TL494 Datasheet, Pinout, Application Circuits

IC TL494 je vsestranski krmilni modul PWM, ki ga je mogoče na različne načine uporabiti v elektronskih vezjih. V teh člankih podrobno razpravljamo o glavnih funkcijah IC in o tem, kako ga uporabiti v praktičnih vezjih.

Splošen opis

IC TL494 je posebej zasnovan za vezja za modulacijo širine impulzov z enim čipom. Naprava je v glavnem ustvarjena za krmilna vezja napajalnika, ki jih je mogoče učinkovito dimenzionirati s tem IC.

Naprava ima vgrajen spremenljiv oscilator, stopnjo krmiljenja mrtvih časov (DTC), a nadzor flip flopa za pulzno krmiljenje natančnost 5 V regulator , dva ojačevalnika napak in nekaj izhodnih vmesnih vezij.

Ojačevalniki napak imajo običajno napetostno območje od - 0,3 V do VCC - 2V.

Nadzor mrtvih časov primerjalnik je nastavljen s fiksno vrednostjo odmika za približno 5% mrtvega časa.

Funkcijo oscilatorja na čipu lahko preglasimo tako, da priključimo RT-zatič št. 14 IC z referenčnim zatičem št. 14 in z zunanjim podajanjem žagastega signala CT-zatiču št. 5. Ta naprava omogoča tudi sinhrono vožnjo številnih IC TL494 z različnimi tirnicami za napajanje.

Izhodni tranzistorji znotraj čipa s plavajočimi izhodi so razporejeni tako, da oddajajo bodisi a skupni oddajnik izhodna naprava ali izhodni objekt oddajnika-sledilca

Naprava uporabniku omogoča, da preko ustreznega konfiguriranja zatiča št. 13, ki je izhodno-krmilna funkcija, dobi bodisi potisni tip bodisi enojno nihanje preko svojih izhodnih zatičev.

Notranje vezje onemogoča, da bi kateri koli izhod ustvaril dvojni impulz, medtem ko je IC ožičen v funkciji push-pull.

Funkcija in konfiguracija zatiča

Naslednji diagram in razlaga nam nudijo osnovne informacije o funkciji zatiča za IC TL494.

• Pin # 1 in Pin # 2 (1 IN + in 1IN-): To sta neobratna in invertirna vhodi ojačevalnika napak (op amp 1).
• Pin # 16, Pin # 15 (1 IN + in 1IN-): Kot zgoraj so to neobratni in invertirni vhodi ojačevalnika napak (op amp 2).
• Pin # 8 in Pin # 11 (C1, C2): To so izhodov 1 in 2 IC, ki se povezujejo z kolektorji ustreznih notranjih tranzistorjev.
• Pin # 5 (CT): Ta pin mora biti povezan z zunanjim kondenzatorjem za nastavitev frekvence oscilatorja.
• Zatič št. 6 (RT): Ta zatič mora biti povezan z zunanjim uporom za nastavitev frekvence oscilatorja.
• Pin # 4 (DTC): To je vhod notranjega opcijskega ojačevalnika, ki nadzoruje mrtvo delovanje IC.
• Pin # 9 in Pin # 10 (E1 in E2): To so izhodov IC, ki se povezujejo z emiterskimi zatiči notranjega tranzistorja.
• Pin # 3 (Povratne informacije): Kot že ime pove, to vhod pin se uporablja za integracijo z izhodnim vzorčnim signalom za želeno samodejno krmiljenje sistema.
• Zatič št. 7 (ozemljitev): Ta zatič je ozemljitveni zatič IC, ki ga je treba povezati z 0 V napajalnega vira.
• Pin # 12 (VCC): To je pozitivni napajalni zatič IC.
• Zatič št. 13 (O / P CNTRL): Ta zatič je mogoče konfigurirati tako, da omogoča izhod IC v načinu push-pull ali enojnem načinu.
• Pin # 14 (REF): To izhod pin zagotavlja konstanten 5V izhod, ki ga lahko uporabimo za določanje referenčne napetosti za ojačevalnike z napako v primerjalnem načinu.

Absolutne najvišje ocene

• (VCC) Največja napajalna napetost ne sme presegati = 41 V
• (VI) Najvišja napetost na vhodnih zatičih ne sme presegati = VCC + 0,3 V
• (VO) Najvišja izhodna napetost na kolektorju notranjega tranzistorja = 41 V
• (IO) Največji tok na kolektorju notranjega tranzistorja = 250 mA
• Najvišja vročina spajkanja vtiča IC pri 1,6 mm (1/16 palca) od telesa IC ne sme presegati 10 sekund pri 260 ° C
• Tstg Razpon temperature skladiščenja = –65/150 ° C

Priporočeni obratovalni pogoji

Naslednji podatki vsebujejo priporočene napetosti in tokove, ki jih je mogoče uporabiti za delovanje IC v varnih in učinkovitih pogojih:

• VCC napajanje: 7 V do 40 V
• VI Vhodna napetost ojačevalnika: -0,3 V do VCC - 2 V
• VO tranzistorska napetost kolektorja = 40, tok kolektorja za vsak tranzistor = 200 mA
• Tok v povratni zatič: 0,3 mA
• frekvenčno območje oscilatorja fOSC: 1 kHz do 300 kHz
• Vrednost časovnega kondenzatorja CT oscilatorja: med 0,47 nF in 10000 nF
• Vrednost časovnega upora RT oscilatorja: med 1,8 k in 500 k ohmov.

Diagram notranje postavitve

Kako uporabljati IC TL494

V naslednjih odstavkih se naučimo pomembnih funkcij IC TL494 in njegove uporabe v vezjih PWM.

Pregled: TL494 IC je zasnovan tako, da ne vsebuje le pomembnih vezij, potrebnih za krmiljenje stikalnega napajanja, ampak se poleg tega spopada z več temeljnimi težavami in zmanjšuje potrebo po dodatnih stopnjah vezja, potrebnih v celotni strukturi.

TL494 je v bistvu krmilno vezje s fiksno frekvenčno impulzno-širinsko modulacijo (PWM).

Modulacijska funkcija izhodnih impulzov se doseže, ko notranji oscilator primerja svojo žagasto valovno obliko skozi časovni kondenzator (CT) z obema paroma krmilnih signalov.

Izhodna stopnja se preklopi v obdobju, ko je žagasta napetost višja od napetostnih krmilnih signalov.

Ko se krmilni signal poveča, se čas, ko je žagin zob večji, posledično zmanjša, dolžina izhodnega impulza pa se zmanjša.

Natikač za krmiljenje impulzov izmenično vodi modulirani impulz na vsakega od dveh izhodnih tranzistorjev.

5-V referenčni regulator

TL494 ustvari 5 V notranjo referenco, ki se napaja na zatič REF.

Ta notranja referenca pomaga razviti stabilno konstantno referenco, ki deluje kot predregulator za zagotavljanje stabilne oskrbe. Ta referenca se nato zanesljivo uporablja za napajanje različnih notranjih stopenj IC, kot so krmiljenje logičnega izhoda, krmiljenje impulzov flip flop, oscilator, primerjalnik za nadzor mrtvih časov in primerjalnik PWM.

Oscilator

Oscilator generira pozitivno žagasto valovno obliko za mrtvi čas in primerjalnike PWM, tako da lahko te stopnje analizirajo različne krmilne vhodne signale.

RT in CT sta odgovorna za določanje frekvence oscilatorja, zato ju je mogoče programirati od zunaj.

Žagasta valovna oblika, ki jo generira oscilator, napolni zunanji časovni kondenzator CT s konstantnim tokom, ki ga določa dopolnilni upor RT.

Rezultat tega je ustvarjanje linearne napetosti napetosti. Vsakič, ko napetost na CT doseže 3 V, jo oscilator hitro izprazni in nato ponovno zažene polnilni cikel. Tok za ta polnilni cikel se izračuna po formuli:

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

Obdobje žagaste valovne oblike je določeno z:

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

Frekvenca oscilatorja se tako določi po formuli:

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

Ta frekvenca oscilatorja pa bo združljiva z izhodno frekvenco, če je izhod nastavljen kot enojni. Ko je nastavljena v načinu push-pull, bo izhodna frekvenca 1/2 frekvence oscilatorja.

Zato lahko za enojni izhod uporabimo zgornjo enačbo št. 3.

Za aplikacijo push pull bo formula:

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

Nadzor mrtvih časov

Nastavitev zatiča mrtvega časa regulira najkrajši čas mrtvega časa ( obdobja med dvema izhodoma ).

Pri tej funkciji, ko napetost na zatiču DTC preseže napetost rampe oscilatorja, prisili izhodni primerjalnik, da izklopi tranzistorja Q1 in Q2.

IC ima notranje nastavljeno raven odmika 110 mV, ki zagotavlja najmanj mrtvi čas približno 3%, ko je zatič DTC povezan s talno črto.

Odziv mrtvih časov je mogoče povečati z zunanjo napetostjo na zatič DTC št. 4. To omogoča linearni nadzor nad funkcijo mrtvega časa od privzetih 3% do največ 100% s spremenljivim vhodom od 0 do 3,3 V.

Če se uporablja krmiljenje celotnega obsega, se lahko izhodna pločevina IC regulira z zunanjo napetostjo, ne da bi pri tem motili konfiguracije ojačevalnika napak.

Funkcijo mrtvega časa je mogoče uporabiti v primerih, ko je potreben dodaten nadzor izhodnega delovnega cikla.

Toda za pravilno delovanje je treba zagotoviti, da je ta vhod bodisi zaključen na napetostni nivo bodisi na tla in ga ne sme nikoli pustiti plavajočega.

Ojačevalniki napak

Dva ojačevalnika napak v IC imata veliko ojačanje in sta usmerjena skozi napajalno tirnico ICs VI. To omogoča vhod v skupnem načinu od -0,3 V do VI - 2 V.

Oba ojačevalnika napak sta notranje nastavljena tako, da delujeta kot enojni ojačevalniki z enim samim napajanjem, pri čemer ima vsak izhod samo aktivno-visoko zmogljivost. Zaradi te zmožnosti se ojačevalniki lahko samostojno aktivirajo za zadovoljevanje ožjih zahtev PWM.

Ker sta izhoda obeh ojačevalnikov napak vezana kot ALI vrata z vhodnim vozliščem primerjalnika PWM prevladuje ojačevalnik, ki lahko deluje z minimalnim impulznim izhodom.

Ojačevalniki imajo svoje izhode pristranske z nizkotokovnim ponorom, tako da izhod IC zagotavlja največji PWM, ko so ojačevalniki napak v nefunkcionalnem načinu.

Izhodno-krmilni vhod

Ta zatič IC je mogoče konfigurirati tako, da omogoča, da izhod IC deluje bodisi v enosmernem načinu, ki ima tako izhodno nihanje vzporedno bodisi na način push pull, ki daje izmenično nihajoče izhode.

Zatič za krmiljenje izhoda deluje asinhrono, kar mu omogoča neposreden nadzor nad izhodom IC, ne da bi vplival na stopnjo notranjega oscilatorja ali impulzno krmiljenje flip flopa.

Ta pin je običajno konfiguriran s fiksnim parametrom v skladu s specifikacijami aplikacije. Če so na primer izhodi IC namenjeni za vzporedno ali enojno delovanje, je izhodno-krmilni zatič trajno povezan s ozemljitvijo. Zaradi tega se pulzno krmilna stopnja znotraj IC onemogoči in nadomestni flip flop se ustavi na izhodnih zatičih.

Tudi v tem načinu oba izhodna tranzistorja skupaj prenašata impulze, ki prispejo na krmilno enoto in primerjalnik PWM, kar omogoča, da se izhod vzporedno VKLOP / IZKLOPI.

Za potisno izhodno operacijo je treba izhodno-krmilni zatič preprosto priključiti na + 5V izhodni referenčni zatič (REF) IC. V tem stanju se vsak izhodni tranzistor vklopi izmenično skozi odrivno stopnjo impulznega krmiljenja.

Izhodni tranzistorji

Kot je razvidno iz drugega diagrama od zgoraj, je čip sestavljen iz dveh izhodnih tranzistorjev, ki imata sproščene terminale oddajnika in kolektorja.

Oba plavajoča terminala sta ocenjena tako, da gresta (vzameta) ali vir (oddajata) do 200 mA toka.

Točka nasičenja tranzistorjev je manjša od 1,3 V, če je konfigurirana v načinu skupnega oddajnika, in manj kot 2,5 V pri skupni zbiralec način.

Notranji so zaščiteni pred kratkim stikom in prekomernim tokom.

Aplikacijska vezja

Kot je razloženo zgoraj, je TL494 v glavnem IC s krmilnikom PWM, zato so glavna vezja večinoma vezja, ki temeljijo na PWM.

Spodaj je opisanih nekaj primerov vezij, ki jih je mogoče spreminjati na različne načine glede na posamezne zahteve.

Sončni polnilnik z uporabo TL494

Naslednja zasnova prikazuje, kako je mogoče TL494 učinkovito konfigurirati tako, da ustvari 5-V / 10-A stikalno napajalno napetost.

V tej konfiguraciji izhod deluje v vzporednem načinu, zato lahko vidimo, da je izhodno-krmilni zatič št. 13 priključen na maso.

Oba ojačevalnika napak sta tudi tukaj zelo učinkovito uporabljena. En ojačevalnik napake nadzoruje povratno napetost prek R8 / R9 in ohranja izhod konstantno pri želeni hitrosti (5V)

Drugi ojačevalnik napak se uporablja za nadzor največjega toka prek R13.

Pretvornik TL494

Tukaj je klasično pretvorniško vezje, zgrajeno okoli IC TL494. V tem primeru je izhod konfiguriran tako, da deluje na način push-pull, zato je tukaj izhodno-krmilni zatič povezan z referenco + 5V, kar je doseženo z zatičem # 14. Tudi najbolj zatiči so konfigurirani natančno tako, kot je opisano v zgornjem obrazcu.

Zaključek

IC TL494 je PWM krmilna IC z zelo natančnimi napravami za nadzor izhoda in povratnih informacij, ki zagotavljajo idealen impulzni nadzor za katero koli uporabo vezja PWM.

Podobno je SG3525 v mnogih pogledih in se lahko uporablja kot učinkovita zamenjava zanj, čeprav so številke zatičev lahko različne in ne povsem združljive.

Če imate kakršna koli vprašanja v zvezi s tem IC, vas prosimo, da jih vprašate prek spodnjih komentarjev, z veseljem vam bom pomagal!

Referenca: Podatkovni list TL494