Преобразователь напряжения 24 на 12 схема на tl494

Автомобильный преобразователь на TL494  для усилителя НЧ, схема которого приведена ниже, преобразует бортовое напряжение +12В в двухполярное +-35В.  На самом деле выходное напряжение зависит от параметров трансформатора.

Номиналы элементов и параметры трансформатора, которые будут указаны ниже, рассчитывались для мощности в 150Вт, что позволяет запитать усилитель НЧ на TDA7293 или на TDA7294. Я же запитал данным преобразователем один канал TDA7293, поэтому мощности преобразователя в 150Вт мне было достаточным.

Схема автомобильного преобразователя на TL494 для усилителя НЧ

преобразователь напряжения 24 на 12 схема на tl494

Схема преобразования двухтактная. Применяется такая схема в основном в повышающих преобразователях. Дефицитных компонентов в ней нет, за исключением диодов Шоттки КД213, в своем городе я их не нашел. Поставил импульсные диоды FR607, но они слабые, на 6 ампер. Еще один минус этих диодов, у них нет охлаждения, как у сборок. Для одного канала TDA7293 или TDA7294 диодов FR607 в принципе хватает.

Мозгом нашего автомобильного преобразователя является ШИМ контроллер TL494. Я использую китайские TL494, работают они у меня без нареканий.  Есть вариант сэкономить немного денег и выдернуть ШИМ из старого блока питания ПК, очень часто они построены на TL494. Параметры и характеристики контроллера можете прочесть в даташите.

Список Элементов.

ОБОЗНАЧЕНИЕ ТИП НОМИНАЛ КОЛИЧЕСТВО КОММЕНТАРИЙ
ШИМ контроллер TL494 1
VT1,VT2 Биполярный транзистор BC557 2
VT3,VT4 MOSFET-транзистор IRFZ44N 2
VD3-VD6 Диод Шоттки КД213 4 FR607 и мощнее
VD1,VD2 Выпрямительный диод 1n4148 2
R1 Резистор 2Вт 18кОм 1
C1 Электролит 47мкФ 16В 1
С2,С11,С12 Конденсатор неполярный 0.1 мкф 3 Керамика любое напряж.
С3 Электролит 470 мкФ 16В 1
C4 Конденсатор неполярный 1нФ 1 Керамика любое напряж.
C5,С6 Электролит 2200 мкФ 16В 2
C7,С8 Конденсатор неполярный 0,01 мкФ 2 Керамика любое напряж.
C9,С10 Электролит 2200мкФ 50В 2
R1 Резистор 1 кОм 0.25Вт 1
R2 Резистор 4.7 кОм 0.25Вт 1
R3 Резистор 11 кОм 0.25Вт 1
R4 Резистор 56 Ом 2Вт 1
R5,R6 Резистор 22 Ом 0.25Вт 2
R7,R8 Резистор 820 Ом 0.25Вт 2
R9,R10 Резистор 22 Ом 2Вт 2
F1 Предохранитель 15А 1

Скачать список элементов в PDF формате.

Частота ШИМ задается элементами C4,R3. С помощью этого калькулятора вы сможете рассчитать приближенную частоту. На выходах она делится на два, но трансформатор работает именно на той частоте, которую мы рассчитываем и задаем.

Изначально я рассчитывал ШИМ и трансформатор под частоту 50кГц (С4-1нф, R3-22кОм), но видимо марка сердечника трансформатора, фактически отличалась от заявленной марки продавцом, плюс погрешности в расчете. В итоге, количество витков первичной обмотки было недостаточным, вследствие чего, в обмотке протекал очень большой ток холостого хода, ключи ужасно грелись, и был слышен писк.  Пришлось повысить частоту до 100 кГц, симптомы болезни исчезли.

Если у вас случится подобная ситуация с неточным расчетом, то необходимо  увеличить, либо уменьшить частоту элементами C4,R3. Если на холостом ходу горячие ключи и горячий трансформатор, то следует повысить частоту, либо добавить витки в первичной обмотке. Совсем забыл, это  если во вторичке нет короткого замыкания и нет ошибок в выходном выпрямителе, а то если есть КЗ на выходе, то естественно все будет греться и сгорит, так как в данной схеме нет защиты от КЗ.

Если на холостом ходу ничего не греется, а при нагрузке происходит чрезмерное выделение тепла в трансформаторе, значит нужно понизить частоту элементами C4,R3, либо уменьшить количество витков первичной обмотки.

Расчет и намотка трансформатора автомобильного преобразователя.

Теперь приступим к самой увлекательной части, намотке трансформатора!

Габариты моего кольцевого сердечника 40мм-25мм-11мм, марка 2000МН.

преобразователь напряжения 24 на 12 схема на tl494

Скачиваем и запускаем программу Lite-CalcIT(2000).

Схему преобразования выбираем Пуш-пул, схема выпрямления двухполярная со средней точкой, тип контроллера TL494, частоту ставьте 50-100 кГц, в зависимости от частотозадающих элементов C4,R3, далее выбираем нужное нам на выходе и на входе напряжения, выбираем также диаметр провода.

преобразователь напряжения 24 на 12 схема на tl494

Пару слов скажу про напряжение. При расчете я указал входное напряжение 10В-11В-13В, а после того как собрал преобразователь, при испытаниях замерил напряжение на клеммах аккумулятора 13,5 Вольт, в итоге на выходе получил не +-35В а +-46В на холостом ходу.  Поэтому номинальное ставьте не 11В, а 13,5В. Минимальное и максимальное соответственно 11В и 14,5В.

В ходе расчета, я получил количество витков первичной обмотки 5+5, провод диаметра 0.85мм сложенный в пять жил. И как же это понять, спросите меня вы! Но тут ничего сложного, итак, приступим…

Мотаем первичную обмотку.

Сначала, обмотаем наше колечко диэлектриком.

преобразователь напряжения 24 на 12 схема на tl494

Все обмотки будем мотать в одну сторону, в какую, выбирать вам. Единственное правило, в одну сторону!

Мотаем одним куском проволоки 5 витков. Берем еще кусок проволоки, и виток к витку мотаем еще 5 витков, и так далее виточек к виточку, пока не получим 5 витков в 10 жил (5+5 жил).

преобразователь напряжения 24 на 12 схема на tl494преобразователь напряжения 24 на 12 схема на tl494

Далее разделим по 5 жил и скрутим выводы.

преобразователь напряжения 24 на 12 схема на tl494

Кладем изоляцию на первичную обмотку.

преобразователь напряжения 24 на 12 схема на tl494преобразователь напряжения 24 на 12 схема на tl494

Сразу зачищаем хвосты, скручиваем и усаживаем в термоусадку.

преобразователь напряжения 24 на 12 схема на tl494

Все, первичная обмотка у нас готова.

Объясню, что мы получили. Нам нужна первичная обмотка, имеющая 10 витков в 5 жил с отводом от середины (5+5 витков). Мы могли намотать так, сначала мотаем 5 витков 5 жилами, распределенными равномерно по всему кольцу, далее делаем отвод , кладем изоляцию, и сверху еще 5 витков 5 жилами. Получим тоже самое 5+5 витков проводом в 5 жил., ну или 10 витков с отводом от середины, кому как нравится называть. Минус данного способа в том, что обмотки могут быть не одинаковыми, а это плохо, так же чем больше слоев у трансформатора, тем ниже его КПД.

Поэтому, мы мотали сразу 10 жилами 5 витков, далее разделили, и получили две одинаковых обмотки имеющих по 5 витков из 5 жил. Давайте разберемся, как соединить данные обмотки. Тут ничего сложного, начало одной обмотки соединяем с концом другой. Главное не перепутать, и не соединить начало одной обмотки с её же концом.)))))

В статье “Расчет и намотка импульсного трансформатора” описан именно такой метод намотки вторичной обмотки понижающего преобразователя, предлагаю посмотреть.

Соединяются выводы первички на самой плате. Если все правильно соединили, то средняя точка должна прозвониться с верхним и нижним плечом , показав нулевое сопротивление на мультиметре.

Ну, вроде бы объяснил. Друзья простите если много воды!

Мотаем вторичные обмотки.

По расчетам я получил 16+16 витков, проводом диаметр, которого равен 0.72мм, сложенным в 2 жилы. То есть 32 витка с отводом от середины.  Запомните, если есть отвод от середины, то значит каждую половину нужно распределять по всему кольцу, а не на половине кольца.

Берем двойной провод и мотаем 16 витков в ту же сторону, что и первичную обмотку. У меня влезло 17 витков, я не стал перематывать и оставил 17 виточков. Далее выводы зачистил, скрутил и посадил в термоусадку.

Берем двойной провод и мотаем еще 16 витков (у меня 17 витков) между витками предыдущей обмотки, в том же направлении. Посадил в термоусадку другого цвета, чтобы не ошибиться при соединении.

Вторичная обмотка соединяется на плате, аналогично первичной обмотке (начало одной соединяется с концом другой).

Далее кладем изоляцию.

С трансформатором вроде бы закончили. Ура, Ура, Ура!

Дроссель мотается на желтом колечке, двумя жилами проводом, диаметр которого составляет 0,85мм, имеет 11 витков. Колечко выдернуто из БП ПК.

Если найдете диоды Шоттки КД213, ставьте их. Можно попробовать спаять по два штуки FR607. Либо переделать схему выпрямления и установить сборки из диодов Шоттки, которые можно поставить на радиатор.

Получился вот такой автомобильный преобразователь на TL494 для усилителя НЧ.

В итоге после испытаний, пришлось по два виточка с каждой вторичной обмотки убрать.

В итоге после испытаний, пришлось по два виточка с каждой вторичной обмотки убрать. Данное действие вызвано большим выходным напряжением. В результате получил 15+15 витков во вторичной обмотке.

В архиве под статьей две печатные платы, одна под КД213, вторая под FR607. Изначально плата под КД213 была взята из интернета, переработана и адаптирована мной под FR607. При желании вы можете сами развести печатную плату под ваши типоразмеры элементов, трансформатора и внутренние размеры корпуса.

Калькулятор расчета частоты TL494 СКАЧАТЬ

Список элементов в PDF СКАЧАТЬ

Даташит на TL494 СКАЧАТЬ

Печатная плата СКАЧАТЬ

Добрый день, друзья!

Прошу Ваших советов по переделке заводского импульсного преобразователя AC-DC. У меня есть клон преобразователя Meanwell S-350-12, основанного на TL494. Заявленная мощность 350Вт. Я приложил его фотографию и схему. Схема от преобразователя на 24В выходного напряжения, но она не отличается от схемы 12В.

Задача минимум — сделать источник напряжения 30В с минимальными переделками.

Задача максимум — сделать регулируемый источник напряжения 0В-30В, с возможностью регулировки тока в цепи. Задача максимум подразумевает возможные серьезные переделки для улучшения всей схемы.

Для начала хотелось бы разобраться с задачей минимум, сделать выходное напряжение 30В. У меня есть следующие мысли.

Так как выходной трансформатор имеет две обмотки по 12В со средней точкой, то отказаться от средней точки, и поставить мостовой выпрямитель — получится 24В.

Далее. Так как имеется возможность регулировки выходного напряжения в небольших пределах, то общее выходное напряжения с мостового выпрямителя можно будет подрегулировать до 27В примерно.

Где взять еще 3В? Dead Time, похоже, установлен на самый минимум, значит тут нечего регулировать. Поиграться с резисторами в обратной связи по напряжению (R32, R31, R25)?

В правильном ли направлении я двигаюсь?

Схема преобразователя напряжения

Преобразователь напряжения мощностью 100-150 ватт представлен на схеме выше. Достаточно простая схема, всего одна микросхема и два транзистора. Микросхема

TL494 это

ШИМ контроллер, то есть содержит в себе генератор импульсов, узел контроля выходного тока и напряжения и есть наличие паузы в выходных импульсов. Пауза между импульсами нужна для того, чтобы исключить одновременное открытое состояние выходных полевых ключей.

   Рабочая частота преобразователя около 20 кГц и задаётся элементами подключёнными к ногам микросхемы 5 и 6. Трансформатор выполнен на двух вместе склеенных ферритовых кольцах типоразмера К32х20хб марки М2000НМ и имеет в первичной обмотке 2х8 витков проводом диаметра 1 мм. Вторичная обмотка содержит 200 витков провода диаметром 0,25 мм. Третья обмотка содержит 10 витков 0,25 мм провода и нужна для стабилизации выходного напряжения, с неё снимается сигнал для управления

TL494 . Схема не имеет защиты от перегрузки на выходе. Выходное напряжение подбираем резистором R12, с его помощью регулируется выходное напряжение. Перед включением проверить монтаж на наличие ошибок и отсутствие криворукости. Транзисторы необходимо установить на теплоотвод, если указанных нет в наличии, можно заменить их на

IRF3205 или любой другой аналогичной мощности. При желании, можно легко увеличить мощность, включив попарно транзисторы

IRF3205, при этом надо будет включить драйверы управления затворов полевых транзисторов

так

как

ШИМ уже не будет справляться с ними. Надо сказать, без драйверов крайне ненадёжная схема получается, было бы всё таки лучше не полениться и поставить драйверы, это всего лишь пара транзисторов с диодами, места много не займёт, но улучшится работа преобразователя, да и надёжность возрастёт, исчезнут сквозные токи через полевые транзисторы, что крайне губительно для них. Если нету под рукой микросхемы

TL494 , не беда, её аналог

KA7500 , совпадает всё, выводы те же. Если и её не  оказалось, ищите

SG3525 , она не аналог, а гораздо лучше, правда схема включения другая у неё. К тому же, к неё можно напрямую подключать полевые транзисторы, без драйверов. Обратная связь в неё тоже присутствует, встроенный генератор с паузами между импульсов тоже есть, так что сами выбирайте из чего делать преобразователь, на сайте много схем как на этой микросхеме, так и на другой, выбирай чего душа пожелает, да и возможности позволяют:).