TL494+TC4420 Laboratuvar Güç kaynağı

[guclusat]

Bu devre, klasik LM723'lü lineer devrelerin aksine SMPS (anahtarlamalı) prensibiyle çalıştığı için çok daha yüksek verim sunar ve ısınma sorunu minimumdur.

1. Devre Mimarisi ve Bileşenler

• TL494 (PWM Kontrolcü): Devrenin beynidir. Voltaj ve akım regülasyonunu PWM (Sinyal genişlik modülasyonu) ile yönetir.
• TC4420 (Mosfet Sürücü): TL494'ün çıkış sinyali, güçlü MOSFET'leri sürmek için yetersiz kalabilir. TC4420, yüksek akım kapasitesi (6A-9A peak) ile MOSFET'lerin hızlı anahtarlanmasını sağlayarak kayıpları azaltır.
• 0-22V Ayarı: Devre normalde daha yüksek voltajlara çıkabilir. Çıkışı 22V ile sınırlamak için TL494'ün hata amplifikatörü girişindeki (genelde 1. ve 2. bacaklar) direnç bölücü ağını (feedback) yeniden hesaplamalıyız. 22V'ta TL494'ün referans voltajına (5V) ulaşacak şekilde bir direnç seçimi yeterlidir.

2. İnce Kablo ile Açma/Kapama (Standby)​

Bu devrede ana şalteri kaldırmak yerine, düşük akımlı bir anahtarla sistemi susturmak çok kolaydır:

• DTC (Dead Time Control - 4. Bacak): TL494'ün 4. bacağını ince bir kablo ve anahtar üzerinden +5V Reference (14. bacak) ucuna bağlarsan, PWM sinyali tamamen kesilir ve çıkış sıfırlanır.
• Avantajı: Bu hat üzerinden sadece mikroamper düzeyinde akım geçer, dolayısıyla en ince kabloyu bile kullanabilirsin.

3. Neden Bu Devre?​

• Endüktif Yük Kararlılığı: TC4420 sürücüsü sayesinde MOSFET'ler çok sert ve kararlı sürülür. Bu da motor gibi endüktif yüklerde devrenin bayılmasını veya parazit üretmesini engeller.
• Yüksek Verim: 32V girişten 13.8V alırken lineer devrelerdeki gibi devasa soğutuculara ihtiyacın olmaz; güç ısıya değil, işe dönüşür.

 

[guclusat]

TL494 0V-40V/3A​

Bu devre, TL494 PWM kontrol entegresi tabanlı, ayarlanabilir voltaj ve akım sınırlandırmalı bir DC-DC Step-Up / SEPIC (Yükseltici) Anahtarlamalı Güç Kaynağı (SMPS) devresidir.

Girişindeki voltajı istenen daha yüksek bir seviyeye yükseltmek ve hem voltajı hem de çekilen akımı hassas bir şekilde kontrol etmek için tasarlanmıştır.

Devre Katlarının Çalışma Prensibi​

1. Besleme ve Regülasyon Katı (7812):

• Devreye giren 10-25V arası ana besleme voltajından bağımsız olarak, kontrol entegresi (TL494) ve sürücü transistörler için sabit 12V çalışma gerilimi üretir. Bu sayede anahtarlama ve kontrol katı her zaman kararlı çalışır.

2. PWM Kontrol ve Osilatör Katı (TL494):

• Devrenin beynidir. Üzerindeki osilatör elemanları (5. ve 6. pinlerdeki kondansatör ve direnç) yardımıyla belirli bir anahtarlama frekansı üretir.
• Entegre içindeki hata yükselteçleri (Error Amplifiers) sayesinde hem çıkış voltajını hem de çıkış akımını sürekli örnekleyerek MOSFET'in tetiklenme süresini (Duty Cycle) otomatik ayarlar.

3. MOSFET Sürücü (Totem-Pole) Katı (BD139 / BD140):

• TL494'ten gelen zayıf kontrol sinyallerini güçlendirerek gücü anahtarlayan IRF540 MOSFET'in Gate (kapı) bacağını çok hızlı bir şekilde doldurup boşaltır.
• MOSFET'in hızlı açılıp kapanmasını sağlayarak ısınmasını engeller ve verimi artırır.

4. Güç Anahtarlama ve Doğrultma Katı (IRF540, Bobinler ve MBR20100):

• L1 ve L2 bobinleri ile 2.2µF kuplaj kondansatörü, güç aktarımını ve voltaj yükseltme işlemini gerçekleştirir.
• MOSFET iletimdeyken bobinlerde enerji depolanır; kesime gittiğinde ise bu enerji MBR20100 Schott-ky diyotu üzerinden çıkışa aktarılarak filtrelenir.

5. Geri Besleme, Voltaj ve Akım Kontrol Katı:

• Devrede bulunan trimpot/potansiyometreler sayesinde çıkış voltajı 0-30V arasında istenen değere ayarlanabilir.
• Çıkıştaki 0.1 Ohm güç direnci, yük üzerinden geçen akımı okur. Ayarlanan akım sınırı aşıldığında TL494 MOSFET'in iletim süresini kısar ve devreyi akım sınırlama (kısa devre/aşırı yük koruması) moduna sokar.

Genel Özellikler​

• Giriş Voltajı: 10V - 25V DC
• Çıkış Voltajı: 0V - 30V DC (Ayarlanabilir)
• Kullanım Alanları: Laboratuvar tipi ayarlı güç kaynakları, LED sürücüler, batarya şarj cihazları ve voltaj yükseltme gerektiren genel güç projeleri.