0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ЭЛЕКТРОНИКА; Полумостовой ЛБП на TL494 и Ардуино

ЭЛЕКТРОНИКА Полумостовой ЛБП на TL494 и Ардуино

Всем доброго времени суток !
Вот мой вариант ЛБП :
Идея была создать полностью импульсный лабораторный блок питания достаточно большой мощности , (аналог заводских ЛБП) для запитки силовой электроники, коллекторных и БК моторов ,преобразователей ,УНЧ и для зарядки аккумуляторов.

Бп полумостовой на ШИМке TL494,
Схемой со мной поделился Andrey Malyshev:
Screenshot_20200813-200632_VK.jpg
выходное напряжение и ток стабилизируются встроенными в TL494 усилителями ошибки, путем изменения скважности импульсов на затворах силовых ключей.
20200514_143207.jpg 20200514_143154.jpg
Ниже фото силовой платы ЛБП:
20200813_103645.jpg
Выходные параметры 0-30В и 1-20А
20200407_175205.jpg
Радиаторы с ключями 10N60 и диодной сборкой обдуваются вентилятором на 120мм которым управляет Ардуино по данным температуры с радиатора, на котором закреплены силовые ключи ,также температура выводится на экран,
Для измерения тока и напряжения задействован внешний 16 битный АЦП, ADS1115 в диференцыальном режиме, показания проходят через фильтр Калмана, дальше рассчитывается мощность и выданная энергия в mAh и Wh, всё это выводится на дисплей 2004 :
20200407_190255.jpg

В данном варианте регулировка напряжения и тока аналоговая (переменными резисторами ) вот видео:


EandV

  • #2

Эдуард Анисимов

  • #3

Max P

  • #4

Max P

  • #5

Всем доброго времени суток !
Вот мой вариант ЛБП :
Идея была создать полностью импульсный лабораторный блок питания достаточно большой мощности , (аналог заводских ЛБП) для запитки силовой электроники, коллекторных и БК моторов ,преобразователей ,УНЧ и для зарядки аккумуляторов.

Бп полумостовой на ШИМке TL494,
Схемой со мной поделился Andrey Malyshev:
Посмотреть вложение 15519
выходное напряжение и ток стабилизируются встроенными в TL494 усилителями ошибки, путем изменения скважности импульсов на затворах силовых ключей.
Посмотреть вложение 15515 Посмотреть вложение 15516
Ниже фото силовой платы ЛБП:
Посмотреть вложение 15512
Выходные параметры 0-30В и 1-20А
Посмотреть вложение 15513
Радиаторы с ключями 10N60 и диодной сборкой обдуваются вентилятором на 120мм которым управляет Ардуино по данным температуры с радиатора, на котором закреплены силовые ключи ,также температура выводится на экран,
Для измерения тока и напряжения задействован внешний 16 битный АЦП, ADS1115 в диференцыальном режиме, показания проходят через фильтр Калмана, дальше рассчитывается мощность и выданная энергия в mAh и Wh, всё это выводится на дисплей 2004 :
Посмотреть вложение 15514

В данном варианте регулировка напряжения и тока аналоговая (переменными резисторами )
Планирую перейти на цифровое, вместо резисторов 2 ЦАПа и всем будет управлять ардуинка но это только планы.
А пока думою довести до идеала и снять полноценное видео.
Видео про моделирование и 3Д печать передней части:


Начал делать вторую версию ЛБП ,програмируемый ,с матричьной клавиатурой и энкодером ,также попробую перейти на графический экран 12864В
Вот фото :
20200905_231353.jpg

  • напряжение анод-катод: 2,5…36 вольт;
  • ток анод-катод: 1…100 мА (если нужна стабильная работа, то не стоит допускать ток менее 5мА);
Читать еще:  Как правильно отрегулировать давление воды в квартире

Точность опорного источника напряжения TL431 зависит от 6-той буквы в обозначении:

  • без буквы — 2%;
  • буква A — 1%;
  • буква B — 0,5%.

Видно, что TL431 может работать в широком диапазоне напряжений, но вот токовые способности не так велики всего 100 мА, да и мощность рассеиваемая такими корпусами не превышает сотен мили Ватт. Для получения более серьезных токов интегральный стабилитрон стоит использовать как источник опорного напряжения, регулирующую функцию доверив мощным транзисторам.

TL431

TL431 принцип работы и очень простая проверка. Я не зря опять затронул эту тему ,это одна из самых массово выпускаемых интегральных микросхем .

Ее выпуск стартовал в 1978 году. Большую популярность она получила при использовании различных импульсных блоках питания для телевизоров ,тюнеров , DVD и другой аудио-видео техники. И она часто работает в паре с тоже очень популярной радиодеталью- оптроном PC817.

Для тех читателей, кому легче информацию воспринимать на слух, советую посмотреть видео в самом низу страницы.

Tl431 является прецизионным управляемым источником опорного напряжения.

Свою популярность она завоевала благодаря своей очень низкой стоимости и высокой надежности и точности. Принцип работы ее довольно просто понять из структурные схемы.

tl431

Если напряжение на входе источника ниже опорного напряжения то и на выходе операционного усилителя низкое напряжение , соответственно транзистор закрыт и ток от катода к аноду не протекает (точнее он очень маленький не превышает 1 миллиампера).

Эквивалентная схема TL431

Эквивалентную схему этой микросхемы можно представить в виде обыкновенного стабилитрона .Где напряжение стабилизации можно рассчитать по формуле приведенной ниже :

Один из самых простых типов стабилизаторов — это параметрический.

Параметрический: в таком стабилизаторе используется участок ВАХ прибора, имеющий большую крутизну(Википедия). Его можно сделать и на микросхеме tl431.

стабилизаторов - это параметрический

Для этого понадобится всего лишь три резистора, два из которых будут управлять входом микросхемы и как бы программировать напряжение на выходе. Рассчитать напряжение на выходе можно будет по формуле Uвых=Vref( 1 + R1/R2 ). При этом Vref=2,5В
R1=R2( Uвых/Vref – 1 ).
Кроме резисторов R1 и R2 в схеме ещё присутствует резистор R3 его предназначение как и для простого стабилитрона он является ограничителем тока
Основные технические характеристики TL431:
напряжение анод-катод: 2,5…36 вольт;
ток анод-катод: 1…100 мА (если нужна стабильная работа, то не стоит допускать ток менее 5мА);

Компенсационный стабилизатор напряжения

Компенсационный: имеет обратную связь.

В нём напряжение на выходе стабилизатора сравнивается с эталонным, из разницы между ними формируется управляющий сигнал для регулирующего элемента.
Чтобы увеличить токи стабилизации одного транзистора становится мало, нужен промежуточный усилительный каскад.

Читать еще:  Как отрегулировать дверь шкафа на четырех петлях

Теперь кратко назначение компонентов: Резистор R2 он является ограничителем тока базы транзистора vt1 можно использовать от 300 до 400 ом. Резистор R3 компенсирует обратный ток коллектора транзистора vt2 можно использовать резистор 4.7 кОм. Конденсатор C1 повышает устойчивость работы стабилизатора на высоких частотах, можно использовать 0.01 мкФ.

Стабилизатор тока на TL431

На микросхеме tl431 нужно собрать термостабильный стабилизатор тока.

Резистор R2 совместно с транзистором vt1 является своеобразным шунтом на котором с помощью обратной связи поддерживается напряжение 2,5 вольта. Рассчитать ток стабилизации можно по формуле Iн=2,5/R2.

Индикатор повышения напряжения на TL431

Светодиод начинает светиться когда напряжения превышает заданный порог. Который можно рассчитать по формуле:

R2 = 2,5 х Rl/(Uз — 2,5)

Индикатор изменения напряжения на TL431

Здесь светодиоды будут зажигаться в зависимости от того напряжение превысило или наоборот стало ниже заданного порога.

Подключение датчиков

Датчики подключают как одно из плеч делителя на управляющий контакт стабилизатора

Один из простых методов проверки TL431

нужно замкнуть его Катод и управляющий электрод

Вариант на макетной плате

и он должен показывать как обыкновенный стабилитрон на 2,5 вольта. Для этого можно использовать китайский тестер он будет показывать как два встречных диода один как обыкновенный идиот а другой как стабилитрон на два с половиной вольта

Характеристика TL431

Этот операционный усилитель работает с напряжением от 2,5 до 36В. Ток работы усилителя колеблется от 1А до 100 мА, но есть один важный нюанс: если требуется стабильность в работе стабилизатора, то сила тока не должна опускаться ниже 5 мА на входе. У тл431 имеется величина опорного напряжения, которая определяется по 6-й букве в маркировке:

  • Если буквы нет, то точность равняется – 2%.
  • Буква А в маркировке свидетельствует о – 1% точности.
  • Буква В говорит о – 0,5% точности.

Более развернутая техническая характеристика изображена на рис.4

Tl431a , схема включения

В описании tl431A можно увидеть, что величина тока довольна мала и составляет заявленные 100мА, а величина мощности, которую рассеивают эти корпуса, не превышает сотен милливатт. Этого мало. Если предстоит работать с более серьезными токами, то будет правильнее воспользоваться мощными транзисторами с улучшенными параметрами.

Первая микросхема TL431 изготовлена американской фирмой Texas Instruments в далеком 1977 году и с тех пор завоевала популярность. Сейчас ее производством занимаются множество зарубежных компаний: Texas Instruments, ON Semiconductor, Unisonic Technologies, STMicroelectronics, IK Semicon Co, HTC Korea TAEJIN Technology, NXP Semiconductors, Microsemi Corporation, Motorola, Fairchild Semiconductor, Analog Intergrations Corporation, Guangdong Kexin Industrial, Diodes Incorporated, Wing Shing Computer Components, KEC(Korea Electronics), SHIKE Electronics, Calogic, Continental Device India Limited, Sangdest Microelectronic (Nanjing), SeCoS Halbleitertechnologie GmbH, Hotchip Technology, Foshan Blue Rocket Electronics, Compact Technology, GUANGDONG HOTTECH INDUSTRIAL, Sames, Kersemi Electronic, Sirectifier Global, Shenzhen Jin Yu Semiconductor, Nanjing International Group, DONGGUAN YOU FENG WEI ELECTRONICS. На Российском рынке представлена продукция таких компаний: Diodes Incorporated, Texas Instruments, STMicroelectronics, NXP Semiconductors, ON Semiconductor, Fairchild Semiconductor, Unisonic Technologies.

Скачать datasheet на TL431 можно кликнув на подсвеченное название производителя.

Где и как используется

Стабилизатор tl431 имеет конкретные характеристики.

Такие устройства, как правило, используются для компенсации колебаний напряжения в сети. Например, когда включена большая машина, потребность в энергии внезапно становится намного выше. Стабилизатор напряжения компенсирует изменение нагрузки. Стабилизаторы напряжения обычно работают в диапазоне напряжений, например, 150-240 В или 90-280 В.

Читать еще:  Регулировка температуры радиаторов отопления электрические

Стабилизаторы напряжения используются в таких устройствах, как блоки питания компьютеров, где они стабилизируют напряжения постоянного тока. В автомобильных генераторах и центральных электростанциях-генераторах стабилизаторы напряжения контролируют мощность установки.

Выпускать устройство TL431 начали в 1977 году. Оно применяется в качестве источника опорного напряжения в схемах различных блоков питания ТВ, DVD, тюнеров и других разновидностей видео- и аудиотехники.

Также устройство необходимо для реализации обратной связи: выходное напряжение очень большое или же очень маленькое. Эксплуатируя участок цепи, который называется бандгап (источник опорного напряжения; его величина определяется шириной запрещённой зоны), TL431 является стабильным источником опорного напряжения в широких температурных диапазонах.

Как проверить работоспособность микросхемы TL431

Микросхема имеет достаточно сложную внутреннюю структуру, поэтому проверить её одним тестером нельзя. В любом случае придется собирать какую-то схему. Если есть регулируемый источник питания, то потребуется три резистора и светодиод.

Схема проверки TL431 на работоспособность.

Напряжение источника питания должно быть не более 36 В. R1 выбирается так, чтобы при максимальном напряжении ток через светодиод не превысил 10-15 мА. Соотношение R1 и R3 должно быть таким, чтобы при максимальном напряжении источника на R3 падало более 2,5 В, а лучше – больше 3. При повышении выходного напряжения от 0 В до достижения на R3 порога светодиод вспыхнет, а значит микросхема исправна. Светодиод можно не устанавливать, а просто замерить напряжение на катоде – оно должно скачкообразно измениться.

Если регулируемого источника нет, а есть блок питания с постоянным напряжением, придется вместо R3 применить потенциометр. При вращении движка в обе стороны, светодиод должен загораться и гаснуть.

Схема проверки TL431 на работоспособность с потенциометром.

Рынок электронных компонентов предлагает очень широкий спектр интегральных стабилизаторов напряжения. Но и область применения очень обширна, поэтому свою нишу на рынке имеют многие типы микросхем. Включая TL431.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector