Ибп пк для радиолюбительских целей на tl494 со стабилизацией напряжения и тока

Перейдем от теории к практике

Собирал генератор Тесла в корпус от АТХ. Конденсатор по питанию 1000 мкф 400в. Диодный мост из того же АТХ на 8А 600В. Перед мостом поставил резистор 10 Вт 4,7 Ом. Это обеспечивает плавный заряд конденсатора. Для питания драйвера поставил трансформатор 220-12В и еще стабилизатор с конденсатором 1800 мкФ.

Диодные мосты прикрутил на радиатор для удобства и для отвода тепла, хотя они почти не греются.

Прерыватель собрал почти навесом, взял кусок текстолита и канцелярским ножом вырезал дорожки.

Силовая была собрана на небольшом радиаторе с вентилятором, позже выяснилось, что этого радиатора вполне достаточно для охлаждения. Драйвер смонтировал над силовой через толстый кусок картона. Ниже фото почти собранной конструкции генератора Тесла, но находящейся на проверке, измерял температуру силовой при различных режимах (видно обычный комнатный термометр, прилепленный к силовой на термопласту).

Тороид катушки собран из гофрированной пластиковой трубы диаметром 50 мм и обклеенным алюминиевым скотчем. Сама вторичная обмотка намотана на 110 мм трубе высотой 20 см проводом 0,22 мм около 1000 витков. Первичная обмотка содержит аж 12 витков, сделал с запасом, дабы уменьшить ток через силовую часть. Делал с 6 витками в начале, результат почти одинаков, но думаю не стОит рисковать транзисторами ради пары лишних сантиметров разряда. Каркасом первички служит обычный цветочный горшок. С начала думал что не будет пробивать если вторичку обмотать скотчем, а первичку поверх скотча. Но увы, пробивало… В горшке конечно тоже пробивало, но здесь скотч помог решить проблему. В общем готовая конструкция выглядит так:

Ну и несколько фоток с разрядом

Теперь вроде бы все.

Как усилить выходной сигнал?

Выход TL494CN является довольно слаботочным, а вы, конечно же, хотите большей мощности. Таким образом, мы должны добавить несколько мощных транзисторов. Наиболее просто использовать (и очень легко получить — из старой материнской платы компьютера) n-канальные силовые МОП-транзисторы. Мы должны при этом проинвертировать выход TL494CN, т. к. если мы подключим n-канальный МОП-транзистор к нему, то при отсутствии импульса на выходе микросхемы он будет открытым для протекания постоянного тока. При этом МОП-транзистор может попросту сгореть… Так что достаем универсальный npn-транзистор и подключаем согласно нижеприведенной схеме.

Мощный МОП-транзистор в этой схеме управляется в пассивном режиме. Это не очень хорошо, но для целей тестирования и малой мощности вполне подходит. R1 в схеме является нагрузкой npn-транзистора. Выберите его в соответствии с максимально допустимым током его коллектора. R2 представляет собой нагрузку нашего силового каскада. В следующих экспериментах он будет заменен трансформатором.

Если мы теперь посмотрим осциллографом сигнал на выводе 6 микросхемы, то увидите «пилу». На № 8 (К1) можно по-прежнему видеть прямоугольные импульсы, а на стоке МОП-транзистора такие же по форме импульсы, но большей величины.

А как поднять напряжение на выходе?

Теперь давайте получим некоторое напряжение повыше при помощи TL494CN. Схема включения и разводки используется та же самая – на макетной плате. Конечно, достаточно высокого напряжения на ней не получить, тем более что нет какого-либо радиатора на силовых МОП-транзисторах. И все же, подключите небольшой трансформатор к выходному каскаду, согласно этой схеме.

Первичная обмотка трансформатора содержит 10 витков. Вторичная обмотка содержит около 100 витков. Таким образом, коэффициент трансформации равен 10. Если подать 10В в первичную обмотку, вы должны получить около 100 В на выходе. Сердечник выполнен из феррита. Можно использовать некоторый среднего размера сердечник от трансформатора блока питания ПК.

Будьте осторожны, выход трансформатора под высоким напряжением. Ток очень низкий и не убьет вас. Но можно получить хороший удар. Еще одна опасность — если вы установите большой конденсатор на выходе, он будет накапливать большой заряд. Поэтому после выключения схемы, его следует разрядить.

На выходе схемы можно включить любой индикатор вроде лампочки, как на фото ниже.

Она работает от напряжения постоянного тока, и ей необходимо около 160 В, чтобы засветиться. (Питание всего устройства составляет около 15 В – на порядок ниже.)

Схема с трансформаторным выходом широко применяется в любых ИБП, включая и блоки питания ПК. В этих устройствах, первый трансформатор, подключенный через транзисторные ключи к выходам ШИМ-контроллера, служит для гальванической развязки низковольтной части схемы, включающей TL494CN, от ее высоковольтной части, содержащей трансформатор сетевого напряжения.

Состав и принцип работы бесперебойного устройства

Принципиально в состав ИБП должны входить следующие узлы, выполняющие предназначенные функции:

Зарядное устройство. Это участок схемы управления, отвечающий за зарядку аккумулятора.
Аккумулятор. Основной компонент – обеспечивает питание нагрузки при исчезновении напряжения в сети.
Преобразователь (инвертор). Предназначен для преобразования постоянного напряжения от аккумуляторов в близкое к переменному, подходящее для питания резервируемой нагрузки.

У многих ИБП форма выходного напряжения далека от синусоидальной. Это надо учитывать при применении UPS для питания нестандартных нагрузок.

схема контроля напряжения — срабатывает при выходе сетевого напряжения за пределы 220 вольт и переключающая нагрузку на электроснабжение от батарей;
схема защиты UPS от нештатных режимов;
схема коммутации (служит для переключения источника питания нагрузки);
схема контроля уровня заряда АКБ;
фильтр, не пропускающий верхние гармоники выходного напряжения, чтобы на выходе получить нечто похожее на синус вместо ступенчатого или прямоугольного сигнала;
схема индикации.

Продвинутые блоки бесперебойного питания могут осуществлять связь с компьютером (например, генерировать сигнал на завершение работы ОС при исчерпании запаса энергии в аккумуляторе).

Пути усовершенствования прибора

В перспективе дальнейшее улучшение этой самодельной электронной нагрузки за счет добавления измерителя мощности и контроллера режимов на Arduino (с Aliexpress).

Строительство прибора обошлось в основном расходами на силовые резисторы — остальное валялось от разборки всяких вещей.
Также добавится несколько гнезд, чтобы иметь несколько диапазонов напряжения для тестирования без переключения мощных резисторов.

Все электронщики, занимающиеся конструированием устройств электропитания, рано или поздно сталкиваются с проблемой отсутствия нагрузочного эквивалента или функциональной ограниченностью имеющихся нагрузок, а так же их габаритами. К счастью, появление на российском рынке дешевых и мощных полевых транзисторов несколько исправило ситуацию.

Стали появляться любительские конструкции электронных нагрузок на базе полевых транзисторов, более пригодных к использованию в качестве электронного сопротивления, нежели их биполярные собратья: лучшая температурная стабильность, практически нулевое сопротивление канала в открытом состоянии, малые токи управления — основные преимущества, определяющие предпочтительность их использования в качестве регулирующего компонента в мощных устройствах. Более того, самые разнообразные предложения появились от производителей приборов, прайсы которых пестрят самыми разнообразными моделями электронных нагрузок. Но, так как производители ориентируют свою весьма сложную и многофункциональную продукцию под названием «электронная нагрузка» в основном на производство, цены на эти изделия настолько высоки, что покупку может позволить себе лишь весьма состоятельный человек. Правда, не не совсем понятно, — зачем состоятельному человеку электронная нагрузка. ЭН промышленного изготовления, ориентированного на любительский инженерный сектор, мною замечено не было. Значит, опять придется все делать самому. Э-эх… Начнем.

Выходная мощность

Как видно из приведенного выше изображения, выходное напряжение составляет 12,78 В, а выходной ток составляет 5,614 А, что эквивалентно потребляемой мощности 71,6958 Вт.

Таким образом, КПД схемы становится (71,6958 / 82,9539) x 100% = 86,42%.

Потери в цепи связаны с резисторами для питания микросхемы TL494 и

Абсолютный максимальный ток в моей тестовой таблице

Из изображения выше видно, что максимальный ток, потребляемый из цепи, составляет 6,96 А, это почти

В этой ситуации основным узким местом системы является мой трансформатор, поэтому я не могу увеличить ток нагрузки, но с такой конструкцией и с хорошим радиатором вы можете легко получить ток более 10А из этой схемы.

Запись! Любой из вас, кто задается вопросом, почему я добавил в схему массивный радиатор, позвольте мне сказать вам, что на данный момент у меня нет радиатора меньшего размера в моем запасе.

Первые шаги по работе с микросхемой

Прежде чем делать какое-либо полезное устройство, рекомендуется изучить, как работает TL494CN. Как проверить ее работоспособность?

Возьмите свою макетную плату, установите на нее микросхему и подключите провода согласно нижеприведенной схеме.

Если все подключено правильно, то схема будет работать. Оставьте выводы 3 и 4 не свободными. Используйте свой осциллограф, чтобы проверить работу ГПН – на выводе 6 вы должны увидеть пилообразное напряжение. Выходы будут нулевыми. Как же определить их работоспособность в TL494CN. Проверка ее может быть выполнена следующим образом:

Подключите выход обратной связи ( № 3) и выход управления «мертвым временем» (№ 4) к общему выводу (№ 7).
Теперь вы должны обнаружить прямоугольные импульсы на выходах микросхемы.

Конструкция

Мощность того блока питания, который я вытащил из-под кровати – 250Вт. Если я сделаю БП 5В/10А, то пропадает драгоценная моща! Не дело! Подымем напряжение до 25В, может сгодится, к примеру, для зарядки аккумуляторов – там нужно напряжение порядка 15В.

Для дальнейших действий нужно сначала найти схему на исходный блок. В принципе, все схемы БП известны и гуглятся. Что именно нужно гуглить – написано на плате.

Мне мою схему подкинул друг. Вот она. (Откроется в новом окне)

Да-да, нам придется лазить во всех этих кишках. В этом нам поможет даташит на TL494

Итак, первое, что нам нужно сделать – проверить, какое максимальное напряжение может выдать блок питания по шинам +12 и +5 вольт. Для этого удаляем предусмотрительно помещенную производителем перемычку обратной связи.

Резисторы R49-R51 подтянут плюсовой вход компаратора к земле. И, вуаля, у нас на выходе – максимальное напряжение.

Пытаемся стартовать блок питания. Ага, без компьютера не стартует. Дело в том, что его нужно включить, соединив вывод PS_ON с землей. PS_ON обычно подписан на плате, и он нам еще понадобится, поэтому не будем его вырезать. А вот непонятную схему на Q10, Q9 и Q8 отключим – она использует выходные напряжение и, после их вырезания не даст нашему БП запуститься. Мягкий старт у нас будет работать на резисторах R59, R60 и конденсаторе C28.

Итак, бп запустился. Появились выходные максимальные напряжения.

Внимание! Выходные напряжения – больше тех, на которые рассчитаны выходные конденсаторы, и, поэтому, конденсаторы могут взорваться. Я хотел поменять конденсаторы, поэтому мне их было не жалко, а вот глаза не поменяешь

Аккуратно!

Итак, подучилось по +12В – 24В, а по +5В – 9.6В. Похоже, запас по напряжению ровно в 2 раза. Ну и прекрасно! Ограничим выходное напряжение нашего БП на уровне 20В, а выходной ток – на уровне 10А. Таким образом, получаем максимум 200Вт мощи.

С параметрами, вроде бы, определились.

Теперь нужно сделать управляющую электронику. Жестяной корпус БП меня не удовлетворил(и, как оказалось, зря) – он так и норовит поцарапать что-то, да еще и соединен с землей (это помешает мерить ток дешевыми операционниками).

В качестве корпуса, я выбрал Z-2W, конторы Maszczyk

Я измерил излучаемый блоком питания шум – он оказался вполне небольшим, так что, вполне можно использовать пластиковый корпус.

После корпуса я сел за Corel Draw и прикинул, как должна выглядеть передняя панель:

Увеличение мощности

На печатной плате установлены два высоковольтных электролитических конденсатора емкостью 220 мкФ. Для улучшения фильтрации, ослабления импульсных помех и в итоге для обеспечения устойчивости компьютерного БП к максимальным нагрузкам эти конденсаторы заменяют на аналоги большей емкости, к примеру, 680 мкФ на рабочее напряжение 350 В. Пробой, потеря емкости или обрыв оксидного конденсатора в схеме БП уменьшает или сводит на нет фильтрацию питающего напряжения. Напряжение на обкладках оксидного конденсатора в устройствах БП порядка 200 В, а емкость находится в диапазоне 200-400 мкФ. Китайские производители (VITO, Feron и другие) устанавливает, как правило, самые дешевые пленочные конденсаторы, не сильно заботясь ни о температурном режиме, ни о надежности устройства. Оксидный конденсатор в данном случае применяется в устройстве БП в качестве высоковольтного фильтра питания, поэтому должен быть высокотемпературным. Несмотря на рабочее напряжение, указанное на таком конденсаторе 250-400 В (с запасом, как и положено), он все равно «сдает» по причине своего низкого качества. Для замены рекомендую оксидные конденсаторы фирм КХ, CapXon, а именно HCY CD11GH и ASH-ELB043 – это высоковольтные оксидные конденсаторы, специально разработанные для применения в электронных устройствах питания. Даже если внешний осмотр не позволил найти неисправные конденсаторы, мы следующим шагом все равно выпаиваем кондеры на шине +12 В и вместо них устанавливаем аналоги большей емкости: 4700 мкФ на рабочее напряжение 25 В. Сам участок печатной платы БП ПК с оксидными конденсаторами по питанию, подлежащими замене, представлен на рисунке 4. Вентилятор мы аккуратно снимаем и устанавливаем наоборот – так, чтобы он дул внутрь, а не наружу. Такая модернизация улучшает охлаждение радиоэлементов и в итоге повышает надежность устройства при длительной эксплуатации. Капля машинного или бытового масла в механических деталях вентилятора (между крыльчаткой и осью электродвигателя) не помешает. По моему опыту, можно сказать, что значительно уменьшается шум нагнетателя при работе.

IC TL494

Теперь, прежде чем собирать понижающий преобразователь TL494, давайте узнаем, как работает ШИМ-контроллер TL494.

Микросхема TL494 имеет 8 функциональных блоков, которые показаны и описаны ниже.

1. 5-В Опорный регулятор

5V внутренний выходной опорный регулятор опорного сигнала контактный, который пин-14 IC. Опорный стабилизатор предназначен для обеспечения стабильного питания внутренних схем, таких как триггер с импульсным управлением, генератор, компаратор управления мертвой выдержкой и компаратор ШИМ. Регулятор также используется для управления усилителями ошибок, которые отвечают за управление выходом.

Запись! Задание внутренне запрограммировано с начальной точностью ± 5% и поддерживает стабильность в диапазоне входного напряжения от 7 В до 40 В. Для входных напряжений менее 7 В регулятор насыщается в пределах 1 В от входного и отслеживает его.

2. Осциллятор

Генератор генерирует и подает пилообразную волну на контроллер мертвого времени и компараторы PWM для различных сигналов управления.

Частота генератора может быть установлена путем выбора временных компонентов R T и С Т.

Частота генератора может быть вычислена по формуле ниже

Fosc = 1 / (RT * CT)

Для простоты я составил электронную таблицу, по которой вы можете очень легко вычислить частоту.

Запись! Частота генератора равна выходной частоте только для несимметричных приложений. Для двухтактных приложений выходная частота составляет половину частоты генератора.

3. Компаратор контроля мертвого времени

Мертвое время или, проще говоря, управление отключенным временем обеспечивает минимальное мертвое время или время простоя. Выход компаратора мертвого времени блокирует переключение транзисторов, когда напряжение на входе больше, чем линейное напряжение генератора. Подача напряжения на вывод DTC может вызвать дополнительное мертвое время, тем самым обеспечивая дополнительное мертвое время от минимум 3% до 100% при изменении входного напряжения от 0 до 3 В. Проще говоря, мы можем изменить рабочий цикл выходной волны без настройки усилителей ошибок.

Запись! Внутреннее смещение 110 мВ обеспечивает минимальное мертвое время 3% при заземленном управляющем входе мертвого времени.

4. Усилители ошибок

Оба усилителя ошибки с высоким коэффициентом усиления получают напряжение смещения от шины питания VI. Это позволяет использовать синфазное входное напряжение в диапазоне от –0,3 В до 2 В ниже VI. Оба усилителя ведут себя характерно для несимметричного усилителя с однополярным питанием, поскольку каждый выход активен только на высоком уровне.

5. Вход управления выходом

Вход управления выходом определяет, работают ли выходные транзисторы в параллельном или двухтактном режиме. При подключении выходного управляющего контакта, который является контактом 13, к земле, выходные транзисторы устанавливаются в параллельный режим работы. Но при подключении этого вывода к выводу 5V-REF выходные транзисторы устанавливаются в двухтактный режим.

6. Выходные транзисторы.

ИС имеет два внутренних выходных транзистора, которые находятся в конфигурациях с открытым коллектором и с открытым эмиттером, с помощью которых она может передавать или потреблять максимальный ток до 200 мА.

Запись! Транзисторы имеют напряжение насыщения менее 1,3 В в конфигурации с общим эмиттером и менее 2,5 В в конфигурации эмиттер-повторитель.

Особенности микросхемы TL494

Полная схема управления мощностью ШИМ
Незавершенные выходы для тока потребления или источника 200 мА
Управление выходом выбирает односторонний или двухтактный режим работы
Внутренняя схема запрещает двойной импульс на любом выходе
Переменное время простоя обеспечивает контроль над общим диапазоном
Внутренний регулятор обеспечивает стабильное напряжение 5 В
Эталонная поставка с допуском 5%
Архитектура схемы позволяет легко синхронизировать

Запись! Большая часть внутренней схемы и описания операций взята из таблицы и в некоторой степени модифицирована для лучшего понимания.

↑ Особенности импульсного варианта ЭН

Аналоговые электронные нагрузки безусловно хороши и многие из тех, кто использовал ЭН при наладке силовых устройств, оценили ее преимущества. Импульсные ЭН имеют свою изюминку, давая возможность для оценки работы блока питания при импульсном характере нагрузки таком, как, например, работа цифровых устройств. Мощные усилители звуковых частот так же оказывают характерное влияние на питающие устройства, а потому, неплохо было бы знать, как поведет себя блок питания, расчитанный и изготовленный для конкретного усилителя, при определенном заданном характере нагрузки. При диагностике ремонтируемых блоков питания эффект применения импульсной ЭН так же заметен. Так, например, с помощью импульсной ЭН была найдена неисправность современного компьютерного БП. Заявленная неисправность данного 850-ваттного БП была следующей: компьютер при работе с этим БП выключался произвольно в любое время при работе с любым приложением, независимо от потребляемой, на момент выключения, мощности. При проверке на обычную нагрузку (куча мощных резисторов по +3В, +5В и галогенных лампочек по +12В) этот БП отработал на «ура» в течении нескольких часов при том, что мощность нагрузки составила 2/3 от его заявленной мощности. Неисправность проявилась при подключении импульсной ЭН к каналу +3В и БП начал отключаться, едва стрелка амперметра доходила до деления 1А. При этом токи нагрузки по каждому из прочих каналов положительного напряжения не превышали 3А. Неисправной оказалась плата супервизора и была заменена на аналогичную (благо, был такой же БП с выгоревшей силовой частью), после чего БП заработал нормально на максимальном токе, допустимом для используемого экземпляра импульсной ЭН (10А), которая и является предметом описания в данной статье.

Схема стабилизации напряжения: как работает

Правило №7: оптимальные условия для работы нагрузки при изменяющихся условиях эксплуатации обеспечивает принцип стабилизации вторичного напряжения.

Самая примитивная схема стабилизации выходного напряжения создается на дополнительной обмотке импульсного трансформатора.

С нее снимается напряжение и подается для корректировки величины сигнала первичной обмотки.

Лучшая стабилизация создается за счет контроля выходного сигнала с вторичной обмотки и отделения его гальванической связи через оптопару.

В ней используется светодиод, через который проходит ток, пропорциональный значению выходного напряжения. Его свечение воспринимается фототранзистором, который посылает соответствующий электрический сигнал на схему управления генератора ключевого каскада.

Повысить качество стабилизации выходного напряжения позволяет последовательное дополнение к оптопаре стабилитрона, как показано на примере микросхемы TL431 на картинке ниже.

Для закрепления материала в памяти рекомендую посмотреть видеоролик владельца Паяльник TV, который хорошо объясняет информацию про импульсные блоки питания: принципы работы на примере конкретной модели.

Надеюсь, что моя статья поможет вам выполнить ремонт ИБП своими руками за 7 шагов, которые я изложил в другой статье.

Задавайте возникшие вопросы в разделе комментариев, высказывайте свое мнение. Его будет полезно знать другим людям.

Переделка atx в лабораторный бп подробно

9zip.ru

Радиотехника, электроника и схемы своими руками Практика переделки компьютерных блоков питания в регулируемые лабораторные

Напомним, что переделывать можно любые блоки, как AT, так и ATX. Первые отличаются просто отсутствием дежурки. Как следствие, TL494 в них питается непосредственно с выхода силового трансформатора, и, опять же, как следствие, — при регулировке на малых нагрузках ей просто не будет хватать питания, т.к

скважность импульсов на первичке трансформатора будет слишком мала. Введение отдельного источника питания для микросхемы решает проблему, но требует дополнительное место в корпусе

Блоки питания ATX здесь выгодно отличаются тем, что ничего не нужно добавлять, нужно лишь убрать лишнее и добавить, грубо говоря, два переменных резистора.

На переделке — компьютерный блок питания ATX MAV-300W-P4. Задача — переделать в лабораторный 0-24В, по току — тут уж как получится. Говорят, что удаётся получать 10А. Что ж, проверим.

Нажмите на схему для увеличения Схема блока питания легко гуглится, но можно обойтись и без неё, ведь мы знаем, что от TL494 нам понадобятся входы обоих компараторов, а это — выводы 1, 2, 15, 16, и их общий выход 3, который принято использовать для коррекции. Освобождаем также вывод 4, так как обычно он задействован под различные защиты. Однако, висящие на нём конденсатор C22 и резистор R46 оставляем для плавного запуска. Отпаиваем только диод D17, отключая следилку за напряжениями от TL-ки.

Добавляем резисторы, регуляторы, шунт. В качестве последнего использованы два SMD резистора на 0,025 Ом параллельно, которые включены в разрыв минусовой дорожки от трансформатора.

Блок питания включаем в сеть через лампу накаливания мощностью 200Вт, которая предназначена для защиты от пробоя силовых транзисторов в случае внештатной ситуации. На холостом ходу напряжение прекрасно регулируется практически от 0 до 24 вольт. А что же будет под нагрузкой? Подключаем несколько мощных галогенок и видим, что напряжение регулируется уже до 20 вольт. Это ожидаемо, ведь мы используем 12-вольтовые обмотки и выпрямитель со средней точкой. На мощной нагрузке ШИМ уже на пределе и получить больше уже невозможно.

Что же делать? Можно просто использовать блок питания для питания не очень мощных нагрузок. Но что же делать, если очень хочется получить заветные 10 ампер, тем более, что на этикетке блока питания они как раз заявлены для линии 12 вольт? Всё очень просто: меняем выпрямитель на классический мостик из четырёх диодов, тем самым увеличивая амплитуду напряжения на его выходе. Для этого понадобится установить ещё два диода. На схеме видно, что такие диоды как раз были установлены, это D24 и D25, по линии -12 вольт. К сожалению, их расположение на плате для нашего случая неудачное, поэтому придётся использовать диоды в «транзисторных» корпусах и либо устанавливать на них отдельные радиаторы, либо крепить к общему радиатору и припаивать проводками. Требования к диодам те же: быстрые, мощные, на требуемое напряжение.

С переделанным выпрямителем напряжение даже с мощной нагрузкой регулируется от 0 до 24 вольт, регулировка тока также работает.

Осталось решить ещё одну проблему — питание вентилятора. Оставлять блок питания без активного охлаждения нельзя, потому что силовые транзисторы и выпрямительные диоды нагреваются соответственно нагрузке. Штатно вентилятор питался от линии +12 вольт, которую мы превратили в регулируемую с диапазоном напряжений несколько более широким, чем нужно вентилятору. Поэтому самое простое решение — питать его от дежурки. Для этого заменяем конденсатор C13 на более ёмкий, увеличив его ёмкость в 10 раз. Напряжение на катоде D10 — 16 вольт, его и берём для вентилятора, только через резистор, сопротивление которого нужно подобрать так, чтобы на вентиляторе было 12 вольт. Бонусом с этого БП можно вывести хорошую пятивольтовую линию питания +5VSB.

Требования к дросселю те же: с ДГС сматываем все обмотки и наматываем новую: от 20 витков, 10 проводов диаметром 0,5мм впараллель. Конечно, такая толстая жила может не влезть в кольцо, поэтому количество параллельных проводов можно уменьшать соответственно вашей нагрузке. Для максимального тока в 10 ампер индуктивность дросселя должна быть в районе 20uH.

В качестве шунта можно использовать шунт, встроенный в амперметр, и наоборот — шунт можно использовать для подключения амперметра без встроенного шунта. Сопротивление шунта — в районе 0,01 Ом. Уменьшая сопротивление резистора R, можно увеличить диапазон регулировки напряжения в большую сторону.

TL 431 интегральный стабилитрон

Основные характеристики программируемого источника опорного напряжения TL 431

Номинальное рабочее напряжение на выходе от 2,5 до 36 В;
Ток на выходе до 100 мА;
Мощность 0,2 Ватт;
Диапазон рабочей температуры для TL 431C от 0° до 70°;
Диапазон рабочей температуры для TL 431A от -40° до +85°.

Точность без буквы – 2%;
Буква А – 1%;
Буква В – 0, 5%.

Столь широкое его применения обусловлено низкой ценой, универсальным форм-фактором, надёжностью, и хорошей устойчивостью к агрессивным факторам внешней среды. Но также следует отметить точность работы данного регулятора напряжения

. Это позволило ему занять нишу в устройствах микроэлектроники.

Основное предназначение TL 431 стабилизировать опорное напряжение в цепи. При условии, когда напряжение на входе источника ниже номинального опорного напряжения, в программируемом модуле транзистор будет закрыт и проходящий между катодом и анодом ток не будет превышать 1 мА

. В случае, когда выходное напряжение станет превышать запрограммированный уровень, транзистор будет открыт и электрический ток сможет свободно проходит от катода к аноду.

Схема включения TL 431

В зависимости от рабочего напряжения устройства схема подключения будет состоять из одноступенчатого преобразователя и расширителя (для устройств 2,48 В.) или модулятора небольшой ёмкости (для устройств 3.3 В). А также чтобы снизить риск короткого замыкания, в схему устанавливается предохранитель, как правило, за стабилитроном

. На физическое подключение оказывает влияние форм-фактор устройства, в котором будет находиться схема TL 431, и условия окружающей среды (в основном температура).

Стабилизатор на основе TL 431

Простейшим стабилизатором на основе TL 431 является параметрический стабилизатор. Для этого в схему нужно включить два резистора R 1, R 2 через которые можно задавать выходное напряжение для TL 431 по формуле: U вых= Vref (1 + R 1/ R 2)

. Как видно из формулы здесь напряжение на выходе будет прямо пропорционально отношению R 1 к R 2.Интегральная схема будет держать напряжение на уровне 2,5 В . Для резистора R 1 выходное значение рассчитывается так: R 1= R 2 (U вых/ Vref – 1).

Эта схема стабилизатора, как правило, используется в блоках питания с фиксированным или регулируемым напряжением. Такие стабилизаторы напряжения на TL 431 можно обнаружить в принтерах, плоттерах, и промышленных блоках питания. Если необходимо высчитать напряжение для фиксированных источников питания, то используем формулу Vo = (1 + R 1/ R 2) Vref.

Термостабильный стабилизатор на основе TL 431

Технические характеристики TL 431 позволяют создавать на его основе термостабильные стабилизаторы тока. В которых резистор R2 выполняет роль шунта обратной связи, на нём постоянно поддерживается значение 2,5 В. В результате значение тока на нагрузке будет рассчитываться по формуле Iн=2,5/R2.

Цоколёвка и проверка исправности TL 431

Форм-фактор TL 431 и его цоколёвка будет зависеть от производителя. Встречаются варианты в старых корпусах TO -92 и новых SOT-23

.Не стоит забывать про отечественный аналог: КР142ЕН19А тоже широко распространённый на рынке . В большинстве случаев цоколёвка нанесена непосредственно на плату. Однако не все производители так поступают, и в некоторых случаях вам придётся искать информацию по пинам в техпаспорте того или иного устройства.

Выводы

В диапазоне мощностей от 750 ВА до 5000 ВА оба типа ИБП адекватно защищают ИТ-оборудование от нарушений питания, поэтому решение о том, какую топологию использовать, в первую очередь зависит от конкретных особенностей применения.

Поскольку начальная стоимость, эксплуатационные расходы, выделение тепла и надежность являются основными критериями для любого случая применения, представляется, что выбором по умолчанию должна стать линейно-интерактивная топология. Действительно, именно она является эффективной и надежной «рабочей лошадкой» в большинстве ИТ-сред.

Однако при определенных обстоятельствах топология постоянного действия с двойным преобразованием может оказаться более оптимальным выбором. Особенно в тех странах, где питание в сети переменного тока очень нестабильно и/или возникают экстремальные отклонения напряжения. В этом случае ИБП постоянного действия с двойным преобразованием будет реже переключаться на питание от батареи для поддержания необходимого напряжения на выходе. Меньшее использование батареи позволяет продлить срок автономной работы в случае продолжительных перебоев энергоснабжения, а также удлиняет срок службы батареи. Кроме того, снижение стоимости замены батареи может компенсировать преимущество от меньших начальных и эксплуатационных затрат на линейно-интерактивный ИБП. Другие, менее типичные ситуации, когда может возникнуть потребность в ИБП постоянного действия с двойным преобразованием, связаны с необходимостью обеспечить компенсацию коэффициента мощности (ККМ), меньшие физические размеры, преобразование частоты. Обычно такие потребности возникают в некоторых типах медицинской или контрольно-измерительной аппаратуры.

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 TL494I	70	°C
-40	85	°C