Блок питания на UC 3842 схеме

ШИМ-контроллеры – достаточно популярный элемент в схемах импульсных блоков питания. Они способствуют повышению КПД конечного устройства, выступают в роли задающего генератора.

Микросхема UC 3842 реализует ШИМ-контроллер с обратной связью, построенный на базе полевых транзисторов.

Структурная схема (может пригодиться для глубокого понимания принципа работы) выглядит следующим образом.

Рис. 1. Структурная схема

Может поставляться в 16-ти или 8-пиновых корпусах. Распиновка для первого типа будет выглядеть так.

Рис. 2. Распиновка для первого типа

Производителем предполагается несколько вариантов использования данной ИМС, например, в качестве:

Генератора импульсов;
Усилителя сигнала ошибки;
Элемента организации обратной связи по току;
Выключателя по уровню напряжения;
И т.д.

Но самое популярное – построение преобразователей тока и блоков питания.

Простейшая схема, рекомендуемая производителем (можно найти в даташите), выглядит так.

Рис. 3. Простейшая схема, рекомендуемая производителем

Как и всегда с импульсными БП, здесь придётся повозиться с намоткой трансформатора.

Для расчёта его параметров необходимо использовать специальный софт (для непрофессионалов так будет проще и быстрее). Например – Flyback 8.1 и т.п.

В промышленных БП, собранных на той же микросхеме, часто используется типовая схема. Она ниже.

Рис. 4. Типовая схема

Ещё одна проверенная схема.

Рис. 5. Ти повая схема

Реальные БП, собранные по ней, могут длительно отдавать мощность до 60 Вт (20 В, 3 А). При перекомпоновке трансформатора можно добиться и более высокого показателя.

Трансформатор можно намотать на сердечнике, взятом из компьютерного БП, например, из сломанного. Но можно рассчитать и намотать с нуля.

Еще одна схема, но на базе аналогичной микросхемы (из той же серии) – UC3844.

Рис. 6. Схема на базе микросхемы UC3844

Работает она на частоте 100 кГц, обеспечивает выходное напряжение 12 В и силу тока 2 А (24 Вт в итоге). Допускаются колебания входного напряжения с отклонением до 20% от номинала (будет работать даже от напряжения в 175 В).

Номиналы и подробную инструкцию по намотке трансформатора можно найти в этом файле.

UC3844 можно легко заменить на UC3842, но перед этим нужно согласовать рабочую частоту. Это делается за счёт конденсатора в колебательном контуре.

Мнения читателей

zx007 / 15.06.2021 — 23:23

Почему после диодного моста стоит конденсатор на 250 вольт, когда везде ставится на 400 вольт?

В этих схемах НЕТ колебательных контуров! Напротив, с любыми колебаниями ведут непримириую борьбу.

Номиналы и подробную инструкцию по намотке трансформатора можно найти в этом файле. Эта сноска битая.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

ШИМ-контроллер: схема, принцип работы, управление

В определенных условиях приходится монтировать автономные системы электропитания. Неотъемлемой их частью являются модули с аккумуляторными батареями. Заряд таких блоков может происходить от всевозможных источников питания, предоставляющих не всегда стабильные входные параметры.

Оптимальным положением в таких условиях является использование приборов или элементов, способных взять под контроль данный процесс зарядки. Основную роль в подобном случае играет в схеме шим контроллер.

Читайте так же:

Как настроить рубанок ручной

Действующие процессы

Используются чаще всего данные контроллеры для работы с альтернативными источниками энергии, к которым относятся:

ветровые установки;
модули с солнечными батареями;
блоки с гидротурбинами;
дизельные источники питания.

Это делает их востребованными в современных домах и предприятиях.

В мировой научной среде ШИМ расшифровывается как pulse-width modulation (PWM), что в переводе означает широтно-импульсную модуляцию. На деле это – операция управления мощностью, подходящей к потребителю, с помощью коррекции скважности импульсов с неизменной частотой.

Четырехканальный PWM -контроллер

ШИМ регулятор мощности встречается нескольких типов:

цифровой;
аналоговый;
с двумя уровнями;
с тремя уровнями.

ВИДЕО: Принцип работы ШИМ контроллера UC3843 в импульсном блоке питания

Необходимость установки

Обязательно используются контроллеры для схем, в которых присутствуют свинцово-кислотные АКБ. Это связано с тем, что такие элементы питания негативно воспринимают как перезаряд, так и значительное разряжение. В первом случае может произойти быстрый выход из строя батареи за счет закипания электролита или даже взрыва банок с ним. Во втором случае процесс приводит к разрушению пластин.

ШИМ контроллер помогает и щелочным элементам питания, блокируя их перезаряд. Данный элемент разрывает цепь, отсоединяя от источника питания нагрузку.

Нередко для импульсных источников питания или в источники бесперебойного питания встраивают PWM-элементы. Встречаются они и в инверторах.

Интегральный ШИМ-контроллер с токовым режимом управления в компактном корпусе TSOP-6

Обычно разъединение происходит при достижении двенадцативольтовым аккумулятором уровня 10,5 или 11 В. В таком случае за 10 часов непрерывной работы падение емкости составит со 100% до примерно 20%. В процессе более быстрого разряжения емкость будет уменьшаться.

В определенных условиях допускается коррекция напряжения отключения во время изготовления или настроечного процесса. Однако, на прилавках доминирует не регулятор напряжения, а прибор с типовым уровнем выходных параметров.

Не стоит экономить на качественном оборудовании для собственной солнечной или ветряной станции, рекомендуем купить исключительно фирменное оборудование с длительным сроком действия.

Ориентироваться по затратам поможет таблица:

Блок	Период эксплуатации, лет	Стоимость (% от стоимости оборудования)
Солнечный потребитель	25-30	20-30%
Контроллер заряда	10	2-5%
АКБ	2-6	45-60%
Дополнительное оборудование	более 10	10%

Исходя из пропорций затрат, очевидно, что PWM-элементы не являются большой статьей затрат в схеме. При этом они играют важную роль в процессе обеспечения эффективности системы, продлевая срок службы остального оборудования.

Разновидности контроллеров

В фотоэлектрических схемах распространены несколько типов таких элементов. Они дифференцируются не только по стоимости, но и по алгоритмам работы, способам установления параметров тока и пр.

Типовая схема включения ШИМ-контроллера

Наиболее простые по конструкции всего лишь разрывают цепь и блокируют от нее источник, когда на ней достигается определенное напряжение, например, уровень 14,4 В. При падении до уровня 12-13 В блок питания снова собирает цепь для зарядки. В таком цикле степень зарядки АКБ составляет примерно 60%. Стабильный недозаряд приводит к образованию сульфатации на свинцовых пластинах и в скором времени выходе из строя источника питания.

Читайте так же:

Двутавровая балка для чего нужна

Данный тип практически не выпускается серийно, но встречается у мастеров-самоделок. Они выпускают элементы для экономии по бросовым ценам, хотя в итоге экономия оказывается иллюзией из-за скорой поломки АКБ.

PWM регуляторы являются более продвинутой технологией и позволяют дозаряжать КБ до 100%. В процессе получается несколько стадий заряда батареи:

осуществляется подача на клеммы максимального тока, что позволяет АКБ потреблять его весь, поступающий от солнца на модули в данную минуту;
при шим заряде уровень напряжения достигает установленного параметра и осуществляется постоянная поддержка параметра, чтобы избежать газообразования в банках (сила тока медленно снижается);
происходит выравнивание, ведь для большинства АКБ является естественным получение заряда до уровня газообразования при выравнивании напряжения на всех емкостях с электролитом (очищаются пластины, и перемешивается жидкость внутри);
стабилизация и постепенное снижение напряжения проводится, когда батарея получает полный заряд, не допуская перегрева.

Схема с динамическим источником питания и интегрированным высоковольтным пусковым полевым транзистором

Производители предлагают свои контроллеры даже со специальными информативными элементами:

световой индикацией;
жидкокристаллическими экранами;
многофункциональными мониторами.

В определенных моделях встречается функционал, позволяющий определить уровень заряда АКБ. За счет этой опции можно настроить работу под конкретную батарею, пролонгировав ее период эксплуатации.

Для некоторых товаров имеется указание в сертификате о возможности указания уровня заряда в % (state of charge SOC), но не всегда данная опция работает корректно.

Чтобы проконтролировать максимально достоверно SOC, необходимо мониторить несколько циклов зарядки батареи и провести самостоятельный расчет по достаточно громоздким формулам.

Правильный выбор контроллера

В процессе выбора стоит обращать внимание на входные параметры. Оно регламентируется производителями. Параметр указывается в технических данных прибора. Это значение обязано соответствовать напряжению ХХ батареи либо сумме напряжений ХХ нескольких солнечных блоков в последовательном соединении. Рекомендуется добавлять 20%-ный запас.

Общая расчетная мощность батареи подбирается не более, чем перемноженное значение напряжения системы и выходного тока. В этом случае тоже ставим запас в 20%. Если нет возможности самостоятельно провести расчеты, то стоит обратиться к специалистам в электротехнике.

Как работает шим контроллер в блоке питания

Изучаем SSC3S121A ШИМ-контроллер, на примере 715g7574-p01-000-002m

Читайте так же:

Какое масло заливается в редуктор

Компания Philips уж точно не ищет легких проверенных путей и частенько удивляет или даже ставит в тупик своими техническими решениями, как не новый аппарат так новые микросхемы, зачастую на которые невозможно найти никакой документации , по необоснованному усложнению давно изученного переплюнуть Philips могут пожалуй только Sony.

В общем ближе к сути попался блок питания 715g7574-p01-000-002m от телевизора 43PFT5301/60 со слов клиента "во время просмотра щелчок — и тишина" , в общем БП сразу понятно .
Блок питания 715g7574-p01-000-002m построен по однотрансформаторной схеме , то есть нет раздельно дежурного , основного блока питания , а так же раздельного БП на подсветку, есть всего лишь один общий блок питания который в режиме standby (ждущий режим) просто впадает в "спячку", у некоторых это проявляется снижением потребления но напряжение на выходе остается неизменным у других напряжение на выходе также снижается. От этого же блока питания формируется напряжение для подсветки матрицы.
Заправляет этим блоком питания ШИМ контроллер SSC3S121A в корпусе SOP-7 маркировка на корпусе микросхемы 3S121, на момент написания статьи на эту микросхему не найти ни datasheet SSC3S121 ни pdf , а совсем недавно ее нельзя было найти в продаже

Не будем забегать вперед и вернемся к 715g7574-p01-000-002m , после осмотра обнаружил небольшие, едва заметные оплавления на выводах силового MOSFET блока питания, — след от электрической дуги, 11N65 кажется стоял, в некоторых моделях 12N65. Примечательно что транзистор не пробит на коротко , но затвор "уплыл" и тестер видит этот транзистор как биполярный , вся обвязка тоже целая , впаиваем новый транзистор я выбрал TK11A65D но это не принципиально. От подобных пробоев стоит защитится , все тщательно моем ацетоном, на средний вывод транзистора термо-усадочную трубку и после монтажа можно сбрызнуть лаком НЦ, в сторону герметиков я бы смотреть не советовал.

Включаем. тишина конечно.
Нет никаких попыток старта , еще раз проверяем обвязку микросхемы , силового ключа, трансформатор, вторичные цепи и всю цепь питания. Все как бы в норме — остается одно замена ШИМ контроллера SSC3S121 , после замены блок питания конечно сразу заработал .

Но одно дело запустить блок питания, а другое изучить новую микросхему, поэтому давайте попробуем разобраться что в ней и к чему . Примечательно что чаще всего ШИМ контроллеры в корпусах SOP-7 выпускаются со встроенным силовым ключем, для SSC3S121A такая компоновка выбрана из за пускового терминала ST на который в рабочем режиме приходит порядка 310 В. Итак замеры напряжений на рабочей микросхеме (на старой не рабочей в моем случае напряжения были точно такие же)
pin 1 = не измеряем
pin 2 = 2.3 В
pin 4 = 240 В без PFS и 310 В с включенным PFS
pin 5 = не измеряем
pin 6 = 0 В или близко к нулю
pin 7 = питание 12,5 В
pin 8 = общий провод
Напряжение на выходе блока питания в ждущем режиме порядка 8.5 В , в рабочем 12 В

Читайте так же:

Мебельный саморез под шестигранник сверла для

Конфигурации контактов SSC3S121

Теперь давайте разбираться в назначении выводов

. pin 1 = FB/OLP = Управляющий вход для установки коэффициента заполнения коммутирующих импульсов / вход защиты перегрузки по напряжению . К этому выводу подключается оптопара на которую сходятся контроль за выходным напряжением , через нее же осуществляется выход из режима standby
pin 2 = BR = Защита от понижения сетевого напряжения. Если посмотреть на схему то может показаться странным что на этот вывод через резистивную цепочку приходит "переменное напряжение" , на самом деле это не совсем так , не стоит забывать что шина GND уже образованна за диодным мостом , а значит относительно GND и L или GND и N уже постоянное напряжение пусть даже после однополупериодного выпрямителя.
pin 3 = отсутствует
pin 4 = ST = STARTUP это пусковой терминал, на него поступает высокое напряжение ограниченное парой стабилитронов на 39В , поэтому напряжение на выводе ST всегда будет примерно на 80 вольт ниже чем на сетевом конденсаторе (приблизительно 240 В без PFS и 310 В с включенным PFS) это напряжение через стартовую цепь заряжает внешний конденсатор подключенный к выводу Vcc до 13В
pin 5 = DRV = DRIVE выход для управления затвором силового MOSFET
pin 6 = OCP = Вход перегрузки по току , подключается к токовому датчику
pin 7 = Vcc = Вход питающего напряжения , сюда же подключена пусковая цепь от вывода ST
pin 8 = GND = Общий вывод

TL494 схема включения, datasheet

Большая часть современных импульсных блоков питания изготавливается на микросхемах типа TL494, которая является импульсным ШИМ контроллером. Силовая часть изготавливается на мощных элементах, например транзисторах. Схема включения ТЛ494 простая, дополнительных радиодеталей требуется минимум, в datasheet подробно описано.

Варианты модификаций: TL494CN, TL494CD, TL494IN, TL494C, TL494CI.

Так же написал обзоры других популярных ИМС TL431, LM358 LM358N, LM317T.

1. Характеристики и функционал
2. Аналоги
3. Типовые схемы включения для БП на TL494
4. Схемы блоков питания
5. Переделка ATX БП в лабораторный
6. Datasheet
7. Графики электрических характеристик
8. Функционал микросхемы

Характеристики и функционал

Микросхема TL494 разработана как Шим контроллер для импульсных блоков питания, с фиксированной частотой работы. За задания рабочей частоты требуется два дополнительных внешних элемента резистор и конденсатор. Микросхема имеет источник опорного напряжения на 5В, погрешность которого 5%.

Параметр	Значение
Напряжение питания	До 41В
Напряжение усилителя по входу	+0,3В
Напряжение на выходе	До 41В
Ток коллектора	200мА
Тепловая мощность	1Вт
Диапазон по температуре	L = от -25° до +85 ° С = от 0° до +70°

Область применения, указанная производителем:

блоки питания мощностью более 90W AC-DС с PFC;
микроволновые печи;
повышающие преобразователи с 12В на 220В;
источники энергоснабжения для серверов;
инверторы для солнечных батарей;
электрические велосипеды и мотоциклы;
понижающие преобразователи;
детекторы дыма;
настольный компьютеры.

Аналоги

Самыми известными аналогами микросхемы TL494 стали отечественная KA7500B, КР1114ЕУ4 от Fairchild, Sharp IR3M02, UA494, Fujitsu MB3759. Схема включения аналогичны, распиновка может быть другой.

Новая TL594 является аналогом ТЛ494 с повышенной точность компаратора. TL598 аналог ТЛ594 с повторителем на выходе.

Читайте так же:

Классы точности образцовых и рабочих приборов

Типовые схемы включения для БП на TL494

Повышающий преобразователь на 28В

Основные схемы включения TL494 собраны из даташитов различных производителей. Они могут служит основой для разработки аналогичных устройств с похожим функционалом.

Импульсный понижающий преобразователь на 5В

Схемы блоков питания

Сложные схемы импульсных блоков питания TL494 рассматривать не буду. Они требуют множества деталей и времени, поэтому изготавливать своими руками не рационально. Проще у китайцев купить готовый аналогичный модуль за 300-500руб.

Простой и мощный импульсный БП

Повышающий преобразователь с 12 на 220 Вольт.

При сборке повышающих преобразователей напряжения особое внимание уделяйте охлаждению силовых транзисторов на выходе. Для 200W на выходе будет ток около 1А, относительно не много. Тестирование на стабильность работы проводить с максимально допустимой нагрузкой. Необходимую нагрузку лучше всего сформировать из ламп накаливания на 220 вольт, мощностью 20w, 40w, 60w, 100w. Не стоит перегревать транзисторы более чем на 100 градусов. Соблюдайте правила техники безопасности при работе с высоким напряжением. Семь раз померяй, один раз включи.

Повышающий преобразователь на TL494 практически не требуют настройки, повторяемость высокая. Перед сборкой проверьте номиналы резисторов и конденсаторов. Чем меньше будет отклонение, тем стабильней будет работать инвертор с 12 на 220 вольт.

Контроль температуры транзисторов лучше производить термопарой. Если радиатор маловат, то проще поставить вентилятор, чтобы не ставить новый радиатор.

Блок питания на TL494 своими руками мне приходилось изготавливать для усилителя сабвуфера в автомобиле. В то время автомобильные инверторы с 12В на 220В не продавались, и у китайцев не было Aliexpress. В качестве усилителя УНЧ применил микросхему серии TDA на 80W.

За последние 5 лет увеличился интерес с технике с электрическим приводом. Этому поспособствовали китайцы, начавшие массовое производство электрических велосипедов, современных колесо-мотор с высоким КПД. Лучшей реализацией считаю двух колёсные и одноколесные гироскутеры.В 2015 году китайская компания Ninebot купила американской Segway и начал производства 50 видов электрических скутеров типа Сегвея.

Для управления мощным низковольтным двигателем требуется хороший контроллер управления.

Переделка ATX БП в лабораторный

У каждого есть радиолюбителя есть мощный блок питания ATX от компьютера, который выдаёт 5В и 12В. Его мощность от 200вт до 500вт. Зная параметры управляющего контроллера, можно изменить параметры ATX источника. Например повысить напряжение с 12 до 30В. Популярны 2 способа, один от итальянских радиолюбителей.

Рассмотрим итальянский способ, который максимально простой и не требует перемотки трансформаторов. Выход ATX полностью убирается и дорабатывается согласно схеме. Огромное количество радиолюбителей повторили эту схему благодаря своей простоте. Напряжение на выходе от 1В до 30В, сила тока до 10А.

Datasheet

Микросхема настолько популярна, что её выпускает несколько производителей, навскидку я нашел 5 разных даташитов, от Motorola, Texas Instruments и других менее известных. Наиболее полные datasheet TL494 у Моторолы, который и опубликую.

голоса

Рейтинг статьи

Блок питания на UC 3842 схеме