Финальная версия тут

 

Товарищи.  Обнаружился косяк в драйвере IR2104 - похоже паленая партия.

2014.02.02Regulyator napryageniya i toka TL494 IR2104 NE555

Полазив по интернету, я не нашел ни одной схемы регулятора напряжения и самое главное тока - на современной элементной базе. Все они

были либо аналоговыми, либо с биполярными транзисторами, в ключевом включении. Я опробовал одну из них.

http://sxemy.103mb.ru/pict/1303913659722443.jpg

Тока более 2,5 ампер, без значительного нагрева транзистора КТ818, я не получил. При попытке снять около 4 ампер - сгорел транзистор и диод шотки. Надо уточнить - они были без радиаторов. Что, впрочем, не меняет ситуации. Задумавшись, как применить в этом включении P-канальный полевик - наткнулся на описание его работы. Тепловыделение, за счет большого сопротивления на открытом переходе, слишком большое - о хорошем кпд можно было забыть. Решено было использовать N-канальные полевики управляемые драйвером верхнего ключа. В качестве драйвера был использован полумостовой драйвер IR2104, как самый доступный. Схема его включения предполагает работу верхнего ключа в обычном для него режиме, а нижнего в качестве синхронного диода. В моменты, когда верхний ключ закрывается, а неиспользуемую энергию дросселя можно еще пустить в нагрузку, открываемый драйвером нижний ключ делает это. Проблема поджидающая меня в результате испытаний в работе заключалась в том, что схема корректно работала только если выходное стабилизируемое напряжение было ниже входного на 4 вольта. Либо, если к выходу была подключена нагрузка с током не менее 50мА. В остальных других случаях схема переставала работать, выдавая на выходе около половины питающего напряжения. Выяснение причин этого выявило проблему зарядки бутстрепного конденсатора. Он подзаряжается в моменты выключения верхнего ключа. После этого использует накопленную в нем энергию для открытия верхнего ключа. При частом длительном открытии верхнего ключа и редким открытием нижнего его функционирование нарушается. Минимальный  дедтайм и максимальное заполнение управляющих импульсов, для максимального выходного напряжения, не дают полноценно зарядить бутстрепную емкость. Фирма IR в таких случаях предлагает использовать схему принудительной накачки бутстрепной емкости. Она организована на таймере NE555 и содержит небольшое количество элементов. Работая на частоте около 7,5кГц, она поднимает в два раза питающее ее напряжение диодно - конденсаторным удвоителем, подпитывая им бутстрепную емкость. В таком включении схема показала хорошую работоспособность. На холостом ходу она обеспечивает напряжение на выходе всего лишь на 0,3 вольта ниже входного. Потребляемый ток на холостом ходу 25-35 мА. Диапазон входного - от 15 до 30 вольт. Верхний порог его ограничен возможностью стабилизатора lM7815 и напряжением ключующих мосфетов (30В и 55 вольт соответственно). Максимальный выходной ток ограничен возможностями ключевых транзисторов, выходного дросселя и шунтирующим сопротивлением.

Схема мало требовательна к номиналам деталей. Не требует наладки. При правильной сборке начинает работать сразу же. Пока идут полевые испытания дроссель используется от компьютерного БП. Колечко пермалоя с 30 витками обмотки из двух сложенных вместе проводов миллиметрового сечения. Частота работы схемы около 25 КГц.

В испытаниях на печатке ниже, я нагружал схему выходным током около 3.5А. Нагрев полевых транзисторов, без радиаторов на ощупь был градусов 40-45. Градусов до 45 грелся шунт на 0,1Ом. Шунта меньшего номинала у меня не оказалось. Основной источник нагрева - дроссель. Сейчас изучаю методы снижения нагрева дросселей. Чуть позже проведу испытания на КПД и выложу результаты с фотографиями. Данную кострукцию планируется использовать для питания светодиодных лент, USB устройств, зарядки аккумуляторов. Принимаются советы по оптимизации.      

 

 Вот печатка. Уже опробованная. Все силовые шины были основательно залиты толстым слоем олова. На максимальной ширине импульса на затворах вполне приличная трапеция. Звона не заметил. Запитывалось от автомобильного зарядного устройства орион с выходом 14,7, от блока питания ноутбука 19в*8А и от двух автоаккумуляторов подключенных последовательно.

2014.02.03 Regulyator toka TL494 iR2104 NE555

 

Тут обнаружил страное поведение IR2104 не открывается нижний ключ. 

Отыскал на форуме вот такую распечатку логики работы драйвера.

IN - 1, SD - 1, HO - 1, LO - 0 
IN - 0, SD - 1, HO - 0, LO - 0 
IN - 1, SD - 0, HO - 0, LO - 0 
IN - 0, SD - 0, HO - 0, LO - 1

Из которой следует что если вы купили такие же микросхемы как я - работа схемы возможна только когда вы выкинете R12 и замкнете ногу 2 драйвера на ногу 3. 

2014.02.21 В результате экспериентов выяснилось что для того чтобы снизить самовозбуждение необходимо повесить резистор номиналом 100К между второй и третьей ногой TLки. 

Очень желательно использовать экранированные провода для подключения переменных резисторов. 

 2014.02.24 А также резистор 980-1500 ом между 3 и 15 ногой. Ура товарищи! В результате долгих испытаний достигнут КПД 92,25 процентов! Ключи почти не нагреваются. Частота работы схемы - 52КГц. Греется только дроссель. Горячо, но терпимо, на выходном токе 9А и 9В на выходе при 19 входных вольтах. На пяти амперах все чуть теплое. Почти неслышно свистит. Схема претерпела изменения. А так же были замечены некоторые особенности. О них я расскажу в следующей статье.   

2014.02.25 Следующая ревизия схемы и печатной платы V4.0

Комментарии   

0 #3 Super User 19.04.2015 21:47
Да. Абсолютно согласен. Все это учтено в стабильно работающей последней редакции. Статьи со схемами оставлены только как демонстрация принципа работы. Чуть позже допишу что статья не учитывает всех нюансов работы тлки. Когда разрабатывал ее имел весьма смутное понимание о чоперах и о tl494 в частности.
0 #2 Евгений 19.04.2015 14:30
для ликвидации свиста необходима вклшючение конденсатора 0,1 мкф между 3 и 2 ногой а так же 3 и 15 (а вообще там RC цепь должна быть). и сразу все свисты пропадают. еще не плохо поставить на 14 ногу кондер 0,1 мкф
+1 #1 Дмитрий 29.11.2014 21:25
Так, мнение.... 818 и 825 существенно отличаются по коэффициенту усиления. По идее 818 не должен был полностью открываться учитывая ток базы менее 30 ма

Зарегистрируйтесь, чтобы отправить комментарий.