1. תכונות ה-IP

מעגלי הגנת ION ותת-מתח. המעגל נדלק כאשר הכוח מגיע לסף של 5.5..7.0 V (ערך אופייני 6.4V). עד לרגע זה, אפיקי הבקרה הפנימיים אוסרים על פעולת הגנרטור והחלק הלוגי של המעגל. זרם ללא עומס במתח אספקה ​​+15V (טרנזיסטורי מוצא מושבתים) הוא לא יותר מ-10 mA. ION +5V (+4.75..+5.25 V, ייצוב פלט לא גרוע מ-+/- 25mV) מספק זרם זורם של עד 10 mA. ניתן להגביר את ה-ION רק באמצעות עוקב פולט n-p-n (ראה TI עמודים 19-20), אך המתח במוצא של "מייצב" כזה יהיה תלוי מאוד בזרם העומס.

מחולל יוצר מתח שן מסור של 5..+0V (המשרעת נקבעת על ידי ה-ION) על קבל התזמון Ct (פין 3.0) עבור TL494 Texas Instruments ו-0...+2.8V עבור TL494 Motorola (מה אנחנו יכולים לצפות מאחרים?), בהתאמה, עבור TI F =1.0/(RtCt), עבור Motorola F=1.1/(RtCt).

תדרי הפעלה מ-1 עד 300 קילו-הרץ מקובלים, עם הטווח המומלץ Rt = 1...500 kOhm, Ct = 470pF...10 μF. במקרה זה, סחיפת הטמפרטורה האופיינית של התדר היא (באופן טבעי, מבלי לקחת בחשבון את הסחיפה של רכיבים מחוברים) +/-3%, וסחיפת התדר בהתאם למתח האספקה ​​היא בטווח של 0.1% על כל הטווח המותר.

כדי לכבות את הגנרטור מרחוק, ניתן להשתמש במפתח חיצוני כדי לקצר את הכניסה Rt (6) ליציאה של ה-ION, או לקצר את Ct לאדמה. כמובן, יש לקחת בחשבון את התנגדות הדליפה של המתג הפתוח בעת בחירת Rt, Ct.

קלט בקרת שלב מנוחה (מחזור עבודה) דרך השוואת פאז המנוחה, מגדיר את ההפסקה המינימלית הנדרשת בין הפולסים בזרועות המעגל. זה הכרחי הן כדי למנוע זרם דרך בשלבי ההספק מחוץ ל-IC, והן עבור פעולה יציבה של ההדק - זמן המיתוג של החלק הדיגיטלי של TL494 הוא 200 ns. אות המוצא מופעל כאשר המסור חורג מהמתח בכניסת בקרה 4 (DT) ב-Ct. בתדרי שעון עד 150 קילו-הרץ עם מתח בקרה אפס, שלב המנוחה = 3% מהתקופה (הטיה שווה ערך של אות הבקרה 100..120 mV), בתדרים גבוהים התיקון המובנה מרחיב את שלב המנוחה ל-200. .300 ns.

באמצעות מעגל קלט ה-DT, ניתן להגדיר שלב מנוחה קבוע (מחלק R-R), מצב התחלה רכה (R-C), כיבוי מרחוק (מקש), וגם להשתמש ב-DT ככניסת בקרה ליניארית. מעגל הקלט מבוסס על טרנזיסטורי pnp, כך שזרם הכניסה (עד 1.0 µA) זורם מה-IC ולא לתוכו. הזרם די גדול, ולכן יש להימנע מנגדים בעלי התנגדות גבוהה (לא יותר מ-100 קילו אוהם). ראה TI, עמוד 23 לדוגמא של הגנת נחשולי מתח באמצעות דיודת זנר TL3 (430) בעלת 431 עופרת.

מגברי שגיאה - למעשה, מגברים תפעוליים עם Ku = 70..95 dB במתח קבוע (60 dB לסדרה מוקדמת), Ku = 1 ב-350 קילו-הרץ. מעגלי הקלט מורכבים באמצעות טרנזיסטורי pnp, כך שזרם הכניסה (עד 1.0 µA) זורם מה-IC ולא לתוכו. הזרם גדול למדי עבור המגבר, גם מתח ההטיה גבוה (עד 10 mV), ולכן יש להימנע מנגדים בעלי התנגדות גבוהה במעגלי הבקרה (לא יותר מ-100 קילו אוהם). אבל הודות לשימוש בכניסות pnp, טווח מתח הכניסה נע בין -0.3V ל-Vsupply-2V.

היציאות של שני המגברים משולבות על ידי דיודה OR. המגבר שמתח המוצא שלו גבוה יותר משתלט על הלוגיקה. במקרה זה, אות המוצא אינו זמין בנפרד, אלא רק מהפלט של הדיודה OR (גם הקלט של משווה השגיאות). לפיכך, רק מגבר אחד יכול לעבור לולאה במצב קו. מגבר זה סוגר את לולאת המשוב הליניארית הראשית במתח המוצא. במקרה זה, המגבר השני יכול לשמש כמשוואה - למשל כאשר חריגה מזרם המוצא, או כמפתח לאות אזעקה לוגי (התחממות יתר, קצר חשמלי וכו'), כיבוי מרחוק וכו'. כניסות ההשוואה קשורות ל-ION, ואות לוגי מאורגן באותות האזעקה של OR השני (אפילו טוב יותר - אותות מצב לוגיים ונורמליים).

כאשר משתמשים במערכת הפעלה תלוית תדר RC, כדאי לזכור שהיציאה של המגברים היא למעשה חד-קצה (דיודה סדרתית!), כך שהיא תטען את הקיבול (למעלה) וייקח הרבה זמן לפרוק כלפי מטה. המתח במוצא הזה הוא בטווח של 0..+3.5V (קצת יותר מהנדנדה של הגנרטור), ואז מקדם המתח יורד בחדות ובערך 4.5V במוצא המגברים רוויים. כמו כן, יש להימנע מנגדים בעלי התנגדות נמוכה במעגל המוצא של המגבר (לולאת משוב).

מגברים לא מתוכננים לפעול בתוך מחזור שעון אחד של תדר הפעולה. עם עיכוב התפשטות האות בתוך המגבר של 400 ns, הם איטיים מדי בשביל זה, ולוגיקת בקרת ההדק לא מאפשרת זאת (פולסי צד יופיעו במוצא). במעגלי PN אמיתיים, תדר החיתוך של מעגל מערכת ההפעלה נבחר בסדר גודל של 200-10000 הרץ.

לוגיקת בקרת טריגר ופלט - עם מתח אספקה ​​של לפחות 7V, אם מתח המסור בגנרטור גדול יותר מאשר בכניסת הבקרה DT, и אם מתח המסור גדול יותר מאשר בכל אחד ממגברי השגיאה (בהתחשב בספים ובקיזוזים המובנים) - יציאת המעגל מופעלת. כאשר הגנרטור מאופס ממקסימום לאפס, היציאות מנותקות. טריגר עם פלט פרפאזה מחלק את התדר לשניים. עם 0 לוגי בכניסה 13 (מצב פלט), שלבי ההדק משולבים על ידי OR ומסופקים בו זמנית לשתי היציאות; עם 1 לוגי, הם מסופקים בשלב לכל פלט בנפרד.

טרנזיסטורי פלט - n-p-n Darlingtons עם הגנה תרמית מובנית (אך ללא הגנת זרם). לפיכך, ירידת המתח המינימלית בין הקולט (בדרך כלל סגור לאפיק החיובי) לבין הפולט (בעומס) היא 1.5 וולט (אופייני ב-200 mA), ובמעגל עם פולט משותף זה קצת יותר טוב, 1.1 V אופייני. זרם המוצא המרבי (עם טרנזיסטור אחד פתוח) מוגבל ל-500 mA, ההספק המרבי עבור השבב כולו הוא 1 ואט.

2. תכונות היישום

עבודה על השער של טרנזיסטור MIS. משחזרי פלט

כאשר פועלים על עומס קיבולי, שהוא בדרך כלל השער של טרנזיסטור MIS, טרנזיסטורי המוצא TL494 מופעלים על ידי עוקב פולט. כאשר הזרם הממוצע מוגבל ל-200 mA, המעגל מסוגל לטעון במהירות את השער, אך אי אפשר לפרוק אותו כשהטרנזיסטור כבוי. פריקת השער באמצעות נגד מוארק אף היא איטית באופן לא מספק. אחרי הכל, המתח על פני קיבול השער יורד באופן אקספוננציאלי, וכדי לכבות את הטרנזיסטור יש לפרוק את השער מ-10V לא יותר מ-3V. זרם הפריקה דרך הנגד תמיד יהיה פחות מזרם הטעינה דרך הטרנזיסטור (והנגד יתחמם לא מעט, ויגנוב את זרם המתג בעת תנועה למעלה).

אפשרות א'. מעגל פריקה דרך טרנזיסטור pnp חיצוני (הושאל מאתר האינטרנט של שיכמן - ראה "ספק כוח מגבר ג'נסן"). בעת טעינת השער, הזרם הזורם דרך הדיודה מכבה את טרנזיסטור ה-pnp החיצוני, כאשר יציאת ה-IC כבויה, הדיודה כבויה, הטרנזיסטור נפתח ופורק את השער לאדמה. מינוס - זה עובד רק על קיבולי עומס קטנים (מוגבלים על ידי העתודה הנוכחית של טרנזיסטור היציאה IC).

בעת שימוש ב-TL598 (עם פלט push-pull), הפונקציה של צד הביט הנמוך כבר מחוברת בשבב. אפשרות א' אינה מעשית במקרה זה.

אפשרות ב'. משחזר משלים עצמאי. מכיוון שעומס הזרם הראשי מטופל על ידי טרנזיסטור חיצוני, הקיבולת (זרם הטעינה) של העומס היא כמעט בלתי מוגבלת. טרנזיסטורים ודיודות - כל HF עם מתח רוויה נמוך ו-Ck, ורזרבת זרם מספקת (1A לפולס או יותר). לדוגמה, KT644+646, KT972+973. יש להלחים את ה"אדמה" של הרפיטר ישירות ליד מקור מתג ההפעלה. יש לעקוף את הקולטים של הטרנזיסטורים החזרים עם קיבול קרמי (לא מוצג בתרשים).

איזה מעגל לבחור תלוי בעיקר באופי העומס (קיבול השער או מטען מיתוג), תדר ההפעלה ודרישות הזמן לקצוות הדופק. והם (החזיתות) צריכים להיות מהירים ככל האפשר, כי זה במהלך תהליכים חולפים על מתג MIS שרוב הפסדי החום מתפוגגים. אני ממליץ לפנות לפרסומים באוסף International Rectifier לניתוח מלא של הבעיה, אך אסתפק בדוגמה.

לטרנזיסטור חזק - IRFI1010N - יש מטען כולל ייחוס על השער Qg = 130 nC. זה לא עניין של מה בכך, מכיוון שלטרנזיסטור יש שטח ערוץ גדול במיוחד כדי להבטיח התנגדות ערוץ נמוכה במיוחד (12 mOhm). אלו המקשים הנדרשים בממירי 12V, כאשר כל מיליאוהם נחשב. כדי להבטיח שהערוץ נפתח, יש לספק לשער Vg=+6V ביחס לאדמה, בעוד שהטעינה הכוללת של השער היא Qg(Vg)=60nC. כדי לפרוק באופן אמין שער טעון ל-10V, יש צורך להמיס Qg(Vg)=90nC.

בתדר שעון של 100 קילו-הרץ ומחזור עבודה כולל של 80%, כל זרוע פועלת במצב 4 מיקרו-שניות פתוח - 6 מיקרו-שניות סגור. הבה נניח שמשך הזמן של כל חזית דופק לא צריך להיות יותר מ-3% מהמצב הפתוח, כלומר. tf=120 ns. אחרת, הפסדי חום על המפתח גדלים בחדות. לפיכך, זרם הטעינה הממוצע המינימלי המקובל Ig+ = 60 nC/120 ns = 0.5A, זרם הפריקה Ig- = 90 nC/120 ns = 0.75A. וזאת מבלי לקחת בחשבון את ההתנהגות הלא ליניארית של קיבולי השער!

בהשוואת הזרמים הנדרשים עם המגבילים עבור ה-TL494, ברור שהטרנזיסטור המובנה שלו יפעל בזרם המגביל, וככל הנראה לא יתמודד עם טעינה בזמן של השער, ולכן הבחירה נעשית לטובת א. עוקב משלים. בתדר הפעלה נמוך יותר או עם קיבול שער מתג קטן יותר, אפשרית גם אפשרות עם פער ניצוץ.

2. יישום הגנת זרם, התחלה רכה, הגבלת מחזור עבודה

ככלל, נגד סדרה במעגל העומס מתבקש לפעול כחיישן זרם. אבל הוא יגנוב וולט ו-ואט יקרים במוצא הממיר, ורק ינטר את מעגלי העומס, ולא יוכל לזהות קצרים במעגלים הראשוניים. הפתרון הוא חיישן זרם אינדוקטיבי במעגל הראשי.

החיישן עצמו (שנאי זרם) הוא סליל טורואידי מיניאטורי (הקוטר הפנימי שלו צריך, בנוסף לליפוף החיישן, לעבור בחופשיות את חוט הפיתול הראשי של שנאי הכוח הראשי). אנו מעבירים את החוט של הפיתול הראשוני של השנאי דרך הטורוס (אך לא את חוט ה"קרקע" של המקור!). הגדרנו את קבוע זמן העלייה של הגלאי לכ-3-10 תקופות של תדר השעון, את זמן ההתפרקות לפי 10 יותר, בהתבסס על זרם התגובה של המצמד האופטו (כ-2-10 mA עם ירידת מתח של 1.2-1.6 V).

בצד ימין של התרשים יש שני פתרונות טיפוסיים עבור TL494. מחלק Rdt1-Rdt2 מגדיר את מחזור העבודה המקסימלי (שלב מנוחה מינימלי). לדוגמה, עם Rdt1=4.7 kOhm, Rdt2=47 kOhm במוצא 4 המתח הקבוע הוא Udt=450mV, המתאים לשלב מנוחה של 18..22% (בהתאם לסדרת ה-IC ותדר הפעולה).

כאשר המתח מופעל, Css נפרק והפוטנציאל בכניסת DT שווה ל-Vref (+5V). Css נטען באמצעות Rss (המכונה Rdt2), ומוריד בצורה חלקה את הפוטנציאל DT לגבול התחתון המוגבלת על ידי המחלק. זוהי "התחלה רכה". עם Css = 47 μF והנגדים המצוינים, יציאות המעגל נפתחות 0.1 שניות לאחר ההפעלה, ומגיעות למחזור העבודה תוך 0.3-0.5 שניות נוספות.

במעגל, בנוסף ל-Rdt1, Rdt2, Css, קיימות שתי דליפות - זרם הדליפה של המצמד האופטו (לא גבוה מ-10 μA בטמפרטורות גבוהות, כ-0.1-1 μA בטמפרטורת החדר) וזרם הבסיס של ה-IC טרנזיסטור קלט הזורם מכניסת DT. כדי להבטיח שזרמים אלו לא ישפיעו באופן משמעותי על דיוק המחלק, Rdt2=Rss נבחר לא גבוה מ-5 kOhm, Rdt1 - לא גבוה מ-100 kOhm.

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר