IC TL494 este un IC versatil de control PWM, care poate fi aplicat în mai multe moduri diferite în circuitele electronice. În aceste articole discutăm în detaliu cu privire la principalele funcții ale CI și, de asemenea, cum să-l folosim în circuite practice.

Descriere generala

IC TL494 este conceput special pentru circuite de aplicații de modulare a lățimii impulsului cu un singur cip. Dispozitivul este creat în principal pentru circuitele de control al alimentării cu energie electrică, care pot fi dimensionate eficient cu ajutorul acestui IC.

Dispozitivul vine cu un oscilator variabil încorporat, un stadiu de control în timp mort (DTC), un control flip flop pentru direcția cu impulsuri, o precizie Regulator 5 V , doi amperi de eroare și câteva circuite tampon de ieșire.

Amplificatoarele de eroare au un interval de tensiune în mod comun de la - 0,3 V la VCC - 2V.

Controlul timpului mort comparator este setat cu o valoare de offset fixă pentru livrarea unui timp mort constant de 5% aproximativ.

Funcția oscilatorului pe cip poate fi anulată prin conectarea pinului RT # 14 al CI cu pinul de referință # 14 și prin furnizarea externă a unui semnal din dinte de ferăstrău la pinul CT # 5. Această facilitate permite, de asemenea, conducerea mai multor IC-uri TL494 sincron având diferite șine de alimentare.

Tranzistoarele de ieșire din interiorul cipului cu ieșiri plutitoare sunt aranjate pentru a livra fie un emițător comun sau o facilitate de ieșire emițător-urmăritor.

Dispozitivul permite utilizatorului să obțină fie un tip push-pull, fie o singură oscilație terminată pe pinii de ieșire prin configurarea corespunzătoare a pinului # 13, care este pinul funcției de control al ieșirii.

Circuitul intern face imposibil ca oricare dintre ieșiri să producă un impuls dublu, în timp ce IC-ul este cablat în funcția push-pull.

Funcția și configurarea pinului

Următoarea diagramă și explicație ne oferă informații de bază cu privire la funcția pin pentru IC TL494.

Pin # 1 și Pin # 2 (1 IN + și 1IN-): Acestea sunt elementele care nu inversează și inversează intrări a amplificatorului de eroare (op amp 1).
Pin # 16, Pin # 15 (1 IN + și 1IN-): La fel ca mai sus, acestea sunt non-inversarea și inversarea intrări a amplificatorului de eroare (op amp 2).
Pin # 8 și Pin # 11 (C1, C2): Acestea sunt ieșiri 1 și 2 ale IC-ului care se conectează cu colectoarele tranzistorilor interni respectivi.
Pinul 5 (CT): Acest pin trebuie conectat cu un condensator extern pentru setarea frecvenței oscilatorului.
Pin # 6 (RT): Acest pin trebuie conectat cu un rezistor extern pentru setarea frecvenței oscilatorului.
Pinul 4 (DTC): Este intrare a amplificatorului de operare intern care controlează funcționarea în timp mort a CI.
Pin # 9 și Pin # 10 (E1 și E2): Acestea sunt ieșiri ale CI care se conectează cu pinii emițătorului tranzistorului intern.
Pin # 3 (Feedback): așa cum sugerează și numele, acesta intrare pinul este utilizat pentru integrarea cu un eșantion de semnal de ieșire pentru un control automat dorit al sistemului.
Pinul # 7 (masă): Acest pin este pinul de masă al CI, care trebuie să fie conectat la 0 V al sursei de alimentare.
Pinul # 12 (VCC): Acesta este pinul de alimentare pozitiv al CI.
Pin # 13 (O / P CNTRL): Acest pin poate fi configurat pentru a permite ieșirea IC-ului în modul push-pull sau în modul terminat unic.
Pin # 14 (REF): Aceasta ieșire pinul oferă o ieșire constantă de 5V care poate fi utilizată pentru fixarea unei tensiuni de referință pentru amplificatorii de eroare op, în modul comparator.

Evaluări maxime absolute

(VCC) Tensiunea maximă de alimentare nu trebuie să depășească = 41 V
(VI) Tensiunea maximă pe pinii de intrare să nu depășească = VCC + 0,3 V
(VO) Tensiunea maximă de ieșire la colectorul tranzistorului intern = 41 V
(IO) Curent maxim pe colectorul tranzistorului intern = 250 mA
Căldura maximă de lipire a pinului IC la 1,6 mm (1/16 inch) distanță de corpul IC nu trebuie să depășească 10 secunde @ 260 ° C
Tstg Interval de temperatură de depozitare = –65/150 ° C

Condiții de funcționare recomandate

Următoarele date vă oferă tensiunile și curenții recomandați care pot fi utilizați pentru funcționarea circuitului IC în condiții de siguranță și eficiență:

“monofazat față de două faze ”

Alimentare VCC: 7 V la 40 V
Tensiunea de intrare a amplificatorului VI: -0,3 V la VCC - 2 V
Tensiunea colectorului tranzistorului VO = 40, curentul colectorului pentru fiecare tranzistor = 200 mA
Curent în pinul de feedback: 0,3 mA
Gama de frecvențe a oscilatorului fOSC: 1 kHz până la 300 kHz
Valoarea condensatorului de sincronizare a oscilatorului CT: între 0,47 nF și 10000 nF
Valoarea rezistorului de sincronizare a oscilatorului RT: între 1,8 k și 500 k ohmi.

Diagrama de aspect intern

dispunerea internă și etapele circuitului TL494 IC

Cum se utilizează IC TL494

În următoarele paragrafe aflăm funcțiile importante ale IC TL494 și cum să-l folosim în circuitele PWM.

Prezentare generală: TL494 IC este proiectat în așa fel încât nu numai să prezinte circuitele importante necesare pentru a controla o sursă de alimentare de comutare, dar, în plus, abordează mai multe dificultăți fundamentale și minimizează nevoia de etape suplimentare de circuit necesare în structura generală.

TL494 este în esență un circuit de control cu frecvență fixă de modulare a lățimii impulsurilor (PWM).

Funcția de modulație a impulsurilor de ieșire se realizează atunci când oscilatorul intern își compară forma de undă din dinte de ferăstrău prin condensatorul de sincronizare (CT) cu ambele perechi de semnale de control.

Etapa de ieșire este activată în perioada în care tensiunea din dinte de fierăstrău este mai mare decât semnalele de control al tensiunii.

Pe măsură ce semnalul de control crește, timpul în care intrarea din dinte de fierăstrău este mai mare scade în consecință, lungimea impulsului de ieșire se reduce.

Un flip-flop cu direcție de impulsuri ghidează alternativ pulsul modulat către fiecare dintre cele două tranzistoare de ieșire.

Regulator de referință 5-V

TL494 creează o referință internă de 5 V care este alimentată la pinul REF.

Această referință internă ajută la dezvoltarea unei referințe constante stabile, care acționează ca un pre-regulator pentru a asigura o alimentare stabilă. Această referință este apoi utilizată în mod fiabil pentru alimentarea diferitelor etape interne ale IC-ului, cum ar fi controlul ieșirii logice, direcția impulsurilor cu flip-flop, oscilatorul, comparatorul de control al timpului mort și comparatorul PWM.

Oscilator

Oscilatorul generează o formă de undă pozitivă din dinte de ferăstrău pentru timpul mort și comparatoarele PWM, astfel încât aceste etape să poată analiza diferitele semnale de intrare de control.

RT și CT sunt responsabile pentru determinarea frecvenței oscilatorului și astfel pot fi programate extern.

Forma de undă din dinți de fierăstrău generată de oscilator încarcă condensatorul de sincronizare extern CT cu un curent constant, determinat de rezistorul complementar RT.

Acest lucru are ca rezultat crearea unei forme de undă de tensiune cu rampă liniară. De fiecare dată când tensiunea în CT ajunge la 3 V, oscilatorul o descarcă rapid, ceea ce repornește ulterior ciclul de încărcare. Curentul pentru acest ciclu de încărcare este calculat prin formula:

Icharge = 3 V / RT --------------- (1)

Perioada formei de undă din dinte de ferăstrău este dată de:

T = 3 V x CT / Icharge ---------- (2)

Frecvența oscilatorului este astfel determinată folosind formula:

f OSC = 1 / RT x CT --------------- (3)

Cu toate acestea, această frecvență a oscilatorului va fi compatibilă cu frecvența de ieșire atunci când ieșirea este configurată ca un singur capăt. Când este configurat în modul push-pull, frecvența de ieșire va fi 1/2 din frecvența oscilatorului.

Prin urmare, pentru ieșirea cu un singur capăt ecuația de mai sus nr. 3 poate fi utilizată.

Pentru aplicația push pull formula va fi:

f = 1 / 2RT x CT ------------------ (4)

Controlul timpului mort

Setarea pinului în timp mort reglează timpul minim mort ( perioade de oprire între cele două ieșiri ).

În această funcție, când tensiunea pinului DTC depășește tensiunea rampei de la oscilator, forțează comparatorul de ieșire să oprească tranzistoarele Q1 și Q2.

IC are un nivel de offset setat intern de 110 mV care garantează un timp mort minim de aproximativ 3% atunci când pinul DTC este conectat la linia de masă.

Răspunsul la timpul mort poate fi mărit prin aplicarea unei tensiuni externe pinului DTC # 4. Acest lucru permite să aveți un control liniar asupra funcției de timp mort de la valoarea implicită de 3% până la maximum 100%, printr-o intrare variabilă de la 0 la 3,3 V.

“proiecte de inginerie distractive pentru studenți ”

Dacă se folosește un control de gamă completă, cutia de ieșire a CI poate fi reglată printr-o tensiune externă fără a perturba configurațiile amplificatorului de eroare.

Caracteristica de timp mort poate fi utilizată în situații în care devine necesar un control suplimentar al ciclului de funcționare de ieșire.

Dar pentru buna funcționare trebuie să se asigure că această intrare este fie terminată la un nivel de tensiune, fie la masă și nu trebuie lăsată niciodată plutitoare.

Amplificatoare de eroare

Cei doi amplificatori de eroare ai CI au un câștig mare și sunt polarizați prin șina de alimentare a CI-urilor VI. Aceasta permite o gamă comună de intrare de la -0,3 V la VI - 2 V.

Ambele amplificatoare de eroare sunt configurate intern pentru a funcționa ca un amplificator cu o singură sursă de alimentare, în care fiecare ieșire are doar capacitate activă-înaltă. Datorită acestei capacități, amplificatoarele sunt capabile să se activeze independent pentru a satisface o cerere PWM îngustă.

Deoarece ieșirile celor două amperi de eroare sunt legate ca. SAU porți cu nodul de intrare al comparatorului PWM, domină amplificatorul care poate funcționa cu ieșire minimă a impulsului.

Amplificatoarele au ieșirile polarizate cu un scufundator de curent redus, astfel încât ieșirea IC să asigure PWM maxim atunci când amplificatoarele de eroare sunt în modul nefuncțional.

Intrare ieșire-control

Acest pin al IC-ului poate fi configurat pentru a permite ieșirii IC să funcționeze fie într-un singur mod final care este ambele ieșiri oscilând împreună în paralel, fie în mod push pull, producând ieșiri oscilante alternativ.

Pinul de control al ieșirii funcționează asincron, permițându-i să aibă un control direct asupra ieșirii IC-ului, fără a afecta stadiul oscilatorului intern sau stadiul de direcție a impulsurilor cu flip flop.

Acest pin este în mod normal configurat cu un parametru fix conform specificațiilor aplicației. De exemplu, dacă ieșirile IC sunt destinate să funcționeze în mod paralel sau cu un singur capăt, pinul de control al ieșirii este conectat permanent cu linia de masă. Datorită acestui fapt, etapa de direcție a impulsurilor din interiorul CI se dezactivează și flip-flopul alternativ se oprește la pinii de ieșire.

De asemenea, în acest mod, impulsurile care ajung la controlul timpului mort și la comparatorul PWM sunt transportate împreună de ambele tranzistoare de ieșire, permițând ieșirii să pornească / oprească în paralel.

Pentru a obține o operație de ieșire push pull, pinul de control al ieșirii trebuie pur și simplu să fie conectat la pinul de referință de ieșire + 5V (REF) al IC-ului. În această condiție, fiecare dintre tranzistoarele de ieșire pornește alternativ prin etapa de basculare cu direcție pulsată.

Tranzistoare de ieșire

Așa cum se poate vedea a doua diagramă de sus, cipul este format din doi tranzistori de ieșire, care au terminale emițător și colector necomandate.

Ambele terminale plutitoare sunt nominalizate să se scufunde (să intre) sau să producă (să dea) până la 200 mA curent.

Punctul de saturație al tranzistoarelor este mai mic de 1,3 V când este configurat în modul emițător comun și mai mic de 2,5 V în colecționar comun modul.

Sunt protejate intern de scurtcircuit și supracurent.

Circuite de aplicare

Așa cum s-a explicat mai sus, TL494 este în primul rând un controler IC PWM, prin urmare principalele circuite de aplicație sunt în mare parte circuite bazate pe PWM.

Câteva exemple de circuite sunt discutate mai jos, care pot fi modificate în diferite moduri conform cerințelor individuale.

Încărcător solar folosind TL494

Următorul design arată modul în care TL494 poate fi configurat eficient pentru a crea o sursă de alimentare cu comutare 5-V / 10-A.

“generator de curent alternativ vs generator de curent continuu ”

În această configurație, ieșirea funcționează în modul paralel și, prin urmare, putem vedea pinul de control al ieșirii # 13 este conectat la masă.

Cele două amplificatoare de eroare sunt, de asemenea, utilizate foarte eficient aici. Un amplificator de eroare controlează feedback-ul de tensiune prin R8 / R9 și menține ieșirea constantă la rata dorită (5V)

Al doilea amplificator de eroare este utilizat pentru controlul curentului maxim prin R13.

tensiune constantă, controler PWM de curent constant folosind TL494

Invertor TL494

Iată un circuit invertor clasic construit în jurul IC TL494. În acest exemplu, ieșirea este configurată să funcționeze în modul push-pull și, prin urmare, pinul de control al ieșirii este conectat aici cu referința + 5V, care se realizează de la pinul 14. Anii pini sunt, de asemenea, configurați exact așa cum este descris în foaia de date de mai sus.

Concluzie

IC TL494 este un IC de control PWM cu facilități de control de ieșire și feedback extrem de precise, asigurând un control al impulsului ideal pentru orice aplicație de circuit PWM dorită.

Este similar cu SG3525 în multe feluri și poate fi folosit ca un înlocuitor eficient pentru acesta, deși numerele de pin pot fi diferite și nu exact compatibile.

Dacă aveți întrebări referitoare la acest IC, vă rugăm să nu ezitați să le întrebați prin comentariile de mai jos, vă voi ajuta cu plăcere!

Referinţă: Foaie tehnică TL494

Precedent: Înțelegerea procesului de pornire MOSFET În continuare: Tipuri de plăci Arduino cu specificații