如何在PWM電路中使用TL494？

TL494 IC的設(shè)計(jì)方式不僅具有控制開關(guān)電源所需的重要電路，而且還解決了幾個(gè)基本難題，并最大限度地減少了整體結(jié)構(gòu)中所需的補(bǔ)充電路級(jí)的需求。

TL494基本上是一個(gè)固定頻率脈寬調(diào)制（PWM）控制電路。

當(dāng)內(nèi)部振蕩器通過(guò)定時(shí)電容（CT）將其鋸齒波與兩對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行比較時(shí)，可實(shí)現(xiàn)輸出脈沖的調(diào)制功能。

輸出級(jí)在鋸齒波電壓高于電壓控制信號(hào)的周期內(nèi)切換。

隨著控制信號(hào)的增加，鋸齒輸入較高的時(shí)間減少;因此，輸出脈沖長(zhǎng)度減小。

脈沖導(dǎo)頻觸發(fā)器交替地將調(diào)制脈沖引導(dǎo)至兩個(gè)輸出晶體管中的每一個(gè)。

5V 基準(zhǔn)電壓穩(wěn)壓器

TL494 產(chǎn)生一個(gè) 5 V 內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源，該基準(zhǔn)電壓源饋送到 REF 引腳。

該內(nèi)部基準(zhǔn)有助于開發(fā)穩(wěn)定的恒定基準(zhǔn)，其作用類似于確保穩(wěn)定電源的前置穩(wěn)壓器。然后，該基準(zhǔn)可靠地用于為IC的各種內(nèi)部級(jí)供電，例如邏輯輸出控制、觸發(fā)器脈沖轉(zhuǎn)向、振蕩器、死區(qū)時(shí)間控制比較器和PWM比較器。

振蕩器

振蕩器為死區(qū)時(shí)間和PWM比較器生成正鋸齒波，以便這些級(jí)可以分析各種控制輸入信號(hào)。

RT和CT負(fù)責(zé)確定振蕩器頻率，因此可以在外部編程。

振蕩器產(chǎn)生的鋸齒波以恒定電流為外部定時(shí)電容CT充電，由互補(bǔ)電阻RT確定。

這導(dǎo)致產(chǎn)生線性斜坡電壓波形。每次CT兩端的電壓達(dá)到3 V時(shí)，振蕩器都會(huì)快速放電，隨后重新啟動(dòng)充電周期。此充電周期的電流通過(guò)以下公式計(jì)算：

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

鋸齒波的周期由下式給出：

T = 3 V x CT / Icharge ----------（2）

因此，振蕩器頻率使用以下公式確定：

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

但是，當(dāng)輸出配置為單端時(shí)，該振蕩器頻率將與輸出頻率兼容。當(dāng)配置為推挽模式時(shí)，輸出頻率將是振蕩器頻率的1/2。

因此，對(duì)于單端輸出，可以使用上述公式3。

對(duì)于推拉式應(yīng)用，公式為：

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

死區(qū)時(shí)間控制

死區(qū)時(shí)間引腳設(shè)置調(diào)節(jié)最小死區(qū)時(shí)間（兩個(gè)輸出之間的關(guān)斷周期）。

在此功能中，當(dāng)DTC引腳上的電壓超過(guò)振蕩器的斜坡電壓時(shí)，強(qiáng)制輸出比較器關(guān)閉晶體管Q1和Q2。

該 IC 具有 110 mV 的內(nèi)部設(shè)置失調(diào)電平，當(dāng) DTC 引腳與接地線連接時(shí)，保證最小死區(qū)時(shí)間約為 3%。

通過(guò)向DTC引腳#4施加外部電壓，可以增加死區(qū)時(shí)間響應(yīng)。這允許通過(guò)3至100.0

V的可變輸入對(duì)死區(qū)時(shí)間函數(shù)進(jìn)行線性控制，從默認(rèn)的3%到最大3%。

如果使用全范圍控制，IC的輸出罐可以通過(guò)外部電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，而不會(huì)干擾誤差放大器的配置。

死區(qū)時(shí)間特性可用于需要增加輸出占空比控制的情況。

但為了正常工作，必須確保該輸入端接至電壓電平或接地，并且永遠(yuǎn)不應(yīng)懸空。

誤差放大器

IC的兩個(gè)誤差放大器具有高增益，并通過(guò)IC VI電源軌進(jìn)行偏置。這樣即可實(shí)現(xiàn)-0.3 V至VI - 2 V的共模輸入范圍。

兩個(gè)誤差放大器均在內(nèi)部設(shè)置為像單端單電源放大器一樣工作，其中每個(gè)輸出僅具有高電平有效能力。由于這種能力，放大器能夠獨(dú)立激活，以滿足不斷縮小的PWM需求。

由于兩個(gè)誤差放大器的輸出像OR門一樣與PWM比較器的輸入節(jié)點(diǎn)連接，因此能夠以最小脈沖輸出工作的放大器占主導(dǎo)地位。

放大器的輸出偏置為低吸電流，因此當(dāng)誤差放大器處于非工作模式時(shí)，IC輸出可確保最大的PWM。

輸出控制輸入

IC的該引腳可以配置為允許IC輸出在單端模式下工作，該模式是兩個(gè)輸出并聯(lián)振蕩在一起，或者以推挽方式產(chǎn)生交替振蕩輸出。

輸出控制引腳異步工作，使其能夠直接控制IC的輸出，而不會(huì)影響內(nèi)部振蕩器級(jí)或觸發(fā)器脈沖導(dǎo)向級(jí)。

該引腳通常根據(jù)應(yīng)用規(guī)范配置固定參數(shù)。例如，如果IC輸出打算以并行或單端方式工作，則輸出控制引腳與接地線永久連接。因此，IC內(nèi)部的脈沖轉(zhuǎn)向級(jí)被禁用，交替觸發(fā)器在輸出引腳處停止。

此外，在這種模式下，到達(dá)死區(qū)時(shí)間控制和PWM比較器的脈沖由兩個(gè)輸出晶體管一起傳輸，允許輸出并聯(lián)打開/關(guān)閉。

為了獲得推挽輸出操作，只需將輸出控制引腳連接到IC的+5V輸出基準(zhǔn)引腳（REF）。在這種情況下，每個(gè)輸出晶體管通過(guò)脈沖轉(zhuǎn)向觸發(fā)器級(jí)交替導(dǎo)通。

輸出晶體管

從上到下的第二張圖可以看出，該芯片由兩個(gè)輸出晶體管組成，它們具有非專用發(fā)射極和集電極端子。

這兩個(gè)浮動(dòng)端子的額定電流均可吸收（吸入）或拉出（輸出）高達(dá) 200 mA 的電流。

在共發(fā)射極模式下配置時(shí)，晶體管的飽和點(diǎn)小于1.3 V，在共集電極模式下小于2.5 V。

它們?cè)趦?nèi)部受到短路和過(guò)流保護(hù)。

應(yīng)用電路

如上所述，TL494主要是一個(gè)PWM控制器IC，因此主要應(yīng)用電路主要是基于PWM的電路。

下面討論幾個(gè)示例電路，可以根據(jù)個(gè)人要求以各種方式進(jìn)行修改。

使用TL494的太陽(yáng)能充電器

以下設(shè)計(jì)顯示了如何有效地配置 TL494 以創(chuàng)建 5V/10A 開關(guān)降壓電源。

在這種配置中，輸出以并行模式工作，因此我們可以看到輸出控制引腳#13接地。

這兩個(gè)誤差放大器在這里也得到了非常有效的使用。一個(gè)誤差放大器通過(guò)R8/R9控制電壓反饋，并將輸出保持在所需速率（5V）恒定

第二個(gè)誤差放大器用于通過(guò)R13控制最大電流。

TL494逆變器

這是圍繞IC

TL494構(gòu)建的經(jīng)典逆變器電路。在本例中，輸出配置為推挽方式工作，因此此處的輸出控制引腳與+5V基準(zhǔn)連接，從引腳#14實(shí)現(xiàn)。最前面的引腳也完全按照上述數(shù)據(jù)手冊(cè)中的說(shuō)明進(jìn)行配置。