Автомобильный преобразователь на TL494 для усилителя НЧ

Автомобильный преобразователь на TL494  для усилителя НЧ, схема которого приведена ниже, преобразует бортовое напряжение +12В в двухполярное +-35В.  На самом деле выходное напряжение зависит от параметров трансформатора.

Номиналы элементов и параметры трансформатора, которые будут указаны ниже, рассчитывались для мощности в 150Вт, что позволяет запитать усилитель НЧ на TDA7293 или на TDA7294. Я же запитал данным преобразователем один канал TDA7293, поэтому мощности преобразователя в 150Вт мне было достаточным.

Схема автомобильного преобразователя на TL494 для усилителя НЧ

TL494 схема

Схема преобразования двухтактная. Применяется такая схема в основном в повышающих преобразователях. Дефицитных компонентов в ней нет, за исключением диодов Шоттки КД213, в своем городе я их не нашел. Поставил импульсные диоды FR607, но они слабые, на 6 ампер. Еще один минус этих диодов, у них нет охлаждения, как у сборок. Для одного канала TDA7293 или TDA7294 диодов FR607 в принципе хватает.

Мозгом нашего автомобильного преобразователя является ШИМ контроллер TL494. Я использую китайские TL494, работают они у меня без нареканий.  Есть вариант сэкономить немного денег и выдернуть ШИМ из старого блока питания ПК, очень часто они построены на TL494. Параметры и характеристики контроллера можете прочесть в даташите.

Список Элементов.

ОБОЗНАЧЕНИЕ ТИП НОМИНАЛ КОЛИЧЕСТВО КОММЕНТАРИЙ
ШИМ контроллер TL494 1
VT1,VT2 Биполярный транзистор BC557 2
VT3,VT4 MOSFET-транзистор IRFZ44N 2
VD3-VD6 Диод Шоттки КД213 4 FR607 и мощнее
VD1,VD2 Выпрямительный диод 1n4148 2
R1 Резистор 2Вт 18кОм 1
C1 Электролит 47мкФ 16В 1
С2,С11,С12 Конденсатор неполярный 0.1 мкф 3 Керамика любое напряж.
С3 Электролит 470 мкФ 16В 1
C4 Конденсатор неполярный 1нФ 1 Керамика любое напряж.
C5,С6 Электролит 2200 мкФ 16В 2
C7,С8 Конденсатор неполярный 0,01 мкФ 2 Керамика любое напряж.
C9,С10 Электролит 2200мкФ 50В 2
R1 Резистор 1 кОм 0.25Вт 1
R2 Резистор 4.7 кОм 0.25Вт 1
R3 Резистор 11 кОм 0.25Вт 1
R4 Резистор 56 Ом 2Вт 1
R5,R6 Резистор 22 Ом 0.25Вт 2
R7,R8 Резистор 820 Ом 0.25Вт 2
R9,R10 Резистор 22 Ом 2Вт 2
F1 Предохранитель 15А 1

Скачать список элементов в PDF формате.

Частота ШИМ задается элементами C4,R3. С помощью этого калькулятора вы сможете рассчитать приближенную частоту. На выходах она делится на два, но трансформатор работает именно на той частоте, которую мы рассчитываем и задаем.

Изначально я рассчитывал ШИМ и трансформатор под частоту 50кГц (С4-1нф, R3-22кОм), но видимо марка сердечника трансформатора, фактически отличалась от заявленной марки продавцом, плюс погрешности в расчете. В итоге, количество витков первичной обмотки было недостаточным, вследствие чего, в обмотке протекал очень большой ток холостого хода, ключи ужасно грелись, и был слышен писк.  Пришлось повысить частоту до 100 кГц, симптомы болезни исчезли.

Если у вас случится подобная ситуация с неточным расчетом, то необходимо  увеличить, либо уменьшить частоту элементами C4,R3. Если на холостом ходу горячие ключи и горячий трансформатор, то следует повысить частоту, либо добавить витки в первичной обмотке. Совсем забыл, это  если во вторичке нет короткого замыкания и нет ошибок в выходном выпрямителе, а то если есть КЗ на выходе, то естественно все будет греться и сгорит, так как в данной схеме нет защиты от КЗ.

Если на холостом ходу ничего не греется, а при нагрузке происходит чрезмерное выделение тепла в трансформаторе, значит нужно понизить частоту элементами C4,R3, либо уменьшить количество витков первичной обмотки.

Расчет и намотка трансформатора автомобильного преобразователя.

Теперь приступим к самой увлекательной части, намотке трансформатора!

Габариты моего кольцевого сердечника 40мм-25мм-11мм, марка 2000МН.

DSC_1051

Скачиваем и запускаем программу Lite-CalcIT(2000).

Схему преобразования выбираем Пуш-пул, схема выпрямления двухполярная со средней точкой, тип контроллера TL494, частоту ставьте 50-100 кГц, в зависимости от частотозадающих элементов C4,R3, далее выбираем нужное нам на выходе и на входе напряжения, выбираем также диаметр провода.

Расчет импульсного трансформатора

Пару слов скажу про напряжение. При расчете я указал входное напряжение 10В-11В-13В, а после того как собрал преобразователь, при испытаниях замерил напряжение на клеммах аккумулятора 13,5 Вольт, в итоге на выходе получил не +-35В а +-46В на холостом ходу.  Поэтому номинальное ставьте не 11В, а 13,5В. Минимальное и максимальное соответственно 11В и 14,5В.

В ходе расчета, я получил количество витков первичной обмотки 5+5, провод диаметра 0.85мм сложенный в пять жил. И как же это понять, спросите меня вы! Но тут ничего сложного, итак, приступим…

Мотаем первичную обмотку.

Сначала, обмотаем наше колечко диэлектриком.

Преобразователь TL494

Все обмотки будем мотать в одну сторону, в какую, выбирать вам. Единственное правило, в одну сторону!

Мотаем одним куском проволоки 5 витков. Берем еще кусок проволоки, и виток к витку мотаем еще 5 витков, и так далее виточек к виточку, пока не получим 5 витков в 10 жил (5+5 жил).

первичная обмотка Как намотать трансформатор

Далее разделим по 5 жил и скрутим выводы.

Трансформатор своими руками

Кладем изоляцию на первичную обмотку.

ТЛ494 Импульсный источник питания

Сразу зачищаем хвосты, скручиваем и усаживаем в термоусадку.

ТЛ 494 преобразователь ТЛ494 питание

ТЛ494 прелбразователь

Все, первичная обмотка у нас готова.

Объясню, что мы получили. Нам нужна первичная обмотка, имеющая 10 витков в 5 жил с отводом от середины (5+5 витков). Мы могли намотать так, сначала мотаем 5 витков 5 жилами, распределенными равномерно по всему кольцу, далее делаем отвод , кладем изоляцию, и сверху еще 5 витков 5 жилами. Получим тоже самое 5+5 витков проводом в 5 жил., ну или 10 витков с отводом от середины, кому как нравится называть. Минус данного способа в том, что обмотки могут быть не одинаковыми, а это плохо, так же чем больше слоев у трансформатора, тем ниже его КПД.

Поэтому, мы мотали сразу 10 жилами 5 витков, далее разделили, и получили две одинаковых обмотки имеющих по 5 витков из 5 жил. Давайте разберемся, как соединить данные обмотки. Тут ничего сложного, начало одной обмотки соединяем с концом другой. Главное не перепутать, и не соединить начало одной обмотки с её же концом.)))))

В статье “Расчет и намотка импульсного трансформатора” описан именно такой метод намотки вторичной обмотки понижающего преобразователя, предлагаю посмотреть.

Соединяются выводы первички на самой плате. Если все правильно соединили, то средняя точка должна прозвониться с верхним и нижним плечом , показав нулевое сопротивление на мультиметре.

Ну, вроде бы объяснил. Друзья простите если много воды!

Мотаем вторичные обмотки.

По расчетам я получил 16+16 витков, проводом диаметр, которого равен 0.72мм, сложенным в 2 жилы. То есть 32 витка с отводом от середины.  Запомните, если есть отвод от середины, то значит каждую половину нужно распределять по всему кольцу, а не на половине кольца.

Берем двойной провод и мотаем 16 витков в ту же сторону, что и первичную обмотку. У меня влезло 17 витков, я не стал перематывать и оставил 17 виточков. Далее выводы зачистил, скрутил и посадил в термоусадку.

ТЛ 494 питание ТЛ494

Импульсник

Берем двойной провод и мотаем еще 16 витков (у меня 17 витков) между витками предыдущей обмотки, в том же направлении. Посадил в термоусадку другого цвета, чтобы не ошибиться при соединении.

Двухтактная схема ИИП

Вторичная обмотка соединяется на плате, аналогично первичной обмотке (начало одной соединяется с концом другой).

Далее кладем изоляцию.

Намотка импульсного трансформатора

С трансформатором вроде бы закончили. Ура, Ура, Ура!

Дроссель мотается на желтом колечке, двумя жилами проводом, диаметр которого составляет 0,85мм, имеет 11 витков. Колечко выдернуто из БП ПК.

Дроссель для ИИП

Если найдете диоды Шоттки КД213, ставьте их. Можно попробовать спаять по два штуки FR607. Либо переделать схему выпрямления и установить сборки из диодов Шоттки, которые можно поставить на радиатор.

Получился вот такой автомобильный преобразователь на TL494 для усилителя НЧ.

Повышающий инвертор Автомобильный преобразователь на ТЛ494

В итоге после испытаний, пришлось по два виточка с каждой вторичной обмотки убрать.

В итоге после испытаний, пришлось по два виточка с каждой вторичной обмотки убрать. Данное действие вызвано большим выходным напряжением. В результате получил 15+15 витков во вторичной обмотке.

Автомобильный усилитель

В архиве под статьей две печатные платы, одна под КД213, вторая под FR607. Изначально плата под КД213 была взята из интернета, переработана и адаптирована мной под FR607. При желании вы можете сами развести печатную плату под ваши типоразмеры элементов, трансформатора и внутренние размеры корпуса.

Калькулятор расчета частоты TL494 СКАЧАТЬ

Список элементов в PDF СКАЧАТЬ

Даташит на TL494 СКАЧАТЬ

Печатная плата СКАЧАТЬ

комментариев 49

  • dima383

    собрал эту схему на fr607 и irf46 и что то не работает, при включении был щелчек и все на входе 0в. я думаю что это из за «соплей» но на вид их нет. что может быть? на что обратить внимание? при включении не что не нагревалось и не дымило

  • CALLlOK

    Делаю сейчас питание. уже полностью всё собрал. Но вот дума всё мучает вопрос. Везде рекомендуют 27-30 вольт делать питание на микросхему в 4 ОМа. а тут получается 5 витков на первичке, 15 на вторичке…при питание 14,5 В. получается на выходе вольт 40. как то не многова то?

  • Виктор

    Покажите пожалуйсто схему с диодами FR607

  • Sybik

    Сердечник TL13-T36/23/15-C такой пойдет

  • Виктор

    Я покупал сердечник в интернет магазине Чип и Дип заказ пришел через неделю

  • dinx

    собрал все по схеме, но после 5-6-го включения вылитает один из полевиков, не нагреваясь. Подскажите в чем причина?

  • IIIypuk51

    Собрал всё как написано! Делал на FR607. На выходе 0,6 В. В чём косяк может быть?Помогите плиз

    • admin

      Ошибка в монтаже либо неправильно намотан транс.

      • Provod

        Вопрос к автору: Практически по такой схеме собран автомобильный преобразователь для УНЧ сабвуфера. На холостом ходу — 180 ма. При питании УНЧ (в холостом режиме) ток возрастает до 6 А. Раньше работал исправно. Теперь в динамиках периодически «бум», как-будто нет одного плеча или занижено напряжение. Можно нагрузить ИБП лампами на 36 вольт?
        Георгий. Спасибо.

      • admin

        а сколько выходное напряжение у него? может в усилителе на входе по питанию? можешь и резисторами мощными нагрузить БП и в воду их.

  • Provod

    Выходное напряжение 29 вольт по обоим плечам. При этом ток потребления на холостом ходу (УНЧ отключен) от лабораторного блока питания равен 180 ма. Стоит подключить нагрузку (УНЧ) ток возрастает до 4-5 А и источник имульсного напряжения перестаёт работать. Греются полевики… Как узнать реальный ток, на который расчитана схема, ток нагрузки (макс.) и ток Х.Х.
    Спасибо.

    • admin

      Все зависит от мощности ключей, радиаторов, сечения и габаритной мощи транса и мощности выходных диодов. Что за УНЧ? на 250ВТ что ли? 5А при напряжении +-25В. Этот преобразователь я использовал для 100Вт не более, дальше надо умощнять.

  • HOVO

    Я собрал всю схему но у меня с R4 Резистор 56 Ом 2Вт возникло проблема он нагревается ПОЧЕМУ?

  • HOVO

    схема работает но иногда показывает разные вольты то 19 то 32 .И Еще одно не понятно почему схеме R1 1ком а списке элементов R1 18ком?

  • HOVO

    Когда включаю усилитель отключается преобразователь

  • Biter

    При таком способе намотки первичной обмотки бывали случаи пробоя эмалевой изоляции?

  • chapai

    Здравствуйте по плате такой вопрос греется сильно r4 на 56 ом что можно сделать плата не работает

    • admin

      проверяй все номиналы, правильность сборки, прокладки и втулки между радиатором и ключами, и если плата моя, и транс намотан правильно, все заработает.

    • Biter

      Проверяйте ШИМ контролёр TL494, ток потребления его примерно 20~25 мА и цепь С2,С3 на КЗ.
      Первое включение преобразователя рекомендуется включать без подачи питания на среднюю точку трансформатора Tr1.
      При устойчивой генерации схема запустится. У вас по цепи R4 гуляют амперы.

  • remsel

    Здравствуйте admin! Скажите печатная плата 1:1?

  • Biter

    Добавлю. Чтобы не заморачиваться с ПЭТВ-2, и изоляцией, можно мотать проводом МГТФ. Учитывая сечение провода. Там многожилка медь.

  • Mars

    А вот у меня ключи irfz44 греются и диоды горячие, когда эквивалент нагрузки вешаю. Резисторы по 50 Ом. Выходное напряжение не держит, просаживается. TL494 работает, на холостом всё холодное, напряжения на выпрямителе в норме. Но это точно не трансформатор, т.к. проверял его на другом преобразователе. Что не так в этой схеме?

    • admin

      Схема и плата рабочие, значит у вас ошибки. Какое напряжение на хх? Какое при нагрузке? Это естественно, когда напряжение проседает. Аккумулятор заряжен?

    • admin

      И учти! Если хочешь выжать 100вт на синусе с преобразователя, тогда ток с аккумулятора будет превышать 10-15А, учитывая КПД преобразователя. Вот и обеспечь нормальное питание преобразователя для начала. Если не обеспечишь ю, напряжение будет проседать на половину, а то и более

  • Mars

    На холостом ходу 75 ma потребляет вся схема, выходное + и -40v, при питании +13v под нагрузкой вырастает до 14 А. Такое впечатление, что полевики не открываются полностью и вся напруга уходит в тепло.

  • iuri

    У меня получился ток холостого хода всего 40ма.на выход включил резисторы по 2.4к,теперь под нагрузкой напруга падает всего на 2в,а без резисторов скакала по 5-6в.Правда ток холостого хода возрос до 160 ма

  • iuri

    А если сюда добавить стабилизацию напряжения на 1 ногу от плюса выходного,как на бп компа сделано?Никто не пробовал?

  • zhenya

    собрал преобразователь , на холостую работает так как надо. подключаю к уселку, на плюсовом плече падает напряжения до 3 вольт. что мажет быть?

  • iuri

    а на другую нагрузку пробовали?

  • iuri

    Сегодня погонял под нагрузкой 100вт в течении 30-40 минут(вода 0,4 л в кружке с нагрузкой нагрелась до 93 градусов),транс нагрелся до 35*, ключи на маленьком радиаторе(4см на 3 см и толщиной 0,7см) до 45*. А вот диоды 213 без радиаторов за 5-7 мин нагрелись до 82 градусов,пришлось на них вентилятор поставить и температура сразу упала до 38-40 и так держалась.А при обдуве транса и ключей они стали ледяными.Так что если кто захочет использовать с большой нагрузкой ставьте диоды на радиаторы или обдув делайте.А еще заменил R5 и R6 на 11ом,стали меньше греться ключи и транс и снабберы (раза в 2 точно,у меня они 27 ом,что было). Всем удачи,схема рабочая.А , чуть не забыл до изменений резисторов гонял преобразователь на нагрузке 50 вт в течении 2 часов подряд без обдува,транс и ключи были по 50-55 градусов ,а диоды по 65-70*

  • serega8

    Уважаемые коллеги, а кто мне подскажет, какое сопротивление будет иметь цепочка последовательно соединённых RC 22 ома и 0.001мкф при частоте переменного тока 60 килогерц-100 килогерц? Особенно прошу ответить у кого 160 милиампер холостого хода.

  • iuri

    Когда я полностью собрал,то ток потребления на холостом ходу при 12,6В 110 ма.При 14.2В ток уже 135 милиампер.На выходе у меня по 23В в плече при 12.6 и резисторы по 3ком сейчас.При 14.2в 26.2 на выходе.При нагрузке 100вт напряжение падает до 20-23в.Сопротивление я не знаю какое будет,у меня стоят 2вт 27ом и 0.01мкф и греются резисторы до 50 градусов примерно.

  • yasyaelektrikk

    собрал схему, всё работает отлично, кольцо взял от старого кинескопа оно маленько коничческое но довольно масивное, первичка 5 витков на плечё двойным проводом 2 мм одна жила, вторичку непомню сколько витков но подбирал на 50 вольт на плечё, тоже провод двойной 2 мм одна жила на плечё транзисторы ир3205 на радиках негреются частота общая 110кгц ,короче блок питания получился очень мощьный ,первое подключение к китайскому усилку встроеный в колонки там напруга +- 18 1.5 ампера ,раскачал китайские колонки по полной и сгорел усилок = конденсаторы штатные в китайском усилке взорвались они на 35 вольт, кондеи заменил на побольше — нормально играет уже третий день навсю соседей глушу всё собрано на соплях схема навесная без платы ,в скором времени всё засуну в коробочку и в машину кину. У меня такой вопрос как поднять на трансформаторе амперы, у меня сейчас на кз 15 ампер хочю до 40 ампер сделать так как это даст ещё больше мощьности ,напругу повышать очкую усилок китайский боюсь непотянит штатно на него 18 шло а я 50 кинул)))

  • yasyaelektrikk

    транзисторы по две пары на плечю ир3205

  • yasyaelektrikk

    диодный мост на выхлопе от трансформатора, поставил от диодного моста генератора жигулей там диоды довольно мощьные несколько десятков ампер выдерживают

  • Romzes

    Доброе время суток. Подскажите пожалуйста. Если в вашей схеме на выпрямителе поставить пару совмещенных диодов Шоттки 2х20А 100В (VS-43CTQ100PBF), а С9,С10 с номиналом 4700мкф 50В ну и соответственно намотать транс под нужные мне параметры, сможет ли эта схема выдать +-27V 300W.
    Или нужно будет еще в преобразователь менять номиналы?
    Заранее благодарен.
    П.С. Чтоб было понятнее, хочу запитать усь на 2-х TDA 8920 для работы в 4-е канала по 4Ом

    • admin

      Необходимо поставить более мощный предохранитель, более чем на 30А, увеличить сечение провода дросселя L1, также сечение проводов от аккумулятора нужно будет увеличить и все входные дорожки пропаять (пролудить) как можно толще, так как на входе (+12В) будет потребление более 30А (если на выходе будет потребление 300Вт)!

Добавить комментарий