا يزيد عن 10 μA في درجات حرارة عالية، حوالي 0.1-1 μA في درجة حرارة الغرفة) والتيار الأساسي لـ IC ترانزستور الإدخال يتدفق من مدخل DT. للتأكد من أن هذه التيارات لا تؤثر بشكل كبير على دقة المقسم، يتم تحديد Rdt2=Rss بما لا يزيد عن 5 كيلو أوم، وRdt1 - لا يزيد عن 100 كيلو أوم.

بالطبع، اختيار optocoupler ودائرة DT للتحكم ليس أمرًا أساسيًا. من الممكن أيضًا استخدام مضخم الخطأ في وضع المقارنة، وحظر سعة المولد أو مقاومه (على سبيل المثال، باستخدام نفس optocoupler) - ولكن هذا مجرد إيقاف تشغيل، وليس تقييدًا سلسًا.

التحكم في مفاتيح الطاقة لإمدادات الطاقة النبضية
مع TL494

تم إعداد المقال استنادًا إلى كتاب A. V. GOLOVKOV وV. B LYUBITSKY "إمدادات الطاقة لوحدات النظام لجهاز IBM PC-XT/AT TYPE" من تأليف دار النشر "LAD&N"

التحكم إي سي TL494

في UPS الحديثة، تُستخدم عادةً الدوائر المتكاملة المتخصصة (ICs) لتوليد جهد التحكم لتبديل ترانزستورات الطاقة الخاصة بالمحول.
يجب أن تستوفي وحدة التحكم المثالية IC لضمان التشغيل العادي لـ UPS في وضع PWM معظم الشروط التالية:
جهد التشغيل لا يزيد عن 40 فولت ؛
وجود مصدر جهد مرجعي مستقر حرارياً بدرجة عالية؛
وجود مولد الجهد مسنن
توفير القدرة على مزامنة البداية الناعمة القابلة للبرمجة مع إشارة خارجية؛
وجود مضخم إشارة غير متطابق مع جهد عالي في الوضع المشترك ؛
وجود المقارنة PWM.
وجود مشغل يتم التحكم فيه بالنبض ؛
وجود سلسلة ما قبل المحطة ثنائية القناة مع حماية ماس كهربائى ؛
وجود منطق قمع النبض المزدوج.
توافر وسائل لتصحيح التماثل في الفولتية الناتج؛
وجود قيود حالية في مجموعة واسعة من الفولتية ذات الوضع المشترك، بالإضافة إلى قيود التيار في كل فترة مع إيقاف التشغيل في وضع الطوارئ؛
توافر التحكم الآلي مع ناقل الحركة المباشر.
ضمان إيقاف التشغيل عند انخفاض جهد الإمداد؛
توفير الحماية من زيادة التيار؛
وضمان التوافق مع منطق TTL/CMOS؛
توفير التبديل عن بعد وإيقاف.

الشكل 11. شريحة التحكم TL494 ودبابيسها.

في الغالبية العظمى من الحالات، يتم استخدام الدائرة الدقيقة من نوع TL494CN المصنعة بواسطة TEXAS INSTRUMENT (الولايات المتحدة الأمريكية) كدائرة تحكم لفئة تحويل مصادر الطاقة قيد النظر (الشكل 11). يقوم بتنفيذ معظم الوظائف المذكورة أعلاه ويتم إنتاجه من قبل عدد من الشركات الأجنبية تحت أسماء مختلفة. على سبيل المثال، تنتج شركة SHARP (اليابان) الدائرة الدقيقة IR3M02، وشركة FAIRCHILD (الولايات المتحدة الأمريكية) - UA494، وشركة SAMSUNG (كوريا) - KA7500، وشركة FUJITSU (اليابان) - MB3759، إلخ. كل هذه الدوائر الدقيقة هي نظائرها الكاملة للدائرة الدقيقة المحلية KR1114EU4. دعونا نفكر بالتفصيل في تصميم وتشغيل شريحة التحكم هذه. وهو مصمم خصيصًا للتحكم في جزء الطاقة في UPS ويحتوي على (الشكل 12):

الشكل 12. الرسم التخطيطي الوظيفي لـ TL494 IC

مولد الجهد المنحدر DA6 ؛ يتم تحديد تردد GPG من خلال قيم المقاوم والمكثف المتصلين بالدبابيس الخامسة والسادسة، وفي فئة مصدر الطاقة قيد النظر يتم اختياره بحوالي 60 كيلو هرتز؛
مصدر الجهد المرجعي المستقر DA5 (Uref=+5,OB) مع خرج خارجي (دبوس 14)؛
مقارنة المنطقة الميتة DA1؛
المقارنة PWM DA2 ؛
مضخم خطأ الجهد DA3 ؛
مضخم الخطأ لإشارة الحد الحالية DA4 ؛
اثنين من الترانزستورات الإخراج VT1 و VT2 مع المجمعات والبواعث المفتوحة ؛
مشغل D ديناميكي للدفع والسحب في وضع تقسيم التردد بمقدار 2 - DD2 ؛
العناصر المنطقية المساعدة DD1 (2-OR)، DD3 (2ND)، DD4 (2ND)، DD5 (2-OR-NOT)، DD6 (2-OR-NOT)، DD7 (NOT)؛
مصدر جهد ثابت بمعدل 0.1BDA7؛
مصدر تيار مستمر بقيمة اسمية 0.7 مللي أمبير DA8.
سوف تبدأ دائرة التحكم، أي. سوف تظهر تسلسلات النبضات على الأطراف 8 و 11 إذا تم تطبيق أي جهد إمداد على الطرف 12، والذي يتراوح مستواه من +7 إلى +40 فولت. يمكن تقسيم المجموعة الكاملة من الوحدات الوظيفية المضمنة في TL494 IC إلى الجزء الرقمي والتناظري (مسارات الإشارات الرقمية والتناظرية). يتضمن الجزء التناظري مضخمات الخطأ DA3، DA4، المقارنات DA1، DA2، مولد الجهد المسنن DA6، بالإضافة إلى المصادر المساعدة DA5، DA7، DA8. جميع العناصر الأخرى، بما في ذلك ترانزستورات الإخراج، تشكل الجزء الرقمي (المسار الرقمي).

الشكل 13. تشغيل TL494 IC في الوضع الاسمي: U3، U4، U5 - الفولتية عند الأطراف 3، 4، 5.

دعونا نفكر أولاً في تشغيل المسار الرقمي. تظهر الرسوم البيانية الزمنية التي تشرح تشغيل الدائرة الدقيقة في الشكل. 13. يتضح من مخططات التوقيت أن لحظات ظهور نبضات التحكم في الخرج للدائرة الدقيقة وكذلك مدتها (المخططان 12 و 13) يتم تحديدها من خلال حالة إخراج العنصر المنطقي DD1 (المخطط 5 ). يؤدي باقي "المنطق" فقط الوظيفة المساعدة المتمثلة في تقسيم نبضات خرج DD1 إلى قناتين. في هذه الحالة، يتم تحديد مدة نبضات الإخراج للدائرة الدقيقة من خلال مدة الحالة المفتوحة لترانزستورات الخرج VT1، VT2. وبما أن كلا من هذه الترانزستورات لديها مجمعات وبواعث مفتوحة، فيمكن توصيلها بطريقتين. عند تشغيله وفقًا لدائرة ذات باعث مشترك، تتم إزالة نبضات الخرج من أحمال المجمع الخارجي للترانزستورات (من الأطراف 8 و 11 من الدائرة الدقيقة)، ويتم توجيه النبضات نفسها إلى الأسفل من المستوى الموجب (المستوى الموجب حواف النبضات سلبية). عادة ما يتم تأريض بواعث الترانزستورات (المسامير 9 و 10 من الدائرة الدقيقة) في هذه الحالة. عند تشغيله وفقًا لدائرة بها مجمع مشترك، يتم توصيل الأحمال الخارجية ببواعث الترانزستورات ويتم إزالة نبضات الخرج، الموجهة في هذه الحالة عن طريق الزيادات المفاجئة (الحواف الأمامية للنبضات إيجابية)، من بواعث الترانزستورات VT1، VT2. يتم توصيل مجمعات هذه الترانزستورات بناقل الطاقة الخاص بشريحة التحكم (Upom).
يتم توجيه نبضات الخرج للوحدات الوظيفية المتبقية التي تعد جزءًا من الجزء الرقمي من الدائرة الدقيقة TL494 إلى الأعلى، بغض النظر عن مخطط الدائرة الدقيقة.
مشغل DD2 عبارة عن قلاب ديناميكي على شكل حرف D يعمل بالدفع والسحب. مبدأ عملها على النحو التالي. على الحافة الأمامية (الموجبة) لنبض الخرج للعنصر DD1، تتم كتابة حالة الإدخال D للقلب بالتخبط DD2 في السجل الداخلي. ماديًا، هذا يعني أنه تم تبديل أول قلابين متضمنين في DD2. عندما تنتهي النبضة عند خرج العنصر DD1، يتم تبديل التقليب الثاني داخل DD2 على طول الحافة الهابطة (السالبة) لهذه النبضة، وتتغير حالة مخرجات DD2 (تظهر المعلومات المقروءة من الإدخال D عند الإخراج Q) . وهذا يلغي إمكانية ظهور نبضة فتح عند قاعدة كل من الترانزستورات VT1، VT2 مرتين خلال فترة واحدة. في الواقع، طالما أن مستوى النبض عند المدخل C للمشغل DD2 لم يتغير، فإن حالة مخرجاته لن تتغير. لذلك، يتم نقل النبض إلى إخراج الدائرة الدقيقة من خلال إحدى القنوات، على سبيل المثال، العلوي (DD3، DD5، VT1). عندما ينتهي النبض عند الإدخال C، قم بتشغيل مفاتيح DD2، وقفل القناة العلوية وفتح القناة السفلية (DD4، DD6، VT2). لذلك، سيتم إرسال النبضة التالية التي تصل إلى المدخل C والمدخلين DD5 وDD6 إلى مخرج الدائرة الدقيقة عبر القناة السفلية. وبالتالي، فإن كل نبضة من نبضات الخرج للعنصر DD1، مع حافتها السلبية، تقوم بتشغيل DD2 وبالتالي تغير قناة مرور النبضة التالية. لذلك، تشير المادة المرجعية الخاصة بدائرة التحكم الدقيقة إلى أن بنية الدائرة الدقيقة توفر قمعًا مزدوجًا للنبض، أي. يلغي ظهور نبضتين مفتوحتين على أساس نفس الترانزستور لكل فترة.
دعونا نفكر بالتفصيل في فترة تشغيل المسار الرقمي للدائرة الدقيقة.
يتم تحديد مظهر نبض الفتح بناءً على ترانزستور الخرج للقناة العلوية (VT1) أو السفلية (VT2) من خلال منطق تشغيل العناصر DD5 و DD6 ("2OR-NOT") وحالة العناصر DD3، DD4 ("2AND")، والذي بدوره يتم تحديده بواسطة حالة المشغل DD2.
منطق التشغيل للعنصر 2-OR-NOT، كما هو معروف، هو أن الجهد العالي (المنطقي 1) يظهر عند خرج مثل هذا العنصر في الحالة الوحيدة التي تكون فيها مستويات الجهد المنخفض (المنطقي 0) موجودة عند كلا من مدخلاته. بالنسبة للمجموعات المحتملة الأخرى من إشارات الإدخال، يكون لإخراج العنصر 2 OR-NOT مستوى جهد منخفض (منطقي 0). لذلك، إذا كان عند الخرج Q للمشغل DD2 يوجد منطقي 1 (لحظة ti للمخطط 5 في الشكل 13)، وعند الخرج /Q يوجد 0 منطقي، ثم عند كلا مدخلي العنصر DD3 (2I) ) سيكون هناك منطقي 1، وبالتالي سيظهر منطقي 1 عند مخرج DD3، وبالتالي عند أحد مدخلات العنصر DD5 (2OR-NOT) للقناة العليا. لذلك، بغض النظر عن مستوى الإشارة التي تصل إلى المدخل الثاني لهذا العنصر من خرج العنصر DD1، فإن حالة الخرج DD5 ستكون منطقية O، وسيبقى الترانزستور VT1 في الحالة المغلقة. ستكون حالة إخراج العنصر DD4 منطقية 0، لأن المنطقي 0 موجود في أحد مدخلات DD4، ويأتي هناك من مخرج /Q لـ flip-flop DD2. يتم توفير 0 المنطقي من مخرج العنصر DD4 إلى أحد مدخلات العنصر DD6 ويجعل من الممكن مرور النبضة عبر القناة السفلية. ستظهر هذه النبضة ذات القطبية الإيجابية (المنطقية 1) عند مخرج DD6، وبالتالي عند قاعدة VT2 أثناء التوقف المؤقت بين نبضات الخرج للعنصر DD1 (أي في الوقت الذي يوجد فيه 0 منطقي عند مخرج DD1). - الفاصل الزمني trt2 للمخطط 5، الشكل 13 ). لذلك، ينفتح الترانزستور VT2 وتظهر نبضة على المجمع الخاص به، مما يؤدي إلى إخراجه إلى الأسفل من المستوى الموجب (إذا كان متصلاً بواسطة دائرة مع باعث مشترك).
لن تغير بداية نبضة الخرج التالية للعنصر DD1 (لحظة t2 من الرسم البياني 5 في الشكل 13) حالة عناصر المسار الرقمي للدائرة الدقيقة، باستثناء العنصر DD6، الذي عند خرجه سيظهر المنطقي 0، وبالتالي سيتم إغلاق الترانزستور VT2. سيؤدي اكتمال نبض الخرج DD1 (لحظة Ta) إلى تغيير حالة مخرجات الزناد DD2 إلى الاتجاه المعاكس (المنطقي 0 - عند الإخراج Q، المنطقي 1 - عند الإخراج /Q). لذلك، ستتغير حالة مخرجات العناصر DD3، DD4 (عند مخرج DD3 - منطقي 0، عند مخرج DD4 - منطقي 1). الإيقاف المؤقت الذي بدأ في اللحظة! 3 عند إخراج العنصر DD1 سيجعل من الممكن فتح الترانزستور VT1 للقناة العلوية. المنطقي 0 عند إخراج العنصر DD3 سوف "يؤكد" هذا الاحتمال، ويحوله إلى المظهر الحقيقي لنبض فتح يعتمد على الترانزستور VT1. يستمر هذا الدافع حتى اللحظة U، وبعد ذلك يتم إغلاق VT1 وتتكرر العمليات.
وبالتالي، فإن الفكرة الرئيسية لتشغيل المسار الرقمي للدائرة الدقيقة هي أن مدة نبضة الخرج عند الأطراف 8 و 11 (أو عند الأطراف 9 و 10) يتم تحديدها من خلال مدة التوقف المؤقت بين الطرفين. نبضات الإخراج لعنصر DD1. تحدد العناصر DD3 و DD4 قناة مرور النبضة باستخدام إشارة منخفضة المستوى، والتي يتناوب مظهرها عند مخرجات Q و /Q للمشغل DD2، والتي يتم التحكم فيها بواسطة نفس العنصر DD1. العناصر DD5، DD6 عبارة عن دوائر مطابقة منخفضة المستوى.
لإكمال وصف وظيفة الدائرة الدقيقة، تجدر الإشارة إلى ميزة أخرى مهمة. كما يتبين من الرسم البياني الوظيفي في الشكل، يتم دمج مدخلات العناصر DD3 و DD4 وإخراجها إلى الطرف 13 من الدائرة الدقيقة. لذلك، إذا تم تطبيق منطقي 1 على الدبوس 13، فإن العناصر DD3 وDD4 ستعمل كمكررات للمعلومات من مخرجات Q و/Q لمشغل DD2. في هذه الحالة، سيتم تبديل العناصر DD5 و DD6 والترانزستورات VT1 و VT2 مع إزاحة الطور لمدة نصف فترة، مما يضمن تشغيل جزء الطاقة من UPS، المصمم وفقًا لدائرة نصف جسر دفع وسحب. إذا تم تطبيق المنطقي 0 على الطرف 13، فسيتم حظر العناصر DD3 وDD4، أي. لن تتغير حالة مخرجات هذه العناصر (منطقي ثابت 0). ولذلك فإن نبضات خرج العنصر DD1 ستؤثر على العناصر DD5، DD6 بنفس الطريقة. سيتم تبديل العناصر DD5 و DD6 وبالتالي ترانزستورات الخرج VT1 و VT2 دون إزاحة الطور (في نفس الوقت). يتم استخدام وضع تشغيل دائرة التحكم الدقيقة هذا إذا كان جزء الطاقة من UPS مصنوعًا وفقًا لدائرة أحادية الدورة. في هذه الحالة، يتم الجمع بين المجمعات والبواعث لكل من ترانزستورات الخرج الخاصة بالدائرة الدقيقة بغرض زيادة الطاقة.
يتم استخدام جهد الخرج كوحدة منطقية "صلبة" في دوائر الدفع والسحب
المصدر الداخلي للرقاقة Uref (يتم دمج الدبوس 13 من الشريحة مع الدبوس 14).
الآن دعونا نلقي نظرة على تشغيل الدائرة التناظرية للدائرة الدقيقة.
يتم تحديد حالة خرج DD1 من خلال إشارة الخرج الخاصة بمقارن PWM DA2 (الرسم البياني 4)، والتي يتم توفيرها لأحد مدخلات DD1. لا تؤثر إشارة خرج المقارنة DA1 (الرسم البياني 2)، المقدمة للمدخل الثاني لـ DD1، على حالة خرج DD1 في التشغيل العادي، والتي يتم تحديدها بواسطة نبضات الخرج الأوسع لمقارن PWM DA2.
بالإضافة إلى ذلك، من المخططات في الشكل. 13 من الواضح أنه عندما يتغير مستوى الجهد عند المدخلات غير المقلوبة لمقارن PWM (الرسم البياني 3)، فإن عرض نبضات خرج الدائرة الدقيقة (الرسوم البيانية 12، 13) سوف التغيير بشكل متناسب. في التشغيل العادي، يتم تحديد مستوى الجهد عند الإدخال غير المقلوب لمقارن PWM DA2 فقط من خلال جهد الخرج لمضخم الخطأ DA3 (نظرًا لأنه يتجاوز جهد الخرج لمضخم DA4)، والذي يعتمد على مستوى الجهد إشارة ردود الفعل عند مدخلاتها غير المقلوبة (دبوس 1 من الدائرة الدقيقة). لذلك، عند تطبيق إشارة التغذية المرتدة على الدبوس 1 من الدائرة الدقيقة، فإن عرض نبضات التحكم في الخرج سيتغير بما يتناسب مع التغير في مستوى إشارة التغذية المرتدة هذه، والتي بدورها تتغير بما يتناسب مع التغيرات في المستوى من الجهد الناتج UPS، لأن ردود الفعل تأتي من هناك.
تسمى الفواصل الزمنية بين نبضات الخرج عند الأطراف 8 و 11 من الدائرة الدقيقة، عند إغلاق ترانزستورات الخرج VT1 و VT2، "المناطق الميتة".
يُطلق على المقارنة DA1 اسم مقارنة "المنطقة الميتة" لأنها فهو يحدد الحد الأدنى لمدة ممكنة. دعونا نشرح هذا بمزيد من التفصيل.
من مخططات التوقيت في الشكل 13، يترتب على ذلك أنه إذا انخفض عرض نبضات الخرج لمقارن PWM DA2 لسبب ما، فبدءًا من عرض معين لهذه النبضات، ستصبح نبضات الخرج لمقارن DA1 أوسع من نبضات الإخراج لمقارن PWM DA2 والبدء في تحديد حالة الإخراج للعنصر المنطقي DD1 وبالتالي. عرض نبضات الإخراج للدائرة الدقيقة. بمعنى آخر، يحد جهاز المقارنة DA1 من عرض نبضات خرج الدائرة الدقيقة عند مستوى أقصى معين. يتم تحديد مستوى التحديد من خلال الإمكانات عند المدخلات غير المقلوبة للمقارنة DA1 (دبوس 4 من الدائرة الدقيقة) في حالة مستقرة. ومع ذلك، من ناحية أخرى، فإن الإمكانات عند الطرف 4 ستحدد نطاق ضبط عرض نبضات خرج الدائرة الدقيقة. ومع زيادة الإمكانات عند الطرف 4، يضيق هذا النطاق. يتم الحصول على أوسع نطاق ضبط عندما يكون الجهد عند الطرف 4 هو 0.
ومع ذلك، في هذه الحالة هناك خطر يرتبط بحقيقة أن عرض "المنطقة الميتة" قد يصبح مساوياً 0 (على سبيل المثال، في حالة زيادة كبيرة في التيار المستهلك من UPS). وهذا يعني أن نبضات التحكم عند الأطراف 8 و 11 من الدائرة الدقيقة سوف تتبع بعضها البعض مباشرة. ولذلك، قد تنشأ حالة تعرف باسم "انهيار الرف". يتم تفسير ذلك من خلال القصور الذاتي في ترانزستورات الطاقة الخاصة بالعاكس، والتي لا يمكن فتحها وإغلاقها على الفور. لذلك، إذا قمت في نفس الوقت بتطبيق إشارة قفل على قاعدة ترانزستور مفتوح مسبقًا، وإشارة إلغاء قفل على قاعدة ترانزستور مغلق (أي مع "منطقة ميتة") صفر، فستحصل على موقف يكون فيه ترانزستور واحد لم يغلق بعد، والآخر مفتوح بالفعل. ثم يحدث الانهيار على طول حامل الترانزستور في نصف الجسر، والذي يتكون من تدفق التيار عبر كلا الترانزستورات. هذا التيار، كما يتبين من الرسم البياني في الشكل. 5، يتجاوز اللف الأساسي لمحول الطاقة وهو غير محدود عمليا. الحماية الحالية لا تعمل في هذه الحالة، لأن لا يتدفق التيار عبر المستشعر الحالي (غير موضح في الرسم التخطيطي؛ ستتم مناقشة تصميم ومبدأ تشغيل أجهزة الاستشعار الحالية المستخدمة بالتفصيل في الأقسام اللاحقة)، مما يعني أن هذا المستشعر لا يمكنه إخراج إشارة إلى دائرة التحكم. لذلك، يصل التيار المار إلى قيمة كبيرة جدًا في فترة زمنية قصيرة جدًا. يؤدي هذا إلى زيادة حادة في الطاقة المنطلقة من كل من ترانزستورات الطاقة والفشل الفوري تقريبًا (الانهيار عادةً). بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تتلف الثنائيات الخاصة بجسر مقوم الطاقة بسبب تدفق التيار عبرها. تنتهي هذه العملية بنفخ فتيل الشبكة، الذي، بسبب القصور الذاتي، ليس لديه الوقت لحماية عناصر الدائرة، ولكنه يحمي الشبكة الأساسية فقط من التحميل الزائد.
وبالتالي فإن السيطرة على الجهد. يجب أن يتم تزويد قواعد ترانزستورات الطاقة بطريقة تجعل أحد هذه الترانزستورات مغلقًا بشكل موثوق، وعندها فقط يتم فتح الآخر. بمعنى آخر، بين نبضات التحكم الموردة إلى قواعد ترانزستورات الطاقة، يجب أن يكون هناك تحول زمني لا يساوي الصفر ("المنطقة الميتة"). يتم تحديد الحد الأدنى المسموح به من "المنطقة الميتة" من خلال القصور الذاتي للترانزستورات المستخدمة كمفاتيح الطاقة.
تتيح لك بنية الدائرة الدقيقة ضبط الحد الأدنى لمدة "المنطقة الميتة" باستخدام الإمكانات الموجودة في الطرف 4 من الدائرة الدقيقة. يتم ضبط هذه الإمكانية باستخدام مقسم خارجي متصل بحافلة جهد الخرج للمصدر المرجعي الداخلي لدائرة Uref الدقيقة.
بعض إصدارات UPS لا تحتوي على مثل هذا المقسم. وهذا يعني أنه بعد اكتمال عملية البداية الناعمة (انظر أدناه)، يصبح الجهد عند الطرف 4 من الدائرة الدقيقة مساويًا للصفر. في هذه الحالات، فإن الحد الأدنى من المدة الممكنة "للمنطقة الميتة" لن يصبح مساويًا للصفر، ولكن سيتم تحديده بواسطة مصدر الجهد الداخلي DA7 (0، 1B)، المتصل بالمدخل غير المقلوب للمقارن DA1 بقطبه الموجب، وبالدبوس 4 من الدائرة الدقيقة بقطبه السالب. وبالتالي، بفضل إدراج هذا المصدر، فإن عرض نبض الخرج للمقارن DA1، وبالتالي عرض "المنطقة الميتة"، لا يمكن أن يصبح تحت أي ظرف من الظروف يساوي 0، مما يعني أن "الانهيار على طول الحامل" سيكون من المستحيل في الأساس. بمعنى آخر، تتضمن بنية الدائرة الدقيقة قيودًا على المدة القصوى لنبض الخرج (الحد الأدنى لمدة "المنطقة الميتة"). إذا كان هناك مقسم متصل بالدبوس 4 من الدائرة الدقيقة، فبعد بداية ناعمة، لا تساوي إمكانات هذا الدبوس 0، وبالتالي يتم تحديد عرض نبضات الخرج للمقارنة DA1 ليس فقط من خلال المصدر الداخلي DA7، ولكن أيضًا من خلال الإمكانات المتبقية (بعد الانتهاء من عملية البداية الناعمة) عند الدبوس 4. ومع ذلك، كما هو مذكور أعلاه، يتم تضييق النطاق الديناميكي لتعديل عرض مقارنة PWM DA2.

مخطط البدء

تم تصميم دائرة البداية للحصول على الجهد الذي يمكن استخدامه لتشغيل دائرة التحكم الدقيقة من أجل تشغيلها بعد توصيل IVP بشبكة الإمداد. لذلك، فإن بدء التشغيل يعني بدء تشغيل دائرة التحكم الدقيقة أولاً، والتي بدونها يكون التشغيل العادي لقسم الطاقة ودائرة UPS بأكملها مستحيلًا.
يمكن إنشاء دائرة البداية بطريقتين مختلفتين:
مع الإثارة الذاتية
مع التحفيز القسري.
يتم استخدام دائرة ذاتية الإثارة، على سبيل المثال، في UPS GT-150W (الشكل 14). يتم توفير جهد الشبكة المصحح Uep إلى مقسم المقاومة R5، R3، R6، R4، وهو الأساس لكل من ترانزستورات مفتاح الطاقة Q1، Q2. لذلك، من خلال الترانزستورات، تحت تأثير الجهد الإجمالي على المكثفات C5، C6 (Uep)، يبدأ التيار الأساسي بالتدفق عبر الدائرة (+)C5 - R5 - R7 - 6-e Q1 - R6 - R8 - 6 -e Q2 - "السلك المشترك" للجانب الأساسي - (-)C6.
يتم فتح كلا الترانزستورات قليلاً بواسطة هذا التيار. ونتيجة لذلك، تبدأ التيارات ذات الاتجاهات المعاكسة بالتدفق عبر أقسام المجمع والباعث لكلا الترانزستورات على طول الدوائر:
خلال Q1: (+)C5 - +310 V bus - Q1 - 5-6 T1 -1-2 T2-C9- (-)C5.
خلال Q2: (+)C6 - C9 - 2-1 T2 - 6-5 T1 - Q2 - "السلك المشترك" للجانب الأساسي - (-)C6.

الشكل 14. مخطط بدء التشغيل الذاتي لجهاز UPS GT-150W.

إذا كان كلا التيارين المتدفقين خلال المنعطفات الإضافية (البدء) 5-6 T1 في اتجاهين متعاكسين متساويين، فسيكون التيار الناتج 0، ولن تتمكن الدائرة من البدء.
ومع ذلك، ونظراً للانتشار التكنولوجي لعوامل تضخيم التيار للترانزستورات Q1، Q2، فإن أحد هذه التيارات يكون دائماً أكبر من الآخر، لأن الترانزستورات مفتوحة قليلا بدرجات متفاوتة. ولذلك فإن التيار الناتج خلال المنعطفات 5-6 T1 لا يساوي 0 وله اتجاه أو آخر. لنفترض أن التيار عبر الترانزستور Q1 هو السائد (أي أن Q1 أكثر انفتاحًا من Q2)، وبالتالي، يتدفق التيار في الاتجاه من الطرف 5 إلى الطرف 6 من T1. ويستند مزيد من المنطق على هذا الافتراض.
ومع ذلك، من أجل الإنصاف، تجدر الإشارة إلى أن التيار من خلال الترانزستور Q2 قد يكون هو السائد أيضًا، ومن ثم سترتبط جميع العمليات الموضحة أدناه بالترانزستور Q2.
يؤدي تدفق التيار خلال المنعطفات 5-6 من T1 إلى ظهور EMF للحث المتبادل على جميع اللفات لمحول التحكم T1. في هذه الحالة، (+) يحدث المجال الكهرومغناطيسي (EMF) عند الطرف 4 بالنسبة إلى الطرف 5 ويتدفق تيار إضافي إلى القاعدة Q1 تحت تأثير هذا المجال الكهرومغناطيسي، مما يفتحه قليلاً عبر الدائرة: 4 T1 - D7-R9-R7-6- 3 س1 - 5 ت1.
في نفس الوقت، (-) يظهر EMF عند الطرف 7 من T1 نسبة إلى الطرف 8، أي. تبين أن قطبية هذا المجال الكهرومغناطيسي تحجب Q2 ويتم إغلاقه. بعد ذلك، يأتي دور ردود الفعل الإيجابية (POF). تأثيره هو أنه مع زيادة التيار من خلال قسم المجمع والباعث Q1 ويتحول إلى 5-6 T1، يعمل EMF متزايد على الملف 4-5 T1، مما يخلق تيارًا أساسيًا إضافيًا لـ Q1، ويفتحه إلى حد أكبر . تتطور هذه العملية مثل الانهيار الجليدي (بسرعة كبيرة) وتؤدي إلى فتح Q1 بالكامل وقفل Q2. يبدأ تيار متزايد خطيًا بالتدفق عبر Q1 المفتوح والملف الأساسي 1-2 لمحول نبض الطاقة T2، مما يؤدي إلى ظهور نبض EMF للحث المتبادل على جميع اللفات T2. دفعة من اللف 7-5 T2 سعة تخزين الشحنات C22. يظهر الجهد عند C22، والذي يتم توفيره كمصدر إمداد للدبوس 12 من شريحة التحكم من النوع TL494 IC1 وإلى مرحلة المطابقة. تبدأ الدائرة الدقيقة وتولد تسلسلات نبضية مستطيلة عند أطرافها 11، 8، حيث تبدأ مفاتيح الطاقة Q1، Q2 في التبديل خلال مرحلة المطابقة (Q3، Q4، T1). يظهر نبض EMF من المستوى الاسمي على جميع ملفات محول الطاقة T2. في هذه الحالة، فإن المجال الكهرومغناطيسي من اللفات 3-5 و7-5 يغذي C22 باستمرار، مع الحفاظ على مستوى جهد ثابت عليه (حوالي +27 فولت). بمعنى آخر، تبدأ الدائرة الدقيقة في تزويد نفسها بالطاقة من خلال حلقة التغذية الراجعة (التغذية الذاتية). تدخل الوحدة في وضع التشغيل. يعد جهد إمداد الدائرة الدقيقة ومرحلة المطابقة مساعدًا ويعمل فقط داخل الكتلة ويسمى عادةً Upom.
قد تحتوي هذه الدائرة على بعض الاختلافات، كما هو الحال في مزود طاقة التحويل LPS-02-150XT (المصنوع في تايوان) لجهاز الكمبيوتر Mazovia SM1914 (الشكل 15). في هذه الدائرة، يتم الحصول على الزخم الأولي لتطوير عملية بدء التشغيل باستخدام مقوم نصف موجة منفصل D1، C7، والذي يعمل على تشغيل مقسم المقاومة الأساسي لمفاتيح الطاقة في نصف الدورة الإيجابية الأولى للشبكة. يؤدي هذا إلى تسريع عملية بدء التشغيل، لأن... يتم الفتح الأولي لأحد المفاتيح بالتوازي مع شحن مكثفات التنعيم عالية السعة. وبخلاف ذلك، فإن المخطط يعمل بشكل مشابه لما تمت مناقشته أعلاه.

الشكل 15. دائرة البدء ذاتية الإثارة في مصدر طاقة التبديل LPS-02-150XT

يتم استخدام هذا المخطط، على سبيل المثال، في UPS PS-200B من LING YIN GROUP (تايوان).
يتم تشغيل اللف الأساسي لمحول التشغيل الخاص T1 بنصف جهد التيار الكهربائي (بقيمة اسمية 220 فولت) أو بجهد كامل (بقيمة اسمية 110 فولت). يتم ذلك لأسباب تجعل سعة الجهد المتناوب على الملف الثانوي T1 لا تعتمد على تصنيف شبكة الإمداد. عند تشغيل UPS، يتدفق التيار المتردد عبر الملف الأولي T1. لذلك، يتم تحفيز EMF جيبي متناوب مع تردد شبكة الإمداد على الملف الثانوي 3-4 T1. يتم تصحيح التيار المتدفق تحت تأثير EMF بواسطة دائرة جسر خاصة على الثنائيات D3-D6 ويتم تلطيفها بواسطة المكثف C26. يتم إطلاق جهد ثابت يبلغ حوالي 10-11 فولت عند C26، والذي يتم توفيره كمصدر إمداد للدبوس 12 من دائرة التحكم الدقيقة من النوع TL494 U1 وإلى مرحلة المطابقة. بالتوازي مع هذه العملية، يتم شحن مكثفات مرشح منع التعرج. لذلك، بحلول الوقت الذي يتم فيه إمداد الدائرة الدقيقة بالطاقة، يتم أيضًا تنشيط مرحلة الطاقة. تبدأ الدائرة الدقيقة في العمل وتبدأ في توليد تسلسلات من النبضات المستطيلة عند أطرافها 8، 11، والتي تبدأ بها مفاتيح الطاقة في التبديل خلال مرحلة المطابقة. ونتيجة لذلك، تظهر الفولتية الإخراج للكتلة. بعد الدخول في وضع التغذية الذاتية، يتم تشغيل الدائرة الدقيقة من ناقل جهد الخرج +12 فولت من خلال الصمام الثنائي المنفصل D8. نظرًا لأن جهد التغذية الذاتية هذا أعلى قليلاً من جهد الخرج للمقوم D3-D5، فإن الثنائيات الخاصة بمقوم البدء هذا مقفلة، ولا يؤثر ذلك لاحقًا على تشغيل الدائرة.
إن الحاجة إلى التغذية الراجعة عبر الصمام الثنائي D8 أمر اختياري. في بعض دوائر UPS التي تستخدم الإثارة القسرية، لا يوجد مثل هذا الاتصال. يتم تشغيل دائرة التحكم الدقيقة ومرحلة المطابقة من خرج مقوم البداية خلال وقت التشغيل بأكمله. ومع ذلك، فإن مستوى التموج في ناقل Upom في هذه الحالة أعلى قليلاً مما هو عليه في حالة تشغيل الدائرة الدقيقة من ناقل جهد الخرج +12V.
لتلخيص وصف مخططات الإطلاق، يمكننا ملاحظة السمات الرئيسية لبناءها. في الدائرة ذاتية الإثارة، يتم تبديل ترانزستورات الطاقة في البداية، مما يؤدي إلى ظهور جهد إمداد لشريحة Upom. في الدائرة ذات الإثارة القسرية، يتم الحصول على Upom أولاً، ونتيجة لذلك، يتم تبديل ترانزستورات الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، في الدوائر ذاتية الإثارة، يكون جهد Upom عادةً حوالي +26 فولت، وفي دوائر الإثارة القسرية، يكون عادةً حوالي +12 فولت.
تظهر دائرة الإثارة القسرية (مع محول منفصل) في الشكل 16.

الشكل 16. دائرة بدء التشغيل مع الإثارة القسرية لمصدر طاقة التبديل PS-200B (LING YIN GROUP).

مطابقة سلسلة من إمدادات الطاقة النبضية

يتم استخدام مرحلة المطابقة لمطابقة وفصل مرحلة خرج الطاقة العالية عن دوائر التحكم منخفضة الطاقة.
يمكن تقسيم المخططات العملية لإنشاء سلسلة متطابقة في مختلف وحدات UPS إلى خيارين رئيسيين:
نسخة الترانزستور، حيث يتم استخدام الترانزستورات المنفصلة الخارجية كمفاتيح؛
إصدار بدون ترانزستور، حيث يتم استخدام ترانزستورات الإخراج لشريحة التحكم نفسها VT1، VT2 (في الإصدار المتكامل) كمفاتيح.
بالإضافة إلى ذلك، هناك ميزة أخرى يمكن من خلالها تصنيف مراحل المطابقة وهي طريقة التحكم في ترانزستورات الطاقة لعاكس نصف الجسر. بناءً على هذه الميزة، يمكن تقسيم جميع التتاليات المطابقة إلى:
شلالات ذات تحكم مشترك، حيث يتم التحكم في كلا ترانزستورات الطاقة باستخدام محول تحكم مشترك واحد، والذي يحتوي على ملفين أساسيين وملفين ثانويين؛
شلالات ذات تحكم منفصل، حيث يتم التحكم في كل ترانزستورات الطاقة باستخدام محول منفصل، أي. يوجد محولان للتحكم في مرحلة المطابقة.
بناءً على كلا التصنيفين، يمكن تنفيذ سلسلة المطابقة بإحدى الطرق الأربع التالية:
الترانزستور مع التحكم العام.
الترانزستور مع تحكم منفصل.
الترانزستور مع التحكم العام.
بدون ترانزستور مع تحكم منفصل.
نادراً ما يتم استخدام مراحل الترانزستور ذات التحكم المنفصل أو لا يتم استخدامها على الإطلاق. لم تتح للمؤلفين الفرصة لمواجهة مثل هذا التجسيد للسلسلة المطابقة. الخيارات الثلاثة المتبقية أكثر أو أقل شيوعًا.
في جميع الإصدارات، يتم الاتصال بمرحلة الطاقة باستخدام طريقة المحولات.
في هذه الحالة، يقوم المحول بوظيفتين رئيسيتين: تضخيم إشارة التحكم من حيث التيار (بسبب التوهين في الجهد) والعزل الجلفاني. يعد العزل الجلفاني ضروريًا لأن شريحة التحكم ومرحلة المطابقة موجودة في الجانب الثانوي، ومرحلة الطاقة موجودة في الجانب الأساسي من UPS.
دعونا نفكر في تشغيل كل خيار من خيارات التتالي المطابقة المذكورة باستخدام أمثلة محددة.
في دائرة الترانزستور ذات التحكم المشترك، يتم استخدام مضخم الطاقة المسبق لمحول الدفع والسحب الموجود على الترانزستورات Q3 وQ4 كمرحلة مطابقة (الشكل 17).

الشكل 17. مرحلة المطابقة لمصدر طاقة التحويل KYP-150W (دائرة ترانزستور مع تحكم مشترك).

الشكل 18. الشكل الحقيقي للنبضات على المجمعات

التيارات من خلال الثنائيات D7 و D9، التي تتدفق تحت تأثير الطاقة المغناطيسية المخزنة في قلب DT، لها شكل أسي متدهور. في قلب DT، أثناء تدفق التيارات عبر الثنائيات D7 وD9، يعمل التدفق المغناطيسي المتغير (الهابط)، مما يؤدي إلى ظهور نبضات EMF على اللفات الثانوية.
يزيل الصمام الثنائي D8 تأثير مرحلة المطابقة على شريحة التحكم من خلال ناقل الطاقة المشترك.
يتم استخدام نوع آخر من مرحلة مطابقة الترانزستور مع التحكم العام في مصدر طاقة التبديل ESAN ESP-1003R (الشكل 19). الميزة الأولى لهذا الخيار هي أن ترانزستورات الإخراج VT1 و VT2 الخاصة بالدائرة الدقيقة يتم تضمينها كمتابعين للباعث. تتم إزالة إشارات الخرج من الأطراف 9 و 10 من الدائرة الدقيقة. المقاومات R17 و R16 و R15 و R14 عبارة عن أحمال باعث للترانزستورات VT1 و VT2 على التوالي. تشكل هذه المقاومات نفسها المقسمات الأساسية للترانزستورات Q3، Q4، التي تعمل في وضع التبديل. تعمل السعات C13 و C12 على التأثير وتساعد على تسريع عمليات التبديل للترانزستورات Q3 و Q4. السمة المميزة الثانية لهذه السلسلة هي أن اللف الأساسي لمحول التحكم DT ليس له خرج من النقطة الوسطى وهو متصل بين مجمعات الترانزستورات Q3 و Q4. عندما يتم فتح ترانزستور الخرج VT1 لشريحة التحكم، يتم تنشيط المقسم R17، R16، الذي هو قاعدة الترانزستور Q3، بجهد Upom. ولذلك، يتدفق التيار من خلال تقاطع التحكم Q3 وينفتح. يتم تسهيل تسريع هذه العملية من خلال السعة القسرية C13، التي تزود قاعدة Q3 بتيار فتح أعلى بمقدار 2-2.5 مرة من القيمة المحددة. نتيجة فتح Q3 هي أن الملف الأولي 1-2 DT متصل بالمبيت بواسطة طرفه 1. نظرًا لقفل الترانزستور الثاني Q4 ، يبدأ تيار متزايد بالتدفق عبر الملف الأساسي DT على طول الدائرة: Upom - R11 - 2-1 DT - Q3 - الإسكان.

الشكل 19. مرحلة المطابقة لتحويل مصدر الطاقة ESP-1003R ESAN ELECTRONIC CO., LTD (دائرة الترانزستور مع التحكم المشترك).

تظهر نبضات EMF مستطيلة على اللفات الثانوية 3-4 و5-6 DT. يختلف اتجاه اللف للملفات الثانوية DT. ولذلك، فإن أحد ترانزستورات الطاقة (غير الموضحة في الرسم البياني) سوف يستقبل نبضة قاعدة افتتاحية، والآخر سوف يستقبل نبضة إغلاق. عندما يغلق VT1 لشريحة التحكم بشكل حاد، يغلق Q3 أيضًا بشكل حاد بعده. يتم تسهيل تسريع عملية الإغلاق من خلال السعة القسرية C13، والتي يتم تطبيق الجهد منها على تقاطع الباعث الأساسي Q3 في قطبية الإغلاق. ثم تستمر "المنطقة الميتة" عندما يتم إغلاق ترانزستورات الإخراج الخاصة بالدائرة الدقيقة. بعد ذلك، يتم فتح ترانزستور الخرج VT2، مما يعني أن المقسم R15، R14، وهو أساس الترانزستور الثاني Q4، يتم تشغيله بواسطة جهد Upom. لذلك، ينفتح Q4 ويتم توصيل الملف الأولي 1-2 DT بالمبيت عند طرفه الآخر (دبوس 2)، لذلك يبدأ تيار متزايد بالتدفق عبره في الاتجاه المعاكس للحالة السابقة على طول الدائرة: Upom -R10 - 1-2 DT - Q4 - "الإطار".
لذلك ، تتغير قطبية النبضات على اللفات الثانوية لـ DT ، وسوف يستقبل ترانزستور الطاقة الثاني نبضة الافتتاح ، وستعمل نبضة قطبية الإغلاق على أساس الأول. عندما يتم إغلاق VT2 لشريحة التحكم بشكل حاد، يتم إغلاق Q4 أيضًا بشكل حاد بعده (باستخدام سعة التأثير C12). ثم تستمر "المنطقة الميتة" مرة أخرى، وبعد ذلك تتكرر العمليات.
وبالتالي، فإن الفكرة الرئيسية وراء تشغيل هذه السلسلة هي أنه يمكن الحصول على تدفق مغناطيسي متناوب في قلب DT نظرًا لحقيقة أن الملف الأولي DT متصل بالجسم في أحد الطرفين أو في الطرف الآخر. ولذلك، يتدفق التيار المتردد من خلاله دون مكون مباشر مع مصدر أحادي القطب.
في الإصدارات بدون ترانزستور لمراحل مطابقة UPS، يتم استخدام ترانزستورات الخرج VT1، VT2 الخاصة بدائرة التحكم الدقيقة كترانزستورات لمرحلة المطابقة، كما ذكرنا سابقًا. في هذه الحالة، لا توجد ترانزستورات مرحلة مطابقة منفصلة.
يتم استخدام دائرة بدون ترانزستور مع تحكم عام، على سبيل المثال، في دائرة UPS-200V. يتم تحميل ترانزستورات الخرج للدائرة الدقيقة VT1 و VT2 على طول المجمعات بواسطة اللفات النصفية الأولية للمحول DT (الشكل 20). يتم توفير الطاقة إلى النقطة الوسطى للملف الأساسي DT.

الشكل 20. مرحلة المطابقة لمصدر طاقة التبديل PS-200B (دائرة بدون ترانزستور مع تحكم مشترك).

عندما يفتح الترانزستور VT1، يتدفق تيار متزايد عبر هذا الترانزستور ونصف الملف 1-2 لمحول التحكم DT. تظهر نبضات التحكم على اللفات الثانوية لـ DT، ولها قطبية بحيث يفتح أحد ترانزستورات الطاقة العاكسة ويغلق الآخر. في نهاية النبض، يغلق VT1 بشكل حاد، ويتوقف التيار من خلال نصف متعرج 1-2 DT عن التدفق، لذلك يختفي EMF الموجود على اللفات الثانوية DT، مما يؤدي إلى إغلاق ترانزستورات الطاقة. بعد ذلك، تستمر "المنطقة الميتة" عندما يتم إغلاق كل من ترانزستورات الخرج VT1 وVT2 الخاصة بالدائرة الدقيقة، ولا يتدفق التيار عبر الملف الأساسي DT. بعد ذلك، يتم فتح الترانزستور VT2، ويتدفق التيار، الذي يزداد بمرور الوقت، عبر هذا الترانزستور ونصف الملء 2-3 DT. التدفق المغناطيسي الناتج عن هذا التيار في قلب DT له اتجاه معاكس للحالة السابقة. لذلك، يتم تحفيز EMF ذو قطبية معاكسة للحالة السابقة على اللفات الثانوية DT. ونتيجة لذلك، يتم فتح الترانزستور الثاني لعاكس نصف الجسر، وعند قاعدة الأول، يكون للنبض قطبية تغلقه. عندما يتم إغلاق VT2 لشريحة التحكم، يتوقف التيار من خلاله ويتوقف الملف الأساسي DT. لذلك، يختفي EMF الموجود على اللفات الثانوية DT، ويتم إغلاق ترانزستورات الطاقة العاكسة مرة أخرى. ثم تستمر "المنطقة الميتة" مرة أخرى، وبعد ذلك تتكرر العمليات.
الفكرة الرئيسية لبناء هذه السلسلة هي أنه يمكن الحصول على تدفق مغناطيسي متناوب في قلب محول التحكم من خلال توفير الطاقة إلى النقطة الوسطى للملف الأساسي لهذا المحول. لذلك، تتدفق التيارات عبر اللفات النصفية بنفس عدد اللفات في اتجاهات مختلفة. عندما يتم إغلاق كلا ترانزستورات الخرج الخاصة بالدائرة الدقيقة ("المناطق الميتة")، فإن التدفق المغناطيسي في قلب DT يساوي 0. يؤدي الفتح البديل للترانزستورات إلى ظهور بديل للتدفق المغناطيسي في نصف الملف أو الآخر. التدفق المغناطيسي الناتج في القلب متغير.
يتم استخدام آخر هذه الأصناف (دائرة بدون ترانزستور مع تحكم منفصل)، على سبيل المثال، في UPS لجهاز كمبيوتر Appis (بيرو). يوجد في هذه الدائرة محولان للتحكم DT1 و DT2، اللفات النصفية الأولية منها عبارة عن أحمال مجمعة لترانزستورات الخرج للدائرة الدقيقة (الشكل 21). في هذا المخطط، يتم التحكم في كل من مفتاحي الطاقة من خلال محول منفصل. يتم توفير الطاقة لمجمعات ترانزستورات خرج الدائرة الدقيقة من ناقل Upom المشترك عبر نقاط المنتصف للملفات الأولية لمحولات التحكم DT1 و DT2.
الثنائيات D9، D10 مع الأجزاء المقابلة من اللفات الأولية DT1، DT2 تشكل دوائر إزالة المغناطيسية الأساسية. دعونا ننظر إلى هذه المسألة بمزيد من التفصيل.

الشكل 21. مرحلة المطابقة لمصدر الطاقة "Appis" (دائرة بدون ترانزستور مع تحكم منفصل).

مرحلة المطابقة (الشكل 21) هي في الأساس محولان مستقلان للأمام أحادي الطرف، لأن يتدفق تيار الفتح إلى قاعدة ترانزستور الطاقة أثناء الحالة المفتوحة للترانزستور المطابق، أي. الترانزستور المطابق وترانزستور الطاقة المتصل به من خلال محول مفتوحان في وقت واحد. في هذه الحالة، يعمل كلا محولي النبض DT1، DT2 بمكون ثابت من تيار الملف الأولي، أي. مع التنويم المغناطيسي القسري. إذا لم يتم اتخاذ تدابير خاصة لإزالة مغنطة النوى، فسوف تدخل في التشبع المغناطيسي على مدى عدة فترات من تشغيل المحول، مما سيؤدي إلى انخفاض كبير في محاثة اللفات الأولية وفشل ترانزستورات التبديل VT1، VT2. دعونا نفكر في العمليات التي تحدث في المحول على الترانزستور VT1 والمحول DT1. عندما يفتح الترانزستور VT1، يتدفق من خلاله تيار متزايد خطيًا والملف الأساسي 1-2 DT1 على طول الدائرة: Upom -2-1 DT1 - الدائرة VT1 - "العلبة".
عندما تنتهي نبضة الفتح عند قاعدة VT1، يتم إغلاقها فجأة. يتوقف التيار من خلال اللف 1-2 DT1. ومع ذلك ، فإن المجال الكهرومغناطيسي الموجود على ملف إزالة المغناطيسية 2-3 DT1 يغير القطبية ، ويتدفق تيار إزالة المغناطيسية DT1 من خلال هذا الملف والصمام الثنائي D10 عبر الدائرة: 2 DT1 - Upom - C9 - "الجسم" - D10-3DT1.
هذا التيار يتناقص خطيا، أي. مشتق التدفق المغناطيسي من خلال علامة التغييرات DT1 الأساسية، ويتم إزالة المغناطيسية من القلب. وبالتالي، خلال هذه الدورة العكسية، يتم إرجاع الطاقة الزائدة المخزنة في قلب DT1 أثناء الحالة المفتوحة للترانزستور VT1 إلى المصدر (يتم إعادة شحن مكثف التخزين C9 الخاص بحافلة Upom).
ومع ذلك، فإن هذا الخيار لتنفيذ سلسلة المطابقة هو الأقل تفضيلاً، لأنه يعمل كلا المحولين DT1 و DT2 مع قلة الاستخدام في الحث ومع مكون ثابت لتيار الملف الأولي. يحدث انعكاس مغنطة النوى DT1 وDT2 في دورة خاصة، تغطي قيم الحث الإيجابية فقط. ولهذا السبب، فإن التدفقات المغناطيسية في النوى تكون نابضة، أي. تحتوي على مكون ثابت يؤدي هذا إلى زيادة معلمات الوزن والحجم للمحولات DT1 وDT2، وبالإضافة إلى ذلك، بالمقارنة مع خيارات السلاسل المطابقة الأخرى، يلزم هنا محولان بدلاً من محول واحد.

المعلمات الأساسية لإمدادات الطاقة التبديل لشركة IBM		يتم أخذ المعلمات الرئيسية لتبديل مصادر الطاقة في الاعتبار، ويتم إعطاء دبوس الموصل، ومبدأ التشغيل على جهد التيار الكهربائي هو 110 و220 فولت،
		تم وصف الدائرة الدقيقة TL494 ودائرة التبديل وحالات الاستخدام للتحكم في مفاتيح الطاقة الخاصة بتبديل مصادر الطاقة بالتفصيل.
إدارة مفاتيح الطاقة لتحويل إمدادات الطاقة باستخدام TL494		تم وصف الطرق الرئيسية للتحكم في الدوائر الأساسية لترانزستورات الطاقة في تبديل مصادر الطاقة وخيارات إنشاء مقومات الطاقة الثانوية.		وصف كامل لمخطط الدائرة وتشغيلها لتحويل مصدر الطاقة

التنين "الرب (2005)

مهمة:أنشئ مولد نبضات مستطيلًا سهل الاستخدام ومتعدد الاستخدامات إلى أقصى حد. الشرط الأساسي هو التأكد من أن الحواف الأمامية والخلفية للإشارة شديدة الانحدار قدر الإمكان. ومن المرغوب أيضًا تغطية أوسع نطاق ممكن من الترددات ودورات العمل. وفقًا للمهمة، ومن خلال الجهود المشتركة للمشاركين في مشروع "الموقع"، وُلد مخطط، وأنت مدعو للتعرف عليه أدناه.

الرسم التخطيطي والرسومات:

صور المولد النهائي:في عملية العمل مع هذا المولد، تم تحسينه بشكل دوري، وتم تحسين تصنيفات الدوائر. وفي هذا الصدد، خضع المولد للترقيتين. دعونا نقدم جميع إصدارات المولد بالترتيب. تميزت النسخة الأولى، التي تم تجميعها على الفور، بحقيقة أنها لم يكن لديها مصدر طاقة "على متنها".

أثناء التشغيل، اتضح أنه لم تكن هناك حاجة لمثل هذا المكثف الكبير. تم تركيب المكثفات مباشرة على لوحة المولد مع مثبت الجهد. يتم دمج المحول ومفتاح الطاقة على قاعدة مشتركة.

في الآونة الأخيرة، من أجل توسيع النطاق المتاح من الترددات المغطاة، تم إجراء ترقية أخرى، وتم دمج مفتاح إضافي في الدائرة لتغيير المكثف بسرعة في سلسلة التوقيت، والذي سيتم مناقشته بمزيد من التفصيل أدناه.

الإصدار 3.0. (2009) تم توسيع نطاق التردد المتاح

وصف المخطط:يمكن أن تعمل الدائرة الدقيقة TL494 في وضع الدورة الواحدة (كما هو موضح في الرسم البياني أعلاه) وفي وضع الدفع والسحب، والعمل على حمولتين بالتناوب. سأخبرك أدناه عن كيفية تحويل الدائرة إلى دائرة دفع وسحب، ولكن الآن دعونا نلقي نظرة على دائرة أحادية الشوط.

تتميز الدائرة ذات الدورة الواحدة في المقام الأول بحقيقة أنه يمكننا تغيير دورة تشغيل الإشارة من صفر إلى 100% (القناة مفتوحة دائمًا). توجد سلسلة إعداد دورة العمل في الجزء الثاني من الدائرة الدقيقة. حاول الحفاظ على القيم المشار إليها: 20K - مقاومة التشذيب والحد 12K. يبلغ المكثف الموجود بين الساقين الثانية والرابعة للدائرة الدقيقة 0.1 ميكروفاراد.

يتم تنظيم نطاق التردد من خلال عنصرين: أولاً، من خلال سلسلة من المقاومات على المحطة السادسة من الدائرة الدقيقة، وثانيًا، من خلال سعة المكثف في المحطة الخامسة. نقوم بتثبيت المقاومات: 330 كيلو - ضبط وثابت 2.2 كيلو. بعد ذلك، انظر إلى الرسم البياني الذي قدمته في البداية. لقد قصرنا الرسوم البيانية أفقيًا على قيم المقاوم. يسار و يمين. بالنسبة لمكثف على المحطة الخامسة بسعة 1000 pF = 1 nF = 0.001 μF (الخط المستقيم العلوي على الرسم البياني)، فإن نطاق التردد الناتج هو من 4 كيلو هرتز إلى حد الدائرة الدقيقة (في الواقع هو 150.. 200 كيلو هرتز، ولكن من المحتمل أن يصل إلى 470 كيلو هرتز، على الرغم من عدم تحقيق مثل هذه الترددات باستخدام نفس الطرق). في الترقية الأخيرة للمولد، تم إدخال مفتاح في الدائرة يستبدل مكثف التوقيت الموجود على الطرف الخامس من الدائرة الدقيقة من قيمة اسمية 1000pF إلى أخرى بقيمة اسمية 100nF = 0.1μF، مما يجعله من الممكن تغطية نطاق التردد الأدنى (الخط المستقيم الثاني من الأسفل في الرسم البياني). النطاق الثاني هو كما يلي: من 40 هرتز إلى 5 كيلو هرتز. ونتيجة لذلك، حصلنا على مولد يغطي النطاق من 40 هرتز إلى 200 كيلو هرتز.

الآن بضع كلمات عن مرحلة الإخراج التي نتحكم فيها. كمفتاح، يمكنك استخدام أي من المفاتيح الثلاثة (ترانزستورات التأثير الميداني)، اعتمادًا على المعلمات المطلوبة على الحمل. ها هم: IRF540 (28A، 100V)، IRF640 (18A، 200V) وIRF840 (8A، 500V). يتم ترقيم أرجل الثلاثة بنفس الطريقة. للحصول على حافة خلفية أكثر وضوحًا، استخدم الترانزستور KT6115A. يتمثل دور هذا الترانزستور في تقليل إمكانات بوابة مفتاح المجال بشكل حاد إلى ناقص. يتم استخدام الصمام الثنائي والمقاوم 1K لتوصيل هذا الترانزستور الإضافي (السائق). المقاوم 10 أوم الموجود على البوابة يلغي مباشرة الرنين عالي التردد المحتمل. أيضًا، من أجل مكافحة الرنين، أوصي بوضع حلقة صغيرة من الفريت على قدم الترباس للمسدس الميداني.

إذا لزم الأمر، يمكن تحويل الدائرة إلى دائرة دفع وسحب وضخ حمولتين بالتناوب. تتمثل الاختلافات الرئيسية في وضع الدفع والسحب، أولاً، في تقليل تردد الخرج على كل قناة بمقدار نصف التردد المحسوب، وثانيًا، سيتم الآن تعديل دورة عمل الإشارة في كل قناة من 0 إلى 50٪. لتبديل الدائرة إلى وضع الدفع والسحب، من الضروري تطبيق طاقة إيجابية على المحطة الثامنة من الدائرة الدقيقة (كما هو الحال في المحطة الحادية عشرة). من الضروري أيضًا توصيل المحطة الثالثة عشرة مع 14 و 15. وبناءً على ذلك، قم بإرفاق مرحلة إخراج مماثلة لإخراج المحطة التاسعة، كما نرى في المحطة العاشرة من الدائرة الدقيقة.

أخيرًا، أشير إلى أن شريحة TL494 تعمل على نطاق إمداد طاقة من 7 إلى 41 فولت. لا يمكنك توفير أقل من 7 فولت - فهو ببساطة لن يبدأ. بالنسبة للترانزستورات الرئيسية من هذا النوع، فإن مصدر 9 فولت يكفي. من الأفضل أن تصنع 12 فولتًا، وحتى أفضل 15 فولتًا (سوف تفتح بشكل أسرع، أي أن الحافة الأمامية ستكون أقصر). إذا لم تجد KT6115A، فيمكنك استبداله بترانزستور آخر أقل قوة KT685D (أو أي حرف على الإطلاق). أرجل الترانزستور 685، إذا كان مواجهًا لك، تكون من اليسار إلى اليمين: K، B، E. أتمنى لك تجارب ناجحة!