Dəyişdirilmiş rejimli enerji təchizatı (UPS) çox yayılmışdır. İndi istifadə etdiyiniz kompüterdə çox gərginlikli UPS var (+12, -12, +5, -5 və ən azı +3,3V). Demək olar ki, bütün bu cür bloklarda adətən TL494CN tipli xüsusi PWM nəzarətçi çipi var. Onun analoqu yerli mikrosxem M1114EU4 (KR1114EU4).
İstehsalçılar
Baxılan mikrosxem ən çox yayılmış və geniş istifadə olunan inteqral elektron sxemlərin siyahısına aiddir. Onun sələfi Unitrode UC38xx seriyalı PWM nəzarətçiləri idi. 1999-cu ildə bu şirkət Texas Instruments tərəfindən satın alındı və o vaxtdan bu kontrollerlər xəttinin inkişafı başladı və 2000-ci illərin əvvəllərində yaradılmasına səbəb oldu. TL494 seriyalı çiplər. Yuxarıda qeyd olunan UPS-lərə əlavə olaraq, onları DC gərginlik tənzimləyicilərində, idarə olunan sürücülərdə, yumşaq başlanğıclarda, bir sözlə, PWM nəzarətinin istifadə olunduğu hər yerdə tapmaq olar.
Bu çipi klonlayan firmalar arasında Motorola, Inc, International Rectifier,Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor. Onların hamısı TL494CN məlumat cədvəli adlanan məhsullarının ətraflı təsvirini verir.
Sənədlər
Müxtəlif istehsalçıların nəzərdən keçirilən mikrosxem növünün təsvirlərinin təhlili onun xüsusiyyətlərinin praktiki eyniliyini göstərir. Fərqli firmalar tərəfindən verilən məlumatların miqdarı demək olar ki, eynidir. Üstəlik, Motorola, Inc və ON Semiconductor kimi markaların TL494CN məlumat cədvəli strukturunda, rəqəmlərində, cədvəllərində və qrafiklərində bir-birini təkrarlayır. Texas Instruments tərəfindən materialın təqdimatı onlardan bir qədər fərqlidir, lakin diqqətlə araşdırmadan sonra eyni məhsulun nəzərdə tutulduğu aydın olur.
TL494CN çipinin təyinatı
Gəlin ənənəvi olaraq daxili cihazların məqsədi və siyahısı ilə onu təsvir etməyə başlayaq. Bu, əsasən UPS proqramları üçün nəzərdə tutulmuş, aşağıdakı cihazları ehtiva edən sabit tezlikli PWM nəzarətçisidir:
- mişar dişi gərginlik generatoru (SPG);
- xəta gücləndiriciləri;
- istinad (istinad) gərginliyinin mənbəyi +5 V;
- ölü vaxt tənzimlənməsi dövrəsi;
- 500 mA-a qədər cərəyan üçün çıxış tranzistoru açarları;
- bir vuruşlu və ya iki vuruşlu əməliyyatın seçilməsi sxemi.
Limitlər
Hər hansı digər mikrosxem kimi, TL494CN-nin təsviri maksimum icazə verilən performans xüsusiyyətlərinin siyahısını ehtiva etməlidir. Gəlin onları Motorola, Inc məlumatlarına əsaslanaraq verək:
- Enerji təchizatı: 42 V.
- Kollektor gərginliyiçıxış tranzistoru: 42 V.
- Çıxış tranzistorunun kollektor cərəyanı: 500 mA.
- Gücləndiricinin giriş gərginliyi diapazonu: -0,3V - +42V.
- Güc itkisi (t< 45°C-də): 1000mW.
- Saxlama temperaturu diapazonu: -55 ilə +125°C.
- Ətraf mühitin işləmə temperaturu diapazonu: 0 ilə +70 °С arasında.
Qeyd etmək lazımdır ki, TL494IN çipi üçün 7-ci parametr bir qədər genişdir: -25 ilə +85 °С.
TL494CN çip dizaynı
Onun işinin nəticələrinin rus dilində təsviri aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir.
Mikrosxem plastikə yerləşdirilib (bu, onun təyinatının sonunda N hərfi ilə göstərilir) pdp tipli telləri olan 16 pinli paketə yerləşdirilib.
Onun görünüşü aşağıdakı fotoda göstərilib.
TL494CN: funksional diaqram
Beləliklə, bu mikrosxemin vəzifəsi həm tənzimlənən, həm də tənzimlənməmiş UPS-lərin daxilində yaradılan gərginlik impulslarının impuls genişliyinin modulyasiyasıdır (PWM və ya İngilis Pulse Eni Modulasiyası (PWM)). Birinci növ enerji təchizatında, impuls müddəti diapazonu, bir qayda olaraq, mümkün olan maksimum dəyərə çatır (push-pull sxemlərində hər çıxış üçün ~ 48%, avtomobil audio gücləndiricilərini gücləndirmək üçün geniş istifadə olunur).
TL494CN çipinin cəmi 6 çıxış pininə malikdir, onlardan 4-ü (1, 2, 15, 16) UPS-i cari və potensial həddindən artıq yükləmələrdən qorumaq üçün istifadə edilən daxili xəta gücləndiricilərinin girişləridir. Pin4 girişdirçıxış düzbucaqlı impulsların vəzifə dövrü tənzimləmək üçün 0-dan 3 V-a qədər siqnal və3 müqayisə cihazının çıxışıdır və bir neçə yolla istifadə edilə bilər. Digər 4 (8, 9, 10, 11 nömrələri) maksimum icazə verilən yük cərəyanı 250 mA (davamlı rejimdə, 200 mA-dan çox olmayan) tranzistorların pulsuz kollektorları və emitentləridir. 500mA (maksimum 400mA davamlı) cərəyan limiti olan yüksək güclü MOSFET-ləri idarə etmək üçün onları cüt-cüt (9-dan 10-a və 8-dən 11-ə qədər) birləşdirə bilərsiniz.
TL494CN-nin daxili hissələri nədir? Onun diaqramı aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir.
Mikrosxem daxili istinad gərginlik mənbəyinə (ION) +5 V (No. 14) malikdir. Adətən 10 mA-dan çox olmayan dövrələrin girişlərinə tətbiq olunan bir istinad gərginliyi kimi istifadə olunur (± 1% dəqiqliklə), məsələn, bir və ya iki vuruşlu işləmə seçimindən 13-cü pin üçün. mikrosxem: üzərində +5 V varsa, ikinci rejim seçilir, onda təchizatı gərginliyində mənfi varsa - birincisi.
mişar dişi gərginlik generatorunun (GPN) tezliyini tənzimləmək üçün müvafiq olaraq 5 və 6-cı sancaqlara qoşulmuş kondansatör və rezistor istifadə olunur. Və təbii ki, mikrosxemdə 7 ilə 42 V diapazonunda enerji mənbəyinin artı və mənfi tərəflərini (müvafiq olaraq 12 və 7 nömrələri) birləşdirmək üçün terminallar var.
Sxem TL494CN-də bir sıra daxili cihazların olduğunu göstərir. Onların funksional məqsədinin rus dilində təsviri materialın təqdimatı zamanı aşağıda veriləcək.
Giriş terminalı funksiyaları
Hər kəs kimidigər elektron cihaz. Sözügedən mikrosxemin öz giriş və çıxışları var. Birincidən başlayacağıq. Bu TL494CN sancaqlarının siyahısı artıq yuxarıda verilmişdir. Onların funksional məqsədinin rus dilində təsviri aşağıda ətraflı izahatlarla veriləcək.
Çıxış 1
Bu, xəta gücləndiricisi 1-in müsbət (inverting olmayan) girişidir. Əgər onun üzərindəki gərginlik pin 2-dəki gərginlikdən aşağıdırsa, xəta gücləndiricisi 1-in çıxışı aşağı olacaq. Əgər pin 2-dən yüksəkdirsə, səhv gücləndirici 1 siqnalı yüksək olacaq. Gücləndiricinin çıxışı istinad olaraq pin 2-dən istifadə edərək müsbət girişi təkrarlayır. Səhv gücləndiricilərinin funksiyaları aşağıda daha ətraflı təsvir ediləcək.
Nəticə 2
Bu, xəta gücləndiricisi 1-in mənfi (inverting) girişidir. Bu pin pin 1-dən yüksəkdirsə, xəta gücləndiricisi 1-in çıxışı aşağı olacaq. Bu sancaqdakı gərginlik 1-ci pindəki gərginlikdən aşağı olarsa, gücləndiricinin çıxışı yüksək olacaq.
Nəticə 15
O, 2 ilə tam olaraq eyni işləyir. Çox vaxt ikinci xəta gücləndiricisi TL494CN-də istifadə edilmir. Bu halda onun kommutasiya sxemi sadəcə 14-ə qoşulmuş pin 15-dən ibarətdir (istinad gərginliyi +5 V).
Nəticə 16
O, 1 ilə eyni işləyir. İkinci xəta gücləndiricisi istifadə edilmədikdə adətən ümumi 7 ilə birləşdirilir. Pin 15 +5V-ə və 16 ümumiyə qoşulduqda, ikinci gücləndiricinin çıxışı aşağı olur və buna görə də çipin işinə heç bir təsiri yoxdur.
Nəticə 3
Bu pin və hər bir daxili gücləndirici TL494CNdiodlar vasitəsilə bir-birinə bağlıdır. Əgər onlardan hər hansı birinin çıxışında siqnal aşağıdan yuxarıya dəyişirsə, 3 nömrədə də yüksək olur. Bu pindəki siqnal 3,3V-dən çox olduqda, çıxış impulsları sönür (sıfır iş dövrü). Üzərindəki gərginlik 0 V-a yaxın olduqda, nəbz müddəti maksimumdur. 0 və 3,3V arasında impuls eni 50% - 0% təşkil edir (PWM nəzarətçi çıxışlarının hər biri üçün - əksər cihazlarda 9 və 10-cu pinlərdə).
Tələb olunarsa, pin 3 giriş siqnalı kimi istifadə edilə bilər və ya impuls eninin dəyişmə sürəti üçün sönüm təmin etmək üçün istifadə edilə bilər. Əgər onun üzərindəki gərginlik yüksəkdirsə (> ~ 3,5V), PWM nəzarətçisində UPS-i işə salmaq üçün heç bir yol yoxdur (ondan impulslar olmayacaq).
Nəticə 4
Çıxış impulslarının iş dövrünə nəzarət edir (ing. Dead-Time Control). Üzərindəki gərginlik 0 V-a yaxın olarsa, mikrosxem həm minimum mümkün, həm də maksimum nəbz genişliyini (digər giriş siqnalları ilə təyin olunur) çıxara biləcəkdir. Bu pinə təxminən 1,5V gərginlik tətbiq edilərsə, çıxış impulsunun eni maksimum eninin 50%-i ilə məhdudlaşdırılacaq (və ya təkan çəkməli PWM nəzarətçisi üçün ~25% iş dövrü). Üzərindəki gərginlik yüksəkdirsə (> ~ 3.5V), TL494CN-də UPS-i işə salmaq üçün heç bir yol yoxdur. Onun keçid sxemi çox vaxt birbaşa yerə qoşulmuş №4-dən ibarətdir.
Yadda saxlamaq vacibdir! 3 və 4-cü pinlərdəki siqnal ~3,3V-dən aşağı olmalıdır. Əgər o, məsələn, +5V-ə yaxındırsa necə? Necəonda TL494CN davranacaq? Üzərindəki gərginlik çeviricisi dövrəsi impulslar yaratmayacaq, yəni. UPS-dən heç bir çıxış gərginliyi olmayacaq
Nəticə 5
Vaxt kondansatörünü Ct qoşmağa xidmət edir və onun ikinci kontaktı yerə qoşulur. Kapasitans dəyərləri adətən 0,01 µF ilə 0,1 µF arasındadır. Bu komponentin dəyərindəki dəyişikliklər GPN tezliyinin və PWM nəzarətçisinin çıxış impulslarının dəyişməsinə səbəb olur. Burada bir qayda olaraq, çox aşağı temperatur əmsalı (temperatur dəyişikliyi ilə tutumun çox az dəyişməsi ilə) olan yüksək keyfiyyətli kondansatörlərdən istifadə olunur.
Nəticə 6
Vaxt təyin edən Rt rezistorunu birləşdirmək üçün onun ikinci kontaktı yerə bağlıdır. Rt və Ct dəyərləri FPG tezliyini müəyyən edir.
f=1, 1: (Rt x Ct)
Nəticə 7
PWM kontrollerindəki cihaz dövrəsinin ümumi naqilinə qoşulur.
Nəticə 12
VCC hərfləri ilə qeyd olunub. TL494CN enerji təchizatının "artı"sı ona qoşulub. Onun keçid sxemi adətən enerji təchizatı açarına qoşulmuş №12-dən ibarətdir. Bir çox UPS bu pindən gücü (və UPS-in özünü) yandırıb söndürmək üçün istifadə edir. Əgər +12 V varsa və №7 torpaqlanmışdırsa, FPV və ION çipləri işləyəcək.
Nəticə 13
Bu, əməliyyat rejimi girişidir. Onun işləməsi yuxarıda təsvir edilmişdir.
Çıxış terminallarının funksiyaları
Yuxarıda onlar TL494CN üçün verilmişdir. Onların funksional məqsədinin rus dilində təsviri aşağıda ətraflı izahatlarla veriləcək.
Nəticə 8
Bununla bağlıÇipin çıxış düymələri olan 2 npn tranzistoru var. Bu pin tranzistor 1-in kollektorudur, adətən DC gərginlik mənbəyinə (12 V) qoşulur. Bununla belə, bəzi cihazların sxemlərində o, çıxış kimi istifadə olunur və onun üzərində (həmçinin No. 11-də) menderi görə bilərsiniz.
Nəticə 9
Bu, tranzistor 1-in emitentidir. O, birbaşa və ya ara tranzistor vasitəsilə təkan-çəkmə dövrəsində yüksək güclü UPS tranzistorunu (əksər hallarda sahə effekti) idarə edir.
Çıxış 10
Bu tranzistor 2-nin emitentidir. Tək dövrəli rejimdə onun üzərindəki siqnal 9-da olduğu kimidir. digərində isə aşağıdır və əksinə. Əksər cihazlarda sözügedən mikrosxemin çıxış tranzistor açarlarının emitentlərindən gələn siqnallar 9 və 10-cu pinlərdə gərginlik yüksək olduqda (~ 3,5 V-dan yuxarı, lakin) ON vəziyyətinə gətirilən güclü sahə effektli tranzistorları idarə edir. №3 və 4-də 3,3 V səviyyəsinə aid deyil).
Nəticə 11
Bu, adətən DC gərginlik mənbəyinə (+12V) qoşulan tranzistor 2-nin kollektorudur.
Qeyd: TL494CN-də olan cihazlarda keçid dövrəsində PWM nəzarətçisinin çıxışı kimi 1 və 2 tranzistorların həm kollektorları, həm də emitentləri ola bilər, baxmayaraq ki, ikinci seçim daha çox yayılmışdır. Bununla belə, tam olaraq 8 və 11-ci sancaqlar çıxış olduqda seçimlər var. IC və FET-lər arasında dövrədə kiçik bir transformator tapsanız, çıxış siqnalı çox güman ki, onlardan alınır.(kolleksiyaçılardan)
Nəticə 14
Bu, yuxarıda da təsvir edilən ION çıxışıdır.
İş prinsipi
TL494CN çipi necə işləyir? Biz Motorola, Inc-in materiallarına əsaslanaraq onun iş qaydasının təsvirini verəcəyik. Nəbz eni modulyasiya çıxışı Ct kondansatorundan gələn müsbət mişar dişi siqnalını iki nəzarət siqnalından hər hansı birinə müqayisə etməklə əldə edilir. Q1 və Q2 çıxış tranzistorları yalnız tətik saatı girişi (C1) (TL494CN funksiya diaqramına baxın) aşağı düşdükdə onları açmaq üçün NƏZƏRDİR.
Beləliklə, əgər C1 girişində məntiqi vahidin səviyyəsi tətiklənirsə, o zaman çıxış tranzistorları hər iki iş rejimində bağlanır: tək dövrəli və təkanlı. Bu girişdə bir saat siqnalı varsa, təkan çəkmə rejimində, saat impulsunun kəsilməsi tətiyə çatdıqda tranzistor açarları bir-bir açılır. Tək dövrəli rejimdə tətikdən istifadə edilmir və hər iki çıxış düyməsi sinxron şəkildə açılır.
Bu açıq vəziyyət (hər iki rejimdə) yalnız mişar dişi gərginliyi idarəetmə siqnallarından çox olduqda FPV dövrünün həmin hissəsində mümkündür. Beləliklə, idarəetmə siqnalının böyüklüyünün artması və ya azalması müvafiq olaraq mikrosxemin çıxışlarında gərginlik impulslarının eninin xətti artımına və ya azalmasına səbəb olur.
Pin 4-dən gərginlik (ölü vaxta nəzarət), xəta gücləndirici girişləri və ya pin 3-dən əks əlaqə siqnalı girişi nəzarət siqnalları kimi istifadə edilə bilər.
Mikrosxemlə işləməkdə ilk addımlar
Etməzdən əvvəlhər hansı bir faydalı cihaz üçün TL494CN-nin necə işlədiyini öyrənmək tövsiyə olunur. İşlədiyini necə yoxlamaq olar?
Çörək lövhənizi götürün, IC-ni üzərinə qoyun və naqilləri aşağıdakı diaqrama uyğun birləşdirin.
Hər şey düzgün qoşulubsa, dövrə işləyəcək. 3 və 4-cü pinləri sərbəst buraxın. FPV-nin işini yoxlamaq üçün osiloskopdan istifadə edin - 6-cı pində mişar dişi gərginliyini görməlisiniz. Çıxışlar sıfır olacaq. TL494CN-də onların performansını necə təyin etmək olar. Bunu yoxlamaq bu şəkildə edilə bilər:
- Əks əlaqə çıxışını (3) və ölü vaxta nəzarət çıxışını (4) yerə (7) qoşun.
- İndi siz IC çıxışlarında kvadrat dalğanı aşkar etməlisiniz.
Çıxış siqnalını necə gücləndirmək olar?
TL494CN-nin çıxışı olduqca aşağı cərəyandır və siz əlbəttə ki, daha çox güc istəyirsiniz. Beləliklə, bir neçə güclü tranzistor əlavə etməliyik. İstifadəsi ən asan (və əldə etmək çox asandır - köhnə kompüter anakartından) n-kanallı güc MOSFET-ləridir. Eyni zamanda, TL494CN-nin çıxışını çevirməliyik, çünki ona n-kanallı MOSFET bağlasaq, mikrosxemin çıxışında nəbz olmadıqda, DC axını üçün açıq olacaqdır. Bu halda, MOSFET sadəcə olaraq yanıb sönə bilər… Beləliklə, biz universal npn tranzistorunu çıxarırıq və onu aşağıdakı diaqrama uyğun birləşdiririk.
Bunda güclü MOSFETdövrə passiv şəkildə idarə olunur. Bu çox yaxşı deyil, lakin sınaq məqsədləri və aşağı güc üçün olduqca uyğundur. Dövrədəki R1 npn tranzistorunun yüküdür. Onu kollektorunun maksimum icazə verilən cərəyanına uyğun olaraq seçin. R2 güc mərhələmizin yükünü təmsil edir. Növbəti sınaqlarda o, transformatorla əvəz olunacaq.
İndi mikrosxemin 6-cı pinindəki siqnala osiloskopla baxsaq, “mişar” görəcəyik. 8-də (K1) siz hələ də kvadrat dalğa impulslarını və MOSFET-in drenajında eyni formalı, lakin daha böyük impulsları görə bilərsiniz.
Çıxış gərginliyini necə artırmaq olar?
İndi TL494CN ilə bir qədər gərginlik əldə edək. Kommutasiya və naqil diaqramı eynidır - çörək lövhəsində. Əlbəttə ki, kifayət qədər yüksək gərginlik əldə edə bilməzsiniz, xüsusən də güc MOSFET-lərində istilik qəbuledicisi olmadığı üçün. Bununla belə, bu diaqrama uyğun olaraq kiçik bir transformatoru çıxış mərhələsinə qoşun.
Transformatorun ilkin sarğı 10 döngədən ibarətdir. İkincil sarım təxminən 100 növbədən ibarətdir. Beləliklə, transformasiya nisbəti 10-dur. Birinciliyə 10V tətbiq etsəniz, çıxışda təxminən 100V almalısınız. Nüvə ferritdən hazırlanmışdır. Siz PC enerji təchizatı transformatorundan bir qədər orta ölçülü nüvədən istifadə edə bilərsiniz.
Ehtiyatlı olun, transformatorun çıxışı yüksək gərginlikdədir. Cərəyan çox aşağıdır və sizi öldürməyəcək. Ancaq yaxşı bir zərbə ala bilərsiniz. Başqa bir təhlükə, böyük bir quraşdırma qurarsanızçıxışda kondansatör, böyük bir yük yığacaq. Buna görə də dövrəni söndürdükdən sonra boşaldılmalıdır.
Dövrənin çıxışında siz aşağıdakı fotoda olduğu kimi lampa kimi istənilən göstəricini yandıra bilərsiniz.
DC gərginliyi ilə işləyir və yanması üçün təxminən 160V lazımdır. (Bütün cihazın enerji təchizatı təqribən 15 V-dir - daha aşağı bal.)
Transformator çıxış sxemi PC enerji təchizatı daxil olmaqla istənilən UPS-də geniş istifadə olunur. Bu cihazlarda, tranzistor açarları vasitəsilə PWM nəzarətçisinin çıxışlarına qoşulan ilk transformator, TL494CN daxil olan dövrənin aşağı gərginlikli hissəsini şəbəkə gərginliyini ehtiva edən yüksək gərginlikli hissəsindən qalvanik şəkildə təcrid etməyə xidmət edir. transformator.
Gərginlik tənzimləyicisi
Bir qayda olaraq, evdə hazırlanan kiçik elektron cihazlarda enerji TL494CN-də hazırlanmış tipik PC UPS tərəfindən təmin edilir. Bir kompüterin enerji təchizatı sxemi yaxşı məlumdur və blokların özləri asanlıqla əldə edilə bilər, çünki milyonlarla köhnə kompüter hər il atılır və ya ehtiyat hissələri üçün satılır. Ancaq bir qayda olaraq, bu UPS-lər 12 V-dən yüksək gərginliklər yaratmır. Bu, dəyişən tezlikli sürücü üçün çox azdır. Əlbəttə ki, 25V-luq həddindən artıq gərginlikli PC UPS-ni istifadə etməyə cəhd edə bilərsiniz, lakin bunu tapmaq çətin olacaq və məntiq qapılarında 5V-də çox güc sərf olunacaq.
Lakin TL494-də (və ya analoqlarında) artan gücə və gərginliyə çıxışı olan istənilən dövrə qura bilərsiniz. PC UPS və yüksək güclü MOS-dan tipik hissələrin istifadəsianakartdan tranzistorlar, TL494CN-də PWM gərginlik tənzimləyicisi qura bilərsiniz. Konvertor sxemi aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir.
Onda siz iki tranzistorda mikrosxemin keçid dövrəsini və çıxış mərhələsini görə bilərsiniz: universal npn- və güclü MOS.
Əsas hissələr: T1, Q1, L1, D1. Bipolyar T1, sözdə sadələşdirilmiş şəkildə bağlanmış güc MOSFET-i idarə etmək üçün istifadə olunur. "passiv". L1 köhnə HP printerinin induktorudur (təxminən 50 növbə, 1 sm hündürlükdə, 0,5 sm enində sarımlarla, açıq boğucu). D1 başqa bir cihazdan Schottky diodudur. TL494 yuxarıda göstərilənlərə alternativ şəkildə qoşulub, lakin hər ikisi istifadə oluna bilər.
C8 səhv gücləndiricinin girişinə daxil olan səs-küyün təsirinin qarşısını almaq üçün kiçik bir tutumdur, 0.01uF dəyəri daha çox və ya daha az normal olacaqdır. Daha böyük dəyərlər istədiyiniz gərginliyin ayarlanmasını ləngidir.
C6 daha kiçik kondansatördür, yüksək tezlikli səs-küyü süzmək üçün istifadə olunur. Onun tutumu bir neçə yüz pikofarada qədərdir.
