|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Потужний перетворювач напруги автомобільного підсилювача. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Перетворювачі напруги, випрямлячі, інвертори Нині ринку автомобільної апаратури представлено величезний ряд магнітол різної цінової категорії. Сучасні автомагнітоли зазвичай мають 4 лінійні виходи (у деяких ще є окремий вихід на сабвуфер). Вони призначені для використання "голови" із зовнішніми підсилювачами потужності. Багато радіоаматорів виготовляють підсилювачі потужності своїми руками. Найскладніша частина автомобільного підсилювача - це перетворювач напруги (ПН). У цій статті ми розглянемо принцип побудови стабілізованих ПН на основі вже "народної" мікросхеми TL494 (наш аналог КР1114ЕУ4). Вузол управління Тут ми докладно розглянемо роботу TL494 в режимі стабілізації. Генератор пилкоподібної напруги G1 служить задаючим. Його частота залежить від зовнішніх елементів C3R8 і визначається за формулою: F=1/(C3R8), де F-частота Гц; C3 - у Фарадах; R8- в Омах. При роботі в двотактному режимі (наш ПН якраз і працюватиме в такому режимі) частота автогенератора мікросхеми повинна бути вдвічі вищою за частоту на виході ПНа. Для вказаних на схемі номіналах ланцюга частота генератора F=1/(0,000000001*15000)=66,6кГц. Частота імпульсів на виході, власне кажучи, 33 кГц. Напруга, що генерується, надходить на 2 компаратора (А3 і А4), вихідні імпульси яких підсумовує елемент АБО D1. Далі імпульси через елементи АБО - НЕ D5 і D6 подають на вихідні транзистори мікросхеми (VT1 і VT2). Імпульси з виходу елемента D1 надходять також на лічильний вхід тригера D2 і кожен з них змінює стан тригера. Таким чином, якщо на висновок 13 мікросхеми подана логічна "1" (як у нашому випадку - на висновок 13 подано + з виводу 14), то імпульси на виходах елементів D5 і D6 чергуються, що необхідно для управління двотактним інвертором. Якщо мікросхему застосовують в однотактному Пні, висновок 13 з'єднують із загальним дротом, в результаті тригер D2 більше не бере участі в роботі, а імпульси на всіх виходах з'являються одночасно. Елемент А1 це підсилювач сигналу помилки в контурі стабілізації вихідної напруги ПНа. Ця напруга надходить на висновок 1 вузла А1. На другому висновку - зразкова напруга, отримана від вбудованого мікросхему стабілізатора А5 за допомогою резистивного дільника R2R3. Напруга на виході А1, пропорційна різниці вхідних, задає поріг спрацьовування компаратора А4 і, отже, шпаруватість імпульсів на його виході. Ланцюг R4C1 необхідний для стійкості стабілізатора. Транзисторний оптрон U1 забезпечує гальванічну розв'язку в ланцюгу негативного зворотного зв'язку за напругою. Він відноситься до ланцюга стабілізації вихідної напруги. Також за стабілізацію відповідає стабілізатор паралельного типу DD1 (TL431 або наш аналог КР142ЕН19А). Падіння напруги на резистори R13 приблизно дорівнює 2,5 вольт. Опір цього резистора розраховують, задавшись струмом через дільник резистивний R12R13. Опір резистора R12 обчислюють за формулою: R12=(Uвих-2,5)/I" де Uвих - вихідна напруга ПНа; I"- струм через резистивний дільник R12R13. Навантаженням DD1 є паралельно з'єднані баластний резистор R11 і випромінюючий діод (вив. 1,2 оптрона U1) з струмообмежуючим резистором R10. Баластний резистор створює мінімальне навантаження, необхідне нормального функціонування мікросхеми. ВАЖЛИВО. Потрібно враховувати те, що робоча напруга TL431 не повинна перевищувати 36 вольт (див. Даташ на TL431). Якщо планується виготовляти ПН з Uвих.>35 вольт, то схему стабілізації потрібно буде небагато змінити, про що буде сказано нижче. Припустимо, що ПН розрахований на вихідну напругу +-35 Вольт. При досягненні цієї напруги (на вив. 1 DD1 напруга досягне порогового 2,5 Вольт), "відкриється" стабілізатор DD1, загориться світлодіод оптрона U1, що призведе до відкриття його транзисторного переходу. На виведенні 1 мікросхеми TL494 з'явиться рівень "1". Подача вихідних імпульсів припиниться, вихідна напруга почне падати до тих пір, поки напруга на виводі 1 TL431 не стане нижчою від порогових 2,5 Вольт. Як тільки це станеться, DD1 "закриється", світлодіод оптрона U1 згасне, на виводі 1 TL494 з'явиться низький рівень і вузол А1 дозволить подачу вихідних імпульсів. Напруга на виході знову досягне +35 Вольт. Знову "відкриється" DD1, спалахне світлодіод оптрона U1 і так далі. Це називається "шпаруватістю" - коли частота імпульсів незмінна, а регулювання здійснюється паузами між імпульсами. Другий підсилювач сигналу помилки (А2) у разі використано як вхід аварійного захисту. Це може бути вузол контролю максимальної температури тепловідведення вихідних транзисторів, блок захисту УМЗЧ від струмового навантаження тощо. Як і А1 через резистивний дільник R6R7 зразкову напругу подається на висновок 15. На висновку 16 буде рівень "0", так як він з'єднаний із загальним проводом через резистор R9. Якщо подати висновку 16 рівень " 1 " , то вузол А2 миттєво заборонить подачу вихідних імпульсів. ПОНЕДІЛОК "зупиниться" і запуститься тільки тоді, коли на 16 висновку знову з'явиться рівень "0". Функція компаратора А3 - гарантувати наявність паузи між імпульсами на виході елемента D1. навіть якщо вихідна напруга підсилювача А1 вийшла за допустимі межі. Мінімальний поріг спрацьовування А3 (при з'єднанні виведення 4 із загальним дротом) заданий внутрішнім джерелом напруги GI1. Зі збільшенням напруги на виведенні 4 мінімальна тривалість паузи зростає, отже, максимальна вихідна напруга ПНа падає. Цією властивістю користуються для плавного запуску ПН. Справа в тому, що в початковий момент роботи ПНа конденсатори фільтрів його випрямляча повністю розряджені, що еквівалентно замиканню виходів на загальний провід. Пуск ПНа відразу ж на повну потужність призведе до величезного навантаження транзисторів потужного каскаду та можливого виходу їх з ладу. Ланцюг C2R5 забезпечує плавний, без перевантажень, пуск ПНа. У перший після включення момент С2 розряджений., а напруга на виведенні 4 TL494 близько +5 Вольт, що отримується від стабілізатора А5. Це гарантує паузу максимально можливу тривалість, аж до повної відсутності імпульсів на виході мікросхеми. У міру зарядки конденсатора С2 через резистор R5 напруга на виводі 4 зменшується, а з ним тривалість паузи. Одночасно зростає вихідна напруга ПНа. Так триває, поки воно не наблизиться до зразкового і не набуде чинності стабілізуючого зворотного зв'язку, про принцип роботи якого було розказано вище. Подальша зарядка конденсатора С2 на процеси у Пні не впливає. Як тут уже було сказано, робоча напруга TL431 не повинна перевищувати 36 вольт. А як бути, якщо від ПНа потрібно отримати, наприклад, 50 Вольт? Зробити це легко. Достатньо у розрив контрольованого плюсового дроту поставити стабілітрон на 15...20 Вольт (показаний червоним кольором). В результаті цього він "відсіче" зайву напругу (якщо 15-вольтовий стабілітрон, то він зріже 15 Вольт, якщо двадцятивольтовий-то відповідно прибере 20 Вольт) і TL431 буде працювати в допустимому режимі напруги.
З вищевикладеного було побудовано ПН, схема якого зображено малюнку нижче.
На VT1-VT4R18-R21 зібрано проміжний каскад. Завдання цього вузла-посилення імпульсів перед подачею на потужні польові транзистори VT5-VT8. Блок управління REM виконаний на VT11VT12R28R33-R36VD2C24. При подачі на "REM IN" керуючого сигналу з магнітоли +12 Вольт відкривається транзистор VT12, який у свою чергу відкриє VT11. На діоді VD2 з'являється напруга, яка живить мікросхему TL494. Пн запускається. Якщо магнітолу вимкнути, ці транзистори закриються, перетворювач напруги "зупиниться". На елементах VT9VT10R29-R32R39VD5C22C23 виконано вузол аварійного захисту. При подачі на вхід "PROTECT IN" негативного імпульсу ПН відключиться. Запустити його можна буде лише повторним вимкненням та включенням REM. Якщо даний вузол не планується використовувати, то елементи, що відносяться до нього, потрібно буде виключити зі схеми, а 16 виведення мікросхеми TL494 з'єднати із загальним проводом. У нашому випадку ПН двополярний. Стабілізація в ньому здійснюється за плюсовою вихідною напругою. Щоб не було різниці вихідної напруги, застосовують так званий "ДГС" - дросель групової стабілізації (L3). Обидві його обмотки намотуються одночасно на один загальний магнітопровід. Вийде дросель-трансформатор. Підключення його обмоток мають певне правило – вони мають бути включені зустрічно. На схемі початку цих обмоток показано крапками. В результаті цього дроселя вихідні напруги обох плечей зрівнюються. Немалу роль у Пні грають снаббери - RC ланцюжок, який служить для шунтування паразитних ВЧ/НВЧ коливань. Їх застосування сприятливо позначається на спільній роботі перетворювача, а саме: форма вихідного сигналу має менше паразитних ВЧ-викидів, які проникають по живленню в УМЗЧ та можуть викликати його збудження; легше працюють вихідні ключі (менше гріються), це стосується і трансформатора. Користь від них очевидна, так що не треба ними нехтувати. На схемі це C12R26; C13R27; C25R37. Налагодження Перед увімкненням необхідно перевірити якість монтажу. Для налагодження ПНа необхідний трансформаторний блок живлення потужністю близько 20 Ампер та з межею регулювання вихідної напруги 10…16 Вольт. Не рекомендується живити ПН від комп'ютерного блока живлення. Перед увімкненням потрібно встановити вихідну напругу блока живлення 12 Вольт. Паралельно виходу ПНа підключити резистори на 2 ВТ 3,3 ком як на плюсове плече, так і на мінусове. Резистор ПНа R3 відпаяти. Подати напругу живлення з БП на ПН (12 Вольт). Понеділок не повинен запуститися. Далі слід подати плюс на вхід REM (поставити тимчасову перемичку на клемі + та REM). Якщо деталі справні та монтаж виконаний правильно, то ПН повинен запуститись. Далі потрібно заміряти струм споживання (амперметр у розрив плюсового дроту). Струм має бути в межах 300...400 мА. Якщо він дуже сильно відрізняється у більшу сторону, це вказує на не коректну роботу схеми. Причин багато, одна з основних - не правильно намотаний трансформатор. Якщо все в допустимих межах, то потрібно заміряти вихідну напругу як за плюсом, так і за мінусом. Вони мають бути практично однаковими. Отриманий результат запам'ятовуємо чи записуємо. Далі на місце R3 потрібно підпаяти послідовний ланцюжок з постійного резистора 27 кОм і підстроювального (можна змінного) на 10 кОм, не забувши спершу відключити живлення від ПНа. Знову запускаємо ПОНЕДІЛОК. Після запуску збільшуємо напругу на блоці живлення до 14,4 Вольт. Виробляємо вимір вихідної напруги ПНа так само, як і при початковому включенні. Обертаюча вісь підстроювального резистора потрібно встановити таку вихідну напругу, яка була при живленні ПНа від 12 Вольт. Відключивши БП, випаяти послідовний резисторний ланцюг і виміряти загальний опір. На місце R3 впаяти постійний резистор такого ж номіналу. Проводимо контрольну перевірку. Другий варіант побудови стабілізації На малюнку нижче наведено ще один варіант побудови стабілізації. У цій схемі як опорну напругу для виведення 1 TL494 використаний не її внутрішній стабілізатор, а зовнішній, виконаний на стабілізаторі паралельного типу TL431. Мікросхема DD1 стабілізує напругу 8 вольт живлення дільника, що складається з фототранзисторного оптрона U1.1 і резистора R7. Напруга від середньої точки дільника надходить на не інвертуючий вхід першого підсилювача сигналу помилки ШІ-контролера TL494. Також від резистора R7 залежить вихідна напруга ПНа - чим менше опір, тим менша вихідна напруга. Налаштування ПНа за цією схемою не відрізняється від тієї, що на малюнку №1. Єдина відмінність-це спочатку потрібно виставити 8 вольт на виведенні 3 DD1 за допомогою підбору резистора R1.
Схема перетворювача напруги на малюнку нижче відрізняється спрощеною реалізацією вузла REM. Таке схемотехнічне рішення менш надійне, ніж у попередніх варіантах.
Деталі Як дросель L1 можна використовувати Радянські дроселі ДМ. L2 - саморобний. Його можна намотати на феритовому стрижні діаметром 12...15мм. Ферріт можна відламати від рядкового трансформатора ТВС, стікаючи його на карбороні до необхідного діаметра. Це довго, але ефективно. Намотується дротом ПЕВ-2 діаметром 2 мм і містить 12 витків. Як ДГС можна застосувати жовте кільце від комп'ютерного блоку живлення.
Провід можна взяти ПЕВ-2 діаметром 1 мм. Потрібно мотати одночасно двома проводами, розмістивши їх рівномірно по всьому кільцю виток до витка. Підключити відповідно до схеми (початки вказані точками). Трансформатори. Це відповідальна деталь ПНа, від його виготовлення залежить успіх всього підприємства. Як ферит бажано використовувати 2500НМС1 та 2500НМС2. Вони мають негативну температурну залежність і призначені для використання у сильних магнітних полях. В крайньому випадку можна застосувати кільця М2000НМ-1. Результат буде не набагато гіршим. Кільця потрібно брати старі, тобто ті, що були виготовлені до 90-х років. Та й то одна партія може сильно відрізнятися від іншої. Так, що ПН, трансформатор якого намотаний на одному кільці може показати чудові результати, а ПН, трансформатор якого намотаний тим самим проводом, на такому ж за габаритами та маркуванням кільце, але з іншої партії, може показати поганий результат. Тут як потрапиш. Для цього в інтернеті є стаття "Калькулятор Лисого". За допомогою нього можна підібрати кільця, частоту ЗГ та кількість витків первинки. Якщо застосовується феритове кільце 2000НМ-1 40/25/11, то первинна обмотка повинна містити 2*6 витків. Якщо кільце 45/28/12, то відповідно2*4 витка. Кількість витків залежить від частоти генератора, що задає. Зараз є багато програм, які за введеними даними миттєво розрахують усі необхідні параметри. Я використовую кільця 45/28/12. Як первинку застосовую провід ПЕВ-2 діаметром 1 мм. Обмотка містить 2*5витків, кожна напівобмотка складається з 8 проводів, тобто намотується "шина" з 16 проводів, про що буде сказано нижче (раніше мотав 2*4 витка, але з деякими феритами доводилося піднімати частоту-до речі це можна зробити шляхом зменшення резистора R14). Але спершу зупинимося на кільці. Спочатку феритове кільце має гострі краї. Їх потрібно сточити (закруглити) великим наждаком або напилком-кому як зручніше. Далі обмотуємо кільце молярним білим паперовим скотчем у два шари. Для цього відмотуємо шматок скотчу довжиною сантиметрів 40, приклеюємо його на рівну поверхню і нарізаємо по лінійці лезом смужки шириною 10...15 мм. Ось цими смужками ми його ізолюватимемо. В ідеалі, звичайно, краще кільце нічим не обмотувати, а укласти обмотки безпосередньо на ферит. Це сприятливо позначиться на температурному режимі трансформатора. Але як кажуть, береженого Бог береже, тому й ізолюємо. На отриманій "заготівлі" мотаємо первинну обмотку. Деякі радіоаматори спочатку мотають вторинку, а вже потім на неї первичку. Я так не пробував і тому нічого позитивного або негативного сказати не можу. Для цього на кільце намотуємо звичайну нитку, рівномірно розмістивши розрахункову кількість витків по всьому осердя. Кінці фіксуємо клеєм або маленькими шматочками малярського скотчу. Тепер беремо один шматок нашого емальованого дроту і намотуємо його цією ниткою. Далі беремо другий шматок і рівномірно мотаємо його поруч із першим дротом. Так чинимо з усіма проводами первинної обмотки. У результаті має вийти рівний шлейф. Після намотування дзвонимо всі ці дроти і ділимо на 2 частини-одна з них буде однією напівобмоткою, а інша-другий. Початок однієї з'єднуємо з кінцем іншої. Це буде середній висновок трансформатора. Тепер мотаємо вторинку. Буває так, що вторинна обмотка у зв'язку з відносно великою кількістю витків не може вмістити один шар. Наприклад нам потрібно намотати 21 виток. Тоді чинимо так: у перший шар ми розмістимо 11 витків, а в другий- 10. Мотати ми будемо вже не по одному дроту, як було у випадку з первинкою, а відразу "шиною". Проводи потрібно намагатися укладати так, щоб вони щільно прилягали і не було різного роду петель і баранчиків. Після намотування також видзвонюємо напівобмотки і з'єднуємо початок однієї з кінцем іншої. Наприкінці занурюємо готовий трансформатор у лак, сушимо, занурюємо, сушимо і так кілька разів. Як писалося вище, від якості виготовлення трансформатора залежить дуже багато. Майже кожна людина, яка робить автомобільний підсилювач з ПНом, розраховує плати під певні розміри. Щоб полегшити йому завдання, наводжу друковані плати генераторів, що задають, у форматі Sprint Layout-4. Наводжу деякі фотки ПН, які зроблені за цими схемами:
Автор: qwert390; Публікація: cxem.net
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Ігровий монітор AOC 24G15N 1080p ▪ 1000-ядерний процесор KiloCore ▪ Комахи здатні генерувати електрику
▪ розділ сайту Зварювальне обладнання. Добірка статей ▪ стаття Надзвичайні ситуації воєнного часу. Основи безпечної життєдіяльності ▪ стаття Як з'явилися річки? Детальна відповідь ▪ стаття Гарантії права працівника охорону праці. Заборона примусової праці ▪ стаття Пристрої на мікросхемі MAX869L Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Три рукавички на руці. Секрет фокусу
Коментарі до статті: Никита Супер [;)]
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page