Datový list TL494, Pinout, aplikační obvody

IC TL494 je univerzální řídicí integrovaný obvod PWM, který lze v elektronických obvodech použít mnoha různými způsoby. V tomto článku budeme podrobně diskutovat o hlavních funkcích IC a také o tom, jak ji používat v praktických obvodech.

Obecný popis

IC TL494 je speciálně navržen pro aplikační obvody pulzní šířkové modulace s jedním čipem. Zařízení je vytvořeno hlavně pro řídicí obvody napájecích zdrojů, které lze pomocí tohoto IC efektivně dimenzovat.

Zařízení je dodáváno s vestavěným proměnným oscilátorem, fází regulátoru mrtvé doby (DTC), a ovládání klopného obvodu pro pulzní řízení, přesnost 5 V regulator , dva chybové zesilovače a některé výstupní obvody vyrovnávací paměti.

Chybové zesilovače mají společný rozsah napětí od - 0,3 V do VCC - 2 V.

Kontrola mrtvého času komparátor je nastavena s pevnou hodnotou offsetu pro dosažení konstantní přibližně 5% mrtvé doby.

Funkce oscilátoru na čipu může být přepsána připojením RT pinu # 14 IC s referenčním piny # 14 a externím poskytnutím pilového signálu na pinu CT # 5. Toto zařízení také umožňuje synchronně řídit mnoho integrovaných obvodů TL494, které mají různé napájecí lišty.

Výstupní tranzistory uvnitř čipu s plovoucími výstupy jsou uspořádány tak, aby dodávaly buď a obyčejný emitor výstup nebo výstupní zařízení vysílače a následovníka.

Zařízení umožňuje uživateli získat buď push-pull typ nebo oscilaci s jedním koncem přes jeho výstupní kolíky vhodnou konfigurací kolíku # 13, což je kolík funkce ovládání výstupu.

Interní obvody znemožňují, aby některý z výstupů produkoval dvojitý puls, zatímco IC je zapojen do funkce push-pull.

Funkce a konfigurace pinu

Následující diagram a vysvětlení nám poskytují základní informace týkající se funkce pinu pro IC TL494.

• Pin # 1 a Pin # 2 (1 IN + a 1IN-): Jedná se o neinvertující a invertující vstupy chybového zesilovače (operační zesilovač 1).
• Pin # 16, Pin # 15 (1 IN + a 1IN-): Jak je uvedeno výše, jedná se o neinvertující a invertující vstupy chybového zesilovače (operační zesilovač 2).
• Pin # 8 a Pin # 11 (C1, C2): Toto jsou výstupy 1 a 2 integrovaného obvodu, které se spojují s kolektory příslušných vnitřních tranzistorů.
• Pin # 5 (CT): Tento pin musí být připojen k externímu kondenzátoru pro nastavení frekvence oscilátoru.
• Pin # 6 (RT): Tento pin je třeba připojit k externímu rezistoru pro nastavení frekvence oscilátoru.
• Pin č. 4 (DTC): Je to vstup interního operačního zesilovače, který řídí mrtvý čas provozu IC.
• Pin # 9 a Pin # 10 (E1 a E2): Toto jsou výstupy IC, které se spojují s vývody emitoru vnitřního tranzistoru.
• Pin # 3 (Feedback): Jak název napovídá, toto vstup pin se používá pro integraci s výstupním vzorkem signálu pro požadované automatické ovládání systému.
• Pin # 7 (Ground): Tento pin je zemnící pin IC, který musí být spojen s 0 V napájecího zdroje.
• Pin # 12 (VCC): Toto je kladný napájecí pin IC.
• Pin # 13 (O / P CNTRL): Tento pin lze konfigurovat pro povolení výstupu IC v režimu push-pull nebo v režimu s jedním zakončením.
• Pin # 14 (REF): Toto výstup pin poskytuje konstantní 5V výstup, který lze použít pro fixaci referenčního napětí pro chybové operační zesilovače v komparátorovém režimu.

Absolutní maximální hodnocení

• (VCC) Maximální napájecí napětí nesmí překročit = 41 V
• (VI) Maximální napětí na vstupních pinech nesmí překročit = VCC + 0,3 V
• (VO) Maximální výstupní napětí na kolektoru vnitřního tranzistoru = 41 V
• (IO) Maximální proud na kolektoru vnitřního tranzistoru = 250 mA
• Maximální teplota pájení pinem IC ve vzdálenosti 1,6 mm (1/16 palce) od těla IC nesmí překročit 10 sekund při 260 ° C
• Tstg Rozsah teplot skladování = –65/150 ° C

Doporučené provozní podmínky

Následující data poskytují doporučená napětí a proudy, které lze použít k provozu IC za bezpečných a účinných podmínek:

• Napájení VCC: 7 V až 40 V
• VI Vstupní napětí zesilovače: -0,3 V až VCC - 2 V
• Napětí kolektoru VO tranzistoru = 40, proud kolektoru pro každý tranzistor = 200 mA
• Proud do kolíku zpětné vazby: 0,3 mA
• Frekvenční rozsah oscilátoru fOSC: 1 kHz až 300 kHz
• Hodnota časovacího kondenzátoru oscilátoru CT: Mezi 0,47 nF a 10 000 nF
• Hodnota časovacího odporu RT oscilátoru: mezi 1,8 k až 500 k Ohm.

Schéma vnitřního rozvržení

Jak používat IC TL494

V následujících odstavcích se seznámíme s důležitými funkcemi IC TL494 a s jejich použitím v obvodech PWM.

Přehled: TL494 IC je navržen takovým způsobem, že nejenže obsahuje důležité obvody potřebné k ovládání spínacího napájecího zdroje, ale navíc řeší několik zásadních obtíží a minimalizuje potřebu doplňkových obvodových stupňů nezbytných v celkové struktuře.

TL494 je v podstatě řídicí obvod s pevnou frekvencí pulsně šířkové modulace (PWM).

Modulační funkce výstupních impulzů je dosažena, když vnitřní oscilátor porovná svůj průběh pilovité vlny přes časovací kondenzátor (CT) s oběma páry řídicích signálů.

Koncový stupeň se přepíná v období, kdy je napětí pilového zubu vyšší než řídicí signály napětí.

Se zvyšujícím se řídicím signálem se následně snižuje čas, kdy je vyšší pilovitý vstup, délka výstupního impulzu se snižuje.

Klopný obvod s pulzním řízením střídavě vede modulovaný puls ke každému ze dvou výstupních tranzistorů.

5-V referenční regulátor

TL494 vytváří 5 V interní referenci, která se přivádí na pin REF.

Tato interní reference pomáhá vyvinout stabilní konstantní referenci, která funguje jako předregulátor pro zajištění stabilního napájení. Tato reference je pak spolehlivě použita pro napájení různých vnitřních stupňů IC, jako je řízení logického výstupu, řízení klopného obvodu, oscilátor, komparátor řízení mrtvé doby a komparátor PWM.

Oscilátor

Oscilátor generuje pozitivní pilový průběh pro mrtvý čas a PWM komparátory, takže tyto fáze mohou analyzovat různé řídicí vstupní signály.

Je to RT a CT, které jsou zodpovědné za stanovení frekvence oscilátoru, a proto mohou být externě programovány.

Pilový průběh generovaný oscilátorem nabíjí externí časovací kondenzátor CT konstantním proudem, který je určen doplňkovým odporem RT.

To má za následek vytvoření napěťového průběhu lineární rampy. Pokaždé, když napětí na CT dosáhne 3 V, oscilátor jej rychle vybije, což následně restartuje nabíjecí cyklus. Proud pro tento nabíjecí cyklus se vypočítá podle vzorce:

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

Perioda pilovitého tvaru vlny je dána vztahem:

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

Frekvence oscilátoru je tedy určena pomocí vzorce:

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

Tato frekvence oscilátoru však bude kompatibilní s výstupní frekvencí, pokud je výstup nakonfigurován jako jednostranný. Pokud je nakonfigurován v režimu push-pull, bude výstupní frekvence 1/2 kmitočtu oscilátoru.

Proto pro výstup s jedním koncem lze použít výše uvedenou rovnici č. 3.

Pro aplikaci push pull bude vzorec:

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

Kontrola mrtvého času

Nastavení kolíku mrtvé doby reguluje minimální mrtvou dobu ( mezi dvěma výstupy ).

V této funkci, když napětí na kolíku DTC překročí napětí rampy z oscilátoru, vynutí výstupní komparátor k vypnutí tranzistorů Q1 a Q2.

Integrovaný obvod má interně nastavenou úroveň offsetu 110 mV, která zaručuje minimální mrtvou dobu kolem 3%, když je DTC pin připojen k uzemnění.

Mrtvou časovou odezvu lze zvýšit připojením externího napětí na pin DTC č. 4. To umožňuje mít lineární kontrolu nad funkcí mrtvého času od výchozích 3% do maximálně 100% prostřednictvím variabilního vstupu 0 až 3,3 V.

Pokud je použito řízení celého rozsahu, lze výstupní nádobu IC regulovat pomocí externího napětí, aniž by došlo k narušení konfigurací chybového zesilovače.

Funkci mrtvého času lze použít v situacích, kdy je nutné dodatečné řízení výstupního pracovního cyklu.

Pro správnou funkci však musí být zajištěno, že tento vstup je buď zakončen na napěťovou hladinu, nebo na zem a nikdy by neměl zůstat plovoucí.

Chybové zesilovače

Dva chybové zesilovače integrovaného obvodu mají vysoký zisk a jsou předpjaty přes napájecí lištu integrovaných obvodů VI. To umožňuje rozsah vstupu v běžném režimu od -0,3 V do VI - 2 V.

Oba chybové zesilovače jsou interně nastaveny tak, aby fungovaly jako jednopólové zesilovače, kde každý výstup má pouze aktivní a vysokou schopnost. Díky této schopnosti jsou zesilovače schopny samostatně se aktivovat pro uspokojení zúženého požadavku PWM.

Vzhledem k tomu, že výstupy dvou chybových zesilovačů jsou vázány jako NEBO brány se vstupním uzlem komparátoru PWM dominuje zesilovač, který dokáže pracovat s minimem pulzu.

Zesilovače mají své výstupy předpjaté nízkoproudým jímačem, takže výstup IC zajišťuje maximální PWM, když jsou chybové zesilovače v nefunkčním režimu.

Vstup řízení výstupu

Tento kolík integrovaného obvodu lze konfigurovat tak, aby umožňoval výstupu integrovaného obvodu pracovat buď v režimu s jedním zakončením, který je výstupem oscilačním společně paralelně nebo způsobem push-pull a vytváří střídavě oscilující výstupy.

Pin ovládání výstupu pracuje asynchronně, což mu umožňuje přímou kontrolu nad výstupem IC, aniž by to ovlivnilo interní stupeň oscilátoru nebo stupeň klopného řízení pulzu.

Tento pin je obvykle konfigurován s pevným parametrem podle specifikací aplikace. Například pokud mají výstupy IC pracovat paralelně nebo s jedním koncem, je výstupní ovládací kolík trvale spojen s uzemněním. Díky tomu se impulsní řízení uvnitř IC deaktivuje a alternativní klopný obvod se zastaví na výstupních kolících.

V tomto režimu jsou také pulsy přicházející do řízení mrtvé doby a PWM komparátoru přenášeny společně oběma výstupními tranzistory, což umožňuje paralelnímu zapnutí / vypnutí výstupu.

Pro získání operace push push výstupu je třeba jednoduše připojit výstupní ovládací kolík k + 5V výstupní referenčnímu kolíku (REF) IC. V tomto stavu se každý z výstupních tranzistorů střídavě zapíná v klopném obvodu pulzního řízení.

Výstupní tranzistory

Jak je vidět na druhém diagramu shora, čip se skládá ze dvou výstupních tranzistorů, které mají nezávazné emitorové a kolektorové terminály.

Obě tyto plovoucí svorky jsou dimenzovány na potopení (odběr) nebo zdroj (výdej) až do proudu 200 mA.

Bod nasycení tranzistorů je menší než 1,3 V při konfiguraci v režimu společného emitoru a méně než 2,5 V v společný sběratel režimu.

Jsou vnitřně chráněny před zkratem a nadproudem.

Aplikační obvody

Jak je vysvětleno výše, TL494 je primárně IC řadiče PWM, proto jsou hlavní aplikační obvody většinou obvody založené na PWM.

Níže je popsáno několik příkladů obvodů, které lze upravit různými způsoby podle individuálních požadavků.

Solární nabíječka pomocí TL494

Následující návrh ukazuje, jak lze TL494 efektivně nakonfigurovat pro vytvoření spínaného napájecího zdroje 5 V / 10 A.

V této konfiguraci výstup pracuje v paralelním režimu, a proto vidíme, že pin výstupu 13 je připojen k zemi.

Zde se také velmi efektivně používají dva chybové zesilovače. Jeden chybový zesilovač řídí napěťovou zpětnou vazbu přes R8 / R9 a udržuje výstup konstantní na požadované rychlosti (5V)

Druhý chybový zesilovač se používá pro řízení maximálního proudu přes R13.

Střídač TL494

Zde je klasický invertorový obvod postavený na IC TL494. V tomto příkladu je výstup nakonfigurován tak, aby fungoval způsobem push-pull, a proto je zde výstupní ovládací kolík spojen s referencí + 5V, čehož je dosaženo z kolíku # 14. První kolíky jsou také nakonfigurovány přesně tak, jak je popsáno ve výše uvedeném datovém listu.

Závěr

IC TL494 je PWM ovládací IC s vysoce přesným výstupem a zpětnovazebním ovládacím zařízením zajišťujícím ideální pulzní řízení pro jakoukoli požadovanou aplikaci obvodu PWM.

Je to podobné jako SG3525 mnoha způsoby a lze jej použít jako účinnou náhradu, i když čísla pinů mohou být různá a nejsou přesně kompatibilní.

Pokud máte nějaké dotazy týkající se tohoto IC, neváhejte se jich zeptat prostřednictvím níže uvedených komentářů, rád vám pomůžu!

Odkaz: Datový list TL494