Tl494 ఉపయోగించి అధిక శక్తి అధిక సామర్థ్యం గల బక్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్

ఒక బక్ మార్పిడి (స్టెప్-డౌన్ కన్వర్టర్) వోల్టేజ్ డౌన్ దశలను స్థిరమైన శక్తి సమతుల్యత కొనసాగిస్తూ ఒక DC-టు-DC మార్పిడి మార్పిడి ఉంది. బక్ కన్వర్టర్ యొక్క ప్రధాన లక్షణం సామర్థ్యం, ​​అంటే బోర్డులో బక్ కన్వర్టర్‌తో, విస్తరించిన బ్యాటరీ జీవితం, తగ్గిన వేడి, చిన్న పరిమాణం మరియు మెరుగైన సామర్థ్యాన్ని మేము ఆశించవచ్చు. మేము ఇంతకుముందు కొన్ని సాధారణ బక్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్లను తయారు చేసాము మరియు దాని ప్రాథమికాలను మరియు డిజైన్ సామర్థ్యాన్ని వివరించాము.

కాబట్టి, ఈ వ్యాసంలో, మేము ప్రముఖ TL494 IC ఆధారంగా అధిక-సామర్థ్య బక్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్‌ను రూపొందించడానికి, లెక్కించడానికి మరియు పరీక్షించబోతున్నాము మరియు చివరికి, సర్క్యూట్ యొక్క పని & పరీక్షా భాగాన్ని చూపించే వివరణాత్మక వీడియో ఉంటుంది, కాబట్టి లేకుండా మరింత శ్రమ, ప్రారంభిద్దాం.

బక్ కన్వర్టర్ ఎలా పని చేస్తుంది?

పై బొమ్మ చాలా ప్రాథమిక బక్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్ చూపిస్తుంది. బక్ కన్వర్టర్ ఎలా పనిచేస్తుందో తెలుసుకోవడానికి, నేను సర్క్యూట్‌ను రెండు షరతులుగా విభజించబోతున్నాను. ట్రాన్సిస్టర్ ఆన్‌లో ఉన్నప్పుడు మొదటి షరతు, ట్రాన్సిస్టర్ ఆఫ్‌లో ఉన్నప్పుడు తదుపరి షరతు.

ట్రాన్సిస్టర్ ఆన్ స్టేట్

ఈ దృష్టాంతంలో, డయోడ్ ఓపెన్ సర్క్యూట్ స్థితిలో ఉందని మనం చూడవచ్చు ఎందుకంటే ఇది రివర్స్-బయాస్డ్ స్థితిలో ఉంది. ఈ పరిస్థితిలో, కొన్ని ప్రారంభ ప్రవాహం లోడ్ ద్వారా ప్రవాహాన్ని ప్రారంభిస్తుంది, కాని కరెంట్ ఇండక్టర్ ద్వారా పరిమితం చేయబడుతుంది, తద్వారా ఇండక్టర్ కూడా క్రమంగా ఛార్జ్ అవ్వడం ప్రారంభిస్తుంది. అందువల్ల, సర్క్యూట్ యొక్క ఆన్-టైమ్ సమయంలో, కెపాసిటర్ చక్రం ద్వారా ఛార్జ్ చక్రాన్ని నిర్మిస్తుంది మరియు ఈ వోల్టేజ్ లోడ్ అంతటా ప్రతిబింబిస్తుంది.

ట్రాన్సిస్టర్ ఆఫ్ స్టేట్

ట్రాన్సిస్టర్ ఆఫ్ స్థితిలో ఉన్నప్పుడు, ప్రేరక L1 లో నిల్వ చేయబడిన శక్తి కూలిపోతుంది మరియు బాణాలతో సర్క్యూట్లో చూపిన విధంగా డయోడ్ D1 ద్వారా తిరిగి ప్రవహిస్తుంది. ఈ పరిస్థితిలో, ఇండక్టర్ అంతటా వోల్టేజ్ రివర్స్ ధ్రువణతలో ఉంటుంది మరియు కాబట్టి డయోడ్ ఫార్వర్డ్-బయాస్ స్థితిలో ఉంటుంది. ఇప్పుడు ఇండక్టర్ యొక్క కుప్పకూలిన అయస్కాంత క్షేత్రం కారణంగా, ఇండక్టర్ ఛార్జ్ అయిపోయే వరకు కరెంట్ లోడ్ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది. ట్రాన్సిస్టర్ ఆఫ్ స్థితిలో ఉన్నప్పుడు ఇవన్నీ జరుగుతాయి.

ఇండక్టర్ దాదాపుగా నిల్వ చేయబడిన శక్తి లేకుండా ఉన్నప్పుడు, లోడ్ వోల్టేజ్ మళ్లీ పడటం ప్రారంభమవుతుంది, ఈ పరిస్థితిలో, కెపాసిటర్ సి 1 ప్రస్తుతానికి ప్రధాన వనరుగా మారుతుంది, తదుపరి చక్రం ప్రారంభమయ్యే వరకు ప్రస్తుత ప్రవాహాన్ని ఉంచడానికి కెపాసిటర్ ఉంది మళ్ళీ.

ఇప్పుడు స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీని మరియు స్విచ్చింగ్ సమయాన్ని మార్చడం ద్వారా, బక్ కన్వర్టర్ నుండి 0 నుండి విన్ వరకు ఏదైనా అవుట్పుట్ పొందవచ్చు.

IC TL494

ఇప్పుడు TL494 బక్ కన్వర్టర్‌ను నిర్మించటానికి ముందు, PWM కంట్రోలర్ TL494 ఎలా పనిచేస్తుందో తెలుసుకుందాం.

TL494 IC లో 8 ఫంక్షనల్ బ్లాక్స్ ఉన్నాయి, అవి క్రింద చూపించబడ్డాయి మరియు వివరించబడ్డాయి.

1. 5-V రిఫరెన్స్ రెగ్యులేటర్

5V అంతర్గత రిఫరెన్స్ రెగ్యులేటర్ అవుట్పుట్ REF పిన్, ఇది IC యొక్క పిన్ -14. పల్స్-స్టీరింగ్ ఫ్లిప్-ఫ్లాప్, ఓసిలేటర్, డెడ్-టైమ్ కంట్రోల్ కంపారిటర్ మరియు పిడబ్ల్యుఎం కంపారిటర్ వంటి అంతర్గత సర్క్యూట్లకు స్థిరమైన సరఫరాను అందించడానికి రిఫరెన్స్ రెగ్యులేటర్ ఉంది. అవుట్పుట్ను నియంత్రించడానికి బాధ్యత వహించే లోపం యాంప్లిఫైయర్లను నడపడానికి రెగ్యులేటర్ ఉపయోగించబడుతుంది.

గమనిక! సూచన అంతర్గతంగా ± 5% యొక్క ఖచ్చితమైన ఖచ్చితత్వానికి ప్రోగ్రామ్ చేయబడింది మరియు 7V నుండి 40 V యొక్క ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ పరిధిలో స్థిరత్వాన్ని నిర్వహిస్తుంది. 7V కన్నా తక్కువ ఇన్పుట్ వోల్టేజీల కోసం, రెగ్యులేటర్ ఇన్పుట్ యొక్క 1V లోపు సంతృప్తమవుతుంది మరియు దానిని ట్రాక్ చేస్తుంది.

2. ఓసిలేటర్

ఓసిలేటర్ వివిధ కంట్రోల్ సిగ్నల్స్ కోసం డెడ్ టైమ్ కంట్రోలర్ మరియు పిడబ్ల్యుఎం కంపారిటర్లకు సాటూత్ వేవ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు అందిస్తుంది.

టైమింగ్ భాగాలు R T మరియు C T ని ఎంచుకోవడం ద్వారా ఓసిలేటర్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీని సెట్ చేయవచ్చు.

ఓసిలేటర్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీని ఈ క్రింది ఫార్ములా ద్వారా లెక్కించవచ్చు

Fosc = 1 / (RT * CT)

సరళత కోసం, నేను స్ప్రెడ్‌షీట్ చేసాను, దీని ద్వారా మీరు ఫ్రీక్వెన్సీని చాలా సులభంగా లెక్కించవచ్చు.

గమనిక! సింగిల్-ఎండ్ అనువర్తనాలకు మాత్రమే ఓసిలేటర్ ఫ్రీక్వెన్సీ అవుట్పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీకి సమానం. పుష్-పుల్ అనువర్తనాల కోసం, అవుట్పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఓసిలేటర్ ఫ్రీక్వెన్సీలో సగం.

3. డెడ్-టైమ్ కంట్రోల్ కంపారిటర్

చనిపోయిన సమయం లేదా ఆఫ్-టైమ్ కంట్రోల్ చెప్పాలంటే కనీస చనిపోయిన సమయం లేదా ఆఫ్-టైమ్ అందిస్తుంది. ఇన్పుట్ వద్ద వోల్టేజ్ ఓసిలేటర్ యొక్క రాంప్ వోల్టేజ్ కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు డెడ్ టైమ్ కంపారిటర్ అవుట్పుట్ ట్రాన్సిస్టర్లను అడ్డుకుంటుంది. DTC పిన్‌కు వోల్టేజ్‌ను వర్తింపచేయడం అదనపు చనిపోయిన సమయాన్ని విధించగలదు, తద్వారా ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ 0 నుండి 3V వరకు మారుతుండటంతో అదనపు చనిపోయిన సమయాన్ని దాని కనిష్ట 3% నుండి 100% వరకు అందిస్తుంది. సరళంగా చెప్పాలంటే, లోపం యాంప్లిఫైయర్లను ట్వీకింగ్ చేయకుండా అవుట్పుట్ వేవ్ యొక్క డ్యూటీ చక్రాన్ని మార్చవచ్చు.

గమనిక! 110 mV యొక్క అంతర్గత ఆఫ్‌సెట్ డెడ్-టైమ్ కంట్రోల్ ఇన్‌పుట్‌తో కనీసం 3% చనిపోయిన సమయాన్ని నిర్ధారిస్తుంది.

4. లోపం యాంప్లిఫైయర్లు

అధిక-లాభ లోపం యాంప్లిఫైయర్లు రెండూ VI సరఫరా రైలు నుండి వారి పక్షపాతాన్ని అందుకుంటాయి. ఇది సాధారణ-మోడ్ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ పరిధిని –0.3 V నుండి 2 V వరకు VI కన్నా తక్కువ అనుమతిస్తుంది. రెండు యాంప్లిఫైయర్లు సింగిల్-ఎండ్ సింగిల్-సప్లై యాంప్లిఫైయర్ యొక్క లక్షణంగా ప్రవర్తిస్తాయి, ఇందులో ప్రతి అవుట్పుట్ చురుకుగా ఉంటుంది.

5. అవుట్పుట్-కంట్రోల్ ఇన్పుట్

అవుట్పుట్-కంట్రోల్ ఇన్పుట్ అవుట్పుట్ ట్రాన్సిస్టర్లు సమాంతరంగా లేదా పుష్-పుల్ మోడ్లో పనిచేస్తుందో లేదో నిర్ణయిస్తుంది. అవుట్పుట్ కంట్రోల్ పిన్ను కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా పిన్ -13 భూమికి అవుట్పుట్ ట్రాన్సిస్టర్‌లను సమాంతర ఆపరేషన్ మోడ్‌లో సెట్ చేస్తుంది. కానీ ఈ పిన్ను 5V-REF పిన్‌తో కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా అవుట్పుట్ ట్రాన్సిస్టర్‌లను పుష్-పుల్ మోడ్‌లో సెట్ చేస్తుంది.

6. అవుట్పుట్ ట్రాన్సిస్టర్లు

IC కి రెండు అంతర్గత అవుట్పుట్ ట్రాన్సిస్టర్లు ఉన్నాయి, ఇవి ఓపెన్-కలెక్టర్ మరియు ఓపెన్-ఎమిటర్ కాన్ఫిగరేషన్లలో ఉన్నాయి, దీని ద్వారా ఇది 200mA వరకు గరిష్ట కరెంట్‌ను సోర్స్ చేయవచ్చు లేదా మునిగిపోతుంది.

గమనిక! ట్రాన్సిస్టర్‌లు సాధారణ-ఉద్గారిణి ఆకృతీకరణలో 1.3 V కంటే తక్కువ మరియు ఉద్గారిణి-అనుచరుల ఆకృతీకరణలో 2.5 V కన్నా తక్కువ సంతృప్త వోల్టేజ్ కలిగి ఉంటాయి.

TL494 IC యొక్క లక్షణాలు

• పూర్తి PWM పవర్-కంట్రోల్ సర్క్యూట్
• 200-mA సింక్ లేదా సోర్స్ కరెంట్ కోసం అనుమతి లేని అవుట్‌పుట్‌లు
• అవుట్పుట్ కంట్రోల్ సింగిల్-ఎండెడ్ లేదా పుష్-పుల్ ఆపరేషన్ను ఎంచుకుంటుంది
• అంతర్గత సర్క్యూట్రీ గాని అవుట్పుట్ వద్ద డబుల్ పల్స్ ని నిషేధిస్తుంది
• వేరియబుల్ డెడ్ టైమ్ మొత్తం పరిధిపై నియంత్రణను అందిస్తుంది
• అంతర్గత రెగ్యులేటర్ స్థిరమైన 5-V ను అందిస్తుంది
• 5% సహనంతో సూచన సరఫరా
• సర్క్యూట్ ఆర్కిటెక్చర్ సులువు సమకాలీకరణను అనుమతిస్తుంది

గమనిక! చాలావరకు అంతర్గత స్కీమాటిక్ మరియు ఆపరేషన్ల వివరణ డేటాషీట్ నుండి తీసుకోబడింది మరియు మంచి అవగాహన కోసం కొంతవరకు సవరించబడింది.

భాగాలు అవసరం

1. TL494 IC - 1
2. TIP2955 ట్రాన్సిస్టర్ - 1
3. స్క్రూ టెర్మినల్ 5 ఎంఎంఎక్స్ 2 - 2
4. 1000 యుఎఫ్, 60 వి కెపాసిటర్ - 1
5. 470 యుఎఫ్, 60 వి కెపాసిటర్ - 1
6. 50 కె, 1% రెసిస్టర్ - 1
7. 560 ఆర్ రెసిస్టర్ - 1
8. 10 కె, 1% రెసిస్టర్ - 4
9. 3.3 కె, 1% రెసిస్టర్ - 2
10. 330 ఆర్ రెసిస్టర్ - 1
11. 0.22uF కెపాసిటర్ - 1
12. 5.6 కె, 1 డబ్ల్యూ రెసిస్టర్ - 1
13. 12.1 వి జెనర్ డయోడ్ - 1
14. MBR20100CT షాట్కీ డయోడ్ - 1
15. 70uH (27 x 11 x 14) mm ఇండక్టర్ - 1
16. పొటెన్టోమీటర్ (10 కె) ట్రిమ్-పాట్ - 1
17. 0.22 ఆర్ కరెంట్ సెన్స్ రెసిస్టర్ - 2
18. క్లాడ్ బోర్డ్ జెనరిక్ 50x 50 మిమీ - 1
19. పిఎస్‌యు హీట్ సింక్ జెనెరిక్ - 1
20. జంపర్ వైర్లు జెనెరిక్ - 15

బొమ్మ నమునా

హై-ఎఫిషియెన్సీ బక్ కన్వర్టర్ కోసం సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం క్రింద ఇవ్వబడింది.

సర్క్యూట్ నిర్మాణం

ఈ అధిక కరెంట్ బక్ కన్వర్టర్ యొక్క ఈ ప్రదర్శన కోసం, స్కీమాటిక్ మరియు పిసిబి డిజైన్ ఫైళ్ళ సహాయంతో సర్క్యూట్ చేతితో తయారు చేసిన పిసిబిలో నిర్మించబడింది; దయచేసి మీరు అవుట్పుట్ బక్ కన్వర్టర్కు పెద్ద లోడ్ను కనెక్ట్ చేస్తుంటే, పిసిబి జాడల ద్వారా పెద్ద మొత్తంలో కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది మరియు జాడలు కాలిపోయే అవకాశం ఉంది. కాబట్టి, పిసిబి జాడలు మండిపోకుండా నిరోధించడానికి నేను ప్రస్తుత ప్రవాహాన్ని పెంచడానికి సహాయపడే కొన్ని జంపర్లను చేర్చాను. అలాగే, ట్రేస్ రెసిస్టెన్స్‌ను తగ్గించడానికి పిసిబి జాడలను టంకము యొక్క మందపాటి పొరతో బలోపేతం చేశాను.

ఇండక్టర్ సమాంతర 0.45 చదరపు మిమీ ఎనామెల్డ్ రాగి తీగ యొక్క 3 తంతువులతో నిర్మించబడింది.

లెక్కలు

ఇండక్టర్ మరియు కెపాసిటర్ యొక్క విలువలను సరిగ్గా లెక్కించడానికి నేను టెక్సాస్ పరికరాల నుండి ఒక పత్రాన్ని ఉపయోగించాను.

ఆ తరువాత, గణనను సులభతరం చేయడానికి నేను గూగుల్ స్ప్రెడ్‌షీట్ చేసాను

ఈ హై వోల్టేజ్ స్టెప్-డౌన్ కన్వర్టర్‌ను పరీక్షిస్తోంది

సర్క్యూట్ పరీక్షించడానికి క్రింది సెటప్ ఉపయోగించబడుతుంది. పై చిత్రంలో చూపిన విధంగా ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ 41.17 V మరియు నో-లోడ్ కరెంట్.015 A, ఇది నో-లోడ్ శక్తిని 0.6W కన్నా తక్కువకు డ్రా చేస్తుంది.

మీ పరీక్ష పట్టికలో మీలో ఎవరైనా దూకి, రెసిస్టర్ యొక్క గిన్నె ఏమి చేస్తుందో చెప్పే ముందు.

పూర్తి లోడ్ కండిషన్‌తో సర్క్యూట్‌ను పరీక్షించే సమయంలో రెసిస్టర్లు చాలా వేడిగా ఉంటాయి, కాబట్టి నా వర్కింగ్ టేబుల్ బర్నింగ్ కాకుండా నిరోధించడానికి నేను ఒక గిన్నె నీటిని సిద్ధం చేసాను

సర్క్యూట్‌ను పరీక్షించడానికి ఉపయోగించే సాధనాలు

1. 12 వి లీడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీ.
2. 6-0-6 ట్యాప్ మరియు 12-0-12 ట్యాప్ ఉన్న ట్రాన్స్ఫార్మర్
3. 5 10W 10r ఒక భారం వలె సమాంతరంగా నిరోధకత
4. మెకో 108 బి + టిఆర్‌ఎంఎస్ మల్టీమీటర్
5. మెకో 450 బి + టిఆర్‌ఎంఎస్ మల్టీమీటర్
6. హాంటెక్ 6022BE ఓసిల్లోస్కోప్

హై పవర్ బక్ కన్వర్టర్ కోసం ఇన్పుట్ పవర్

పై చిత్రం నుండి మీరు చూడగలిగినట్లుగా, ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ లోడ్ స్థితిలో 27.45V కి పడిపోతుంది మరియు ఇన్పుట్ కరెంట్ 3.022 A, ఇది 82.9539 W యొక్క ఇన్పుట్ శక్తికి సమానం.

అవుట్పుట్ పవర్

పై చిత్రం నుండి మీరు చూడగలిగినట్లుగా, అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ 12.78V మరియు అవుట్పుట్ కరెంట్ డ్రా 5.614A, ఇది 71.6958 W యొక్క పవర్ డ్రాకు సమానం.

కాబట్టి సర్క్యూట్ యొక్క సామర్థ్యం (71.6958 / 82.9539) x 100% = 86.42% అవుతుంది

సర్క్యూట్లో నష్టం TL494 IC కి శక్తినిచ్చే రెసిస్టర్లు మరియు

నా పరీక్ష పట్టికలో సంపూర్ణ గరిష్ట ప్రస్తుత డ్రా

పై చిత్రం నుండి, సర్క్యూట్ నుండి గరిష్ట కరెంట్ డ్రా 6.96 A అని చూడవచ్చు

ఈ పరిస్థితిలో, సిస్టమ్ యొక్క ప్రధాన అడ్డంకి నా ట్రాన్స్ఫార్మర్, అందుకే నేను లోడ్ కరెంట్ పెంచలేను కాని ఈ డిజైన్ తో మరియు మంచి హీట్ సింక్ తో మీరు ఈ సర్క్యూట్ నుండి 10A కన్నా ఎక్కువ కరెంట్ ను సులభంగా గీయవచ్చు.

గమనిక! సర్క్యూట్లో నేను ఎందుకు భారీ హీట్ సింక్‌ను అటాచ్ చేసాను అని మీలో ఎవరైనా ఆశ్చర్యపోతున్నారా, నా నిల్వలో నాకు చిన్న హీట్ సింక్ లేదు.

మరింత మెరుగుదలలు

ఈ TL494 బక్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్ ప్రదర్శన ప్రయోజనాల కోసం మాత్రమే, అందువల్ల సర్క్యూట్ యొక్క అవుట్పుట్ విభాగంలో రక్షణ సర్క్యూట్ జోడించబడదు

1. లోడ్ సర్క్యూట్ను రక్షించడానికి అవుట్పుట్ ప్రొటెక్షన్ సర్క్యూట్ జతచేయబడాలి.
2. ఇండక్టర్‌ను వార్నిష్‌లో ముంచాల్సిన అవసరం ఉంది, లేకపోతే అది వినగల శబ్దాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
3. సరైన డిజైన్‌తో మంచి నాణ్యత గల పిసిబి తప్పనిసరి
4. లోడ్ కరెంట్ పెంచడానికి స్విచింగ్ ట్రాన్సిస్టర్‌ను సవరించవచ్చు

మీరు ఈ కథనాన్ని ఇష్టపడ్డారని మరియు దాని నుండి క్రొత్తదాన్ని నేర్చుకున్నారని నేను ఆశిస్తున్నాను. మీకు ఏమైనా సందేహం ఉంటే, మీరు ఈ క్రింది వ్యాఖ్యలలో అడగవచ్చు లేదా వివరణాత్మక చర్చ కోసం మా ఫోరమ్‌లను ఉపయోగించవచ్చు.