Convertisseur de tension puissant pour amplificateur de voiture. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Actuellement, une vaste gamme de magnétophones radio de différentes catégories de prix est présentée sur le marché de l'équipement automobile. Les autoradios modernes ont généralement 4 sorties ligne (certains ont encore une sortie subwoofer séparée). Ils sont conçus pour être utilisés "en tête" avec des amplificateurs de puissance externes.

De nombreux radioamateurs fabriquent des amplificateurs de puissance de leurs propres mains. La partie la plus difficile d'un amplificateur de voiture est le convertisseur de tension (PV). Dans cet article, nous examinerons le principe de la construction de PN stabilisés basés sur le microcircuit TL494 déjà "populaire" (notre analogue de KR1114EU4).

Unité de contrôle

Nous allons ici détailler de manière très détaillée le fonctionnement du TL494 en mode stabilisation.

Le générateur de tension en dents de scie G1 sert de maître. Sa fréquence dépend des éléments extérieurs de C3R8 et est déterminée par la formule : F=1/(C3R8), où F est la fréquence en Hz ; C3- en Farad ; R8- en ohms. Lors d'un fonctionnement en mode push-pull (notre PN ne fonctionnera que dans ce mode), la fréquence de l'auto-oscillateur du microcircuit doit être deux fois supérieure à la fréquence à la sortie du PN. Pour les calibres du circuit de temporisation indiqués sur le schéma, la fréquence du générateur F = 1 / (0,000000001 * 15000) = 66,6 kHz. La fréquence des impulsions de sortie est d'environ 33 kHz. La tension générée est fournie à 2 comparateurs (A3 et A4), dont les impulsions de sortie sont résumées par l'élément OU D1. De plus, les impulsions à travers les éléments OU - NON D5 et D6 sont envoyées aux transistors de sortie du microcircuit (VT1 et VT2). Des impulsions provenant de la sortie de l'élément D1 arrivent également à l'entrée de comptage du déclencheur D2, et chacune d'elles change l'état du déclencheur. Ainsi, si un "13" logique est appliqué à la broche 1 du microcircuit (comme dans notre cas, + est appliqué à la broche 13 à partir de la broche 14), alors les impulsions aux sorties des éléments D5 et D6 alternent, ce qui est nécessaire pour contrôler un onduleur push-pull. Si le microcircuit est utilisé dans un Pn à cycle unique, la broche 13 est connectée à un fil commun, par conséquent, le déclencheur D2 n'est plus impliqué dans le travail et des impulsions apparaissent simultanément sur toutes les sorties.

L'élément Al est un amplificateur de signal d'erreur dans le circuit de stabilisation de tension de sortie PN. Cette tension est appliquée à la broche 1 du nœud A1. Sur la deuxième sortie - l'exemple de tension obtenu à partir du stabilisateur A1 intégré au microcircuit à l'aide d'un diviseur résistif R5R2. La tension à la sortie A3, proportionnelle à la différence entre les entrées, fixe le seuil de fonctionnement du comparateur A1 et, par conséquent, le rapport cyclique des impulsions à sa sortie. La chaîne R4C4 est nécessaire à la stabilité du stabilisateur.

L'optocoupleur de transistor U1 fournit une isolation galvanique dans le circuit de rétroaction de tension négative. Il fait référence au circuit de stabilisation de la tension de sortie. De plus, le stabilisateur de type parallèle DD1 (TL431 ou notre analogue KR142EN19A) est responsable de la stabilisation.

La chute de tension aux bornes de la résistance R13 est d'environ 2,5 volts. La résistance de cette résistance est calculée en réglant le courant à travers le diviseur résistif R12R13. La résistance de la résistance R12 est calculée par la formule: R12 \u2,5d (Uout-12) / I "où Uout est la tension de sortie du PN; I" est le courant traversant le diviseur résistif R13RXNUMX.

La charge DD1 est une résistance de ballast R11 connectée en parallèle et une diode rayonnante (broche 1,2 de l'optocoupleur U1) avec une résistance de limitation de courant R10. La résistance de ballast crée la charge minimale nécessaire au fonctionnement normal du microcircuit.

IMPORTANT. Il faut tenir compte du fait que la tension de fonctionnement du TL431 ne doit pas dépasser 36 volts (voir la fiche technique du TL431). S'il est prévu de fabriquer un PN avec Uout.> 35 volts, le circuit de stabilisation devra alors être légèrement modifié, comme cela sera expliqué ci-dessous.

Supposons que le PN est conçu pour une tension de sortie de + -35 Volts. Lorsque cette tension est atteinte (sur la broche 1 de DD1, la tension atteint un seuil de 2,5 Volts), le stabilisateur DD1 va "s'ouvrir", la LED de l'optocoupleur U1 va s'allumer, ce qui va entraîner l'ouverture de sa jonction transistor . A la broche 1 de la puce TL494, le niveau "1" apparaîtra. La fourniture d'impulsions de sortie s'arrêtera, la tension de sortie commencera à chuter jusqu'à ce que la tension à la broche 1 du TL431 soit inférieure au seuil de 2,5 Volts. Dès que cela se produit, DD1 "se ferme", la LED de l'optocoupleur U1 s'éteint, un niveau bas apparaît sur la broche 1 du TL494 et le nœud A1 permet de fournir les impulsions de sortie. La tension de sortie atteindra à nouveau +35 Volts. Encore une fois, DD1 "s'ouvrira", la LED de l'optocoupleur U1 s'allumera, et ainsi de suite. C'est ce qu'on appelle le "cycle de service" - lorsque la fréquence d'impulsion est inchangée et que le réglage est effectué par des pauses entre les impulsions.

Le deuxième amplificateur de signal d'erreur (A2) est dans ce cas utilisé comme entrée pour la protection d'urgence. Il peut s'agir d'une unité de contrôle de la température maximale du dissipateur thermique des transistors de sortie, d'une unité de protection UMZCH contre les surcharges de courant, etc. Comme en A1, à travers le diviseur résistif R6R7, la tension de référence est appliquée à la broche 15. La broche 16 aura un niveau "0", car elle est connectée au fil commun via la résistance R9. Si vous appliquez un niveau "16" à la broche 1, le nœud A2 désactivera instantanément la fourniture d'impulsions de sortie. Le PN "s'arrête" et ne démarre que lorsque le niveau "16" réapparaît sur la broche 0.

Le comparateur A3 a pour fonction d'assurer une pause entre les impulsions à la sortie de l'élément D1., même si la tension de sortie de l'amplificateur A1 est hors plage. Le seuil de réponse minimum A3 (lorsque la broche 4 est connectée à un fil commun) est défini par la source de tension interne GI1. Avec une augmentation de la tension à la broche 4, la durée minimale de la pause augmente, par conséquent, la tension de sortie maximale du PS diminue.

Cette propriété est utilisée pour le démarrage progressif PN. Le fait est qu'au moment initial de fonctionnement du PN, les condensateurs des filtres de son redresseur sont complètement déchargés, ce qui équivaut à fermer les sorties sur un fil commun. Le démarrage immédiat du PN à pleine puissance entraînera une énorme surcharge des transistors d'une puissante cascade et leur éventuelle défaillance. Le circuit C2R5 permet un démarrage en douceur et sans surcharge du PN.

Au premier instant après la mise sous tension, C2 est déchargé., Et la tension à la broche 4 de TL494 est proche de +5 Volts reçus du stabilisateur A5. Cela garantit une pause de la durée maximale possible, jusqu'à l'absence totale d'impulsions à la sortie du microcircuit. Lorsque le condensateur C2 est chargé à travers la résistance R5, la tension à la broche 4 diminue, et avec elle la durée de la pause. Dans le même temps, la tension de sortie du PN augmente. Cela continue jusqu'à ce qu'il se rapproche de l'exemple et que la rétroaction stabilisatrice entre en vigueur, dont le principe a été décrit ci-dessus. Une charge supplémentaire du condensateur C2 n'affecte pas les processus dans Stump.

Comme déjà mentionné ici, la tension de fonctionnement du TL431 ne doit pas dépasser 36 volts. Mais que se passe-t-il s'il est nécessaire de recevoir, par exemple, 50 volts du PN ? Faites simple. Il suffit de mettre une diode zener de 15 ... 20 volts dans la coupure du fil positif contrôlé (indiqué en rouge). En conséquence, il "coupera" l'excès de tension (si une diode Zener de 15 volts, alors il coupera 15 volts, s'il s'agit d'une diode de 20 volts, il supprimera en conséquence 431 volts) et le TLXNUMX fonctionnera dans un mode de tension acceptable.

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Sur la base de ce qui précède, un PN a été construit, dont le schéma est illustré dans la figure ci-dessous.

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Un étage intermédiaire est monté sur VT1-VT4R18-R21. La tâche de ce nœud est d'amplifier les impulsions avant qu'elles ne soient transmises aux puissants transistors à effet de champ VT5-VT8.

L'unité de contrôle REM est fabriquée sur VT11VT12R28R33-R36VD2C24. Lorsqu'un signal de commande de la radio +12 Volts est appliqué à "REM IN", le transistor VT12 s'ouvre, qui à son tour ouvre VT11. Une tension apparaît sur la diode VD2, qui alimentera la puce TL494. Lun commence. Si la radio est éteinte, ces transistors se fermeront, le convertisseur de tension "s'arrêtera".

Sur les éléments VT9VT10R29-R32R39VD5C22C23, une unité de protection d'urgence est réalisée. Lorsqu'une impulsion négative est appliquée à l'entrée "PROTECT IN", le PN s'éteint. Il ne sera possible de le démarrer qu'en désactivant et en activant REM. S'il n'est pas prévu d'utiliser ce nœud, les éléments qui lui sont liés devront être exclus du circuit et la broche 16 de la puce TL494 sera connectée à un fil commun.

Dans notre cas, le PN est bipolaire. La stabilisation y est effectuée en fonction de la tension de sortie positive. Pour qu'il n'y ait pas de différence dans les tensions de sortie, le soi-disant "DGS" est utilisé - une self de stabilisation de groupe (L3). Ses deux enroulements sont enroulés simultanément sur un circuit magnétique commun. Procurez-vous un transformateur d'arrêt. La connexion de ses enroulements a une certaine règle - ils doivent être allumés dans le sens opposé. Dans le schéma, les débuts de ces enroulements sont représentés par des points. Grâce à cette inductance, les tensions de sortie des deux bras sont égalisées.

Un rôle important dans Stump est joué par les snubbers - une chaîne RC, qui sert à contourner les oscillations RF / micro-ondes parasites. Leur utilisation affecte favorablement le fonctionnement global du convertisseur, à savoir : la forme du signal de sortie présente moins d'émissions RF parasites qui pénètrent l'alimentation dans l'UMZCH et peuvent provoquer son excitation ; les touches de sortie fonctionnent plus facilement (elles chauffent moins), cela vaut aussi pour le transfo. Leurs avantages sont évidents, il ne faut donc pas les négliger. Sur le schéma, c'est C12R26 ; C13R27; C25R37.

Établissement

Avant la mise sous tension, il est nécessaire de vérifier la qualité de l'installation. Pour établir un PN, un bloc d'alimentation à transformateur d'une capacité d'environ 20 Ampères et avec une limite de régulation de la tension de sortie de 10 ... 16 Volts est nécessaire. Il n'est pas recommandé d'alimenter le PN à partir d'une alimentation d'ordinateur.

Avant d'allumer, vous devez régler la tension de sortie de l'alimentation sur 12 volts. En parallèle avec la sortie PN, connectez des résistances de 2 W 3,3 kOhm aux épaulements positif et négatif. Dessouder la résistance PN R3. Appliquer l'alimentation du PSU au PN (12 Volts). Mon ne devrait pas démarrer. Ensuite, vous devez appliquer un plus à l'entrée REM (mettez un cavalier temporaire sur les bornes + et REM). Si les pièces sont en bon état et que l'installation est effectuée correctement, alors le PN devrait démarrer. Ensuite, vous devez mesurer la consommation de courant (ampèremètre dans l'espace du fil positif). Le courant doit être compris entre 300 et 400 mA. S'il est très différent vers le haut, cela indique que le circuit ne fonctionne pas correctement. Il y a plusieurs raisons, l'une des principales est que le transformateur n'est pas enroulé correctement. Si tout est dans des limites acceptables, vous devez mesurer la tension de sortie à la fois positivement et négativement. Ils devraient être presque identiques. Le résultat est mémorisé ou écrit. Ensuite, à la place de R3, vous devez souder une chaîne en série d'une résistance constante de 27 kOhm et d'un trimmer (peut être variable) de 10 kOhm, sans oublier de couper d'abord l'alimentation du PN. Recommençons PN. Après le démarrage, nous augmentons la tension sur l'alimentation à 14,4 volts. Nous mesurons la tension de sortie du PN de la même manière que lors de la mise sous tension initiale. En tournant l'axe de la résistance d'accord, vous devez régler la tension de sortie, qui était lorsque l'alimentation était de 12 volts. Après avoir éteint le bloc d'alimentation, dessoudez le circuit de résistance série et mesurez la résistance totale. A la place de R3, soudez une résistance constante de même calibre. Nous effectuons une vérification de contrôle.

La deuxième option pour la stabilisation des bâtiments

La figure ci-dessous montre une autre option pour la stabilisation des bâtiments. Dans ce circuit, ce n'est pas son stabilisateur interne qui sert de tension de référence pour la broche 1 du TL494, mais un externe, réalisé sur le stabilisateur de type parallèle TL431. La puce DD1 stabilise la tension de 8 volts pour alimenter le diviseur, composé d'un phototransistor optocoupleur U1.1 et d'une résistance R7. La tension du point médian du diviseur est fournie à l'entrée non inverseuse du premier amplificateur de signal d'erreur du contrôleur TL494 SHI. La tension de sortie du PN dépend également de la résistance R7 - plus la résistance est faible, plus la tension de sortie est faible.Le réglage PN selon ce schéma ne diffère pas de celui de la figure n ° 1. La seule différence est qu'au départ, vous devez définir 8 volts sur la broche 3 de DD1 en utilisant la sélection de la résistance R1.

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Le circuit convertisseur de tension de la figure ci-dessous se distingue par une implémentation simplifiée du nœud REM. Une telle solution de circuit est moins fiable que dans les versions précédentes.

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Les détails

En tant que starter L1, vous pouvez utiliser des selfs DM soviétiques. L2- fait soi-même. Il peut être enroulé sur une tige de ferrite d'un diamètre de 12 ... 15 mm. La ferrite peut être détachée du transformateur horizontal TVS en la broyant sur du carbone au diamètre requis. C'est long, mais efficace. Il est enroulé avec du fil PEV-2 d'un diamètre de 2 mm et contient 12 spires.

En tant que DGS, vous pouvez utiliser l'anneau jaune d'une alimentation d'ordinateur.

Le fil peut être pris PEV-2 avec un diamètre de 1 mm. Il est nécessaire d'enrouler deux fils simultanément, en les plaçant uniformément autour de l'ensemble de l'anneau tour à tour. Connectez selon le schéma (les débuts sont indiqués par des points).

Transformateur. C'est la partie la plus importante du PN, le succès de toute l'entreprise dépend de sa fabrication. En tant que ferrite, il est souhaitable d'utiliser 2500NMS1 et 2500NMS2. Ils ont une dépendance négative à la température et sont conçus pour être utilisés dans des champs magnétiques puissants. Dans les cas extrêmes, vous pouvez utiliser les anneaux M2000NM-1. Le résultat ne sera pas bien pire. Les bagues doivent être prises anciennes, c'est-à-dire celles qui ont été fabriquées avant les années 90. Et même alors, une partie peut être très différente de l'autre. Ainsi, un PN dont le transformateur est enroulé sur un anneau peut montrer d'excellents résultats, et un PN dont le transformateur est enroulé avec le même fil, sur un anneau de même taille et marquage, mais d'un lot différent, peut montrer un résultat dégoûtant. Voici comment vous entrez. Pour cela, il existe un article sur Internet "Bald Calculator". Avec lui, vous pouvez choisir les sonneries, la fréquence du CG et le nombre de tours du primaire.

Si un anneau de ferrite 2000NM-1 40/25/11 est utilisé, l'enroulement primaire doit contenir 2 * 6 tours. Si l'anneau est 45/28/12, alors, respectivement, 2 * 4 tours. Le nombre de tours dépend de la fréquence de l'oscillateur maître. Il existe maintenant de nombreux programmes qui, en fonction des données saisies, calculeront instantanément tous les paramètres nécessaires.

J'utilise des anneaux 45/28/12. En primaire, j'utilise un fil PEV-2 d'un diamètre de 1 mm. L'enroulement contient 2 * 5 tours, chaque demi-enroulement se compose de 8 fils, c'est-à-dire qu'un "bus" de 16 fils est enroulé, ce qui sera discuté ci-dessous (j'avais l'habitude d'enrouler 2 * 4 tours, mais avec quelques ferrites je dû augmenter la fréquence - d'ailleurs, cela peut être fait en réduisant la résistance R14). Mais d'abord, concentrons-nous sur l'anneau.

Initialement, l'anneau de ferrite a des arêtes vives. Ils doivent être broyés (arrondis) avec un gros émeri ou une lime - car c'est plus pratique pour quelqu'un. Ensuite, enveloppez l'anneau avec du ruban de papier blanc molaire en deux couches. Pour ce faire, nous déroulons un morceau de ruban adhésif de 40 centimètres de long, le collons sur une surface plane et coupons des bandes de 10 ... 15 mm de large avec une lame le long de la règle. Avec ces rayures nous allons l'isoler. Idéalement, bien sûr, il vaut mieux ne pas envelopper l'anneau avec quoi que ce soit, mais poser les enroulements directement sur la ferrite. Cela affectera favorablement le régime de température du transformateur. Mais comme on dit, Dieu sauve le coffre-fort, alors on l'isole.

Sur le "blanc" résultant, nous enroulons l'enroulement primaire. Certains radioamateurs enroulent d'abord le secondaire, puis seulement le primaire dessus. Je ne l'ai pas essayé donc je ne peux rien en dire de bien ou de mal. Pour ce faire, nous enroulons un fil régulier sur l'anneau, en plaçant uniformément le nombre de tours calculé autour de l'ensemble du noyau. Nous fixons les extrémités avec de la colle ou de petits morceaux de ruban adhésif. Maintenant, nous prenons un morceau de notre fil émaillé et l'enroulons le long de ce fil. Ensuite, prenez le deuxième morceau et enroulez-le uniformément à côté du premier fil. Nous le faisons avec tous les fils de l'enroulement primaire. Le résultat final devrait être une ligne lisse. Après l'enroulement, nous appelons tous ces fils et les divisons en 2 parties - l'une d'elles sera un demi-enroulement et l'autre sera la seconde. On relie le début de l'un à la fin de l'autre. Ce sera la borne centrale du transformateur. Maintenant, nous enroulons le secondaire. Il arrive que l'enroulement secondaire, en raison du nombre relativement important de spires, ne puisse tenir dans une seule couche. Par exemple, nous devons enrouler 21 tours. Ensuite, nous procédons comme suit: dans la première couche, nous placerons 11 tours et dans la seconde - 10. Nous n'enroulerons plus un fil, comme c'était le cas avec le primaire, mais immédiatement "pneu". Les fils doivent être essayés pour être posés de manière à ce qu'ils soient bien ajustés et qu'il n'y ait pas toutes sortes de boucles et "d'agneaux". Après bobinage, on appelle aussi demi-bobinages et connectons le début de l'un à la fin de l'autre. En conclusion, nous trempons le transformateur fini dans du vernis, séchez, trempez, séchez, etc. plusieurs fois. Comme mentionné ci-dessus, beaucoup dépend de la qualité du transformateur.

Presque chaque personne qui fabrique un amplificateur de voiture avec PN calcule des cartes pour des dimensions strictement définies. Pour lui faciliter la tâche, je présente les circuits imprimés des oscillateurs maîtres au format Sprint Layout-4.

Télécharger les circuits imprimés

Voici quelques photos de PN qui ont été réalisés selon ces schémas :

Auteur: qwert390; Publication : cxem.net

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