Switching regulator dengan TL494

Bismillah

Mari membaca, membahas regulator

Regulator yang umum dipakai untuk power supply digital bermacam macam. Mulai dari linear regulator sejuta ummat , si 7805 dan keluarganya, kemudian LDO untuk tegangan 3,3 volt, ada lagi simple switcher 5 pin siap pakai LM2576-xx. Keperluan desain disesuaikan dengan konsumsi ARUS, tegangan input dan outputnya. Regulator paling sederhana dan sering dipakai adalah 7805 dengan arus katanya bisa sampai 1 amper (saja), dan versi kecilnya dengan kemasan TO92 yaitu seri78Lxx dengan arus yang lebih kecil. LDO juga terbatas arusnya (PZL33, regulator 3,3 volt versi glodog). Apalagi si LDO, tegangan input nya tidak bisa lebih tinggi lagi, diberi 12 volt saja sudah rontok. Untuk aplikasi dengan konsumsi daya tinggi (otomatis butuh arus besar, untuk menjaga tegangan stabil di 5 volt atau 3,3 volt atau lainnya), biasanya dipakai simple switcher, LM2576-xx, xx adalah tegangannya ada 5 volt, 3,3 dan adjustable. Mudah didapat di toko, dengan kemampuan supply arus sampai 3 amper, katanya. Komponen ini butuh komponen tambahan dioda schottky dan induktor.

untuk mengakali konsumsi arus yang besar juga, biasa dipakai transistor current buffer untuk booster arus, dengan regulator linear 78xx. cara ini mebuat transistor ekstra panas, karena drop voltage nya dibebankan ke si transistor, bekerja keras.

Kemudian bagaimana jika tegangan input DC nya melebihi batas maksimal input si regulator ?. 7805 sudah panas di tegangan input 24 volt, si LM2576 saja sudah kritis di 40 volt. Terus bagaimana jika input tegangannya normal di 48 volt ? misal ada alat mengambil power dari aki di BTS ?

Mari kita coba TL494. IC ini keluaran Texas Instrument, isi nya komparator, osilator, flip flop dan transistor output ditambah regulator referensi internal. Mirip IC 555. Saya pertama menemukan IC ini di power supply ATX juga di dalam angkot dengan  sound system yang suaranya bisa bikin pusing kepala, di PCB ampli nya ada toroid untuk power supply, mosfet dan IC ini.

Pinout nya, dengan kemasan DIP16

blok diagramnya:

Penjelasan pin nya:

1. Error Amplifier 1 non inverting, jika tegangannya melebihi pin 2, akan menurunkan duty cycle PWM 1

2. Error Amplifier 2 inverting, jika tegangannya kurang dari pin 1, akan menurunkan duty cycle PWM 1

3. Feedback, input ke komparator PWM dan output dari kedua error amplifier (setelah lewat masing masing dioda)

4. Dead Time Control, mengatur delay atara output 1 ON dan output 2 ON, jika semakin dekat jaraknya, transistor power akan short (perpengaruh pada mode PUSH PULL bridge) karena sebelum transistor 1 OFF penuh, transistor kedua sudah ON, jadi ON bersamaan, untuk menghindarinya, diperlukan delay, diatur oleh pin ini, semakin besar tegangannya, semakin lama delaynya.

5. CT, kapasitor untuk timing, dipadukan dengan RT di pin 6, membentuk osilator RC, nilainya bisa dari 470pF sampai 10uF

6. RT, resistor untuk timing, nilainya dari 1k8 sampai 500k

7. GND, ground untuk power supply IC ini

8. C1, kolektor transistor output 1, mampu mengalirkan arus 200mA

9. E1, emitter transistor output 1

10. E2, emitter transistor output 2

11. C2, kolektor transistor output 2

12. VCC, tegangan kerja IC ini, dari 7 sampai 40 volt

13. OUTPUT CONTROL, jika 1 maka outputnya diambil dari flip flop (berlawanan, untuk mode push pull), jika 0, kedua outputnya sama.

14. VREF, tegangan referensi, pin ini mengeluarkan tegangan 5 volt

15. Error Amplifier 2 inverting, jika tegangannya kurang dari pin 16, akan menurunkan duty cycle PWM 2

16. Error Amplifier 1 non inverting, jika tegangannya melebihi pin 15, akan menurunkan duty cycle PWM 2

Contoh rangkaian untuk mode BUCK CONVERTER, step down, dari 48 volt ke 5 volt yang akan kita buat

skemanya dibuat di Eagle, library nya ada di komponen linear.

ini PCB nya

Nah, kita lanjutkan lagi ceritanya. Kita sudah sampai di perancangan. IC ini katanya supply nya bisa sampai 40 volt saja, terus bagaimana atuh jika inputnya lebih dari itu ?. Perlu diketahui, jika dalam IC regulator siap pakai seperti yg dibahas sebelumnya, INPUT VOLTAGE untuk supply dan unregulated input DISATUKAN DALAM SATU PIN dan komponen OUTPUT STAGE nya juga ON CHIP.  Kalo di sini mah dipisah, jadi input voltage nya ya sesuai dengan DRIVER nya yang bisa kita pilih sendiri di LUAR IC. IC ini hanya memerlukan VCC dengan arus yang kecil, jadi bisa diambil dari V input yang besar dengan hanya melewatkannya pada resistor pembatas dan zener jika diperlukan, contoh di sini, kita masukkan tegangan 48 volt, nah IC ini hanya mampu maksimal 40 volt saja, jadi  dibuang di R14, terus untuk diver nya kita bisa bebas pilih sesuai desain kita, batasannya adalah ARUS (langsung ngaruh ke disipasi daya), KECEPATAN SWITCHING (dari frekuensi PWM nya, ditentukan oleh RC) dan BREAKDOWN VOLTAGE (berapa besar tegangan input output nya). Kemudian INDUKTOR nya juga, semakin tinggi frekuensi, semakin kecil fisiknya tetapi bahan inti ferrit nya juga harus mendukung (faktor saturasi magnetik, halah teu nyaho sayah mah, cadu tah). Di sini saya menggunakan driver MOSFET type P IRF9530 atau IRFP9540, anda bisa saja menggantinya dengan type N seperti IRF540, IRF640, IRF740, IRFZ44, type BUZxx, 2SKxxxx, dengan tambahan driver seperti seri IR2xxx. atau bisa juga dengan transistor BJT seperti transistor untuk defleksi horizontal di TV atau juga seri MJE13001 si legendaris switching neon, hahaha. jika kurang puas, bisa pakai IGBT, bebas lah terserah keperluan daya nya dan frekuensi.

Sok lah silahkan coba dulu atuh, atau mau beli ke Mamang saja ?

~ by den-wam on 2010-11-11.