Двухтактный генератор, на IRFZ44N упраляемый через IR4426 && TL494

Преобразователь для микродрели.
Автор - Мирослав Скальдов. Опубликовано 16.07.2009.  (источник radiokot.ru)

У многих, наверное, есть микродрели на основе двигателей типа ДПМ. Питание у таких двигателей, как правило, 27В. Где же его взять? Сразу приходит на ум переделка БП от компутера. Но это не совсем удобно, - большой размер блока, снижение его функциональности: после переделки имеем только 27В. Есть ещё вариант - купить трансформатор 220-27В 6Вт, но, честно говоря, он тяжеловат, крупноват, а, может, и дороговат. Такие перспективы мне не понравились, и я решил сделать преобразователь 12-27В.
В основе его лежит незабвенная и дешёвая TL494CN, более дорогой частью является драйвер для управления полевыми ключами IR4426 и два полевика IRFZ44. Сначала я насмотрелся схем, где никаких драйверов у полевиков нет. Я, конечно, подозревал, что хорошо бы поставить, но, наивно поверив некоторым товарищам, посадил ключи непосредственно на TL494. Ничего хорошего не вышло. Ключи грелись как самовары. Далее, попробовал сделать простенький драйвер на парах BC227/BC337. Это тоже не помогло. Ключи стали греться поменьше, но на работу без радиаторов рассчитывать было нельзя. Поэтому, господа, перед вами окончательный вариант с драйвером. Не повторяйте моих ошибок, ставьте драйверы. Схема работает, все микросхемы и силовые элементы совершенно холодные, уверяю вас.

В-общем, всё делалось по даташитам. У TL494 сделана обвязка плавного запуска R7C4 и времязадающей цепочки ШИМа R1C1. Обратная связь - с выхода через делитель на подстроечном резисторе. Можно в лаборатории подключить подстроечный резистор к 27В, и добиться, чтоб в середине было 5В и потом впаять в плату. А можно отрегулировать 27В на выходе и после сборки, если дома есть осциллограф или тестер.

TL494

TL494 – замечательная, универсальная микросхема, созданная достаточно давно, до сих пор не потеряла своей актуальности. (источник wyst.at.ua)

Только самое главное.
Напряжение питания 8-35в (вроде можно до 40в, но не испытывал)
Возможность работать в однотактном  и двухтактном режиме.

Для однотактного  режима максимальная длительность импульса составляет 96% (не меньше 4% мертвого времени).
Для двухтактного варианта – длительность мертвого времени не может быть меньше 4%.
Подавая на вывод 4 напряжение 0…3,3в можно регулировать мертвое время. И осуществлять плавный запуск.
Имеется встроенный стабилизированный источник опорного напряжения 5в и током до 10ма.
Имеется встроенная защита от пониженного напряжения питания, выключаясь ниже 5,5…7в (чаще всего 6,4в). Беда в том, что при таком напряжении мосфеты уже переходят в линейный режим и сгорают…
Имеется возможность выключит генератор микросхемы замкнув ключом вывод Rt (6) вывод опорного напряжения (14) или  вывод Ct (5) на землю.

Рабочая частота 1…300кГц.

Два встроенных операционных усилителя «ошибки» с коэффициентом усиления Ку=70..95Дб. Входы - выводы (1); (2) и (15); (16). Выходы усилителей объединены элементом ИЛИ, поэтому тот на выходе которого напряжение больше и управляет длительностью импульса. Один из входов компаратора обычно привязывают к опорному напряжению (14), а второй – куда нада…Задержка сигнала внутри Усилителя 400нс, они не предназначены для работы в пределах одного такта.

Выходные каскады микросхемы при среднем токе в 200ма, достаточно быстро заряжают входную емкость затвора  мощного мосфета, но не обеспечивают ее разряд. за приемлемое время. В связи с чем обязательно необходим внешний драйвер.

Вывод (5) кондесатор С2 и вывод (6) резисторы R3; R4 - задают частоту внутреннего генератора микросхемы. В двухтактном режиме она делиться на 2.

Есть возможность синхронизации, запуск входными импульсами.

Однотактный  генератор с регулировкой частоты и скважности
Однотактный  генератор с регулировкой частоты и скважности (отношение длительности импульса к длительности паузы).  С одно транзисторным выходным драйвером. Такой режим реализуется, если соединить вывод 13 с общей шиной питания.

Схема (1)

Поскольку микросхема имеет два выходных каскада, которые в данном случае работают синфазно, их для увеличения выходного тока можно включить параллельно… Или не включать…(зеленым цветом на схеме) Так же не всегда ставиться и резистор R7.

Измеряя операционным усилителем напряжение на резисторе R10, можно ограничить выходной ток. На второй вход подается опорное напряжение делителем R5;  R6. Ну понимаете R10 будет греться.

Цепь С6; R11, на (3) ногу, ставят для большей устойчивости, даташит просит, но работает и без нее.  Транзистор можно взять и npn структуры.

Схема (2)

Схема (3)

Однотактный генератор с регулировкой частоты и скважности. С двух транзисторным выходным драйвером (комплементарный повторитель).
Что могу сказать? Форма сигнала лучше, сокращаются переходные процессы в моменты переключения, выше нагрузочная способность, меньше тепловые потери. Хотя может быть это субъективное мнение. Но. Сейчас я использую только двух транзисторный драйвер. Да, резистор в цепи затвора ограничивает скорость переходных процессов при переключении.

Схема (4)

А здесь имеем схему типичного повышающего (boost) регулируемого однотактного преобразователя, с регулировкой напряжения и ограничением тока.

Схема рабочая, собиралась мной в нескольких вариантах. Выходное напряжение зависит от количества витков катушки L1, ну и от сопротивления резисторов R7; R10; R11, которые при налаживании подбираются... Саму катушку можно мотать на чем угодно. Размер - в зависимости от мощности. Кольцо, Ш-сердечник, даже просто на стержне. Но она не должна входить в насыщение. Поэтому если кольцо из феррита, то нужно разрезать и склеить с зазором. Хорошо пойдут большие кольца из компьютерных блоков питания, их резать не надо, они из "рапыленного железа" зазор уже предусмотрен. Если сердечник Ш-образный - ставим не магнитный зазор, бывают с коротким средним керном - эти уже с зазором. Короче, мотаем толстым медным или монтажным проводом (0,5-1,0мм в зависимости от мощности) и числом витков 10-и больше (в зависимости, какое напряжение желаем получить). Подключаем нагрузку на планируемое напряжение небольшой мощности. Подключаем наше творение к аккумулятору через мощную лампу. Если лампа не загорелась в полный накал - берем вольтметр и осцилограф...

Подбираем резисторы R7; R10; R11 и число витков катушки L1, добиваясь задуманного напряжения на нагрузке.

Дроссель Др1 - 5...10 витков толстым проводом на любом сердечнике. Видел даже варианты, где L1 и Др1 намотаны на одном сердечнике. Сам не проверял.

Схема (5)

Это тоже реальная схема повышающего преобразователя, который можно использовать, например для зарядки ноутбука от автомобильного аккумулятора. Компаратор по входам (15);(16) следит за напряжением аккумулятора "донора" и отключит преобразователь, когда напряжение на нем упадет ниже выбранного порога.

Цепь С8; R12; VD2 - так называемый Снаббер, предназначен для подавления индуктивных выбросов. Спасает низковольтный МОСФЕТ, например IRF3205 выдерживает, если не ошибаюсь, (сток - исток) до 50в. Однако здорово уменьшает КПД. И диод и резистор прилично греются. За то увеличивается надежность. В некоторых режимах (схемах) без него просто сразу сгорает мощный транзистор. А бывает работает и без всего этого...Надо смотреть осциллограф...

Схема (6)

Akula0083 фонарик 30w

Реализация вечного фонарика по схема Романа Кортаухова  (ник Akula0083), одна из репликации с более детальной настройкой микросхемы TL494 от Вадима Яркова, надо заменить что в оригинальной схеме присутствует настройка по ограничению напряжению и ограничению по току, тем не менее схема Вадима Яркова заслуживает внимание по скольку в ней есть настройка по частоте и скважности сигнала  что позволяет подогнать резонанс под чистоту феррита или колебательного контура ;) к теме настройке резонансного индуктора было отмечено  тут http://matri-x.ru/energy/generator_tl_494.shtml

1. Схема Вадима Яркова

Описание можно послушать из видео тут https://youtu.be/5P8a52hQrw4

2. Схема оригинала от Akula0083

3. Схема резонансного индуктора от http://matri-x.ru/energy/generator_tl_494.shtml

4. Еще одну схему нашел, с двух транзисторным выходным драйвером (комплементарный повторитель)

Тут у меня подозрение что биполярные транзисторы KT817 && KT816 просто не подайдут и схема будит затухать т.к. Макcимальный постоянный ток коллектора (Ic): 6 - KT817 , а у С945 Макcимальный постоянный ток коллектора (Ic): 0.15, поэтому логичней использовать как на оригинальной схеме и т.д.

5. Общая схема фонарика на ней видна архитектура и физический принцип ферромагнитного блокинг резонанса (если так можно сказать)

P/S да кстати есть удачная репликация от Руслана Калабухова, но об этом попозже и т.д.