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      6. TL494開(kāi)關(guān)電源原理圖,TL494引腳功能介紹
        • 發(fā)布時(shí)間:2024-06-14 18:01:57
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        TL494開(kāi)關(guān)電源原理圖,TL494引腳功能介紹
        什么是TL494?
        TL494開(kāi)關(guān)電源芯片集成了在單個(gè)芯片上構建脈沖寬度調制(PWM)控制電路所需的所有功能。該器件主要設計用于電源控制,可靈活地為特定應用定制電源控制電路。
        TL494是一種固定頻率脈寬調制電路,它包含了開(kāi)關(guān)電源控制所需的全部功能,廣泛應用于橋式單端正激雙管式、半、全橋式開(kāi)關(guān)電源。TL494專(zhuān)為單芯片脈寬調制應用電路而設計。
        TL494帶有一個(gè)內置可變振蕩器、一個(gè)死區時(shí)間控制器級 (DTC)、一個(gè)用于脈沖轉向的觸發(fā)器控制、一個(gè)精密 5 V 穩壓器、兩個(gè)誤差放大器和一些輸出緩沖電路。
        誤差放大器的共模電壓范圍為 - 0.3 V 至 VCC - 2V。
        死區時(shí)間控制比較器設置了一個(gè)固定的偏移值,以提供大約 5% 的恒定死區時(shí)間。
        TL494引腳功能介紹
        tl494引腳圖
        TL494
        引腳1 和 引腳2(1 IN+ 和 1IN-):運算放大器 1 的同相和反相輸入。
        引腳16、引腳15(1 IN+ 和 1IN-):運算放大器 2 的同相和反相輸入。
        引腳 8 和 引腳11 (C1, C2): IC 的輸出1 和 2,它們與各自?xún)炔烤w管的集電極連接。
        引腳 5 (CT):引腳需要連接一個(gè)外部電容來(lái)設置振蕩器頻率。
        引腳 6 (RT):引腳需要連接一個(gè)外部電阻來(lái)設置振蕩器頻率。
        引腳 4 (DTC):它是內部運算放大器的輸入,控制 IC 的死區時(shí)間操作。
        引腳 9 和 引腳10(E1 和 E2):這些是 IC 的輸出,與內部晶體管的發(fā)射極引腳連接。
        引腳 3(反饋):輸入引腳用于與輸出采樣信號集成,以實(shí)現所需的系統自動(dòng)控制。
        引腳 7 (Ground):此管腳為 IC 的接地引腳,需接電源 的 0 V。
        引腳 12 (VCC):這是 IC 的 正電源引腳。
        引腳 13 (O/P CNTRL):此引腳可配置為在推挽模式或單端模式下啟用 IC 的輸出。
        引腳 14 (REF):此輸出引腳提供恒定的 5V 輸出,可用于在比較器模式下為誤差運算放大器固定參考電壓。
        TL494工作原理
        TL494內部結構圖:
        TL494
        1)5V基準源(Reference Regulator)
        TL494內置了基于帶隙原理的基準源,基準源的穩定輸出電壓為5V,條件是VCC電壓在7V以上,誤差在100mV之內?;鶞试吹妮敵鲆_是第14腳REF。
        (2)鋸齒波振蕩器(Sawtooth oscillator)
        TL494內置了線(xiàn)性鋸齒波振蕩器,產(chǎn)生0.3~3V的鋸齒波。振蕩頻率可通過(guò)外部的一個(gè)電阻Rt和一個(gè)電容Ct進(jìn)行調節, 其振蕩頻率為:f=1/RtCt,其中Rt的單位為歐姆,Ct的單位為法拉。鋸齒波可以在Ct引腳測量得到。
        (3)運算放大器(Operational Amplifier)
        TL494集成了兩個(gè)單電源供電的運算放大器。運算放大器傳遞函數為ft(ni,inv)=A(ni-inv),但不能越出輸出擺幅。一般電源電路中,運放接成閉環(huán)運行。少數特殊情況下使用開(kāi)環(huán),由外界輸入信號決定。兩個(gè)運放的輸出端分別接一個(gè)二極管,和COMP引腳以及后級電路(比較器)相連接。這保證了兩個(gè)運放中較高的輸出進(jìn)入后級電路。
        (4)比較器(Comparators)
        運算放大器輸出的信號(COMP引腳)在芯片內部進(jìn)入比較器正輸入端,和進(jìn)入負輸入端的鋸齒波比較。當鋸齒波高于COMP引腳的信號時(shí),比較器輸出0,反之則輸出1。
        (5)脈沖觸發(fā)器(Pulse trigger)
        脈沖觸發(fā)器在鋸齒波的下降沿且比較器輸出1時(shí)導通,它通過(guò)一個(gè)比較器對脈沖觸發(fā)器實(shí)行干擾,限制最大占空比??稍O置的每端占空比上限最高為45%,在工作頻率高于150kHz時(shí)占空比上限是42%左右(當DTC引腳電平被設為0時(shí))。
        TL494 的最大賣(mài)點(diǎn)之一就是其內置的鋸齒波振蕩器。鋸齒波振蕩器產(chǎn)生 0.3 – 3V 的鋸齒波。此外,可以通過(guò)使用外部電阻 (Rt) 和電容 (Ct) 來(lái)調整振蕩頻率。
        因此,默認振蕩頻率為 f =1/Rt*Ct。
        其中 Ct 和 Rt 的單位分別是法拉和歐姆。
        輸出脈沖的寬度是通過(guò)電容CT.上的正極性鋸齒波電壓與另外兩個(gè)控制信號進(jìn)行比較來(lái)實(shí)現。功率輸出管Q1和Q2受控于或非門(mén)。當雙穩觸發(fā)器的時(shí)鐘信號為低電平時(shí)才會(huì )被選通,即只有在鋸齒波電壓大于控制信號期間才會(huì )被選通。當控制信號增大,輸出脈沖的寬度將減小。參見(jiàn)下圖。
        TL494
        控制信號由集成電路外部輸入,一路送至死區時(shí)間比較器,一路送往誤差放大器的輸入端。 死區時(shí)間比較器具有120mV的輸入補償電壓,它限制了最小輸出死區時(shí)間約等于鋸齒波周期的4%,當輸出端接地,最大輸出占空比為96%,而輸出端接參考電平時(shí),占空比為48%。當把死區時(shí)間控制輸入端接上固定的電壓(范圍在0~3.3V之間)即能在輸出脈沖上產(chǎn)生附加的死區時(shí)間。
        脈沖寬度調制比較器為誤差放大器調節輸出脈寬提供了一個(gè)手段: 當反饋電壓從0.5V變化到3.5時(shí),輸出的脈沖寬度從被死區確定的最大導通百分比時(shí)間中下降到零。兩個(gè)誤差放大器具有從-0.3V到(Vcc 2.0)的共模輸入范圍,這可能從電源的輸出電壓和電流察覺(jué)得到。誤差放大器的輸出端常處于平,它與脈沖寬度調制器的反相輸入端進(jìn)行”或”運算,正是這種電路結構,放大器只需最小的輸出即可支配控制回路。
        當比較器CT放電,一個(gè)正脈沖出現在死區比較器的輸出端,受脈沖約束的雙穩觸發(fā)器進(jìn)行計時(shí),同時(shí)停止輸出管Q1和Q2的工作。若輸出控制端連接到參考電壓源,那么調制脈沖交替輸出至兩個(gè)輸出晶體管,輸出頻率等于脈沖振蕩器的一半。如果工作于單端狀態(tài),且最大占空比小于50%時(shí),輸出驅動(dòng)信號分別從晶體管Q1或Q2取得。輸出變壓器一個(gè)反饋繞組及二極管提供反饋電壓。在單端工作模式下,當需要更高的驅動(dòng)電流輸出,亦可將Q1和Q2并聯(lián)使用,這時(shí),需將輸出模式控制腳接地以關(guān)閉雙穩觸發(fā)器。這種狀態(tài)下,輸出的脈沖頻率將等于振蕩器的頻率。
        tl494開(kāi)關(guān)電源原理圖
        TL494典型電路:有刷電動(dòng)機平滑調速
        TL494外圍電路設計PWM調節由TL494CN芯片實(shí)現,其電路原理圖如下圖所示,主要功率器件采用夠個(gè)MOSFET并聯(lián)和多個(gè)二極管并聯(lián)的方式。為實(shí)現直流有刷電動(dòng)機的平滑調速,將TL494的13號引腳接地,使TL494工作在單端輸出方式,實(shí)現PWM占空比從0到96%連續可調。
        TL494
        為了增大TL494的輸出驅動(dòng)電流,提高驅動(dòng)能力,并保護TL494的輸出端(9號和10號引腳),通過(guò)兩個(gè)高速二極管并聯(lián)輸出的方式,輸出最大500mA的電流,很大程度的提高了輸出的驅動(dòng)能力。并在輸出端單獨采用達林頓管推挽輸出,來(lái)驅動(dòng)電樞回路中多個(gè)并聯(lián)的MOSFET,多個(gè)MOSFET并聯(lián)時(shí)需要注意均流和散熱。
        TL494逆變器
        TL494
        這是一個(gè)圍繞 IC TL494 構建的經(jīng)典逆變器電路。輸出配置為推挽方式工作,因此此處的輸出控制引腳與 +5V 參考連接,這是通過(guò)引腳#14 實(shí)現的。
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