TL494CN (KA7500) Неправильная работа на низких частотах
Чт июн 24, 2021 00:01:46
Здравствуйте, дорогие форумчане! Прошу помочь советом начинающему радиогубителю.
Делаю простой лабораторный генератор импульсов на TL494CN.
Работа только в 2-х тактном режиме.
Схему сначала нарисовал и тестировал симуляторе Proteus-8, в котором она работает хорошо. Схема, в принципе, простая, стандартная.
Собрал схемку на печатной плате (с пайкой), после обнаружения проблемы - на макетной плате.
Микросхема работает хорошо, но обнаружилась проблема на низких частотах:
TL494CN на частоте ниже 170 герц (с времязадающем конденсатором 1мФ) при уменьшении ширины импульса менее 48% - генерация импульсов неправильная (т.е. если на ноге-4(DTC) потенциал чуть выше нулевого (сужаем импульсы) - наблюдается эта проблема. Если на 4-й ноге потенциал нулевой (макс ширина импульса, около 48%) - нормально работает).
(Работоспособность оцениваю по напряжениям на ноге-9 и ноге-10, на которые нагружены пока просто резисторы).
На парочке выпаянных из старых AT/ATX БП микросхем KA7500C нижний частотный порог адекватной работы оказался 280 Гц и 2000 Гц.
Купил в местном радиодеталимагазине новую TL494CN - работает аналогично первой 494-й.
На частотах выше указанных - работа адекватная (хорошая).
Емкость времязадающего конденсатора C1 будет меняться тумблером.
И вот закрадываются сомнения: либо эти микросхемы вообще не рассчитаны на работу на таких низких частотах, либо чего-то в схеме не хватает...
Собранная и тестируемая схема:
Нормальная работа (на ноге-4 нулевой потенциал или частота выше "глюко-пороговой"). Лучи осц. на ноге-9 и ноге-10:
Кривая работа (на ноге-4 потенциал выше нулевого и частота ниже "глюко-пороговой"). Лучи осц. на ноге-9 и ноге-10:
Желтый луч на ноге-5 (генератор пилы). В нормальном и кривом режимах работы сигнал абсолютно одинаков.
Желтый луч на ноге-14 (опорное напряжение 5 вольт). В нормальном и кривом режимах работы сигнал абсолютно одинаков. Шум с амплитудой 0,19 вольта.
Жултый луч на ноге-12 (питание +). Питание от старого ATX БП. В нормальном и кривом режимах работы сигнал абсолютно одинаков - 10.1 вольт. Шум не фиксируется. Пробовал питать от АКБ 12.4 вольт. Разницы нет.
Желтый луч на ноге-4 (мертвое время между импульсами). На ноге-4 нулевой потенциал. Ширина импульсов максимальная. Генерация правильная. Частота ниже пороговой.
Желтый луч на ноге-4 (мертвое время между импульсами). На ноге-4 потенциал 1.16 - 1.32 вольт. Ширина импульсов средняя. Генерация корявая. Частота ниже пороговой.
Желтый луч на ноге-4 (мертвое время между импульсами). На ноге-4 потенциал 2.38 - 2.57 вольт. Ширина импульсов минимальная (при данных установленных резисторах делителя напряжения на ногу-4). Генерация корявая. Частота ниже пороговой.
По поводу нестабильной генерации на TL494 находил на форумах советы и кое-что пробовал:
- Конденсатор 0,1мкФ между ногами 4 и 7. Не помогло. Стало даже хуже (как мне помнится).
- Конденсатор 0,1мкФ между связкой ног 2-13-14-15 и ногой 7. Не помогло.
- Ногу-3 притянуть к нулю. Не помогло.
Делаю простой лабораторный генератор импульсов на TL494CN.
Работа только в 2-х тактном режиме.
Схему сначала нарисовал и тестировал симуляторе Proteus-8, в котором она работает хорошо. Схема, в принципе, простая, стандартная.
Собрал схемку на печатной плате (с пайкой), после обнаружения проблемы - на макетной плате.
Микросхема работает хорошо, но обнаружилась проблема на низких частотах:
TL494CN на частоте ниже 170 герц (с времязадающем конденсатором 1мФ) при уменьшении ширины импульса менее 48% - генерация импульсов неправильная (т.е. если на ноге-4(DTC) потенциал чуть выше нулевого (сужаем импульсы) - наблюдается эта проблема. Если на 4-й ноге потенциал нулевой (макс ширина импульса, около 48%) - нормально работает).
(Работоспособность оцениваю по напряжениям на ноге-9 и ноге-10, на которые нагружены пока просто резисторы).
На парочке выпаянных из старых AT/ATX БП микросхем KA7500C нижний частотный порог адекватной работы оказался 280 Гц и 2000 Гц.
Купил в местном радиодеталимагазине новую TL494CN - работает аналогично первой 494-й.
На частотах выше указанных - работа адекватная (хорошая).
Емкость времязадающего конденсатора C1 будет меняться тумблером.
И вот закрадываются сомнения: либо эти микросхемы вообще не рассчитаны на работу на таких низких частотах, либо чего-то в схеме не хватает...
Собранная и тестируемая схема:
Нормальная работа (на ноге-4 нулевой потенциал или частота выше "глюко-пороговой"). Лучи осц. на ноге-9 и ноге-10:
Кривая работа (на ноге-4 потенциал выше нулевого и частота ниже "глюко-пороговой"). Лучи осц. на ноге-9 и ноге-10:
Желтый луч на ноге-5 (генератор пилы). В нормальном и кривом режимах работы сигнал абсолютно одинаков.
Желтый луч на ноге-14 (опорное напряжение 5 вольт). В нормальном и кривом режимах работы сигнал абсолютно одинаков. Шум с амплитудой 0,19 вольта.
Жултый луч на ноге-12 (питание +). Питание от старого ATX БП. В нормальном и кривом режимах работы сигнал абсолютно одинаков - 10.1 вольт. Шум не фиксируется. Пробовал питать от АКБ 12.4 вольт. Разницы нет.
Желтый луч на ноге-4 (мертвое время между импульсами). На ноге-4 нулевой потенциал. Ширина импульсов максимальная. Генерация правильная. Частота ниже пороговой.
Желтый луч на ноге-4 (мертвое время между импульсами). На ноге-4 потенциал 1.16 - 1.32 вольт. Ширина импульсов средняя. Генерация корявая. Частота ниже пороговой.
Желтый луч на ноге-4 (мертвое время между импульсами). На ноге-4 потенциал 2.38 - 2.57 вольт. Ширина импульсов минимальная (при данных установленных резисторах делителя напряжения на ногу-4). Генерация корявая. Частота ниже пороговой.
По поводу нестабильной генерации на TL494 находил на форумах советы и кое-что пробовал:
- Конденсатор 0,1мкФ между ногами 4 и 7. Не помогло. Стало даже хуже (как мне помнится).
- Конденсатор 0,1мкФ между связкой ног 2-13-14-15 и ногой 7. Не помогло.
- Ногу-3 притянуть к нулю. Не помогло.
Re: TL494CN (KA7500) Неправильная работа на низких частотах
Чт июн 24, 2021 06:59:05
Да, нестабильно работает. Ставят отдельные генераторы на вход на логике
Re: TL494CN (KA7500) Неправильная работа на низких частотах
Чт июн 24, 2021 08:52:42
vlasovzloy писал(а):Ставят отдельные генераторы на вход на логике
так себе кривое решение но иногда помогает
даташиты надо читать от корки до корки а не просматривать бегло заголофки
там черным по белому сказано что ниже 1кгц стабилная работа не обеспечена
та что те придурки которые на этом ШИМЕ делают сетевые инверторы на 50/60гц силно силно рискуют... приходится отбирать чипы и проводить климатический прогон....
даже если ваша экземпляра седне нормално пашет на 50гц дома на столе при 25С не факт что зватра она зведется на улице при даже 10С не ту ципу взяли
Re: TL494CN (KA7500) Неправильная работа на низких частотах
Чт июн 24, 2021 22:30:36
Спасибо!
Да в даташите нашел только "Рекомендуемые условия использования", в числе которых частотный диапазон указан 1-300 кГц.
Далее буду делать аналогичный генератор на К1156ЕУ2 (аналог UC3825) - 2х тактный ШИМ, способный работать минимум до 1мГц и при этом клацать 1000пФ затворы полевиков своими встроенными драйверами
Да в даташите нашел только "Рекомендуемые условия использования", в числе которых частотный диапазон указан 1-300 кГц.
Далее буду делать аналогичный генератор на К1156ЕУ2 (аналог UC3825) - 2х тактный ШИМ, способный работать минимум до 1мГц и при этом клацать 1000пФ затворы полевиков своими встроенными драйверами
Re: TL494CN (KA7500) Неправильная работа на низких частотах
Ср июн 30, 2021 09:16:25
Генерация как раз стабильная, нестабильное переключение между выходами. В однотактном режиме TL494 на 50 Гц отлично работает. На низких частотах затянуты фронты, D-триггер неадекватно себя ведёт. Для обострения фронтов я ставил конденсаторы по 1 нф между пятым выводом и обоими выходами. Два раза из двух помогало, а потом появились более подходящие микросхемы.
Re: TL494CN (KA7500) Неправильная работа на низких частотах
Пн сен 25, 2023 16:57:40
Здравствуйте!!
Искренняя благодарность автору темы "Sealdo Сергей"!!!
Всё подробно зафиксировано! На основании сделанных зарисовок – как бы автоматом "выплывают" требуемые логические выводы …
Выводы – для указанной схемы в рамках эксперимента двухтактное включение нормально работает ниже "пороговой частоты", если на 4 ноге ноль. И "затягивание" фронтов как бы не причем…
При этом конденсатор С2 как то уж интересно подключен, не прозрачно… Возможно он в исходнике как часть какой то большой схемы с обратными связями.
Если ближе к "классике" – кондер на 14 ногу и землю, и кондер на 4 ногу и землю, по питанию интегральной микросхемы (ИМС) керамика плюс электролит.
Сразу отмечу, что ранее при попытке реанимировать преобразователь 12/220 150Вт Jet.A JA-PI1 (310В на ВВ кондере есть, сбой импульсов по 50Гц), путем навешивания емкостей между выходами 494 микросхемы и 5 ногой – положительный эффект не получен.
Возможно тонкости в обвязке TL494, примененной схемной защите, цепях регулировок…
Для этого инвертора был повешен керамический конденсатор 1 мкФ на 4 ногу и землю –всё заработало. Потенциально могло увеличится время обратной связи инвертора. Общую схему обвязки TL494 не зарисовывал… Заработало и не хай…
Эффект заинтересовал. Тот же самый инвертор попал недавно в поле зрения с отказом, думал покрутить варианты, потестить, но отказ оказался в преобразователе 12=>310В, не по 50Гц… Не судьба…
В инете довольно часто встречаются схемы промышленных инверторов, где идет замыкание "обратных пинков" именно на 4 ногу по 50Гц.
Например, схема инвертора Astra из журнала Радио 2017-12 = стр18 (схема с ошибкой – для силовых мосфет по 12в не указана земля)
Далее рассуждения вслух.
Выдвинутое участниками темы предположение, что сбоит именно D-триггер из за затягивания фронтов – вызывает сомнения. Хотя возможно это и так…
В чем сомнения.
Триггер переключается по фронтам внутренней логики. Фронты формируются опять же внутренними компараторами. Почему вдруг должно возникнуть затягивание фронтов при понижении частоты – не понятно. Но интересно.
Во множестве даташитов 494 – для компараторов по графикам указываются частоты работы от 10Гц. Для усилителей ошибки – от нуля.
При этом крутизна фронтов компаратора от частоты не должна (?) меняться по определению до максимума (50-70-100 кГц)…
Какие причины сбоев на низких частотах (менее 1 кГц по даташитам) могут быть у 494 (?).
1.Внутренние RC цепочки.
2.Насыщение, рассасывание зарядов в ключах схемы.
3.Пропуск импульсов внутрисхемной логикой.
4.Наличие лишних "иголок", шум, перекидывающих триггер.
5.Хрен знает.
Далее картинки надерганы из даташита разработчика Application Report SLVA001E–December 2003–Revised September 2011, Designing Switching Voltage Regulators With the TL494.
1.По RC цепочкам.
Разработчики на функциональных схемах указывают всего один внутренний конденсатор для 494. В стабилизаторе питания (опорное доступно на 14 ноге)
Это же опорное внутри микросхемы раздается на питание внутрисхемной логики, участвует в формировании потенциалов сравнения (!!) .
2.По накоплению, рассасыванию зарядов, как причина сбоев – как то в голове не стыкуется картинка. Хотя всё может быть…
Добавлено after 1 hour 2 minutes 38 seconds:
3.Пропуск импульсов внутрисхемной логикой.
Возможно, если огибающая обратной связи будет иметь частоту, близкую к частоте задающего генератора. Попадались в инете несколько схем преобразователей 12/220 с номиналами элементов. У некоторых частоты среза RC цепочек обратной связи оказались близки к частоте задающего генератора (100 Гц). Временная, тепловая деградация элементов – возможны сбои…
4."Лишние" импульсы.
https://monitor.net.ru/forum/threads/585836/
"Я обратил внимание, что при старте, пока пила на 5 ноге чистая, сбоев нет. Потом когда запускается вч преобразователь, на пиле появляются небольшие наводки и сбой импульсов".
5. Хрен его знает.
Когда в даташитах приводят устройство 494 ИМС в виде функциональных блоков, то для выбора однотактная/двухтактная работа часто приводят
Как бы всё здорово, но по существу выбор осуществляется через снятие/подачу питания от внутреннего опорного источника напряжения (от 14 ноги)на выходные ключи триггера… Они уже обеспечивают прохождение/блокирование части импульсов от компаратора. Но это не принципиально.
Собрав всё воедино, получается, что "старушка TL494" проектировалась для "высокочастотных" преобразователей (для 70 годов – работа около 100 кГц это круто).
По завязкам, сбоям на 50Гц львиную долю может обеспечивать внутренний источник опорного напряжения. Он возможно "хуже" отрабатывает частоты ниже 1 кГц, и потом раздает опорное всем потребителям внутри ИМС. Получается запутанный клубок воздействий и реакций…
Предположения полностью проверить не возможно, внутрисхемные цепи скрыты от пользователя.
Для экспериментов по сбоям 50Гц - напрашивается танталовый кондер между 14 и 7 ногами , прямо на ИМС.
То же по питанию самой ИМС.
Можно также попробовать подавать стабилизированные 5в от внешнего источника на 13 ногу (не факт что может помочь, токи там должны быть маленькие)…
Как вариант – отдельно мутить внешнюю схему именно для коммутации 50 Гц (тогда уж с одновременным заходом в "чистый синус").
Или выпаивать TL494 по 50Гц, мутить переходник для той же UC3825 (?)…
Универсальные решения для оживления "трупов по 50 Гц" на 494 – увы... Производители инверторов намутили много схемотехнических вариантов…
Если создавать с нуля устройство, схему– конечно брать другие, более поздние ИМС...
Чё так много букв?
Да просто было интересно.
Почему то…
Всем спасибо!!
P.S.
Для частот 50Гц напрашиваются блокирующие конденсаторы не в 0,1 мкФ, а в десятки мкФ...
Искренняя благодарность автору темы "Sealdo Сергей"!!!
Всё подробно зафиксировано! На основании сделанных зарисовок – как бы автоматом "выплывают" требуемые логические выводы …
Выводы – для указанной схемы в рамках эксперимента двухтактное включение нормально работает ниже "пороговой частоты", если на 4 ноге ноль. И "затягивание" фронтов как бы не причем…
При этом конденсатор С2 как то уж интересно подключен, не прозрачно… Возможно он в исходнике как часть какой то большой схемы с обратными связями.
Если ближе к "классике" – кондер на 14 ногу и землю, и кондер на 4 ногу и землю, по питанию интегральной микросхемы (ИМС) керамика плюс электролит.
Сразу отмечу, что ранее при попытке реанимировать преобразователь 12/220 150Вт Jet.A JA-PI1 (310В на ВВ кондере есть, сбой импульсов по 50Гц), путем навешивания емкостей между выходами 494 микросхемы и 5 ногой – положительный эффект не получен.
Возможно тонкости в обвязке TL494, примененной схемной защите, цепях регулировок…
Для этого инвертора был повешен керамический конденсатор 1 мкФ на 4 ногу и землю –всё заработало. Потенциально могло увеличится время обратной связи инвертора. Общую схему обвязки TL494 не зарисовывал… Заработало и не хай…
Эффект заинтересовал. Тот же самый инвертор попал недавно в поле зрения с отказом, думал покрутить варианты, потестить, но отказ оказался в преобразователе 12=>310В, не по 50Гц… Не судьба…
В инете довольно часто встречаются схемы промышленных инверторов, где идет замыкание "обратных пинков" именно на 4 ногу по 50Гц.
Например, схема инвертора Astra из журнала Радио 2017-12 = стр18 (схема с ошибкой – для силовых мосфет по 12в не указана земля)
Далее рассуждения вслух.
Выдвинутое участниками темы предположение, что сбоит именно D-триггер из за затягивания фронтов – вызывает сомнения. Хотя возможно это и так…
В чем сомнения.
Триггер переключается по фронтам внутренней логики. Фронты формируются опять же внутренними компараторами. Почему вдруг должно возникнуть затягивание фронтов при понижении частоты – не понятно. Но интересно.
Во множестве даташитов 494 – для компараторов по графикам указываются частоты работы от 10Гц. Для усилителей ошибки – от нуля.
При этом крутизна фронтов компаратора от частоты не должна (?) меняться по определению до максимума (50-70-100 кГц)…
Какие причины сбоев на низких частотах (менее 1 кГц по даташитам) могут быть у 494 (?).
1.Внутренние RC цепочки.
2.Насыщение, рассасывание зарядов в ключах схемы.
3.Пропуск импульсов внутрисхемной логикой.
4.Наличие лишних "иголок", шум, перекидывающих триггер.
5.Хрен знает.
Далее картинки надерганы из даташита разработчика Application Report SLVA001E–December 2003–Revised September 2011, Designing Switching Voltage Regulators With the TL494.
1.По RC цепочкам.
Разработчики на функциональных схемах указывают всего один внутренний конденсатор для 494. В стабилизаторе питания (опорное доступно на 14 ноге)
Это же опорное внутри микросхемы раздается на питание внутрисхемной логики, участвует в формировании потенциалов сравнения (!!) .
2.По накоплению, рассасыванию зарядов, как причина сбоев – как то в голове не стыкуется картинка. Хотя всё может быть…
Добавлено after 1 hour 2 minutes 38 seconds:
3.Пропуск импульсов внутрисхемной логикой.
Возможно, если огибающая обратной связи будет иметь частоту, близкую к частоте задающего генератора. Попадались в инете несколько схем преобразователей 12/220 с номиналами элементов. У некоторых частоты среза RC цепочек обратной связи оказались близки к частоте задающего генератора (100 Гц). Временная, тепловая деградация элементов – возможны сбои…
4."Лишние" импульсы.
https://monitor.net.ru/forum/threads/585836/
"Я обратил внимание, что при старте, пока пила на 5 ноге чистая, сбоев нет. Потом когда запускается вч преобразователь, на пиле появляются небольшие наводки и сбой импульсов".
5. Хрен его знает.
Когда в даташитах приводят устройство 494 ИМС в виде функциональных блоков, то для выбора однотактная/двухтактная работа часто приводят
Как бы всё здорово, но по существу выбор осуществляется через снятие/подачу питания от внутреннего опорного источника напряжения (от 14 ноги)на выходные ключи триггера… Они уже обеспечивают прохождение/блокирование части импульсов от компаратора. Но это не принципиально.
Собрав всё воедино, получается, что "старушка TL494" проектировалась для "высокочастотных" преобразователей (для 70 годов – работа около 100 кГц это круто).
По завязкам, сбоям на 50Гц львиную долю может обеспечивать внутренний источник опорного напряжения. Он возможно "хуже" отрабатывает частоты ниже 1 кГц, и потом раздает опорное всем потребителям внутри ИМС. Получается запутанный клубок воздействий и реакций…
Предположения полностью проверить не возможно, внутрисхемные цепи скрыты от пользователя.
Для экспериментов по сбоям 50Гц - напрашивается танталовый кондер между 14 и 7 ногами , прямо на ИМС.
То же по питанию самой ИМС.
Можно также попробовать подавать стабилизированные 5в от внешнего источника на 13 ногу (не факт что может помочь, токи там должны быть маленькие)…
Как вариант – отдельно мутить внешнюю схему именно для коммутации 50 Гц (тогда уж с одновременным заходом в "чистый синус").
Или выпаивать TL494 по 50Гц, мутить переходник для той же UC3825 (?)…
Универсальные решения для оживления "трупов по 50 Гц" на 494 – увы... Производители инверторов намутили много схемотехнических вариантов…
Если создавать с нуля устройство, схему– конечно брать другие, более поздние ИМС...
Чё так много букв?
Да просто было интересно.
Почему то…
Всем спасибо!!
P.S.
Для частот 50Гц напрашиваются блокирующие конденсаторы не в 0,1 мкФ, а в десятки мкФ...
- Вложения
-
- 2=пропуск.jpg
- (45.02 KiB) Скачиваний: 25