Девайсы
Статьи
Контакты

Полумост на ШИМ контроллере TL494

Устройство представляет собой простой преобразователь частоты и может быть применено в качестве источника питания импульсных трансформаторов, индукционных нагревателей, маломощных SSTC, и прочих потребителей импульсного ВЧ питания. Преобразователь состоит из трёх основных частей: задающий генератор, блок драйверов, полумостовой инвертор.

Задающий генератор

Генератор собран на базе распространенного ШИМ контроллера TL494 по стандартной для неё схеме. На выходе генератора два прямоугольных сигнала противоположных по фазе с выдержкой "мертвого времени" между управляющими импульсами. Регулировка частоты от 67кГц до 256кГц осуществляется переменным резистором R6, а мертвого времени - подстроечником R8. Возможности обратной связи в данном устройстве не использованы.

Генератор на TL494
Рисунок 1 - Схема генератора.



Драйверы

Драйвер - в данном случае это выходной усилитель сигналов для управления силовыми ключами MOSFET.
Не секрет, что для хорошей коммутации силовых ключей схема управления должна обеспечивать быструю зарядку и разрядку емкости затвора. От этого зависит тепловой режим ключей, время их "жизни", КПД инвертора.
В мостовых/полумостовых схемах цепи управления верхних и нижних ключей должны быть гальванически развязаны. Т.к. потенциалы истоков верхних ключей смещены относительно земли на напряжение питания силовой части. Развязка может быть как трансформаторная, так и оптическая.

Трансформаторы GDT (Gate Drive Transformer) успешно используются в любительских и в промышленных преобразователях. GDT имеют несколько основных плюсов: простота, не нужны дополнительные развязанные источники как для опто-драйверов, возможность апгрейда полумоста до моста, добавлением всего лишь дополнительных обмоток. Из недостатков: ограниченный диапазон частот (определяется маркой феррита), относительно плохая форма выходных сигналов на высоких частотах.

Драйвер с оптической развязкой (опто-драйвер) состоит из оптрона и драйвера. На вход оптрона подается сигнал задающего генератора, на выходе получается инвертированный сигнал, который далее инвертируется и усиливается драйвером. Отмечу плюсы таких драйверов: качественный сигнал на выходе; большой диапазон частот, 0 Гц - 1 МГц (зависит от оптрона). Каждый опто-драйвер должен питаться от своего развязанного источника 15V. Данные драйвера способны давать хороший сигнал на емкостной нагрузке в 10nF при частоте 500кГц.

Драйверы
Рисунок 2 - Схема блока драйверов.



Силовая часть (инвертор)

Блок собран по полумостовой схеме. Основные элементы:
- VDS1 (35A 1000V) и C10...C13 (в сумме 1000uF 400V) - силовой выпрямитель;
- VT1 и VT2 (20A 500V) - силовые ключи;
- VD2 и VD4 (Hyper Fast 25A 600V 23ns) - обратные диоды;
- VD1 и VD3 (Shottky 60A Vr=150V) - необходимы для блокировки медленных внутренних диодов ключей. VD1 и VD3 являются диодными сборками (корпус TO-247), в каждой из которых два диода включены параллельно, как один.

Полумост
Рисунок 3 - Схема силовой части (полумост).



Осциллограммы
Полумост на TL494: Затвор VT2, частота 106кГц Затвор VT2, частота 106кГц. Затворный резистор 11 Ом.
Uдел = 5В, tдел = 2мкс
Полумост на TL494: Между затрорами, частота 106кГц Между затрорами, частота 106кГц. Затворный резистор 11 Ом.
Uдел = 5В, tдел = 2мкс
Полумост на TL494: Затвор VT2, частота 256кГц Затвор VT2, частота 256кГц. Затворный резистор 11 Ом.
Uдел = 5В, tдел = 2мкс
Полумост на TL494: Затвор VT2, частота 256кГц Затвор VT2, частота 256кГц. Затворный резистор 11 Ом.
Uдел = 5В, tдел = 0.4 мкс
Полумост на TL494: испытание драйвера на нагрузке 12nF+3R Выход драйвера, нагрузка 12nF+3R, мин.частота.
Uдел = 5В, tдел = 2мкс
Полумост на TL494: испытание драйвера на нагрузке 12nF+3R Выход драйвера, нагрузка 12nF+3R, частота 250кГц.
Uдел = 5В, tдел = 0.4 мкс

Фотоархив
Полумост на TL494: задающий генератор Полумост на TL494: платы драйверов Полумост на TL494: один из драйверов
Полумост на TL494: выпрямитель, силовые ключи и диоды Полумост на TL494: силовой блок Полумост на TL494: силовой блок
Полумост на TL494: индукционный нагрев гвоздя Полумост на TL494: индукционный нагрев гвоздя Полумост на TL494: вид на девайс
Полумост на TL494: плавим железки Полумост на TL494: плавим железки Полумост на TL494: плавим железки



Комментарии

#13 сообщение от Alkin89 02.02.2017
А где печатка?
#12 сообщение от антон 25.01.2017
А с GDT можно ли TL494 совместить?
#11 сообщение от Андрей 08.02.2016
Шикарный блог, спасибо Вам за интересные разработки.Как раз ищу схемку легкого ( по весу) инвертора на квадрокоптер.
#10 сообщение от admin 22.01.2015
Схема: параллельный колебательный контур. Индуктор: D=25mm L=90mm w=24. Конденсатор: (18x150nF)/2=1,35uF. Согласующий (не лучший вариант): 4 феррита от ТДКС, w1=12, w2 = 1.
#9 сообщение от Максим 18.01.2015
Здравствуйте, можно взглянуть не схему индуктора?
#8 сообщение от admin 12.01.2015
Здравствуйте. Стоит плёнка 0,1мкФ, не обязателен, т.к. есть C3 и C4.
#7 сообщение от Дмитрий 07.01.2015
Здравствуйте, подскажите на фотографии платы драйвера у вас стоит по питанию конденсатор, а на схеме нет его..какой номинал?
#6 сообщение от Александр 03.08.2014
Скиньте пожалуйста схему индуктора и батареи конденсаторов для индукционного нагрева. Зарание благодарен.
#5 сообщение от Alexin86 01.04.2014
Спасибо за ответ
#4 сообщение от admin 31.03.2014
Alexin86, здравствуйте! В печатке генератора выделено место под эмиттерные повторители, которые не задействованы в вышеописанной установке. Просто та печатка ранее задумывалась под управление через GDT.
|1| |2|



Добавление комментария
Имя:
E-mail:
Сообщение:
0