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

Навигация


Преобразователь напряжения 12 в / 220 в с чистым синусом 50 Гц на микросхеме TL494CN
В статье описана схема повышающего преобразователя напряжения с 12 вольт до 220 вольт синусом на выходе для питания сетевых приборов которые работают от сети переменного напряжения с частотой 50 герц. Прибор относится к классу средней мощности, но обладает очень хорошими параметрами и может полностью заменить сетевое напряжение.
Основные технические характеристики:
Входное напряжение 12...14 вольт
Выходное напряжение 50 Герц 220+/-2 вольт
Максимальная мощность 60 Ватт
Общий КПД 87...91 %.
Задающий генератор, источник опорного напряжения и компаратор собраны на DA2. Внешние элементы DD1 и DD2 повторяют внутреннюю структуру TL494CN, в той её части, которая неустойчиво работает на низких частотах.
Далее с помощью ФНЧ подавляются верхние гармонические составляющие ШИМ. ФНЧ состоит из двух частей. Первая DA1.1, ФНЧ с гладкой характеристикой АЧХ. Второй DA1.2 фильтр с частотой подавления 150 Герц. Анализ показывает, что в ШИМ содержаться только первая и нечётные гармоники, потому такого фильтра оказывается достаточно, чтобы сформировать "красивый" синус (осциллограмма 2). Поскольку уровень первой гармоники практически линейно зависим от скважности, то получаем хорошо управляемый синус с точной постоянной составляющей, равной +2,5 вольт. Далее, дополнительно получаем инверсную синусоиду (вывод 14 DA1.4).
На DA3, DA5, VT1, VT2 собран первый канал УНЧ класса D. Второй канал соответственно собран на DA4, DA7, VT3, VT4. На выходе первого и второго канала УНЧ формируются противофазные синусоиды (осциллограмма 3).
С выхода трансформатора, через диодный мост подаётся обратная связь по выходному напряжению. Таким образом выходное напряжение стабилизируется.
 
Преобразователь напряжения 12 в / 220 в с чистым синусом 50 Гц


Трансформатор TV1 это доработанный ТП60-2, который применялся в знаменитом видеомагнитофоне "Электроника ВМ-12". С трансформатора сматываются все вторичные обмотки, и вместо них наматывается одна обмотка, содержащая 33 витка обмоточного медного провода диаметром 0,7 мм, сложенного в 7 витков. Можно использовать и медную шину, подходящую по площади сечения. При подаче напряжения 220 вольт на вторичной (в преобразователе она первичная) обмотке трансформатора, на холостом ходу, напряжение составляет 6,5 вольт. Дроссели L1 и L2 наматываются на ферритовых кольцах типоразмера 24*13*9,7 мм и содержат 22 витка обмоточного провода диаметром 1,5 мм. К сожалению марка и магнитная проницаемость этих ферритовых колец мне неизвестна. Они используются во вторичных цепях импульсных компьютерных блоков питания типа ATX.
Транзисторы и микросхемы драйверов DA5, DA7 можно найти на материнских платах.
Все транзисторы устанавливаются на один общий алюминиевый ребристый радиатор площадью 25...30 кв.см.
Конденсаторы C21...C24 типа K73-17 на напряжение 63 вольт.
Конденсатор C25 типа K73-17 на напряжение 630 вольт.
Диоды можно использовать любые, с максимальным обратным напряжением не менее 400 вольт.
Резисторы R44, R45 мощностью не менее 0,25 Ватт.
Наладка.
1. Отсоединить первичную обмотку трансформатора.
2. Резистором R9 установить частоту следования импульсов точно 100 Герц на выходе DA2 (осциллограмма 1).
3. Проверить наличие синусоидального сигнала (осциллограмма 2) на выводах 7 и 14 DA1. Сигналы должны быть противофазными, но одинаковы по форме.
4. Резисторами R22 и R31 установить сигнал на выходе первого канала УНЧ согласно осциллограмме 3. Тоже проделать со вторым каналом (R24 и R34).
5. Установить подвижный контакт резистора R4 в верхнее по схеме положение.
6. Подключить к выходу преобразователя эквивалент нагрузки. Можно использовать лампу накаливания мощностью 25 Ватт.
7. Подключить первичную обмотку трансформатора.
8. Резистором R4 установить напряжение 220 вольт на выходе преобразователя.
Все радиокомпоненты инвертора могут быть как отечественные так и зарубежные:
DA1 - LM324
DA2 - DA4 - TL494CN
DA5, DA7 - HIP6601
DA6 - LM78L05
DD1 - К561ЛЕ5
DD2 - К561ТМ2
VD1 - VD4 - КД209Б
VT1 - VT4 - FQB45N03
L1, L2 - 30 мкГн
C1, C12, C13 - 2,2 nF
C2, C14, C15 - 10 мкФ х 25 вольт
C3, C5, C6, C17, C18, C25 - 0,1 мкФ
C4 - 15 nF
C7, C9 - 6,2 nF
C8 - 22 nF
C10, C16 - 10 мкФ х 10 вольт
C11 - 5,6 nF
C19, C20 - 1000 мкФ х 25 вольт
C21 - C24 - 4,7 мкФ
R1 - 22 кОм
R2, R4, R14, R15 - 100 кОм
R3 - 33 кОм
R5 - 150 кОм
R6, R10, R18, R26, R28, R36, R37 - 10 кОм
R7, R8, R17, R19, R38, R39 - 20 кОм
R9 - 68 кОм
R11, R27, R29 - 16 кОм
R12 - 130 кОм
R13 - 91 кОм
R16 - 180 кОм
R20, R21 - 39 кОм
R22 - R25 - 2,2 кОм
R30, R33 - 47 кОм
R31, R34, R40, R41, R42, R43 - 4,7 кОм
R32, R35 - 2,7 кОм
R44, R45 - 1 мОм