Преобразователь напряжения 12 в / 220 в с чистым синусом 50 Гц на микросхеме TL494CN | РадиоДом

В статье описана схема повышающего преобразователя напряжения с 12 вольт до 220 вольт синусом на выходе для питания сетевых приборов которые работают от сети переменного напряжения с частотой 50 герц. Прибор относится к классу средней мощности, но обладает очень хорошими параметрами и может полностью заменить сетевое напряжение.
Основные технические характеристики:
Входное напряжение 12…14 вольт
Выходное напряжение 50 Герц 220+/-2 вольт
Максимальная мощность 60 Ватт
Общий КПД 87…91 %.
Задающий генератор, источник опорного напряжения и компаратор собраны на DA2. Внешние элементы DD1 и DD2 повторяют внутреннюю структуру TL494CN, в той её части, которая неустойчиво работает на низких частотах.
Далее с помощью ФНЧ подавляются верхние гармонические составляющие ШИМ. ФНЧ состоит из двух частей. Первая DA1.1, ФНЧ с гладкой характеристикой АЧХ. Второй DA1.2 фильтр с частотой подавления 150 Герц. Анализ показывает, что в ШИМ содержаться только первая и нечётные гармоники, потому такого фильтра оказывается достаточно, чтобы сформировать «красивый» синус (осциллограмма 2). Поскольку уровень первой гармоники практически линейно зависим от скважности, то получаем хорошо управляемый синус с точной постоянной составляющей, равной +2,5 вольт. Далее, дополнительно получаем инверсную синусоиду (вывод 14 DA1.4).

На DA3, DA5, VT1, VT2 собран первый канал УНЧ класса D. Второй канал соответственно собран на DA4, DA7, VT3, VT4. На выходе первого и второго канала УНЧ формируются противофазные синусоиды (осциллограмма 3).
С выхода трансформатора, через диодный мост подаётся обратная связь по выходному напряжению. Таким образом выходное напряжение стабилизируется.

 

Трансформатор TV1 это доработанный ТП60-2, который применялся в знаменитом видеомагнитофоне «Электроника ВМ-12». С трансформатора сматываются все вторичные обмотки, и вместо них наматывается одна обмотка, содержащая 33 витка обмоточного медного провода диаметром 0,7 мм, сложенного в 7 витков. Можно использовать и медную шину, подходящую по площади сечения. При подаче напряжения 220 вольт на вторичной (в преобразователе она первичная) обмотке трансформатора, на холостом ходу, напряжение составляет 6,5 вольт. Дроссели L1 и L2 наматываются на ферритовых кольцах типоразмера 24*13*9,7 мм и содержат 22 витка обмоточного провода диаметром 1,5 мм. К сожалению марка и магнитная проницаемость этих ферритовых колец мне неизвестна. Они используются во вторичных цепях импульсных компьютерных блоков питания типа ATX.

Транзисторы и микросхемы драйверов DA5, DA7 можно найти на материнских платах.
Все транзисторы устанавливаются на один общий алюминиевый ребристый радиатор площадью 25…30 кв.см.
Конденсаторы C21…C24 типа K73-17 на напряжение 63 вольт.
Конденсатор C25 типа K73-17 на напряжение 630 вольт.
Диоды можно использовать любые, с максимальным обратным напряжением не менее 400 вольт.
Резисторы R44, R45 мощностью не менее 0,25 Ватт.
Наладка.
1. Отсоединить первичную обмотку трансформатора.
2. Резистором R9 установить частоту следования импульсов точно 100 Герц на выходе DA2 (осциллограмма 1).
3. Проверить наличие синусоидального сигнала (осциллограмма 2) на выводах 7 и 14 DA1. Сигналы должны быть противофазными, но одинаковы по форме.
4. Резисторами R22 и R31 установить сигнал на выходе первого канала УНЧ согласно осциллограмме 3. Тоже проделать со вторым каналом (R24 и R34).
5. Установить подвижный контакт резистора R4 в верхнее по схеме положение.
6. Подключить к выходу преобразователя эквивалент нагрузки. Можно использовать лампу накаливания мощностью 25 Ватт.
7. Подключить первичную обмотку трансформатора.
8. Резистором R4 установить напряжение 220 вольт на выходе преобразователя.
Все радиокомпоненты инвертора могут быть как отечественные так и зарубежные:
DA1 — LM324
DA2 — DA4 — TL494CN
DA5, DA7 — HIP6601
DA6 — LM78L05
DD1 — К561ЛЕ5
DD2 — К561ТМ2
VD1 — VD4 — КД209Б
VT1 — VT4 — FQB45N03
L1, L2 — 30 мкГн
C1, C12, C13 — 2,2 nF
C2, C14, C15 — 10 мкФ х 25 вольт
C3, C5, C6, C17, C18, C25 — 0,1 мкФ
C4 — 15 nF
C7, C9 — 6,2 nF
C8 — 22 nF
C10, C16 — 10 мкФ х 10 вольт
C11 — 5,6 nF
C19, C20 — 1000 мкФ х 25 вольт
C21 — C24 — 4,7 мкФ
R1 — 22 кОм
R2, R4, R14, R15 — 100 кОм
R3 — 33 кОм
R5 — 150 кОм
R6, R10, R18, R26, R28, R36, R37 — 10 кОм
R7, R8, R17, R19, R38, R39 — 20 кОм
R9 — 68 кОм
R11, R27, R29 — 16 кОм
R12 — 130 кОм
R13 — 91 кОм
R16 — 180 кОм
R20, R21 — 39 кОм
R22 — R25 — 2,2 кОм
R30, R33 — 47 кОм
R31, R34, R40, R41, R42, R43 — 4,7 кОм
R32, R35 — 2,7 кОм
R44, R45 — 1 мОм

Схема китайского преобразователя 150 ватт на двух TL494

Схема преобразователя напряжения

  Очередная схема от наших друзей китайцев, преобразователь напряжения из DC 12 в AC 220, маломощный, 150 ватт написано, но думаю, 100 ватт от силы будет.

Удобная вещь в дороге, для подзарядки ноутбука, телефона и т п. Лампу дневного света тоже можно включать, светодиодные тоже. Схема преобразователя построена по классическому двухтактному варианту, а высокое напряжение конвертируется в переменное напряжение 50 герц по мостовой схеме, где генератор так же выполнен на микросхеме TL494.

Внешний вид

  Задающий генератор и генератор 50 Гц выполнены на TL494, выходной силовой каскад на двух IRFZ44, чем и обусловлена такая низкая мощность. TL494 представляет собой ШИМ генератор, в которой присутствует генератор импульсов, схема управления выходом, которая может формировать выходные импульсы как в двухтактном режиме, так и в однотактном, а так же два входа имеется для управлением стабилизации выходных импульсов. Но в данной схеме реализованы не все возможности этой микросхемы, она включена в упрощённом варианте.
    Можно, конечно, скопировать этот преобразователь напряжения, не особо сложно это сделать, но купить всё таки проще, да и надёжнее :). Потом можно уже переделать под свои нужды, поднять мощность или ещё что прибавить, любители рыбалки сами уже под себя могут переделать такой прибор.
   Из защиты только плавкий предохранитель по входу 12 вольт, защиты от перегрузки по выходу нет, стабилизация выходного напряжения есть, защиты от севшего аккумулятора нету.  Как показывает практика, большинство дешёвых инверторов сгорает из за севшего аккумулятора. Это обусловлено тем, что при понижении питающего напряжения, так же снижается питание затворов полевых транзисторов, что приводит к их неполному открыванию, и как правило к тепловому выходу из строя.

  TL494, если кто не знает, ШИМ контроллер, очень удобная микросхема для построения различных блоков питаний и преобразователей. А также:

• Готовый ШИМ — контроллер
• Незадействованные выводы для 200 мА приемника или источника тока
• Выбор однотактного или двухтактного режима работы
• Внутренняя схема запрещает двойной импульс на выходе
• Изменяемое время задержки обеспечивает контроль всего спектра
• Внутренний регулятор обеспечивает 5 В стабильного напряжения с допуском 5%
• Схема архитектуры позволяет легко синхронизироваться

 TL494 включает в себя все функции необходимые для построения схемы управления широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) на одном кристалле. Предназначен в основном для управления питанием, это устройство дает гибкость для конкретного применения в адаптации в схемах управления блоков питания. TL494 содержит два усилителя ошибки, внутренний регулируемый генератор, (DTC) управляемый компаратор временной задержки, импульсно управляемый переключатель, источник опорного напряжения 5В ± 5%, контроль выходной цепи.

TL494 Калькулятор

Этот калькулятор поможет вам спроектировать генератор с переменной частотой. Микросхема TL494 представляет собой универсальную схему управления ШИМ в одном кристалле. Этот калькулятор поможет вам вычислить частоту генератора из набора значений RC или вычислить значения RC из набора частот. Генератор программируется в диапазоне от 1 кГц до 300 кГц. Практические значения для RT и CT находятся в диапазоне от 1 кОм до 500 кОм и от 470 пФ до 10 мкФ. Этот калькулятор предназначен для двухтактной схемы TL494. Подробнее об однотактной схеме см. ниже.

Калькулятор частоты TL494

Введите номиналы предпочтительного времязадающего конденсатора, резистора и потенциометра. Используйте TAB для расчета частотного диапазона. Предупреждения выдаются для результатов, которые выходят за рамки спецификации.

С Т	нФ
R Резистор	Ом
R Потенциометр	Ом
Низкая частота	Гц
Высокая частота	Гц

Калькулятор сопротивления TL494

Введите значения предпочитаемого времязадающего конденсатора, нижней и верхней частоты. Используйте TAB для расчета значений резистора и потенциометра. Чтобы дважды проверить результат с ближайшими компонентами стандартного значения, используйте частотный калькулятор выше.

С Т	нФ
Низкая частота	Гц
Высокая частота	Гц
R T низкочастотный	Ом
R T высокая частота	Ом
R Резистор	Ом
R Потенциометр	Ом

Микросхема TL494 и техническое описание TL494 PDF

Пример схемы взят из TL494 onsemi техпаспорт. Заменой TL494 может быть схема управления широтно-импульсным модулятором SG3525. Однако он имеет только один усилитель ошибки.

Этот калькулятор ссылается на эту тестовую схему TL494 и схему инвертора TL494, которые взяты из моего проекта с полумостовым преобразователем TL494.

Рабочая частота TL494

Частота генератора определяется временными компонентами RT и CT. Внешний времязадающий конденсатор CT заряжается постоянным током через RT. он создает нарастающую линейную форму волны напряжения, которая разряжается, когда достигает 3 В. Однако частота генератора равна выходной частоте только для несимметричных приложений. Для двухтактных приложений выходная частота составляет половину частоты генератора.
Несимметричные приложения:

Двухтактные приложения:

TL494 Выходной ток

Оба выходных транзистора сконфигурированы как открытый коллектор/открытый эмиттер, и каждый из них способен потреблять или получать до 200 мА. Выходы защищены от чрезмерного рассеивания мощности для предотвращения повреждения. Они не используют достаточное ограничение тока, чтобы их можно было использовать в качестве выходов источника тока.

Схемы топологии ШИМ, которые можно реализовать с помощью TL494

Микросхема TL494 может использоваться для создания схемы зарядного устройства, схемы усилителя класса D, блока питания автомобильного усилителя или высоковольтного обратноходового драйвера TL494. Ограничение выходного тока TL494 определяется как нагрузкой, так и частотой, на которой он работает.

Ссылки

[1] Texas Instruments, Патрик Гриффит: «Разработка импульсных регуляторов напряжения с помощью TL494», Отчет о применении SLVA001B, декабрь 2003 г.

Режим переключения широтно-импульсной модуляции Цепь управления

%PDF-1.4 % 1 0 объект > эндообъект 5 0 объект /Title (TL494 — схема управления широтно-импульсной модуляцией режима переключения) >> эндообъект 2 0 объект > эндообъект 3 0 объект > эндообъект 4 0 объект > транслировать Acrobat Distiller 23.