РазноеЗарядное на tl494 – Зарядное для автомобильных аккумуляторов. Электронные схемы Кравцова Виталия. Авторская страница изобретателя

Зарядное на tl494 – Зарядное для автомобильных аккумуляторов. Электронные схемы Кравцова Виталия. Авторская страница изобретателя

Автоматическое импульсное зарядное устройство на ИМС TL494

Универсальное зарядное устройство для любых типов аккумуляторных батарей
с номинальными напряжениями 1,5 — 24В и ёмкостью 0,3 — 200Ач.


Заряд аккумуляторной батареи — это химический процесс, в ходе которого аккумулятор принимает в себя часть электрической энергии, прибывающей из сетевой розетки. Обряд несложный, однако имеет нюансы и несколько отличается от церемонии зарядки воды денежными символами и звездой Эрцгаммы.

Наиболее широко распространены два способа заряда аккумуляторов: 1 — при постоянном зарядном токе и 2 — при постоянном напряжении.
Первый из них мы достаточно легко и непринуждённо реализовали в мощном бестрансформаторном ЗУ, описанным на странице  ссылка на страницу , второй — рассмотрим в рамках этой статьи.

Итак, заряд постоянным напряжением.
При данном способе напряжение на выходе ЗУ поддерживается постоянным в течении всего времени заряда. В результате, в связи с постепенным увеличением внутреннего сопротивления батареи, зарядный ток убывает в течение процесса от максимального до практически нулевого.

При этом, без специальных защитных схемных решений, сила тока в начальный момент заряда может достигать весьма опасных для АКБ величин — 100-150% от номинальной ёмкости аккумулятора. Чтобы батарея в этот момент не крякнула от неожиданности, в мощные зарядники обязательно вводят ограничитель тока (≈ 50% ёмкости АКБ).

Стало быть, нам нужно серьёзно озадачиться устройством, выдающим в сухом остатке: регулируемое в диапазоне 1,5-24В постоянное напряжение, выходной ток вплоть до 20А и содержащим узел защиты, ограничивающий этот ток величиной, заранее задаваемой юзером.
К тому же, при таких весомых мощностях повиснет в воздухе вопрос, касающийся параметра КПД, а также массогабаритных характеристик зарядного устройства.

Исходя из сложившейся ситуации, делаем широкомасштабный вывод: блок питания должен быть импульсным, стабилизатор напряжения и регулятор тока — тоже.

Начнём с конца. Схема электрическая принципиальная регулируемого стабилизатора напряжения с ограничителем тока.
Автоматическое импульсное зарядное устройство на ИМС TL494
Рис.1

В основе схемы стабилизатора лежит интегральная микросхема TL494, представляющая из себя ШИМ — контроллер, вполне комфортно себя чувствующий в схемах управления блоков питания.

При полном отсутствии желания выпендриться и бить себя по темечку, считая себя умнее создателей ИМС, было решено на 100% следовать схеме включения микросхемы, приведённой в качестве примера 10А блока питания в Datasheet-е производителя.

Частота колебаний внутреннего генератора, задаётся элементами R6, С2 и составляет 20кГц.

Внешний биполярный транзистор был заменён на мощный p-канальный полевик Т3, обладающий значительно более высоким параметром КПД при работе в ключевых приложениях.
Двухтактный эмиттерный повторитель на транзисторах Т1-Т2 предназначен для прокачки значительной входной ёмкости полевого транзистора.
Делитель, образованный резисторами R9, R10, ограничивает максимальное напряжение Uзи Т3 на допустимом уровне -15В.

Как это всё работает?
Выходное напряжение (+Uвых) через делитель, образованный переменным резистором R13, поступает на неинвертирующий вход (1IN+) встроенного в ИМС усилителя ошибки и сравнивается с опорным напряжением 1,5В, присутствующем на инвертирующем входе (1IN-).
Если это напряжение ниже опорного, контроллер даёт команду на увеличение длительности выходных импульсов, если выше — на уменьшение. Таким образом происходит стабилизация выходного напряжения на уровне U

вых = 1,5×Kдел, где Kдел — коэффициент деления переменника R13.
Таким образом, в верхнем (по схеме) положении ползунка R13 Kдел=1, и выходное напряжение зафиксируется на уровне 1,5В, в нижнем — Kдел=∞, а это означает, что всё питающее напряжение через постоянно открытый ключ попадёт в нагрузку.

Теперь, что касается ограничения выходного тока.
Минусовой вывод нагрузки, как видно из схемы, подключается к земле не напрямую, а через резисторы мелкого номинала R16 (при выходных токах до 2А), либо R15IIR16 (при токах 2-20А).
Ясен хроматограф, что напряжение, падающее на этих резисторах, будет прямо пропорционально протекающему через нагрузку току.
Далее это напряжение усиливается операционным усилителем DA2, а следом поступает на неинвертирующий вход (2IN+) второго усилителя ошибки, где сравнивается с опорным напряжением 1В на инвертирующем входе (2IN-). Последующий механизм реакции микросхемы на соотношение входного и опорного сигналов аналогичен предыдущему описанию, за исключением того, что второй усилитель включён в режиме компаратора, и изменения выходного уровня происходят скачкообразно с частотой, определяемой постоянной времени интегрирующей цепочки R25 С8.

Итак. Ограничение тока происходит в момент появления на выходе DA2 напряжения уровнем 1В. Переключаемые резисторы R17-R24, отвечающие за коэффициент усиления операционного усилителя, как раз и определяют момент появление этого выходного уровня, в зависимости от тока, протекающего через нагрузку.

Приведу пример. Допустим, нам надо ограничить ток в нагрузке значением 1А. При таком токе на резисторе R16 образуется напряжение 0,1(Ом)×1(А)=0,1(В), т.е. для получения напряжения на выходе операционника 1В, нам надо усилить это значение в 10 раз.

Выбираем переключателем R19.
DA2 у нас работает в неинвертирующем режиме, поэтому его Ku=1+91(кОм)/10(кОм)=10,1 раз.
С приемлемой точностью результат получен.

Поскольку мы с Вами задумали зарядное устройство, а не блок питания РЭА, к пульсациям на выходе устройства можно отнестись вполне индифферентно, поверьте, точно также к ним отнесётся и подопытный АКБ. Поэтому решительно отказываемся от дросселя номиналом 140мкГн, приведённом в Datasheet-е, в пользу моточного изделия индуктивностью 50мкГн, и так размеры кольца для 20-ти амперных токов получатся весьма недетскими.
А именно. Без опасения загнать сердечник в насыщение следует использовать кольца из распылённого железа типоразмера Т130 и материалов смесей 52 (салатовый/голубой), либо 40 (салатовый/жёлтый), либо 26 (жёлтый/белый), склеить их в количестве 3-ёх штук, намотать 15-18 витков вчетверо сложенных проводов диаметром 1,5мм.

Использовать низкочастотные ферриты без пропила для создания малого воздушного зазора — дело весьма распространённое среди «умельцев», но абсолютно бессмысленное.

Едем дальше. Переходим к схеме собственно самого источника питания, обеспечивающего нам 30-ти вольтовое напряжение при токе нагрузки 20А.
Автоматическое импульсное зарядное устройство на ИМС TL494
Автоматическое импульсное зарядное устройство на ИМС TL494
Рис.2

Схемы, приведённые на Рис.2, обмусолены нами, истолкованы вдоль и поперёк на нескольких страницах, начиная с  ссылка на страницу, поэтому ограничусь лишь описанием трансформатора Tr1.

Импульсный трансформатор намотан на низкочастотном ферритовом кольце 2000НМ размерами 40×25×22мм.
Первичная обмотка содержит 30 витков обмоточного провода диаметром 1,5мм,
Вторичная — 6 витков сложенных вдвое проводов диаметром 2мм, либо вчетверо сложенных проводов диаметром 1,5мм.

 

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора на TL494

Ещё одно зарядное устройство собрано по схеме ключевого стабилизатора тока с узлом контроля достигнутого напряжения на аккумуляторе для обеспечения его отключения по окончании зарядки. Для управления ключевым транзистором используется широко распространённая специализированная микросхема TL494 (KIA491, К1114УЕ4). Устройство обеспечивает регулировку тока заряда в пределах 1 … 6 А (10А max) и выходного напряжения 2 … 20 В.

Ключевой транзистор VT1, диод VD5 и силовые диоды VD1 — VD4 через слюдяные прокладки необходимо установить на общий радиатор площадью 200 … 400 см2. Наиболее важным элементом в схеме является дроссель L1. От качества его изготовления зависит КПД схемы. В качестве сердечника можно использовать импульсный трансформатор от блока питания телевизоров 3УСЦТ или аналогичный. Очень важно, чтобы магнитопровод имел щелевой зазор примерно 0,5 … 1,5 мм для предотвращения насыщения при больших токах. Количество витков зависит от конкретного магнитопровода и может быть в пределах 15 … 100 витков провода ПЭВ-2 2,0 мм. Если количество витков избыточно, то при работе схемы в режиме номинальной нагрузки будет слышен негромкий свистящий звук. Как правило, свистящий звук бывает только при средних токах, а при большой нагрузке индуктивность дросселя за счёт подмагничивания сердечника падает и свист прекращается. Если свистящий звук прекращается при небольших токах и при дальнейшем увеличении тока нагрузки резко начинает греться выходной транзистор, значит площадь сердечника магнитопровода недостаточна для работы на выбранной частоте генерации — необходимо увеличить частоту работы микросхемы подбором резистора R4 или конденсатора C3 или установить дроссель большего типоразмера. При отсутствии силового транзистора структуры p-n-p в схеме можно использовать мощные транзисторы структуры n-p-n, как показано на рисунке.

В качестве диода VD5 перед дросселем L1 желательно использовать любые доступные диоды с барьером Шоттки, рассчитанные на ток не менее 10А и напряжение 50В, в крайнем случае можно использовать среднечастотные диоды КД213 , КД2997 или подобные импортные. Для выпрямителя можно использовать любые мощные диоды на ток 10А или диодный мост, например KBPC3506, MP3508 или подобные. Сопротивление шунта в схеме желательно подогнать под требуемое. Диапазон регулировки выходного тока зависит от соотношения сопротивлений резисторов в цепи вывода 15 микросхемы. В нижнем по схеме положении движка переменного резистора регулировки тока напряжение на выводе 15 микросхемы должно совпадать с напряжением на шунте при протекании через него максимального тока. Переменный резистор регулировки тока R3 можно установить с любым номинальным сопротивлением, но потребуется подобрать смежный с ним постоянный резистор R2 для получения необходимого напряжения на выводе 15 микросхемы.

Переменный резистор регулировки выходного напряжения R9 также может иметь большой разброс номинального сопротивления 2 … 100 кОм. Подбором сопротивления резистора R10 устанавливают верхнюю границу выходного напряжения. Нижняя граница определяется соотношением сопротивлений резисторов R6 и R7, но её нежелательно устанавливать меньше 1 В.

Микросхема установлена на небольшой печатной плате 45 х 40 мм, остальные элементы схемы установлены на основание устройства и радиатор.

Монтажная схема подключения печатной платы приведена на рисунке ниже.

Варианты печатных плат в lay6

За печатки говорим спасибо в комментариях Demo


В схеме использовался перемотанный силовой трансформатор ТС180, но в зависимости от величины требуемых выходных напряжений и тока мощность трансформатора можно изменить. Если достаточно выходного напряжения 15 В и тока 6А, то достаточно силового трансформатора мощностью 100 Вт. Площадь радиатора также можно уменьшить до 100 .. 200 см2. Устройство может использоваться как лабораторный блок питания с регулируемым ограничением выходного тока. При исправных элементах схема начинает работать сразу и требует только подстройки.

Источник: http://shemotehnik.ru

Зарядное из АТ блока питания 200 Вт на TL494

При переделке некоторых старых блоков АТ в зарядные устройства, можно столкнуться с некоторыми проблемами, в которых новичку тяжело разобраться. Мы попытаемся сегодня уделить немного времени таким моментам и расскажем, как можно сделать зарядное из АТ блока питания 200 Вт на основе ШИМ TL494. Опытом переделки поделится с вами Ильсур Валитов с Ульяновска.

Зарядное из АТ блока питания 200 Вт на TL494

Немножко теории. ШИМ TL494 был, есть и будет популярен среди радиолюбителей, на его основе очень часто встречаются как старые АТ блоки, так и современные АТХ. Вся суть переделок подобных БП заключается в корректировке режима работы TL494 для поднятия выходного напряжения блока до 14,4 В.

Если смотреть типовую схему включения TL494, то выходное напряжение блока будет зависеть от делителя, состоящего с резисторов R8 и R9. Увеличивая сопротивление R8, можно увеличивать и выходное напряжение БП. Проще говоря, ШИМ будет стараться поддерживать опорное напряжение 2,5 В на этом делителе, к которому подключена 1-я ножка TL494.





Все было бы хорошо, но существуют АТ блоки, где такой делитель подключен только к шине + 5 В.

В таком блоке питания получается, что стабилизирована только шина +5 В. Если мы, с помощью резистора R7 (см. уже схему блока) увеличивая его сопротивление, добьемся выходного напряжения 14,4 В на шине +12 В, то при подключении АКБ зарядный ток будет составлять лишь 1-1,5 А. Этого явно мало, т.к. блок способен выдать больше. Для этого нам нужно стабилизировать шину +12 В, к которой будем подключать АКБ.

Выпаиваем R7 (нумерация деталей на схеме не совпадает с нумерацией на плате, но номиналы деталей соответствуют схеме).

Вместо него устанавливаем подстроечный резистор. Ножку резистора, которая шла на шину +5 В, подключаем к шине +12 В.

Подстроечный резистор настраиваем на 24 кОм, т.к. при таком его сопротивлении TL494 необходимо будет подать 14,4 В на выход БП, чтобы на делителе получилось 2,5 В.

Теперь с помощью подстроечного резистора можно немного откорректировать выходное напряжение.

Зарядное из АТ блока питания готово. Ну и, конечно, финальное фото процесса зарядки. При подключении сильно посаженной АКБ зарядные токи могут достигать 5 -7 А и выше, по мере заряда батареи ток будет падать.

Процесс зарядки можно будет считать оконченным, когда зарядный ток снизится до 0,5 А.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

comments powered by HyperComments

Зарядное устройство на тиристоре с улучшенными характеристиками и с использованием микросхемы TL494

Рассказать в:
Более современная конструкция несколько проще в изготовлении и настройке и содержит доступный силовой трансформатор с одной вторичной обмоткой, а регулировочные характеристики выше , чем у предыдущей схемы.Предлагаемое устройство имеет стабильную плавную регулировку действующего значения выходного тока в пределах 0,1 … 6А, что позволяет заряжать любые аккумуляторы, а не только автомобильные. При зарядке маломощных аккумуляторов желательно последовательно в цепь включить балластный резистор сопротивлением несколько Ом или дроссель, т.к. пиковое значение зарядного тока может быть достаточно большим из-за особенностей работы тиристорных регуляторов. С целью уменьшения пикового значения тока зарядки в таких схемах обычно применяют силовые трансформаторы с ограниченной мощностью, не превышающей 80 — 100 Вт и мягкой нагрузочной характеристикой, что позволяет обойтись без дополнительного балластного сопротивления или дросселя. Особенностью предлагаемой схемы является необычное использование широко распространённой микросхемы TL494 (KIA494, К1114УЕ4). Задающий генератор микросхемы работает на низкой частоте и синхронизирован с полуволнами сетевого напряжения с помощью узла на оптроне U1 и транзисторе VT1, что позволило использовать микросхему TL494 для фазового регулирования выходного тока. Микросхема содержит два компаратора, один из которых используется для регулирования выходного тока, а второй используется для ограничения выходного напряжения, что позволяет отключить зарядный ток по достижению на аккумуляторе напряжения полной зарядки ( для автомобильных аккумуляторов Uмах = 14,8 В) . На ОУ DA2 собран узел усилителя напряжения шунта для возможности регулирования тока зарядки. При использовании шунта R14 с другим сопротивлением потребуется подбор резистора R15. Сопротивление должно быть таким, чтобы при максимальном выходном токе не наблюдалось насыщение выходного каскада ОУ. Чем больше сопротивление R15, тем меньше минимальный выходной ток, но уменьшается и максимальный ток за счёт насыщения ОУ. Резистором R10 ограничивают верхнюю границу выходного тока. Основная часть схемы собрана на печатной плате размером 85 х 30 мм (см. рисунок).Конденсатор С7 напаян прямо на печатные проводники. Чертёж печатной платы в натуральную величину можно скачать здесь.В качестве измерительного прибора использован микроамперметр с самодельной шкалой, калибровка показаний которого производится резисторами R16 и R19. Можно использовать цифровой измеритель тока и напряжения, как показано в схеме зарядного с цифровой индикацией. Следует иметь ввиду, что измерение выходного тока таким прибором производится с большой погрешностью из-за его импульсного характера, но в большинстве случаев это несущественно. В схеме можно применять любые доступные транзисторные оптроны, например АОТ127, АОТ128. Операционный усилитель DA2 можно заменить практически любым доступным ОУ , а конденсатор С6 может быть исключён, если ОУ имеет внутреннюю частотную коррекцию. Транзистор VT1 можно заменить на КТ315 или любой маломощный. В качестве VT2 можно использовать транзисторы КТ814 В, Г; КТ817В, Г и другие. В качестве тиристора VS1 может использоваться любой доступный с подходящими техническими характеристиками, например отечественный КУ202, импортные 2N6504 … 09, C122(A1) и другие. Диодный мост VD7 можно собрать из любых доступных силовых диодов с подходящими характеристиками.На втором рисунке показана схема внешних подключений печатной платы. Наладка устройства сводится к подбору сопротивления R15 под конкретный шунт, в качестве которого можно применить любые проволочные резисторы сопротивлением 0,02 … 0,2 Ом, мощность которых достаточна для длительного протекания тока до 6 А. После настройки схемы подбирают R16, R19 под конкретный измерительный прибор и шкалу.
Раздел: [Зарядные устройства (для авто)]
Сохрани статью в:
Оставь свой комментарий или вопрос:

Зарядное для автомобильных аккумуляторов. Электронные схемы Кравцова Виталия. Авторская страница изобретателя

 

ЗАРЯДНЫЕ  УСТРОЙСТВА  ДЛЯ  АВТОМОБИЛЬНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

 

        Ещё одно  зарядное устройство  собрано по схеме ключевого стабилизатора тока с узлом контроля  достигнутого напряжения на аккумуляторе для обеспечения его отключения по окончании зарядки. Для управления ключевым транзистором используется широко распространённая специализированная  микросхема TL494 (KIA494, KA7500B,  К1114УЕ4).  Устройство обеспечивает регулировку тока заряда в пределах 1 … 6 А  (10А max)  и выходного напряжения  2 … 20 В. 

      Ключевой транзистор VT1, диод VD5  и силовые диоды VD1 — VD4  через слюдяные прокладки необходимо установить на общий радиатор  площадью 200 … 400 см2.  Наиболее важным элементом в схеме является дроссель  L1.  От качества его изготовления зависит КПД схемы. Требования к его изготовлению описаны в предыдущей схеме.   В качестве сердечника  можно использовать  импульсный трансформатор от блока питания телевизоров 3УСЦТ или аналогичный. Очень  важно, чтобы магнитопровод  имел  щелевой зазор примерно 0,2 … 1,0 мм  для предотвращения насыщения при больших токах.  Количество витков зависит от конкретного  магнитопровода и может быть в пределах 15 … 100 витков провода  ПЭВ-2  2,0 мм.   Если количество витков избыточно, то  при работе схемы  в режиме номинальной нагрузки будет слышен негромкий  свистящий звук.  Как правило, свистящий звук  бывает только при средних токах, а при большой нагрузке  индуктивность дросселя  за счёт подмагничивания сердечника падает и свист прекращается. Если свистящий звук  прекращается при небольших токах  и при дальнейшем увеличении тока нагрузки резко начинает греться выходной транзистор, значит площадь сердечника магнитопровода недостаточна для работы на выбранной частоте генерации — необходимо увеличить частоту работы микросхемы  подбором  резистора  R4 или конденсатора C3  или установить  дроссель большего типоразмера.  При отсутствии силового транзистора структуры p-n-p в схеме можно использовать мощные транзисторы структуры n-p-n, как показано на рисунке.

В качестве диода VD5 перед дросселем  L1  можно  использовать любые доступные диоды с барьером Шоттки,  рассчитанными  на ток не менее 10А  и напряжение 50В.    Для выпрямителя можно использовать любые мощные диоды на ток 10А или диодный мост, например KBPC3506, MP3508 или подобные.  Сопротивление шунта в схеме желательно подогнать под требуемое.  Диапазон регулировки выходного тока зависит от соотношения сопротивлений резисторов  в цепи вывода 15 микросхемы.  В нижнем по схеме положении движка переменного резистора регулировки тока  напряжение на выводе 15 микросхемы должно совпадать с напряжением на шунте при протекании через него максимального тока.  Переменный резистор регулировки тока R3 можно установить с любым номинальным сопротивлением, но потребуется подобрать смежный с ним постоянный резистор R2  для получения необходимого напряжения на выводе 15 микросхемы.  Переменный  резистор регулировки выходного напряжения R9  также может  иметь большой разброс номинального сопротивления   2 … 100 кОм.  Подбором  сопротивления  резистора R10 устанавливают верхнюю границу выходного напряжения.  Нижняя граница определяется  соотношением сопротивлений резисторов R6 и  R7,  но её нежелательно устанавливать меньше 1 В.     Микросхема  установлена на небольшой печатной плате 45 х 40 мм, остальные элементы схемы  установлены  на основание устройства и радиатор.   Монтажная схема подключения печатной платы приведена на рисунке справа.   В схеме использовался перемотанный силовой трансформатор ТС180, но в зависимости от величины требуемых выходных напряжений и тока мощность трансформатора можно изменить. Если достаточно выходного напряжения 15 В и тока 6А, то достаточно силового трансформатора мощностью 100 Вт. Площадь радиатора также можно уменьшить  до 100 .. 200 см2.   Устройство может использоваться как лабораторный блок питания с регулируемым ограничением выходного тока.  При  исправных элементах схема начинает работать сразу и требует только подстройки.

Остальные схемы смотри далее:

1.  Зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов ( главная страница раздела зарядных устройств для автомобилей)

2.  Зарядное устройство с автоматическим отключением от сети

3. Зарядное устройство с ключевым стабилизатором тока

4.  Зарядное устройство с микросхемой TL494

5.  Зарядное устройство с микросхемой TL494 и нормализатором напряжения шунта

6. Зарядное устройство с цифровой индикацией тока и напряжения.

7.  Зарядное устройство с цифровой индикацией и повышенным выходным током до 20А

8.  Зарядное устройство на тиристоре с улучшенными характеристиками и с использованием микросхемы TL494

9.  Зарядное устройство на двух тиристорах и с использованием микросхемы TL494

10.  Зарядное устройство для кислотно-свинцовых необслуживаемых аккумуляторов ёмкостью 4 … 17А/час

11.  Лабораторный блок питания 1,5 -30В, 0-5А + зарядное устройство на MOSFET транзисторе

12.  Лабораторный блок питания + зарядное устройство с усилителем напряжения шунта

13.  Лабораторный блок питания + зарядное устройство с узлом аварийной защиты

14.  Зарядное устройство с периодическим контролем ЭДС аккумулятора ( главная страница раздела зарядных устройств)


Уважаемые посетители!
Все материалы сайта в случае их некоммерческого использования предоставляются бесплатно, хотя автор затрачивает достаточно большие средства на их обновление расширение и размещение.
Если Вы хотите, чтобы автор отвечал на Ваши письма, обновлял и добавлял  новые материалы — активней используйте контекстную рекламу,  размещённую на страницах — для себя  Вы  узнаете много нового и полезного,
а автору  позволит частично компенсировать собственные затраты  чтобы  уделять
Вам больше внимания

ВНИМАНИЕ!

Вам нужно разработать сложное электронное устройство?

Тогда Вам сюда…

 

cxema.org — Мощный стабилизатор тока и напряжения на TL494

Мощный стабилизатор тока и напряжения на TL494

Этот стабилизатор обладает неплохими характеристиками, имеет плавную регулировку тока и напряжения, хорошую стабилизацию, без проблем терпит короткие замыкания, относительно простой и не требует больших финансовых затрат.  Он обладает высоким кпд за счет импульсного принципа работы, выходной ток может доходить до 15 ампер, что позволит построить мощное зарядное устройство и блок питания с регулировкой тока и напряжения. При желании можно увеличить выходной ток до 20-и и более ампер.

В интернете подобных устройств, каждое имеет свои достоинства и недостатки, но принцип работы у них одинаковый. Предлагаемый вариант — это попытка создания простого и достаточно мощного стабилизатора.

Импульсный  стабилизатор тока и напряжения, принципиальная схема

За счет применения полевых ключей удалось значительно увеличить нагрузочную способность источника и снизить нагрев на силовых ключах. При выходном токе  до 4-х ампер транзисторы и силовой диод можно не устанавливать на радиаторы.

Номиналы некоторых компонентов на схеме могут отличаться от номиналов на плате, т.к. плату разрабатывал для своих нужд.

Диапазон регулировки выходного напряжения от 2-х до 28 вольт, в моем случае максимальное напряжение 22 вольта, т.к. я использовал низковольтные ключи и поднять напряжение выше этого значения было рискованно, а так при входном напряжении около 30 Вольт, на выходе спокойно можно получить до 28-и Вольт.  Диапазон регулировки выходного тока от 60mA до 15A Ампер, зависит от сопротивления датчика тока и силовых элементов схемы.

Устройство не боится коротких замыканий, просто сработает ограничение тока.

Собран источник на базе ШИМ контроллера TL494, выход микросхемы дополнен драйвером для управления силовыми ключами.

Импульсный  стабилизатор тока и напряжения, TL494

Хочу обратить ваше внимание на батарею конденсаторов установленных на выходе. Следует использовать конденсаторы с низким внутренним сопротивлением на 40-50 вольт, с суммарной емкостью от 3000 до 5000мкФ.

Импульсный  стабилизатор тока и напряжения, выходные конденсаторы

Нагрузочный резистор на выходе применен для быстрого разряда выходных конденсаторов, без него измерительный вольтметр на выходе будет работать с запаздыванием, т.к. при уменьшении выходного напряжения конденсаторам нужно время, для разрядки, а этот резистор быстро их разрядит. Сопротивление этого резистора нужно пересчитать, если на вход схемы подается напряжение больше 24-х вольт. Резистор двух ваттный, рассчитан с запасом по мощности, в ходе работы может греться, это нормально.

Как это работает:

ШИМ контроллер формирует управляющие импульсы для силовых ключей. При наличии управляющего импульса транзистор,  и питание по открытому каналу транзистора через дроссель поступает на накопительный конденсатор. Не забываем, что дроссель является индуктивной нагрузкой, которым свойственно накапливание энергии и отдача за счет самоиндукции. Когда транзистор закрывается накопленный в дросселе заряд через диод шоттки продолжит подпитывать нагрузку. Диод в данном случае откроется, т.к. напряжение с дросселя имеет обратную полярность. Этот процесс будет повторяться десятки тысяч раз в секунду, в зависимости от рабочей частоты микросхемы ШИМ. По факту ШИМ контроллер всегда отслеживает напряжение на выходном конденсаторе.

Стабилизация выходного напряжения происходит следующим образом. На неинвертирующий вход первого усилителя ошибки микросхемы (вывод 1) поступает выходное напряжение стабилизатора, где оно сравнивается с опорным напряжением, которое присутствует на инверсном входе усилителя ошибки. При снижении выходного напряжения будет снижаться и напряжение на выводе 1, и если оно будет меньше опорного напряжения, ШИМ контроллер будет увеличивать длительности импульсов, следовательно транзисторы больше времени будут находиться в открытом состоянии и больше тока будет накачиваться в дроссель, если же выходное напряжение больше опорного, произойдет обратное — микросхема уменьшит длительность управляющих импульсов. Указанным делителем можно принудительно менять напряжение на неинвертирующщем входе усилителя ошибки, этим увеличивая или уменьшая выходное напряжение стабилизатора в целом. Для наиболее точной регулировки напряжения применён подстроечный многооборотный резистор, хотя можно использовать обычный.

Минимальное выходное напряжение составляет порядка 2 вольт, задается указанным делителем, при желании можно поиграться с сопротивлением резисторов для получения приемлемых для вас значений, не советуется снижать минимальное напряжение ниже 1 вольта.

Для отслеживания потребляемого нагрузкой тока установлен шунт. Для организации функции ограничения тока задействован второй усилитель ошибки в составе ШИМ контроллера тл494. Падение напряжения на шунте поступает на неинвертирующий вход второго усилителя ошибки, опять сравнивается с опорным, а дальше происходит точно тоже самое, что и в случае стабилизации напряжения. Указанным резистором можно регулировать выходной ток.

Токовый шунт изготовлен из двух параллельно соединённых низкоомных резисторов с сопротивлением 0,05Ом.

Импульсный  стабилизатор тока и напряжения, токовый шунт

Накопительный дроссель намотан на желто белом кольце от фильтра групповой стабилизации компьютерного блока питания.

Импульсный  стабилизатор тока и напряжения, фильтр групповой стабилизации

Импульсный  стабилизатор тока и напряжения, кольца для дросселя Импульсный  стабилизатор тока и напряжения, кольца для дросселя

Так как схема планировалась на довольно большой входной ток, целесообразно использовать два сложенных вместе кольца. Обмотка дросселя содержит 20 витков  намотанных двумя жилами провода диаметром 1,25мм в лаковой изоляции, индуктивность около 80-90 микрогенри.

Импульсный  стабилизатор тока и напряжения, дроссельИмпульсный  стабилизатор тока и напряжения, измеряем индуктивность дросселя

Диод желательно использовать с барьером Шоттки и обратным напряжением 100-200 вольт, в моем случае применена мощная диодная сборка MBR4060 на 60 вольт 40 Ампер.

Импульсный  стабилизатор тока и напряжения, MBR4060

Силовые ключи вместе с диодом устанавливают на общий радиатор, притом изолировать подложки компонентов от радиатора не нужно, т.к. они общие.

Импульсный  стабилизатор тока и напряжения, вид собранной платыИмпульсный  стабилизатор тока и напряжения, вид собранной платы

Подробное описание и испытания блока можно посмотреть в видео

Печатная плата тут 

Зарядка из блока АТХ на TL494 и TPS3510 — ISO-450PP

При переделке в зарядное устройство АТХ блока на основе ШИМ TL494, можно столкнуться со схемами, у которых для контроля выходных напряжений используется отдельный супервизор TPS3510; WT7510 или др. Сегодня мы покажем пример того, как отключать подобный супервизор, что бы он никак не влиял на работу ШИМ. И так, зарядка из блока АТХ CWT ATX-300 (ISO-450PP), поехали!

Зарядка из блока АТХ на TL494 и TPS3510

Микросхемы на подобии TPS3510; WT7510 отслеживают напряжение сразу на нескольких шинах блока, в случае отклонения напряжения хоть на одной из них этот супервизор останавливает работу блока. При изготовлении самодельного зарядного устройства на основе такого компьютерного блока питания основная переделка заключается в поднятии напряжения по шине +12 до 14В. Если не отключать супервизор – блок будет работать крайне нестабильно, будут наблюдаться сбои в работе при нагрузке или проблемы со стартом.

Типовые схемы блоков  на основе TL494 и TPS3510; WT7510. На схемах уже обозначены некоторые важные элементы, о них речь пойдет ниже.

Отключение супервизора и организация автостарта блока

В зарядное устройство будем переделывать блок CWT ATX-300.

На плате находятся TL494 и TPS3510.

Удаляем диод D15, он выделенный на схеме красной рамкой. Если в блоке используется другая нумерация деталей или другая схема, ищем диод, который соединяет 4-ю ножку Tl494 (DTC) и 3-ю ножку TPS3510 (FPO).

После удаления диода, блок будет запускаться автоматически при включении в сеть, а TPS3510 уже не будет влиять на работу БП.



Как поднять напряжение в блоке питания компьютера?

Оптимальным для зарядки автомобильного АКБ считается напряжение 14-14,5В. Для поднятия напряжения нужно установить подстроечный резистор вместо резистора, соединяющего 1-ю ножку TL494 с шиной +12В. На схеме он выделенный зеленой рамкой. Подстроечный резистор можно брать на 100-200кОм (желательно многооборотный). Перед установкой его на плату его нужно настроить на такое же сопротивление, какое было у резистора, вместо которого его ставим.

После удачного старта корректируем выходное напряжение с помощью подстроечника.

При желании можно дополнительно изготовить защиту от переполюсовки и зарядка из блока АТХ готова!

VK

Facebook

Twitter

Odnoklassniki

comments powered by HyperComments

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о