Şematik diyagram, referans [1]'de sunulan tasarım örneğine dayanmaktadır, TL494 ile Anahtarlama Voltaj Regülatörleri Tasarlamak, Texas Instruments Uygulama Raporu. Burada bazı parçaları değiştiriyoruz, akım algılamayı, algılama direnci yerine Hall etkisi sensör çipi ACS712ELCTR-3/5'i kullanacak şekilde değiştiriyoruz. Ayrıca, hem voltajı (P.2) hem de akım sınırını (P.1) kontrol etmek için kontrol voltajı için düşük geçişli filtre ekliyoruz. Bu düşük geçişli filtreyi, bir DAC işlevi elde etmenin en ucuz çözümü olan mikro denetleyiciden gelen PWM sinyalini kullanarak bu girişi kontrol etmek istediğimiz için ekliyoruz.
Yumuşak Başlatma Kontrolü
Güç kaynağı ilk açıldığında, akım hücumunu önlemek için voltaj yavaşça artırılır. TL494 bu özelliği sağlamak üzere yapılandırılmıştır ve yaklaşık 40-50 PWM darbe döngüsü yükselme süresi sağlayan uygun C6 değeri (2,2 uF) seçilerek ayarlanabilir.
Gerilim Geri Beslemesi
Çıkış gerilimi, TR1 ve TR2'nin açılıp kapatılmasıyla düzenlenir ve bu, C5 ve R6'yı gösterilen değerlerle ayarlayarak yaklaşık 40 kHz darbe üretecek şekilde yapılandırılmış TL494 tarafından üretilen sabit frekanslı bir PWM tarafından yapılır. Ana PWM kontrolü, çıkış gerilimi ve kontrol gerilimi karşılaştırılarak yapılır. Çıkış gerilimi (Hall etkisi akım algılama çipinden geçtikten sonra) önce R4 ve R5 gerilim bölücüsüne bölünür. Çıkıştaki 1 ila 30 V, 0,15 ila 4,5 V üretecektir. Bu gerilim, U2 çıkışından gelen kontrol gerilimiyle karşılaştırılır. Gerilim, kontrol geriliminden düşük olduğunda, TL494, TL494'ün 1. ve 2. pinleri arasındaki gerilim eşitlenene kadar daha geniş bir darbe üretecektir. Bu geri besleme mekanizmasıyla, P.2 PWM girişinin görev döngüsünü kontrol ederek U2 çıkışında 0,15 ila 4,5 V değişiklik yaparak çıkış gerilimini 1-30 V üretecek şekilde kontrol edebiliriz.
Akım Sınırlayıcı
Laboratuvar güç kaynağı için önemli bir gereklilik aşırı yük ve kısa devre korumasıdır, çünkü deneysel devreyi test ederken devre arızaları sıklıkla meydana gelir. Güç kaynağı aşırı yük ve kısa devre koşullarına dayanıklı olmalıdır. Bu işlev, TL494'ün 15 ve 16 numaralı pinleri arasındaki voltajları karşılaştırarak sağlanır. 16 numaralı pindeki voltaj 15 numaralı pindeki voltajdan yüksekse PWM darbesi kapatılır. 16 numaralı pin akım algılama çipinin çıkışına bağlı olduğundan, bu devre aşırı yük veya kısa akımın sisteme zarar vermesini önleyecektir. Hem akım sensörü çıkışı hem de karşılaştırıcı girişi aynı voltaj aralığına sahip olduğundan voltaj bölücüye ihtiyacımız yoktur: 0-5V. Akım sensörü IC ACS712ELCTR'nin +5V besleme voltajına ihtiyacı vardır ve en iyi kaynak TL494 tarafından 14 numaralı pinde üretilen 5V referansından gelir, bu nedenle daha yüksek akım sürücüsünü etkinleştirmek için bu referans voltajını LM324'ün (U3) bir op-amp bölümünü kullanarak yükseltiriz.
Transformatör Seçimi
Ana transformatör, güç hattı adaptörü için normal bir transformatördür. Çoğu trafo voltajı ve amperaj değeri, daha yüksek performans izlenimi vermek için aşırı belirtilmiştir. Şehrimizdeki (Yogyakarta, Endonezya) yerel bir mağazada yapılan bazı ticari testler, aşırı yüklenmiş voltaj koşulunda belirtilenden daha düşük olan maksimum amperajı belirttiklerini göstermektedir. Şematik diyagramda gösterildiği gibi 5A 30V spesifikasyonu için, yük olmadığında (0A) 10000uF kapasitörde 36 VDC ve 5A akımda 30V bekleyebiliriz. Sadece ortalama voltaj değerini saydığımızda, 5A yük akımında kararlı 30V üretmek için bunu maksimize edebileceğimiz gibi görünüyor, ancak bu doğru değil çünkü aslında 30V'un altında ve üstünde büyük voltaj dalgalanmaları salınıyor. Büyüklüğü 30V'a düşürerek aşırı voltajı sabitlemek kolaydır, ancak düşük voltajı telafi etmek, bu kadar yüksek kapasiteli bir kapasitörle bile kolay değildir. Testlerimiz, 30V 5A trafo kullanıldığında, yük akımı 1A'nın altında tutulduğunda kararlı bir 30V çıkış ve yük akımı 3A'nın altında tutulduğunda kararlı bir 10V çıkış üretilebileceğini gösteriyor. Trafonun 9V 0.5A çıkışlı ikinci sargısı olduğunu ve anahtar şalteri ve LCD kullanıcı arayüzü sağlamak için mikro kontrol modülüne güç sağlamak için kullanılacağını görebilirsiniz. Bir trafoda ayrılmış sekonder sargı bulamazsanız, 300mA (9-12VAC) civarında küçük ayrılmış trafo kullanabilirsiniz.
Son düzenleme:
TL494 ile PWM kontrolü
Potansiyometre R3 (herhangi bir değer >>R2), motor frenlemesi sırasında motor akımını, yani sürüş torkunu maksimum pozitiften maksimum negatife kontrol eder. Sıfır akım konumu ortadadır; potansiyometrenin alt yarısının tamamında (fren) sabitken, devre akım çekmez. (T4, motor hareket edip ayarlanan akımı sağlamaya başlayana kadar sürekli açıktır). Öte yandan, akü voltajı belirli bir sürüş hızı için istenen pozitif akımı ayarlamak için yeterli değilse, T3 sürekli açıktır.
Devreye alma sırasında, çalışma bobini motor armatürünün endüktansı olan bir düşürücü konvertör gibi davranır. Frenleme sırasında ise, yükseltici DC/DC konvertör gibi davranarak, motor düşük hızdaki akü voltajından daha düşük bir voltaj üretse bile akülere akım sağlar.
Motordan geçen maksimum dalgalanma akımının (%50'lik bir görev döngüsünde) rotor demirinin ısınmasından kaynaklanan kayıpları sınırlamak için, şönt üzerinde bir osiloskopla C3, R7 kullanarak uygun anahtarlama frekansı ayarını kontrol edin.
TL494 devresinde %0 ila %100 görev döngüsü, DTC pinine negatif bir voltaj uygulanarak elde edildi. Devrenin içinde, pin önyargılıdır (veri sayfasına göre yaklaşık 100 mV, ancak test edilen parçada >300 mV idi), bu normalde %100'lük bir görev döngüsüne izin vermez, bu burada D1, D2 Schottky diyotlarındaki düşüşle telafi edilir. (Klasik olanlarla çalışmaz)
Basitlik adına, P ve N mosfetlerle çok uygun olmayan bir bağlantı seçilmiştir. Şemada gösterilen kombinasyon şu anda muhtemelen yaygın olarak bulunan en uygun kombinasyondur. Ölü zaman çözümü olmasa bile, MOSFET'ler 25 V ve 6,6 kHz'de yalnızca 48 mA enine akım akıtır. Basit bir T1, T2 sürücüsü, her iki transistör T3 ve T4'ün kapılarının hızlı deşarjı ve daha yavaş şarjı için tasarlanmıştır.
Düzenlenen akımın aralığı, maksimum akımda 120 mV'luk bir düşüş sağlayacak şekilde R13 şöntünü kullanarak veya R2'yi değiştirerek ayarlanabilir. Sıfır konumu, R1 ve R4 değiştirilerek ayarlanabilir.
