TL494在逆變器中的典型應(yīng)用

　　TL494是一種固定頻率脈寬調(diào)制電路，它包含了開關(guān)電源控制所需的全部功能，廣泛應(yīng)用于橋式單端正激雙管式、半、全橋式開關(guān)電源。這篇文章主要就是讓大家了解到關(guān)于TL494在逆變器中的典型應(yīng)用。

　　TL494是功能非常完善的PWM驅(qū)動(dòng)電路，對(duì)于一般的應(yīng)用已經(jīng)綽綽有余了。我現(xiàn)在簡(jiǎn)單的說說兩種應(yīng)用電路。新手可以對(duì)照電路自己選簡(jiǎn)單應(yīng)用或帶保護(hù)功能的應(yīng)用方案。 看下面圖：

　　這個(gè)算是最簡(jiǎn)單的應(yīng)用了：屏蔽了兩個(gè)誤差放大器的功能，但緩啟動(dòng)，死區(qū)功能還是保留的。一般應(yīng)用效率最高，非常穩(wěn)定。

　　1：按手冊(cè)要求兩個(gè)誤差放大器屏蔽的話要求誤差放大器輸入端正極要求接地（圖中1腳和16腳通過1K的電阻接地了），誤差放大器輸入端負(fù)極要求接高電位（2腳和15腳是接入了14腳的5V基準(zhǔn)端了）。注意下TL494的14腳是個(gè)5V輸出的精密穩(wěn)壓電源，好多應(yīng)用都是從這個(gè)基準(zhǔn)端取樣的。

　　這樣TL494的1腳2腳15腳16腳再加上3腳（3腳是兩個(gè)誤差放大器的輸出匯總端，因?yàn)槠帘瘟藘蓚€(gè)誤差放大器就不去考慮3腳了）的功能就不去用它了。

　　2:TL494的4腳是死區(qū)控制端，電壓輸入0-4V的話可使占空比從最大到關(guān)閉是為止（45%-0%）.4腳直接接地的話占空比是最大了（不過放心廠家已經(jīng)在集成電路內(nèi)部做好了合適的死區(qū)電路，4腳就是直接接地也留有死區(qū)）。在上圖種就是利用4腳接入C1和R1的中間，電容正極接14腳的5V基準(zhǔn)電位，通過R1給電容充電，這樣開機(jī)后4腳開始是5V的電位到電容充滿電后4腳變0V（真好完成占空比從0%到最大）整個(gè)緩啟動(dòng)的時(shí)間長短就C1和R1的時(shí)間常數(shù)決定（加大電阻或電容緩啟動(dòng)時(shí)間變長反之就短了）。

　　3:5腳6腳是決定振蕩頻率的，公式是F=1.1/（R*C）注意下整個(gè)頻率算出來是單端應(yīng)用的頻率，如果推挽應(yīng)用的話還要除以二。這里一起把TL494單端應(yīng)用和推挽應(yīng)用的方式也講下：TL494的13腳決定了工作方式，13腳接地的話是單端應(yīng)用如果接14腳5V輸出端就是推挽應(yīng)用了。上圖接的是14腳就是推挽應(yīng)用。

　　4:TL494的7腳是電源地，12腳是正極電源輸入端接7-40V均可。

　　5:TL494的8腳，9腳，10腳，11腳是內(nèi)部的三極管輸出腳，因?yàn)門L494的輸出電流比較大，驅(qū)動(dòng)場(chǎng)管的話直接加外接釋放管后就可以驅(qū)動(dòng)比較大電流的場(chǎng)管了，所以像上圖那樣做幾百到上千瓦功率均可。

　　這樣TL494的最簡(jiǎn)單的應(yīng)用電路就講完了，搭這個(gè)電路才幾個(gè)元件。但主要的功能已經(jīng)都涵蓋了。明天接著說TL494兩個(gè)誤差放大器的應(yīng)用使TL494能完成限流，穩(wěn)壓和防反接功能。 接著看下面的圖：

　　這是個(gè)帶穩(wěn)壓和限流的圖紙，只是在第一幅圖上增加了兩個(gè)兩個(gè)誤差放大器的應(yīng)用（一個(gè)限流保護(hù)用，一個(gè)穩(wěn)壓用）.TL494兩個(gè)誤差放大器允許獨(dú)立使用，但獨(dú)立使用時(shí)要和tl494的3腳接好RC網(wǎng)絡(luò)，上圖中的c6和c7就起這個(gè)作用。

　　1：上圖中穩(wěn)壓功能的實(shí)現(xiàn)是利用其中一個(gè)誤差放大器的1腳和2腳實(shí)現(xiàn)的（兩個(gè)誤差放大器可以互換使用）。因?yàn)檎`差放大器的2腳是通過R3接入TL494的14腳（5V基準(zhǔn)電壓端）那么2腳電位就固定在5V了，那么1腳電位也必須要5V保持穩(wěn)定狀態(tài)。上圖中WR1就是根據(jù)設(shè)定高壓輸出電壓的需要，電阻分壓后微調(diào)分壓使TL494的1腳保持5V電位。這樣輸出電壓出現(xiàn)變化時(shí)必然使TL494的1腳電位發(fā)生變化，1腳的電位微小變化就使誤差放大器控制PWM自動(dòng)調(diào)整脈寬，在線性范圍內(nèi)把TL494的1腳拉回到5V（也就是高壓回到原先設(shè)定的電壓上），這樣就完成穩(wěn)壓的要求了。

　　2：限流保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)。上圖中基準(zhǔn)電壓通過R4和R6分壓，使15腳的電位在（5V*R6）/R4=0.4v ，但另一個(gè)誤差放大器因?yàn)?6腳接地了。這路誤差放大器在核定的電流工作時(shí)不起作用。只有當(dāng)上圖的取樣電阻R10電流到20A時(shí)，R10的左端電位相對(duì)地電位變成20A*0.02歐姆=-0.4V.這時(shí)TL494的15腳電位就升高到和16腳電位相同（同時(shí)變0伏）誤差放大器開始工作，如果R10上的電流繼續(xù)增加就通過PWM減少占空比直到完全關(guān)閉輸出，正常工作的條件必須維持15腳的電位大于0伏。

　　這樣兩個(gè)誤差放大器分別完成了過流和穩(wěn)壓功能，保證了電路的安全穩(wěn)定狀態(tài)。

　　自己可以按自己手頭的元件通過調(diào)整R3，R4，R6，R10，和TL494一腳的分壓電阻設(shè)定自己需要的高壓和設(shè)定的保護(hù)電流（只需計(jì)算到上面的兩個(gè)公式就行了）。另外TL494的誤差端有非常高的阻抗和靈敏度（只要誤差端輸入相差幾個(gè)MV就可以使脈寬從0%變化到45%），誤差輸入端的電阻可以大范圍的選擇。

　　接著講取樣電阻R10的代替，這個(gè)電阻比較難找（不過電瓶車電機(jī)控制器上基本都帶有一個(gè)這樣的電阻，直徑1.5MM長15MM左右，阻值在0.01歐姆左右）。應(yīng)用場(chǎng)管驅(qū)動(dòng)的功率電路中防止電源反接是非常重要的一環(huán)?，F(xiàn)在的場(chǎng)管只要是低耐壓的內(nèi)阻都很小。這是網(wǎng)上下的一幅截圖，設(shè)計(jì)的比較巧妙

　　R3提供場(chǎng)管的開啟電壓，R4和C1起到電流緩沖作用。網(wǎng)上介紹很多了，電瓶輸入電壓接反的話幾乎不會(huì)有電流通過。接入正確的話，等效一個(gè)小內(nèi)阻的電阻串聯(lián)其中。內(nèi)阻由所選的場(chǎng)管決定，比如IRF3025是0.008歐姆兩個(gè)并聯(lián)就等效一個(gè)0.004歐姆的電阻了。將這個(gè)電路的S.D兩極代替電阻R10這樣就變成限流100A的電路了。考慮不需要這么大的電流就把R4和R6的分壓取在0.2V，（4.7k和220）這樣限制電流在50A左右。

　　實(shí)際做二圖時(shí)，L1可以取消，并且在電瓶正負(fù)極可以不接濾波電容，有極性的電解萬一反接還是要爆的，但R10后必須按10A電流并一個(gè)2000UF的電解的要求并些高頻電解（細(xì)高形狀的電解）。第二圖只要1腳直接接地就變成開環(huán)應(yīng)用電路了（最大脈寬工作）。 附個(gè)PCB的圖樣尺寸35X35MM：

　　接下來會(huì)繼續(xù)介紹第二圖高壓隔離的光電穩(wěn)壓應(yīng)用，最終讓高壓穩(wěn)定在數(shù)百至上千伏，整機(jī)的空載電流70MA左右。

　　續(xù)：前輩“思思”發(fā)過SG3525高壓光電隔離穩(wěn)壓的圖，其實(shí)這種穩(wěn)壓已經(jīng)可以很好的滿足PWM的穩(wěn)壓要求了。我前面提到過TL494的誤差端是非常靈敏的，如果所有元件都工作在線性狀態(tài)，誤差端只要檢測(cè)到幾MV到數(shù)10MV的變化，就可以控制輸出高壓從0V變化到最高電壓。簡(jiǎn)單應(yīng)用是：利用高壓直接串聯(lián)電阻使光耦發(fā)射端工作在合適的線性電流范圍內(nèi)就可以在光耦接受端取到合適的反饋電壓供誤差端比較了。

　　有點(diǎn)麻煩的是，輸出端電壓如果不高的話相對(duì)電壓變化反應(yīng)迅速些，并且串聯(lián)光耦的電阻也不必消耗很大的功耗（一般的光耦必須在數(shù)MA到數(shù)10MA才會(huì)進(jìn)入線性態(tài)）。假如在比較高的輸出電壓下還是用電阻限流的話哪限流電阻上消耗功率會(huì)比較大（輸出1000v，光耦電流3MA就的3W左右了）。解決的途徑有好多種可以用晶體管基極取樣驅(qū)動(dòng)光耦，也可以用常用的TL431比較輸入端取樣驅(qū)動(dòng)光耦。這樣高壓端只要輸入幾UA或幾十UA就可以了。

　　續(xù)：下面這部分就籠統(tǒng)的解說下，PWM電路穩(wěn)壓比較麻煩。一般原則能不用就不用，要用的話可以采取下面的方案： TL431和PC817的應(yīng)用在網(wǎng)上介紹的比較詳細(xì)。對(duì)于特別高的電壓取樣，可以把TL431的輸入端（1腳）分壓取樣和TL431陰極（3腳）光耦驅(qū)動(dòng)端的供電分開處理（這里另加個(gè)隔離的12V繞組簡(jiǎn)單穩(wěn)壓供電）。取樣端地和12V繞組共地接TL431的陽極（2腳）。通過光耦隔離的信號(hào)變化反饋給TL494的穩(wěn)壓誤差端就完成隔離穩(wěn)壓功能了。

　　我自己的穩(wěn)壓反饋處理是沒用到TL494的誤差輸入端，而是利用TL494的3腳處理PWM的。因?yàn)橛?a href="http://wenjunhu.com/soft/special/" target="_blank">資料查到用3腳處理穩(wěn)壓反饋信號(hào)比誤差端處理更穩(wěn)定。