Вопрос-ответ
Мы собрали в этом разделе популярные вопросы, которые интересуют наших покупателей. Надеемся, они помогут прояснить вам многие аспекты и сделать правильный выбор.
Почему на выходе стабилизатора между нолем и заземлением есть напряжение?
Почему на выходе стабилизатора между нолем и заземлением есть напряжение 20-30В, а в розетке это напряжение равно 0? Причем это напряжение может быть и равным нулю и быть явно больше. Электрик утверждает, что стабилизатор неисправен.
Итак, смысл вопроса в том, насколько это возможно и почему это может быть. Начинаем разбираться, изначально был сделан вывод о том, что на выходной розетке стабилизатора один из конкретных выводов это ноль, как этот вывод был сделан нам не сообщают, но дальнейшие измерения проводят считая, что этот вывод верный. На основании измерений принимается решение о неисправном стабилизаторе.
Попробуем встать на место электрика, как определить фазу и ноль, просто, берем индикатор и смотрим, в сетевой розетке этот подход даст 100% результат, горит—фаза, не горит ноль.
На рисунке 1 изображена схема стабилизатора и состояние реле при сетевом напряжении близким к номинальному, слева вход, справа выход. В розетку можно включить вилку двояко, если фаза попадет на выво 1, а нуль на вывод 2, тогда индикатор на выходе покажет, фаза на выводе 3, а нуль на выводе 4, и этот вывод правильный.
Теперь перевернем вилку и получим, на входе фаза на вывод2, нуль на выводе1 , а на выходе индикатор покажет, фаза вывод 4, нуль вывод 3 , а этот вывод ошибочный.
Дальше интереснее, напряжение в сети стало меньше и стабилизатор переключил реле на другую обмотку. Фаза как была на выходе 4, так и осталась, а вот ноль на выходе 3 уже не ноль, на нем относительно входного ноля,уже есть напряжение, то самое на сколько его изменил стабилизатор при переключении реле. Самое малое, это одна ступень и примерно 15-17В, если две ступени уже больше 30В. Поскольку заземление это линия паралельно 2-4 и в розетке напряжение между заземлением и нолем равно нолю, то при ошибочном подключении на входе все в норме, а на выходе между 3 и заземлением будет напряжение. Электрик делает логичный вывод, на входе стабилизатора все в порядке, а на выходе на ноле есть напряжение, стабилизатор неисправен.
Надеюсь понятно, при правильной фазировке (рис 1 фаза в 1 ноль в 2) все будет в норме.
Почему на заземлении есть напряжение 110В, и как можно пользоваться таким стабилизатором, это опасно, можно получить удар током.
Хороший и главное часто задаваемый вопрос. Ниже изображен фрагмент сетевого фильтра. Современные цифровые тестеры имеют очень большое входное сопротивление. К чему это приводит, фактически прибор, включенный параллельно заземлению и фазе или нолю является высокоомным шунтом, конденсаторы имеют одинаковые реактивные сопротивления и делят входное напряжение пополам.
Вот и получается, при отсутствии заземления современным прибором можно легко намерить между фазой нолем и заземлением почти половину входного напряжения. Для примера, С1 и С2 имеют емкость 1нФ, реактивное сопротивление для частоты 50Гц составляет более 3МОм. Для прибора APPA 103-109 входное сопротивление составляет не менее 10мОм, легко посчитать и увидеть, на заземлении будет напряжение очень близкое к половине входного напряжения. И по поводу опасного напряжения 110В. Ток, протекающий через конденсатор, будет около 70мка, конечно это очень маленький и не опасный для человека ток, но 110 Вольт, измеренные прибором, пугают. Опасным для человека является не напряжение, а ток, в данном случае этот ток в 1500 раз меньше опасного.
Для получения достоверной информации по электробезопасности, нужно обратиться к нормативным документам, и что читаем, нормируется ток утечки или сопротивление изоляции, для бытовой техники это 500кОм. Величина тока отражает физиологическую способность человека без серьезных последствий выдержать этот ток. Отсюда делаем простой вывод, качество прибора по злектробезопасности можно проверять измеряя величину сопротивления изоляции. Эти измерения проводят специальными приборами и по определенным методикам в домашних условиях этого лучше не делать.
Почему стабилизатор на 220В на выходе имеет 215В
Мы не рассматриваем стабилизаторы двойного преобразования. Все остальные, включая на базе ЛАТР, изменяют выходное напряжение ступенчато, ЛАТР маленькие ступеньки, шаг витка, релейные и симисторные шаги явно больше. Причем напряжение на выходе сначала станет больше порога точности , затем это напряжение будет измерено и только потом произойдет изменение выходного напряжения. Поговорим о порогах, допустим точность 5%, это означает, что на выходе напряжение должно быть удержано в допуске от 220-5% до 220+5%, в цифрах это выглядит как от 209В до 231В. Это означает, что пока напряжение выше 209В и ниже 231в, оно не выходит за заявленную точность 5% и его изменять не нужно.
Для стабилизатора с точностью 5% выходное напряжение может быть любым, пока оно выше 209В и ниже 231В, однако в процессе работы выходное напряжение обязательно выйдет за эти пороги и на время измерения и регулирования это напряжение будет больше или меньше 5%-ного отклонения. Это время по сравнению с полным временем работы стабилизатора столь мало, что среднее выходное напряжение будет не хуже заявленного 220В +/- 5% . Таким образом 215В, это правильное напряжения для стабилизатора на 220В с точностью 5%.
Сколько потребляет стабилизатор и где выгода от него
В паспорте указан КПД стабилизатора, обычно это 95%. Эта величина указана для максимальных потерь, при полной нагрузке и самом низком входном напряжении. К примеру для стабилизатора 1000ВА максимальные потери составят примерно 50ВА. Оптимальным считается расчет трансформатора, когда потери в стали и потери в меди равны. В режиме холостого хода есть только потери в стали, поэтому примем их как половину, т.е. 25ВА. Счетчик считает только активную мощность, поэтому на холостом ходу получим 7-10Вт. Понятно, что потери будут зависеть от входного напряжения и мощности отдаваемой стабилизатором, можно в среднем принять, что 1000ВА стабилизатор на свои нужды возьмет 10-30Вт.
А теперь поговорим о хорошем, конечно стабилизатор требует начальных затрат, цена, и затраты на его содержание, КПД меньше 100%, но стабильное напряжение, это продление жизни всему электрическому оборудованию.
Напряжение завышено, все освещение начинает потреблять больше, каждые 10В выше нормы, это 21% “лишней энергии”, напряжение на 10% больше номинала, до 40% падает срок жизни некоторого оборудования.
Напряжение низкое, лампы светят слабо, поневоле вкрутим помощнее, блоки питания бытовой аппаратуры, для обеспечения параметров, начнут потреблять больше тока, будут больше греться. Повышение температуры радиоэлемента приводит к снижению надежности и увеличению вероятности отказа. Двигатели очень плохо работают при низких напряжениях, перегреваются, не развивают мощность, отключаются, или схемы защиты их не включают. Системы кондиционирования, холодильники, насосы, современное газовое оборудование, это как правило не работает вообще . А самое неприятное, что по большей части это оборудование относится к системам обеспечении жизнедеятельности человека.
Похоже, стабилизатор не зря ест энергию, он за эти деньги обеспечивает комфортную среду обитания человеку сохраняя его оборудование в целости и сохранности.
Стабилизатор и грозозащита. Почему во время грозы стабилизатор не защитил котел, или дом.
Вопрос такого плана, а точнее недоумение, почему стабилизатор не успел выключиться во время грозы. Хорошо поговорим о грозе, вечером гроза в километре о дома , светло как днем, грохот как в танке. И как с этим бороться, ну люди уже давно придумали разные разности на этот случай, газовые разрядники, варисторы, супрессоры.
Итак что может разрядник, обычно к нему указывают 1,2/250mkc, ну или что-то похожее и обязательно напряжение пробоя и ток, ну например 800В и 5кА. Что это значит, напряжение пробоя 800В, ток 5000А и через дробь форма импульса 1,2 мкс фронт нарастания и 250мкс фронт спада. Эта штучка способна пропустить 5000А при указанных временах, и это есть только часть, малая часть системы грозозащиты. Теперь можно спросить, как стабилизатор и главное чем сможет за 250мкс отвести 5000А в землю, надеюсь все помнят куда бьет молния.
Для полноценной защиты требуется три ступени грозозащиты, цена которых Вас неприятно удивит, она будет сопоставима с ценой за стабилизатор от4000ВА до 6000ВА.
Полагаю, снялся вопрос почему стабилизатор не поможет при ударе молнии, кстати, приведенный разрядник, это так мелочь, в серьезных системах грозозащиты ставят обычно разрядники на несколько киловольт и ток больше 150000А. Представляете какими проводами нужно все это отвести в землю и самое главное, какое для этого нужно заземление.
- Информация
-
- Сертификаты и декларации
- Новости
- Вопрос-ответ
- Статьи
- Правовая информация
Какое напряжение будет на выводе 4
подается опорное напряжение Uref с вывода 14. На неинвертирующий вход (вывод 16) подается контролируемый потенциал, уровень которого пропорционален ширине управляющих импульсов. Потенциал этот получается путем выпрямления импульсного напряжения, возникающего при работе ИБП в средней точке первичной обмотки управляющего трансформатора DT. Это импульсное напряжение выпрямляется диодом D23, и сглаживается конденсатором С15. Резистор R21 гасит амплитуду этого импульсного напряжения до необходимого уровня. Напряжение с конденсатора С15 подается на резистивный делитель R25, R26, с резистора R26 которого часть этого напряжения подается на неинвертирующий вход усилителя DA4. Конденсаторы С13, С16 образуют цепь коррекции АЧХ усилителя DA4.
В режиме нормального токопотребления, когда ширина управляющих импульсов не выходит за пределы диапазона стабилизации, потенциал вывода 15 микросхемы IC1 всегда больше потенциала вывода 16. Поэтому выходное напряжение усилителя ошибки DA4 равно ОВ и не влияет на работу микросхемы. При возрастании ширины управляющих импульсов в результате повышенного токопотребления в нагрузке какого-либо из сильноточных каналов, потенциал на конденсаторе С15, а следовательно, и на выводе 16 управляющей микросхемы начинает расти. Когда он достигает опорного уровня Uref=+5B на выводе 15 выходное напряжение усилителя DA4 начинает возрастать. Если КЗ в нагрузке продолжает развиваться, требуя все большей ширины управляющего импульса для поддержания выходных напряжений ИБП, то выходное напряжение усилителя DA4 быстро возрастает наряду с уменьшением выходного напряжения усилителя DA3, которое определяется уровнем сигнала обратной связи. Этот сигнал снимается с резистора R30 делителя R33, R30, подключенного к шине выходного напряжения +5В. В момент, когда выходные напряжения обоих усилителей сравниваются, управление ШИМ-компаратором DA2 передается от усилителя DA3 к усилителю DA4 и становится независимым от уровня сигнала обратной связи на выводе 1 управляющей микросхемы. Поэтому
увеличение ширины управляющих импульсов прекращается и микросхема переходит в режим ограничения. Если КЗ продолжает развиваться, то вступает в действие механизм защитного отключения, т.к. все выходные напряжения ИБП (в том числе и в слаботочных каналах) уменьшаются, стремясь к уровню ОВ.
Неполная схема защитного отключения при КЗ в нагрузке слаботочных каналов выполнена традиционным способом. Между шинами выходных напряжений -5В и -12В включен делитель-датчик D15, R38. К средней точке делителя подключен резистор R37, входящий в базовый для транзистора Q6 делитель R36, R37. Транзистор Q6 вместе с транзистором Q5 образуют двухкаскадный УПТ. Резистор R35 — коллекторная нагрузка первого каскада УПТ и одновременно R35 и сопротивление участка коллектор-эмиттер транзистора Q6 образуют базовый делитель для второго транзистора УПТ Q5. Коллекторной нагрузкой транзистора Q5 является резистор R34, сигнал с которого снимается на вход защитного отключения 4 управляющей микросхемы через диод D14.
В нормальном режиме работы потенциал средней точки делителя-датчика D15, R38 составляет около -5,8В, т.к. потенциал этой точки ниже потенциала шины -5В на величину прямого падения напряжения на диоде D15, благодаря протеканию через делитель тока по цепи: шина -56 — D15 -R38 — шина -12В.
Поэтому базовый делитель транзистора. Q6 -R36, R37 запитан двуполярно: напряжением Uref, с одной стороны, и напряжением -5,8В, с другой. Номиналы резисторов делителя R36, R37 — одинаковы (15кОм). Поэтому потенциал базы транзистора Q6 в нормальном режиме работы будет отрицательным (около -0,4В). Поэтому Q6 будет закрыт, а транзистор Q5, наоборот, открыт током базы, протекающим по цепи: шина Uref — R35 -б-э Q5 — «корпус».
Напряжение на конденсаторе С 19 поэтому будет равно ОВ, и потенциал вывода 4 управляющей микросхемы после завершения процесса плавного запуска (см. ниже) также будет равен ОВ.
При КЗ в нагрузке канала -12В диод D15 делителя-датчика закроется, т.к. потенциал шины
DB9.D13-PXPR1002 D7,D10-D18,D22- 1N4148 Q3.Q4-9013 Q5 — 2SC945 Q6-2SA733
Рис. 41. Комбинированная защита ИБП LPS-02-150XT.
-12В в режиме КЗ равен ОВ, и на катоде D15 появится положительный потенциал с резистора R38, через который протекает ток по цепи: шина Uref -R36 — R37 — R38 — «корпус».
Следовательно, потенциал базы транзистора Q6 увеличится и станет положительным. Поэтому Q6 откроется до насыщения, и потенциал базы транзистора Q5 станет равен ОВ. Это приведет к запиранию транзистора Q5 и увеличению потенциала его коллектора. Уровень коллекторного потенциала Q6 определяется номиналами резисторов делителя R34, D14, R28, который подключен к шине вспомогательного напряжения питания микросхемы Upom=+26B. Произведя несложный расчет, можно убедиться, что при закрытом состоянии транзистора Q6 потенциал его коллектора составляет около +6В. Эта величина, подаваемая на неинвертирующий вход компаратора DA1 через диод развязки D14, составит около +5В, что превышает амплитуду пилообразного напряжения на инвертирующем входе DA1. Поэтому DA1 перестает переключаться, и работа цифрового тракта микросхемы блокируется. Управляющие импульсы на выходах 8, 11 исчезают, а силовые транзисторы инвертора (на схеме не показаны) перестают переключаться. Первичная обмотка импульсного трансформатора оказывается отключена от шины Uep, и токопотребление от сети прекращается.
При КЗ в нагрузке канала -5В потенциал средней точки делителя-датчика D15, R38 составит всего -0,8В, что также приведет к закрыванию транзистора Q6, открыванию транзистора Q5 и защитному отключению.
Схема контроля выходного перенапряжения в данном ИБП отсутствует.
Элементы С12, R28 образуют формирующую щепочку схемы плавного запуска. Диод D14 служит для развязки формирующей цепочки от выходного напряжения УПТ.
Для полноты информации отметим, что в данной схеме оригинальным является подбор делителей, задающих уровни сигналов на входах уси-
лителя ошибки DA3. На инвертирующий вход 2 в качестве опорного подается полное напряжение Uref с вывода 14. Уровень на неинвертирующем входе 1 подбирается с помощью высокоомного R30, который включается последовательно с R33 и образует с ним делитель, благодаря чему уровень потенциала на неинвертирующем входе DA3 получается чуть ниже, чем потенциал шины выходного напряжения +5В. Этим и создается начальная разность между опорным и отслеживаемым уровнями (ошибка), которая определяет выходное напряжение DA3.
Транзисторы Q4, Q3 совместно с управляющим трансформатором DT образуют согласующий каскад,выполненный по транзисторной схеме с общим управлением. Питание на каскад подается традиционным способом с шины Upom. Коллекторными нагрузками транзисторов Q4, Q3 являются полуобмотки первичной обмотки DT и резистор общей нагрузки R24. Диод D9 — развязывающий.
Очевидно, что импульсное напряжение в средней точке первичной обмотке DT получается в результате того, что коллекторная нагрузка, транзисторов Q3, Q4 выполнена как разделенная. Другими словами, если бы резистор R24 отсутствовал, то напряжение в средней точке первичной обмотки DT было бы равно Upom (за вычетом прямого падения напряжения на диоде D9), и поэтому не могло бы служить источником информации о ширине управляющих импульсов, вырабатываемых микросхемой.
Комбинированная защита ИБП LPS-02-150XT (рис. 41) включает в себя:
•отключающую схему контроля цгарины управляющих импульсов;
•неполную схему защиты от КЗ в нагрузке;
•неполную схему контроля выходного перенапряжения.
Отключающая схема контроля ширины управляющих импульсов выполнена оригинальным
Рис. 42. Комбинированная защита ИБП PS-200B.
способом. Датчиком импульсного напряжения является специальная дополнительная обмотка 4-5 управляющего трансформатора DT. Импульсное знакопеременное напряжение, возникающее на отводе 5 этой обмотки при работе ИБП, выпрямляется диодом D14 и сглаживается конденсатором С21. Резистор R30 выполняет функцию нагрузки выпрямителя. Напряжение с конденсатора С21 подается на диодно-резистивный делитель R31, OCR, D15, R33. Однако потенциал на резисторе R33 определяется не только напряжением на конденсаторе С21. Этот потенциал (в точке С) определяется также уровнями напряжений на выходных шинах +5, -5, -12 В, которые связаны между собой диодно-резистивным делителем R39, R12, D7, R11. Потенциал точки В этого делителя через диод развязки D18 подается на резистор R33. Потенциал точки С определяет потенциал базы транзистора Q5 бистабильной схемы, собранной на транзисторах Q5, Q6. Биста-бильная схема, в свою очередь, определяет потенциал входа защитного отключения 4 управляющей микросхемы. Несложный расчет позволяет установить, что в нормальном режиме работы, когда все выходные напряжения ИБП имеют номинальный уровень, потенциал точки С будет близок к ОВ, поэтому оба транзистора бистабильной схемы закрыты, а потенциал вывода 4 управляющей микросхемы равен ОВ.
В случае повышенного токопотребления в нагрузке сильноточных каналов ширина управляющих импульсов, генерируемых микросхемой, а значит и импульсов на отводе 5 обмотки 4-5 DT, увеличивается. Поэтому увеличивается уровень выпрямленного напряжения на конденсаторе С21, и, в конечном итоге, на базе транзистора Q5, который приоткрывается, что вызывает протекание базового тока транзистора Q6. Так как бистабиль-ная схема охвачена положительной обратной связью с помощью цепочки R35, D17, то появление коллекторного тока Q6 приводит к лавинообразному процессу взаимного отпирания обоих транзисторов. Поэтому напряжение Uref, которым запитан по эмиттеру транзистор Q6 бистабильной схемы, оказывается приложенным че-
рез его малое внутреннее сопротивление и диод развязки D22 к выводу 4 управляющей микросхемы. Это, как было показано выше, приводит к защитному отключению.
Резистор OCR выполнен как подстроечный. Это позволяет при настройке ИБП выбрать тот уровень напряжения на конденсаторе С21 (другими словами, ту максимальную ширину управляющих импульсов), при превышении которого будет происходить защитное отключение.
Элементы С19, R20 образуют формирующую цепочку схемы плавного запуска. Диод D22 развязывает формирующую цепочку от бистабильной схемы.
Уровни выходных напряжений ИБП устанавливаются при настройке с помощью переменного резистора SVR, определяющего уровень опорного напряжения на инвертирующем входе усилителя ошибки DA3.
Механизм ограничения ширины управляющего импульса здесь не используется. Поэтому усилитель ошибки DA4 исключается из работы микросхемы. Для этого на его инвертирующий вход (вывод 15) подается напряжение Uref, а неинвер-тирующий вход (вывод 16) заземляется.
При КЗ в нагрузке любого из слаботочных каналов потенциалы точек А, В, С возрастают. Это приводит к открыванию обоих транзисторов бистабильной схемы, и защитному отключению. Аналогичный эффект вызовет перенапряжение в канале +5В. Увеличение напряжения на шине +5В передастся через диод D18 на базу транзистора Q5 (в точку С). Это вызовет открывание транзисторов бистабильной схемы и защитное отключение.
Комбинированная защита ИБП PS-200B (рис. 42) включает в себя:
•отключающую схему контроля ширины управляющего импульса;
•неполную схему контроля перенапряжения.
Отключающая схема контроля ширины управляющего импульса имеет датчик, расположенный
Какое напряжение будет на выводе 4?
Какое напряжение будет на выводе 4?
Голосование за лучший ответ
напряжение «нуля» или «единицы» по цифровому протоколу 0,4В=0, 2,2-5В=1
Виктор ПетровУченик (83) 4 года назад
Дмитрий МорозовЗнаток (352) 1 год назад
на сайте где задавали этот вопрос чтоб зарегистрироваться ответ 5v выходит это логический плюс. если хотя бы на одном вводе есть +5v то на выходе 5v но это так на том сайте а на самом деле не знаю что за схема))
Единица, 5V.
регистрируешся на vlab.su ?
Похожие вопросы
Ваш браузер устарел
Мы постоянно добавляем новый функционал в основной интерфейс проекта. К сожалению, старые браузеры не в состоянии качественно работать с современными программными продуктами. Для корректной работы используйте последние версии браузеров Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Microsoft Edge или установите браузер Atom.
TL494, что это за «зверь» такой?
TL494 (Texas Instruments) — это наверное самый распространённый ШИМ-контроллер, на базе которого создавалась основная масса компьютерных блоков питания, и силовые части различных бытовых приборов.
Да и сейчас эта микросхема довольно популярна среди радиолюбителей, занимающихся построением импульсных блоков питания. Отечественный аналог этой микросхемы — М1114ЕУ4 (КР1114ЕУ4). Кроме того ещё разные зарубежные фирмы выпускают данную микросхему с разными названиями. Например IR3M02 (Sharp), KA7500 (Samsung), MB3759 (Fujitsu). Всё это одна и та же микросхема.
Возраст её гораздо моложе TL431. Выпускаться он начала фирмой Texas Instruments где то с конца 90-х — начала 2000-х годов.
Давайте-ка вместе попробуем разобраться, что она из себя представляет и что это за «зверь» такой? Рассматривать мы будем микросхему TL494 (Texas Instruments).
И так, для начала посмотрим, что у неё внутри.
Состав.
В её составе имеется:
— генератор пилообразного напряжения (ГПН);
— компаратор регулировки мертвого времени (DA1);
— компаратор регулировки ШИМ (DA2);
— усилитель ошибки 1 (DA3), используется в основном по напряжению;
— усилитель ошибки 2 (DA4), используется в основном по сигналу ограничения тока;
— стабильный источник опорного напряжения (ИОН) на 5В с внешним выводом 14;
— схема управления работой выходного каскада.Потом все её составные части мы конечно рассмотрим и постараемся разобраться, для чего всё это нужно и как всё это работает, но для начала необходимо будет привести её рабочие параметры (характеристики).
Рекомендуемые рабочие параметры.
Параметры Мин. Макс. Ед. Изм. VCC Напряжение питания 7 40 В VI Напряжение на входе усилителя -0,3 VCC – 2 В VO Напряжение на коллекторе 40 В Ток коллектора (каждого транзистора) 200 мА Ток обратной связи 0,3 мА fOSC Частота генератора 1 300 кГц CT Емкость конденсатора генератора 0,47 10000 нФ RT Сопротивление резистора генератора 1,8 500 кОм TA Рабочая температура TL494C
TL494I0 70 °C -40 85 °C Предельные её характеристики следующие;
Напряжение питания. 41В
Входное напряжение усилителя. (Vcc+0.3)В
Выходное напряжение коллектора. 41В
Выходной ток коллектора. 250мА
Общая мощность рассеивания в непрерывном режиме. 1Вт
Расположение и назначение выводов микросхемы.
Это не инвертирующий (положительный) вход усилителя ошибки 1.
Если входное напряжение на нём будет ниже, чем напряжение на выводе 2, то на выходе этого усилителя ошибки 1, напряжения не будет (выход будет иметь низкий уровень) и он не будет оказывать никакого влияния на ширину (скважность) выходных импульсов.
Если на этом выводе напряжение будет выше, чем на выводе 2, то на выходе этого усилителя 1, появится напряжение (выход усилителя 1, будет иметь высокий уровень) и ширина (скважность) выходных импульсов будет уменьшаться тем больше, чем выше выходное напряжение этого усилителя (максимум 3,3 вольта).Это инвертирующий (отрицательный) вход усилителя сигнала ошибки 1.
Если входное напряжение на этом выводе выше, чем на выводе 1, на выходе усилителя ошибки напряжения не будет (выход будет иметь низкий уровень) и он не будет оказывать никакого влияния на ширину (скважность) выходных импульсов.
Если же напряжение на этом выводе ниже, чем на выводе 1, выход усилителя будет иметь высокий уровень.Усилитель ошибки, это обычный ОУ с коэффициентом усиления порядка = 70..95дБ по постоянному напряжению, (Ку = 1 на частоте 350 кГц). Диапазон входных напряжений ОУ простирается от -0.3В и до напряжения питания, минус 2В. То есть максимальное входное напряжение должно быть ниже напряжения питания минимум на два вольта.
Это выходы усилителей ошибки 1 и 2, соединённых с этим выводом через диоды (схема ИЛИ). Если напряжение на выходе какого-либо усилителя меняется с низкого на высокий уровень, то на выводе 3 оно также переходит в высокий.
Если напряжение на этом выводе превысит 3,3 В, то импульсы на выходе микросхемы пропадают (нулевая скважность).
Если напряжение на этом выводе близко к 0 В, тогда длительность выходных импульсов (скважность) будет максимальна.Вывод 3 обычно используется для обеспечения ОС усилителей, но если это необходимо, то вывод 3 может быть использован и в качестве входного, для обеспечения изменения ширины импульсов.
Если напряжение на нем высокое (> ~ 3,5 В), то импульсы на выходе МС будут отсутствовать. Блок питания не запустится ни при каких обстоятельствах.Он управляет диапазоном изменения «мёртвого» времени (англ. Dead-Time Control), в принципе это та же самая скважность.
Если напряжение на нем будет близко к 0 В, то на выходе микросхемы будут, как минимально возможные, так и максимальные по ширине импульсы, что соответственно может задаваться другими входными сигналами (усилители ошибок, вывод 3).
Если напряжение на этом выводе будет около 1,5 В, то ширина выходных импульсов будет в районе 50% от их максимальной ширины.
Если напряжение на этом выводе превысит 3,3 В, то импульсы на выходе МС будут отсутствовать. Блок питания не запустится ни при каких обстоятельствах.
Но стоит не забывать, что при увеличении «мёртвого» времени, диапазон регулировки ШИМ будет уменьшаться.Изменяя напряжение на выводе 4, можно задавать фиксированную ширину «мёртвого» времени (R-R делителем), осуществить в БП режим мягкого старта (R-C цепочкой), обеспечить дистанционное выключение МС (ключ), а также можно использовать этот вывод, как линейный управляющий вход.
Давайте рассмотрим (для тех, кто не знает), что такое «мёртвое» время и для чего оно нужно.
При работе двухтактной схемы БП, импульсы поочерёдно подаются с выходов микросхемы на базы (затворы) выходных транзисторов. Так как любой транзистор — элемент инерционный, он не может мгновенно закрыться (открыться) при снятии (подаче) сигнала с базы (затвора) выходного транзистора. И если на выходные транзисторы подавать импульсы без «мёртвого» времени (то есть с одного импульс снять и на второй сразу подать), может наступить такой момент, когда один транзистор не успеет закрыться, а второй уже открылся. Тогда весь ток (называется сквозной ток) потечёт через оба открытых транзистора минуя нагрузку (обмотку трансформатора), и так как он ни чем не будет ограничен, выходные транзисторы мгновенно выйдут из строя.
Чтобы такое не произошло, необходимо после окончания одного импульса и до начала следующего — прошло какое-то определённое время, достаточное для надёжного закрытия того выходного транзистора, со входа которого снят управляющий сигнал.
Это время и называется «мёртвым» временем.Да, ещё если посмотреть рисунок с составом микросхемы, то мы видим, что вывод 4 соединён со входом компаратора регулировки мертвым временем (DA1) через источник напряжения, величиной 0,1-0,12 В. Для чего это сделано?
Это как раз и сделано для того, чтобы максимальная ширина (скважность) выходных импульсов никогда не была равна 100%, для обеспечения безопасной работы выходных (выходного) транзисторов.
То есть если «посадить» вывод 4 на общий провод, то на входе компаратора DA1 всё равно не будет нулевого напряжения, а будет напряжение как раз этой величины (0,1-0,12 В) и импульсы с генератора пилообразного напряжения (ГПН) появятся на выходе микросхемы только тогда, когда их амплитуда на выводе 5, превысит это напряжение. То есть микросхема имеет фиксированный максимальный порог скважности выходных импульсов, который не превысит для однотактного режима работы выходного каскада 95-96%, и для двухтактного режима работы выходного каскада — 47,5-48%.Это вывод ГПН, он предназначен для подключения к нему времязадающего конденсатора Ct, второй конец которого подсоединяется к общему проводу. Ёмкость его выбирается обычно от 0,01 мкФ до 0,1 мкФ, в зависимости от выходной частоты ГПН импульсов ШИМ-контроллера. Как правило здесь используются конденсаторы высокого качества.
Выходную частоту ГПН можно как раз контролировать на этом выводе. Размах выходного напряжения генератора (амплитуда выходных импульсов) где-то в районе 3-х вольт.Тоже вывод ГПН, предназначенный для подключения к нему врямя-задающего резистора Rt, второй конец которого подсоединяется к общему проводу.
Величины Rt и Ct определяют выходную частоту ГПН, и рассчитываются по формуле для однотактного режима работы;Где F, R, C — кГц, кОм, мкФ. Для двухтактного режима работы формула имеет следующий вид;
Для ШИМ-контроллеров других фирм, частота рассчитывается по такой же формуле, за исключением — цифру 1 необходимо будет поменять на 1,1.
Он присоединяется к общему проводу схемы устройства на ШИМ-контроллере.
В составе микросхемы имеется выходной каскад с двумя выходными транзисторами, которые являются ее выходными ключами. Выводы коллекторов и эмиттеров этих транзисторов свободные, и поэтому в зависимости от необходимости, эти транзисторы можно включать в схему для работы как с общим эмиттером, так и с общим коллектором.
В зависимости от напряжения на выводе 13, этот выходной каскад может работать как в двухтактном режиме работы, так и в однотактном. В однотактном режиме работы эти транзисторы можно соединять параллельно для увеличения тока нагрузки, что обычно и делают.
Так вот, вывод 8, это вывод коллектора транзистора 1.Это вывод эмиттера транзистора 1.
Это вывод эмиттера транзистора 2.
Это коллектор транзистора 2.
К этому выводу подсоединяется «плюс» источника питания TL494CN.
Это вывод выбора режима работы выходного каскада. Если этот вывод подсоединить к общему проводу, выходной каскад будет работать в однотактном режиме. Выходные сигналы на выводах транзисторных ключей будут одинаковыми.
Если подать на этот вывод напряжение +5 В (соединить между собой выводы 13 и 14), то выходные ключи будут работать в двухтактном режиме. Выходные сигналы на выводах транзисторных ключей будут противофазны и частота выходных импульсов будет в два раза меньше.Это выход стабильного Источника Опорного Напряжения (ИОН), С выходным напряжением +5 В и выходным током до 10 мА, которое может быть использовано в качестве образцового для сравнения в усилителях ошибки, и в других целях.
Он работает точно так же, как и вывод 2. Если второй усилитель ошибки не используется, то вывод 15 просто подключают к 14-му выводу (опорное напряжение +5 В).
Он работает так же, как и вывод 1. Если второй усилитель ошибки не используется, то его обычно подключают к общему проводу (вывод 7).
С выводом 15, подключенным к +5 В и выводом 16, подключенным к общему проводу, выходное напряжение второго усилителя отсутствует, поэтому он не оказывает никакого влияния на работу микросхемы.Принцип работы микросхемы.
Так как же работает ШИМ-контроллер TL494.
Выше мы подробно рассмотрели назначение выводов этой микросхемы и какую функцию они выполняют.
Если всё это тщательно проанализировать, то из всего этого становится ясно, как работает эта микросхема. Но я ещё раз очень кратко опишу принцип её работы.При типовом включении микросхемы и подаче на неё питания (минус на вывод 7, плюс на вывод 12), ГПН начинает вырабатывать пилообразные импульсы, амплитудой около 3-х вольт, частота которых зависит от подключенных С и R к выводам 5 и 6 микросхемы.
Если величина управляющих сигналов (на выводе 3 и 4) меньше 3-х вольт, то на выходных ключах микросхемы появляются прямоугольные импульсы, ширина которых (скважность) зависит от величины управляющих сигналов на выводе 3 и 4.
То есть в микросхеме идёт сравнение положительного пилообразного напряжения с конденсатора Ct (C1) с любым из двух управляющих сигналов.
Логические схемы управления выходными транзисторами VT1 и VT2, открывают их только тогда, когда напряжение пилообразных импульсов выше сигналов управления. И чем больше эта разница, тем шире выходной импульс (больше скважность).
Управляющее напряжение на выводе 3 в свою очередь зависит от сигналов на входах операционных усилителей (усилителей ошибок), которые в свою очередь могут контролировать выходное напряжение и выходной ток БП.Таким образом, увеличение или уменьшение величины какого либо управляющего сигнала, вызывает соответственно линейное уменьшение или увеличение ширины импульсов напряжения на выходах микросхемы.
В качестве управляющих сигналов, как уже было сказано выше, может быть использовано напряжение с вывода 4 (управление «мертвым временем»), входы усилителей ошибки или вход сигнала обратной связи непосредственно с вывода 3.Теория, как говорится теорией, но гораздо будет лучше всё это посмотреть и «пощупать» на практике, поэтому соберём на макетной плате следующую схемку и посмотрим воочию, как всё это работает.
Самый простой и быстрый способ — собрать всё это на макетной плате. Да, микросхему я поставил КА7500. Вывод «13» микросхемы посадил на общий провод, то есть у нас выходные ключи будут работать в однотактном режиме (сигналы на транзисторах будут одинаковыми), а частота повторения выходных импульсов, будет соответствовать частоте пилообразного напряжения ГПН.
Осциллограф я подключил к следующим контрольным точкам:
— Первый луч к выводу «4», для контроля постоянного напряжения на этом выводе. Находится в центре экрана на нулевой линии. Чувствительность — 1 вольт на деление;
— Второй луч к выводу «5», для контроля пилообразного напряжения ГПН. Находится он так же на нулевой линии (совмещены оба луча) в центре осциллографа и с такой же чувствительностью;
— Третий луч на выход микросхемы к выводу «9», для контроля импульсов на выходе микросхемы. Чувствительность луча 5 вольт на деление (0,5 вольт, плюс делитель на 10). Находится в нижней части экрана осциллографа.
Забыл сказать, выходные ключи микросхемы подключены с общим коллектором. По другому сказать — по схеме эмиттерного повторителя. Почему повторителя? Потому что сигнал на эмиттере транзистора в точности повторяет сигнал базы, чтобы нам всё было хорошо видно.
Если снимать сигнал с коллектора транзистора, то он будет инвертирован (перевёрнут) по отношению к сигналу базы.
Подаём питание на микросхему и смотрим что у нас имеется на выводах.
На четвёртой ножке у нас ноль (бегунок подстроечного резистора в крайнем нижнем положении), первый луч находится на нулевой линии в центре экрана. Усилители ошибки тоже не работают.
На пятой ножке мы видим пилообразное напряжение ГПН (второй луч), амплитудой чуть больше 3-х вольт.
На выходе микросхемы (вывод 9) мы видим прямоугольные импульсы, амплитудой около 15-ти вольт и максимальной ширины (96%). Точки в нижней части экрана — это как раз фиксированный порог скважности и есть. Чтобы его было лучше видно, включим растяжку на осциллографе.
Ну вот, сейчас видно лучше. Это как раз и есть время, когда амплитуда импульса падает до нуля и выходной транзистор закрыт это короткое время. Уровень нуля для этого луча в нижней части экрана.
Ну что, давайте добавим напряжение на вывод «4» и посмотрим что у нас получается.
На выводе «4» подстроечным резистором я установил постоянное напряжение величиной 1 вольт, первый луч поднялся на одно деление (прямая линия на экране осциллографа). Что мы видим? Мёртвое время увеличилось (уменьшилась скважность), это пунктирная линия в нижней части экрана. То есть выходной транзистор закрыт на время уже примерно на половину длительности самого импульса.
Добавим ещё один вольт подстроечным резистором на вывод «4» микросхемы.
Мы видим, что первый луч поднялся ещё на одно деление вверх, длительность выходных импульсов стала ещё меньше (1/3 от длительности всего импульса), а мёртвое время (время закрытия выходного транзистора) увеличилось до двух третьей. То есть наглядно видно, что логика микросхемы сравнивает уровень сигнала ГПН с уровнем управляющего сигнала, и пропускает на выход только тот сигнал ГПН, уровень которого выше управляющего сигнала.
Чтобы стало ещё понятней — длительность (ширина) выходных импульсов микросхемы будет такой, какой является длительность (ширина) выходных импульсов пилообразного напряжения находящихся выше уровня управляющего сигнала (выше прямой линии на экране осциллографа).
Идём дальше, добавляем ещё один вольт на вывод «4» микросхемы. Что мы видим? На выходе микросхемы очень короткие импульсы, по ширине примерно такие же, как и выступающие выше прямой линии верхушки пилообразного напряжения. Включим растяжку на осциллографе, чтобы импульс было лучше видно.
Вот, мы видим короткий импульс, в течении которого выходной транзистор будет открыт, а всё остальное время (нижняя линия на экране) будет закрыт.
Ну что, попробуем поднять напряжение на выводе «4» ещё больше. Ставим подстроечным резистором напряжение на выводе выше уровня пилообразного напряжения ГПН.
Ну всё, БП у нас перестанет работать, так как на выходе полный «штиль». Выходных импульсов нет, так как на управляющем выводе «4» у нас постоянное напряжение уровнем больше 3,3 вольта.
Абсолютно то же самое будет, если подавать управляющий сигнал и на вывод «3», или на какой либо усилитель ошибки. Кому интересно, можете сами проверить опытным путём. Притом, если управляющие сигналы будут сразу на всех управляющих выводах, управлять микросхемой (преобладать), будет сигнал с того управляющего вывода, амплитуда которого больше.Ну что, давайте попробуем отключить вывод «13» от общего провода и подсоединить его к выводу «14», то есть переключить режим работы выходных ключей из однотактного в двухтактный. Посмотрим, что у нас получится.
Подстроечным резистором выводим опять напряжение на выводе «4» на ноль. Включаем питание. Что мы видим?
На выходе микросхемы так же присутствуют прямоугольные импульсы максимальной длительности, но их частота следования стала в два раза меньше частоты пилообразных импульсов.
Такие же самые импульсы будут и на втором ключевом транзисторе микросхемы (вывод 10), с той лишь разницей, что они будут сдвинуты по времени относительно этих на 180 градусов.
Здесь так же присутствует максимальный порог скважности (2%). Сейчас его не видно, нужно подключать 4-й луч осциллографа и совмещать вместе два выходных сигнала. Щупа четвёртого нет под рукой, поэтому этого не сделал. Кто хочет, проверьте практически сами, чтобы в этом удостовериться.В таком режиме микросхема работает точно так же, как и в однотактном режиме, лишь с той разницей, что максимальная длительность выходных импульсов здесь не будет превышать 48% от общей длительности импульса.
Так что долго рассматривать этот режим мы не будем, а просто посмотрим, какие у нас будут импульсы при напряжении на выводе «4» в два вольта.
Поднимаем напряжение подстроечным резистором. Ширина выходных импульсов уменьшилась до 1/6 общей длительности импульса, то есть тоже ровно в два раза, чем в однотактном режиме работы выходных ключей (там в 1/3 раза).
На выводе второго транзистора (вывод 10) будут такие же импульсы, только сдвинутые по времени на 180 градусов.
Ну вот в принципе мы и разобрали работу ШИМ контроллера.Ещё по выводу «4». Как говорилось раньше, этот вывод можно использовать для «мягкого» старта блока питания. Как это организовать?
Очень просто. Для этого подключаем к выводу «4» RC цепочку. Вот например фрагмент схемы:
Как здесь работает «мягкий старт»? Смотрим схему. Конденсатор С1 через резистор R5 подключен к ИОН (+5 вольт).
При подаче питания на микросхему (вывод 12), на выводе 14 появляется +5 вольт. Начинает заряжаться конденсатор С1. Через резистор R5 протекает зарядный ток конденсатора, в момент включения он максимальный (конденсатор разряжен) и на резисторе возникает падение напряжения 5 вольт, которое подаётся на вывод «4». Это напряжение, как мы уже выяснили опытным путём, запрещает прохождение импульсов на выход микросхемы.
По мере заряда конденсатора, зарядный ток уменьшается и соответственно уменьшается и падение напряжения на резисторе. Напряжение на выводе «4» также уменьшается и на выходе микросхемы начинают появляться импульсы, длительность которых постепенно увеличивается (по мере заряда конденсатора). Когда конденсатор зарядится полностью — зарядный ток прекращается, напряжение на выводе «4» становится близко к нулю, и вывод «4» больше не оказывает влияния на длительность выходных импульсов. Блок питания выходит на свой рабочий режим.
Естественно Вы догадались, что время запуска БП (выхода его на рабочий режим) будет зависеть от величины резистора и конденсатора, и их подбором можно будет регулировать это время.Ну вот, это кратко вся теория и практика, и ничего здесь особо сложного нет, и если Вы поймёте и разберётесь в работе этого ШИМ-а, то Вам не составит никакого труда разобраться и понять работу других ШИМ-ов.
Желаю всем удачи.
—>Категория : Начинающим | —>Просмотров : 403047 | —>Добавил : spb-nik
Понравилась статья — нажми на кнопку!
