TL494引腳圖和電路圖講解 TL494開關(guān)電源芯片的工作原理和應(yīng)用電路

今天是TL494 開關(guān)電源芯片，主要是以下幾個方面：

1、什么是 TL494芯片？

2、TL494 引腳圖及功能

3、TL494CAD 模型

4、TL494 的主要性能參數(shù)

5、TL494 的工作原理

6、TL494 應(yīng)用電路

一、什么是 TL494 芯片？

TL494 專為單芯片脈寬調(diào)制應(yīng)用電路而設(shè)計。該器件主要用于電源控制電路，可以使用該 IC 有效地確定尺寸。

TL494帶有一個內(nèi)置可變振蕩器、一個死區(qū)時間控制器級 (DTC)、一個用于脈沖轉(zhuǎn)向的觸發(fā)器控制、一個精密 5 V 穩(wěn)壓器、兩個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(qū)時間控制比較器設(shè)置了一個固定的偏移值，以提供大約 5% 的恒定死區(qū)時間。

二、TL494 功能引腳圖解

TL494引腳功能圖解

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，它們與各自內(nèi)部晶體管的集電極連接。

引腳 5 (CT)：引腳需要連接一個外部電容來設(shè)置振蕩器頻率。

引腳 6 (RT)：引腳需要連接一個外部電阻來設(shè)置振蕩器頻率。

引腳 4 (DTC)：它是內(nèi)部運算放大器的輸入，控制 IC 的死區(qū)時間操作。

引腳 9 和 引腳10（E1 和 E2）：這些是IC 的輸出，與內(nèi)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，以實現(xiàn)所需的系統(tǒng)自動控制。

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 功能引腳圖解

三、TL494 CAD 模型

1、TL494電路符號

TL494電路符號

2、TL494 封裝尺寸

TL494電路封裝尺寸

3、TL494 3D模型

四、TL494 特性參數(shù)

1、TL494 功能

完整的脈寬調(diào)制控制電路

具有主或從操作的片上振蕩器

片上誤差放大器

片上 5.0 V 參考

可調(diào)死區(qū)時間控制

額定電流為 500 mA 拉電流或灌電流的非專用輸出晶體管

推挽或單端操作的輸出控制

欠壓鎖定

用于需要現(xiàn)場和控制更改的汽車和其他應(yīng)用的 NCV 前綴

提供無鉛封裝*

2、TL494 規(guī)格和特點

電源電壓：7V 至 40V

輸出數(shù)量：2輸出

開關(guān)頻率：300 kHz

占空比 - 最大值：45 %

輸出電壓：40V

輸出電流：200毫安

下降時間：40 ns

上升時間：100 ns

提供 16 引腳 PDIP、TSSOP、SOIC 和 SOP 封裝

五、TL494 工作原理講解

1、TL494 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

TL494 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

TL494 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

2、TL494 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同組件

1）5V 參考源

TL494 的參考源是內(nèi)置的，此外，它根據(jù)帶隙原理工作，并且 TL494 具有穩(wěn)定的 5V 輸出電壓。但是有一個條件。VCC 電壓必須在 7V 以上，誤差在 100mV 以內(nèi)。參考源根據(jù)引腳配置表使用第 14 引腳 REF 作為其輸出引腳。

2）運算放大器

TL494上安裝了兩個運算放大器。兩個放大器從一個單一電源獲得電力。運算放大器的傳遞函數(shù)為 ft(ni, inv)= A(ni-inv)。但是，此傳遞函數(shù)不會超過輸出擺幅。

每個運算放大器都有一個可以連接到二極管的輸出端。此外，二極管還充當運算放大器和后續(xù)電路之間的橋梁。因此，二極管連接到 COMP 引腳時，可確保輸出較高的運算放大器進入以下電路。

3）鋸齒波振蕩器

或許，TL494 的最大賣點之一就是其內(nèi)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，你可以通過使用外部電阻 (Rt) 和電容 (Ct) 來調(diào)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。

4）脈沖觸發(fā)

脈沖觸發(fā)器的主要工作是在比較器輸出一和鋸齒波的下降沿接通。結(jié)果，其中一個輸出開關(guān)將打開。然后，當比較器的輸出降至零時，它會切斷。

5）比較器

比較器是前面討論的后續(xù)電路。這里，運算放大器的信號輸出（COMP 引腳）傳輸?shù)奖容^器的正輸入端。

在芯片內(nèi)部，比較器將來自負輸入端的鋸齒波與 COMP 引腳進行比較。也就是說，如果鋸齒波較高，比較器輸出零。如果不是，則輸出一個。

6）安靜時間比較器

死區(qū)時間控制引腳 4 用于設(shè)置死區(qū)時間。換句話說，它利用死區(qū)時間比較器通過干擾脈沖來限制最大占空比。這樣，你可以將所有占空比的上限設(shè)置為 45%。但是，如果 DTC 引腳電平為零，則占空比的上限約為 42%。

7）誤差放大器

你可以使用 IC 的電源軌偏置兩個誤差放大器。因此，誤差放大器將獲得高增益，從而實現(xiàn)比 V1 低 -0.3 v 至 2 v 的共模輸入范圍。

誤差放大器配置往往像單電源放大器一樣工作。因此，所有輸出將僅具有高電平有效功能。因此，放大器可以單獨激活以滿足 PWM 需求并提供恒定電流。

8） 輸出控制輸入

你可以將 IC 輸出的引腳配置為工作在單端模式或推挽模式。對于單端模式，兩個結(jié)果同時并行振蕩。另一方面，推挽模式產(chǎn)生交替的振蕩輸出。

外控引腳直接控制 IC 的輸出。此外，這不會影響觸發(fā)器脈沖控制級或內(nèi)部振蕩器級。

9）輸出晶體管

輸出晶體管由一個集電極端子和一個未定型發(fā)射極組成。這兩個端子可以吸收（吸收）或輸出（輸出）高達 200 mA 的電流。

當你在共發(fā)射極模式下配置晶體管的飽和點時，它會小于 1.3 v。此外，在以共集電極方式配置時，它也小于 2.5 v。

六、如何使用 TL494 集成電路

TL494 數(shù)據(jù)表中的測試電路如下所示。

TL494測試電路
非反相引腳連接到 Ref 引腳，而反相引腳連接到地。測試輸入提供給 DTC 和 FEEDBACK 引腳。外部電容和電阻連接到引腳 5 和 6 以控制振蕩器頻率。誤差放大器將 5V 輸出的樣本與基準進行比較，并調(diào)整 PWM 以保持恒定的輸出電流

七、TL494 應(yīng)用電路

1、TL494 開關(guān)電源--太陽能充電器

下面電路圖展示了如何有效配置 TL494 以創(chuàng)建 5V/10A 開關(guān)降壓電源。在此配置中，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。

這兩個誤差放大器在這里也得到了非常有效的使用。一個誤差放大器通過 R8/R9 控制電壓反饋，并將輸出保持在所需速率 (5V)。第二個誤差放大器用于通過 R13 控制最大電流。

TL494 開關(guān)電源--太陽能充電器

2、TL494 逆變器

這是一個圍繞IC TL494 構(gòu)建的經(jīng)典逆變器電路。在此示例中，輸出配置為推挽方式工作，因此此處的輸出控制引腳與 +5V 參考連接，這是通過引腳#14 實現(xiàn)的。最前面的引腳也完全按照上述數(shù)據(jù)表中的說明進行配置。

TL494 逆變器

3、產(chǎn)生 PWM 信號的電路圖

PWM 信號的電路圖

上面的電路圖可用于生成 2 個 PWM 信號。每個 PWM 的寬度可以通過這些可變電阻來控制。

兩個 PWM 的仿真結(jié)果如下所示：

兩個 PWM 的仿真圖

4、降壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計示例

下面電路圖TL494 為例設(shè)計了一個降壓轉(zhuǎn)換器。降壓轉(zhuǎn)換器的輸入為 25 V，輸出范圍為 7 至 19 V。用戶可以借助下圖所示的可變電阻器來改變輸出電壓。TIP127 用作開關(guān)器件。

TL494降壓轉(zhuǎn)換器

這里使用了一個可變電阻來控制脈沖寬度的占空比，另一個可變電阻器用于控制電流。輸入電壓為 25 V，輸出電壓范圍為 5 V至 19 V。當占空比為最大時，輸出電壓為 19 V，當占空比為最小值時，輸出電壓為 5 V。分壓器電路用于反饋電壓測量，分流電用于反饋電流測量。

　　審核編輯：湯梓紅