Автор Тема: Лабораторный блок питания на TL494  (Прочитано 354410 раз)

0 Пользователей и 13 Гостей просматривают эту тему.

Livemaker

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 1893
  • www.microsmart.eu
    • Microsmart
Re: Лабораторный блок питания на TL494
« Ответ #165 : 20 Май, 2016, 22:02:15 »
Хотите повторить схему, придётся вникнуть в суть. В сути есть все ответы. Я не публикую схемы для слепого повторения, их нужно понять. Вы способны на это?

Tartak

  • Разработчик
  • *****
  • Сообщений: 251
  • Microsmart.eu
Re: Лабораторный блок питания на TL494
« Ответ #166 : 20 Май, 2016, 23:00:02 »
Здравствуйте, Idr. Попробую ответить Вам и другим кого это может заинтересовать.
Первым делом, при повторении чьей то схемы, качаем даташиты на все компоненты схемы. Большинство вопросов сразу отпадает, а недостающие номиналы можно рассчитать.
Теперь по самой схеме:
2. Силовой трансформатор (тот что  Тр ETD49-3C90). Заходим на "Радиокот" и качаем программу Старичка для расчетов импульсного трансформатора. Подставляем туда требуемые значения и производим расчеты. Диаметр провода она тоже считает.
1. Тр1 и Тр2 рассчитываются тамже. Отличие трансформатора управления только в мощности. По его обмоткам текут большие импульсные токи, но короткой длительности. нагрев провода будет небольшой, поэтому подойдет провод практически любого сечения. Хороший подручный вариант - провод выдранный из витой пары (эзернет кабеля). Больше информации можна нагуглить по словам GDT, ТГР и т.п.
3 и 4. Тоже программы Старичка. Скорее всего вашего колечка (кольцо зеленое с голубым торцем D=40, d=24, h=15) для дросселя 90мкГн будет недостаточно.
5. Эти стабилитроны стоят по защите затворов, следовательно их напряжение должно быть меньше пробивного для затворов полевиков, но не меньше напряжения при котором транзисторы полностью открыты. Как правило выбирают 12...15В. 1,3Вт должно быть достаточно, можно и по мощнее.
6. Эти диоды стоят в цепи с импульсными токами, значит должны быть быстрыми: шотки или ультрафаст. Как правило ток через них незначительный. Напряжение следует выбирать больше удвоенного напряжения на выходе ТТ (трансформатора тока). Про расчет этого напряжения ниже.
7. Диодный мост (Br1) должен видержать сетевое напряжение и все помехи, выбросы и перегрузки в сети. 1000В оптимальный вариант, на моей практике бывали случаи выхода из строя 600 вольтовых мостов, меньше 600В - забудьте.
Также диодный мост должен спокойно переносить пусковой ток БП и его рабочий ток. Для заявленной Вами мощности (30V 20A) будет достаточно моста на 10...15А. На нем будет выделятся порядка 4...5 Вт тепла, возможно понадобится маленький радиатор.
8. T5 и Т6 должны видержать удвоенное напряжение на вторичной обмотке трансформатора (не выходное, а на вторичке). Его надо рассчитать. А также амплитуду тока во вторичной обмотке трансформатора (не выходное, а во вторичке), тоже рассчитать.


Остальное допишу завтра,.. пора спать.

Idr

  • *
  • Сообщений: 9
  • Microsmart.eu
Re: Лабораторный блок питания на TL494
« Ответ #167 : 21 Май, 2016, 01:28:12 »
Tartak большое спасибо! Жду продолжения.

P.S. по поводу дросселя: "на этом кольце в двое сложенным (запараллеленным) проводом по 1,2 мм - 47 витков в два слоя. Ох и намучился! Прибор показал 0,3 мН." - дело в том, что 0,3 мН = 300 мкН как я это понимаю то это гораздо (в трое) больше чем 90 мкН. Livemaker писал: "Дроссель годится, но придётся принудительно охлаждать."  - это из-за большей чем нужно индуктивности он будет так греться или?
« Последнее редактирование: 21 Май, 2016, 02:11:45 от Idr »

Livemaker

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 1893
  • www.microsmart.eu
    • Microsmart
Re: Лабораторный блок питания на TL494
« Ответ #168 : 21 Май, 2016, 11:17:50 »
В Вашем случае, площадь сечения меди 2.26mm^2. При плотности тока больше, чем 6А на mm^2, требуется принудительное охлаждение. У Вас же получается 20/2.26=8.5А на mm^2. Это без учёта потерь в сердечнике.
Величина индуктивности этого дросселя напрямую влияет на пульсации тока на выходных электролитиках. Всё считается. Особенно просто это делать, используя упомянутую выше программу.
З.Ы., Tartak, спасибо, огромное!

Livemaker

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 1893
  • www.microsmart.eu
    • Microsmart
Re: Лабораторный блок питания на TL494
« Ответ #169 : 21 Май, 2016, 11:37:28 »
Вот так мы делаем сегодня. И это работает. Управление STM32F103. Не за горами STM32F104...STM32F107.

Tartak

  • Разработчик
  • *****
  • Сообщений: 251
  • Microsmart.eu
Re: Лабораторный блок питания на TL494
« Ответ #170 : 21 Май, 2016, 21:19:04 »
Итак продолжим.
8. T5 и Т6 должны видержать удвоенное напряжение на вторичной обмотке трансформатора (не выходное, а на вторичке). Его надо рассчитать. А также амплитуду тока во вторичной обмотке трансформатора (не выходное, а во вторичке), тоже рассчитать.
Рассчитаем максимальное напряжение прикладываемое к полевикам: 250*1,41/2/39*9*2=82 (В)
где 250 - максимальное действующее напряжение сети
   1,41 - коэффициент переводящий действующее значение синусоидального напряжения в амплитудное. Именно до такого значения (амплитудного) зарядятся электролиты на входе БП.
   2 - поскольку здесь рассматриваем полумост то к первичке прикладывается половина входного напряжения
   39 - витки первичной обмотки
   9 - витки вторички
   2 - напряжение к транзисторам прикладывается от двух последовательно включенных вторичных обмоток.
С учетом некоторого запаса транзисторы должны быть рассчитаны на напряжение не менее 100В.
Ток через транзисторы тоже надо рассчитать... но мне лень... поэтому я залез в программу все того же Старичка подставил ваши данные (20А, 50кГц, 90мкГн) и вычислил максимальний ток дросселя (он же максимальный для вторички транса и транзисторов T5 и Т6). и того: почти 21А. Не стоит полагать что такое незначительное превышение максимального тока над выходным будет всегда. Автор схемы выбрал номинал дроселя с большим запасом, поэтому так вышло. В целом максимальный ток через ключи может на 40% и более превышать выходной ток.
Главное требование к ключам синхронного выпрямителя - минимальное сопротивление канала, иначе большой выходной ток создаст значительное падение напряжения на ключах и потеряется весь смысл такого усложнения схемотехники.
11. Резисторы R48 и R49. На этих резисторах в момент включения БП в сеть выделяется огромная мощность, порядка 120Вт (220в^2/400). Но очень кратковременно, по мере заряда конденсаторов напряжение на них снижается экспоненциально, ток также, следовательно мощность падает еще быстрее. А чуть позже они и вовсе шунтируются контактами реле. Основная задача этих резисторов пережить момент включения. Обычно достаточно резисторов по 2...5Вт. Советские резисторы такие перегрузки переносят легче.
12. Резистор R44. Тут вам поможет простой расчет.
Максимальное напряжение на выходе БП 30В. Резисторы R44 и R46 включены последовательно, их суммарное сопротивление 6кОм. Ток через резисторы будет 30В/6кОм=5мА. Мощность на резисторе R44 будет 5мА^2*1кОм=0,025Вт
9. Резистор R1. А теперь внимательно смотрим на схему. В какой цепи стоит R1?
Он участвует в формировании образцового напряжения для компаратора ОР1.2. Другой вывод ОР1.2 соединен з цепью В, то есть выходом датчика тока ACS712.
Открываем даташит, изучаем... Допустим у вас датчик на 20А, смотрим на его характеристики. Его чувствительность 100мВ/А, и при нулевом токе на выходе датчика будет половина питания (2,5В). Значит при максимальном заданном токе на выходе датчика будет 20*0,1+2,5=4,5(В). Чтобы охватить весь возможный диапазон регулировки тока, надо чтобы с ползунка R2 можно было снимать напряжение от 2,5В до 4,5В. То есть такие напряжения должны быть на крайних выводах R2. Поскольку сопротивление этого резистора явно не указано, возьмем, для примера, 20К.
Рассчитаем ток делителя R1-R3. (4,5В-2,5В)/20К=0,1мА
Рассчитаем сопротивление R3. 2,5В/0,1мА=25К
Делитель R1-R3 подключен к выводу REF микросхемы TL494. Открываем даташит, изучаем... Вывод REF является выходом опорного напряжения 5В. Значит на делитель поступают эти 5В.
На R3 падает 2,5В + на R2 еще 2В, уже 4,5В остальные 0,5В должны упасть на R1.
Рассчитаем сопротивление R1. 0,5В/0,1мА=5К. Все просто...
10. Резистор R5. Опять внимательно смотрим на схему. В какой цепи стоит R5?
Он участвует в формировании образцового напряжения для компаратора ОР3.2. Другой вывод ОР3.2 соединен з цепью С, то есть выходом трансформатора тока. То есть это цепь защиты по току силовых транзисторов. Открываем даташит на IRFP460, изучаем... Классные транзисторы... 20А... но при температуре кристала 25 градусов, что в реальной жизни встречается крайне редко. Возьмем более тяжелый случай 100 градусов, при такой температуре максимальный ток уже ампер 13. Не 20, но тоже неплохо.
Для некоторого запаса, возьмем максимальный порог ограничения тока силовых транзисторов 10А.
И снова расчеты: Открываем даташит на AS-112, изучаем... Это трансформатор тока с коэффициентом передачи 1:200. Значит ток на выходе ТТ будет в 200 раз меньше тока первички.
Рассчитаем максимальный выходной ток ТТ. 10А/200=50мА. Такой ток на нагрузке ТТ (R35) создаст падение напряжения 50мА*200 Ом=10В Многовато... Особенно учитывая что опорное напряжение у нас 5В. Что делать? Попробуем уменьшить номинал R35 до 100 Ом. Теперь при максимальном токе ТТ создаст падение напряжения 50мА*100 Ом=5В.
На нагрузке ТТ (R35) создается падение напряжения пропорционально току силовых транзисторов. Диапазону токов 0...10А соответствует диапазон напряжений 0...5В. Чтобы охватить весь возможный диапазон регулировки тока, надо чтобы с ползунка R6 можно было снимать напряжение от 0В до 5В. То есть такие напряжения должны быть на крайних выводах R6. R5 гасит избыточное напряжение на R6, а поскольку напряжение требуемое на R6 (5В) равно напряжению опорника (5В), то сопротивление R5 должно быть 0.
На этом расчет R5 можно считать законченным.
P.S. При токе защиты в 10А з данного блока можно снять гораздо больше мощности чем требуемые 600 ватт. Поэтому я рекомендую все-таки ввести в схему резистор R5 чтобы максимальный порог ограничения тока силовых транзисторов был на уровне гдето 6А. Все необходимые расчеты есть в двух последних пунктах.
P.P.S. Помните в 6м пункте моего прошлого поста я упоминал про расчет напряжения которое прикладывается к диодам VD8 и VD9? Это напряжение следует выбирать больше удвоенного напряжения на выходе ТТ (те 5В, которые мы рассчитали в п.10). Как видно из расчетов: спокойно подойдут шотки на 20...30В.

Idr

  • *
  • Сообщений: 9
  • Microsmart.eu
Re: Лабораторный блок питания на TL494
« Ответ #171 : 23 Май, 2016, 23:32:19 »
Tartak от всего сердца СПАСИБО ВАМ ОГРОМНОЕ!!!
Я не ожидал что до сих пор еще остались в нашем ссученном мире настолько нормальные и человечные люди которые могут потратить столько времени на написание и разжевывание в таком настолько развернутом ответе для абсолютно незнакомого человека которого они никогда не знали, не видели и возможно никогда не увидят... Это  конечно поступок... Так по братски помочь может только настоящий человек.  Да, Вы - Настоящий ЧЕЛОВЕК!
Это заслуживает более чем благодарность. Правда спасибо!
Информации более чем достаточно.
Все вопросы отпали. Искренне благодарю!
Еще раз большое спасибо.

P.S. Я не думал что на мои вопросы нужен столь глубокий ответ. Но, также понимаеться, что если иметь такие знания и опыт которые есть у Вас, то и вопросов бы таких не возникало. Спасибо.

Tartak

  • Разработчик
  • *****
  • Сообщений: 251
  • Microsmart.eu
Re: Лабораторный блок питания на TL494
« Ответ #172 : 24 Май, 2016, 17:50:13 »
Idr, спасибо Вам за теплые слова.
Мы все когда то и з чего то начинали, я также знаю далеко не все. Когда я был начинающий, я хотел чтоб у меня под рукой был человек который может помочь. Но увы, такого человека не было, и все знания приходилось собирать по крупицам. Я знаю как тяжело быть новичком, и поэтому, искренне хочу помочь таким же как я.

P.S. Забыл тогда написать по поводу вашего дроселя. 0,3 мГн это индуктивность котушки без тока, при 20А она сильно упадет.

Idr

  • *
  • Сообщений: 9
  • Microsmart.eu
Re: Лабораторный блок питания на TL494
« Ответ #173 : 25 Май, 2016, 02:17:03 »
Tartak еще раз спасибо.
А по поводу дросселя я в этом уже убедился - индуктивность уменьшается в три с копейками раза: он у меня свистит. Видимо прерывается ток (на выходе мостовой выпрямитель). Я повелся на то, что где-то писали, что при частотах выше 40 кГц желтые с белым сердечники от комповых БП быстро входят в насыщение при больших токах и слишком сильно греются поэтому порекомендовали использовать кольца зеленые с синим торцем. Их я и купил, намотал и поставив получил свист и прерывание тока, а уже позже прочел, что не нужно было их применять т. к. у них слишком высокая проницаемость, прямоугольная (вроде бы) петля гистерезиса и на таких даже трансы мотают. А нужно было применять желтые с белым и если не хватает их сечения, то складывать несколько и мотать. Чем теперь и займусь.

Tartak

  • Разработчик
  • *****
  • Сообщений: 251
  • Microsmart.eu
Re: Лабораторный блок питания на TL494
« Ответ #174 : 25 Май, 2016, 17:54:06 »
Tartak еще раз спасибо.
он у меня свистит. Видимо прерывается ток (на выходе мостовой выпрямитель).
Причина свиста плохая компенсация обратной связи. БП начинает возбуждаться. Можете проверить мои слова осциллографом.
Я повелся на то, что где-то писали, что при частотах выше 40 кГц желтые с белым сердечники от комповых БП быстро входят в насыщение при больших токах и слишком сильно греются поэтому порекомендовали использовать кольца зеленые с синим торцем. Их я и купил, намотал и поставив получил свист и прерывание тока, а уже позже прочел, что не нужно было их применять т. к. у них слишком высокая проницаемость, прямоугольная (вроде бы) петля гистерезиса и на таких даже трансы мотают. А нужно было применять желтые с белым и если не хватает их сечения, то складывать несколько и мотать. Чем теперь и займусь.
Салатовые с синим торцом кольца действительно немножко лучше желтых с белым. Но они очень похожи по своим характеристикам, и применяются точно также. Про прямоугольную петлю гистерезиса - бред. И трансы на таких кольцах я никогда не видел, на чисто зеленых - да, но там совсем другой материал. Замена салатовых с синим торцом колец на желтые с белым торцом вряд ли чтото изменит.
Про "прерывание тока" ниче не понял. Возможно имелось ввиду: режим разрывных токов через индуктор. Если да, то при дросселе в 90мкГн (ваш случай) такой режим будет только при очень малых токах, меньше 1А. Но, даже в этом случае, свиста не должно быть слышно (частота работы ШИМ намного больше чем может услышать ухо человека).
Настоящая причина свиста, скорее всего, в том что обратная связь плохо скомпенсирована, поэтому шимконтроллер сходит с ума и на выход выдает то слишком большие импульсы то вообще никаких. Частота таких "иканий" уже может лежать в звуковом диапазоне и восприниматься как свист.

Idr

  • *
  • Сообщений: 9
  • Microsmart.eu
Re: Лабораторный блок питания на TL494
« Ответ #175 : 25 Май, 2016, 22:00:17 »
Хорошо что не начал мотать. Надо пересмотреть. Но у меня большое подозрение, что с топологией у меня не то. Опыта в этом нет. займусь изучением. Спасибо.

masterSAN

  • *
  • Сообщений: 3
  • Microsmart.eu
Re: Лабораторный блок питания на TL494
« Ответ #176 : 05 Март, 2017, 15:10:46 »
Всем привет.давно здесь никого не было. Есть у меня блок питания переделанный с ATX 250Вт. Изначально переделал на 24В и 8А. Без перемотки трансформатора. Работал хорошо, пока я не залез опять( делал индикацию, тока и напряжения), что то замкнул и погорели ключи силовые. Я их поменял, обвязку тоже, резисторы сгорели.Опять заработал, но уже ключи при токе после 3 А жутко начали греться. Чуть больше нагрузишь и бах, ключи сгорают. Уже на радиатор от процессора прикрепил с обдувом. Все равно греются и горят. Все что можно проверил мультиметром. все целое.Подскажите в чем может быть причина. схема родная во вложении!

Tartak

  • Разработчик
  • *****
  • Сообщений: 251
  • Microsmart.eu
Re: Лабораторный блок питания на TL494
« Ответ #177 : 05 Март, 2017, 22:46:47 »
Привет, masterSAN. Я надеюсь транзисторы установленные подходящие по характеристикам, если да - едем дальше. Проверте, а лучше сразу замените на новые С5 и С6. Проверте всю обвязку транзисторов Q1 и Q2. Проконтролируйте импульсы на  коллекторах Q6 и Q7. (В моей практике был случай когда один из этих транзисторов не работал, при этом на выходе блока все напряжения были в норме но блок не держал нагрузку.)

masterSAN

  • *
  • Сообщений: 3
  • Microsmart.eu
Re: Лабораторный блок питания на TL494
« Ответ #178 : 13 Март, 2017, 12:57:42 »
Привет, masterSAN. Я надеюсь транзисторы установленные подходящие по характеристикам, если да - едем дальше. Проверте, а лучше сразу замените на новые С5 и С6. Проверте всю обвязку транзисторов Q1 и Q2. Проконтролируйте импульсы на  коллекторах Q6 и Q7. (В моей практике был случай когда один из этих транзисторов не работал, при этом на выходе блока все напряжения были в норме но блок не держал нагрузку.)
Все проверил. поставил новые транз 13007. включил , работает. подал нагрузку в 1 а. как сразу ключи вылетели оба, и это при подключенной последовательно лампочке на 200Вт. Сейчас поставил новые Q5 и Q6. Посмотрел осцилографом, одинаковые осцилограммы на 2 транзисторах(фото во вложении) Сейчас поставил транзисторы 2SC3320. Ща включу

masterSAN

  • *
  • Сообщений: 3
  • Microsmart.eu
Re: Лабораторный блок питания на TL494
« Ответ #179 : 13 Март, 2017, 14:19:49 »
Привет, masterSAN. Я надеюсь транзисторы установленные подходящие по характеристикам, если да - едем дальше. Проверте, а лучше сразу замените на новые С5 и С6. Проверте всю обвязку транзисторов Q1 и Q2. Проконтролируйте импульсы на  коллекторах Q6 и Q7. (В моей практике был случай когда один из этих транзисторов не работал, при этом на выходе блока все напряжения были в норме но блок не держал нагрузку.)
Все проверил. поставил новые транз 13007. включил , работает. подал нагрузку в 1 а. как сразу ключи вылетели оба, и это при подключенной последовательно лампочке на 200Вт. Сейчас поставил новые Q5 и Q6. Посмотрел осцилографом, одинаковые осцилограммы на 2 транзисторах(фото во вложении) Сейчас поставил транзисторы 2SC3320. Ща включу
вобщем те осцилограммы были когда я на микру подключил от блок питания, без 220В. Сейчас подключил к сети , осцилограммы на колекторах Q5 и Q6 во вложении. Гляньте, я незнаю какие должны быть!