TL494 Datasheet, Pinout, Aplikačné obvody

IC TL494 je univerzálny riadiaci integrovaný obvod PWM, ktorý je možné v elektronických obvodoch uplatniť rôznymi spôsobmi. V tomto článku podrobne diskutujeme o hlavných funkciách IC a tiež o tom, ako ich používať v praktických obvodoch.

Všeobecný popis

IC TL494 je špeciálne navrhnutý pre aplikačné obvody pulznej šírky modulácie s jedným čipom. Zariadenie je určené predovšetkým pre riadiace obvody napájacích zdrojov, ktoré je možné pomocou tohto integrovaného obvodu efektívne dimenzovať.

Zariadenie sa dodáva so zabudovaným variabilným oscilátorom, stupňom riadenia mŕtveho času (DTC), a ovládanie flip flopu pre impulzné riadenie presnosť 5 V regulator , dva chybové zosilňovače a niektoré výstupné obvody vyrovnávacej pamäte.

Chybové zosilňovače majú spoločný rozsah napätia od - 0,3 V do VCC - 2 V.

Kontrola mŕtveho času komparátor je nastavená s pevnou hodnotou posunu pre dodanie konštantnej približne 5% mŕtveho času približne.

Funkciu oscilátora na čipe je možné potlačiť pripojením kolíka RT č. 14 IC k referenčnému kolíku č. 14 a externého poskytnutia pílového signálu do kolíka CT č. 5. Toto zariadenie tiež umožňuje synchrónne napájanie mnohých integrovaných obvodov TL494 s rôznymi napájacími lištami.

Výstupné tranzistory vo vnútri čipu s plávajúcimi výstupmi sú usporiadané tak, aby poskytovali buď a obyčajný žiarič výstup alebo výstupné zariadenie vysielača a sledovateľa.

Zariadenie umožňuje užívateľovi získať buď push-pull alebo jednorazovú osciláciu cez svoje výstupné kolíky vhodnou konfiguráciou kolíka # 13, ktorý je kolíkom funkcie riadenia výstupu.

Interné obvody znemožňujú, aby ktorýkoľvek z výstupov produkoval dvojitý impulz, zatiaľ čo integrovaný obvod je zapojený vo funkcii push-pull.

Funkcia a konfigurácia kolíka

Nasledujúca schéma a vysvetlenie nám poskytujú základné informácie týkajúce sa funkcie kolíkov pre IC TL494.

• Pin # 1 a Pin # 2 (1 IN + a 1IN-): Jedná sa o neinvertujúce a invertujúce vstupy chybového zosilňovača (operačný zosilňovač 1).
• Pin # 16, Pin # 15 (1 IN + a 1IN-): Ako je uvedené vyššie, ide o neinvertujúce a invertujúce vstupy chybového zosilňovača (operačný zosilňovač 2).
• Pin # 8 a Pin # 11 (C1, C2): Toto sú výstupy 1 a 2 integrovaného obvodu, ktoré sa spájajú s kolektormi príslušných vnútorných tranzistorov.
• Pin # 5 (CT): Tento pin musí byť pripojený k externému kondenzátoru na nastavenie frekvencie oscilátora.
• Pin # 6 (RT): Tento pin musí byť pripojený k externému odporu pre nastavenie frekvencie oscilátora.
• Pin č. 4 (DTC): Je to vstup interného operačného zosilňovača, ktorý riadi mŕtvy chod IC.
• Pin # 9 a Pin # 10 (E1 a E2): Toto sú výstupy integrovaného obvodu, ktoré sa pripájajú k pólom vysielača vnútorného tranzistora.
• Pin # 3 (Spätná väzba): Ako naznačuje názov, toto vstup pin sa používa na integráciu s výstupným vzorkovým signálom pre požadované automatické riadenie systému.
• Pin # 7 (Ground): Tento pin je uzemňovací pin IC, ktorý musí byť pripojený k 0 V napájacieho zdroja.
• Pin # 12 (VCC): Toto je kladný napájací pin IC.
• Pin # 13 (O / P CNTRL): Tento pin môže byť nakonfigurovaný tak, aby umožňoval výstup IC v režime push-pull alebo v režime s jedným koncom.
• Pin č. 14 (REF): Toto výkon pin poskytuje konštantný výstup 5V, ktorý je možné použiť na fixáciu referenčného napätia pre chybové operačné zosilňovače v komparátornom režime.

aboslútne maximálne hodnotenie

• (VCC) Maximálne napájacie napätie nesmie prekročiť = 41 V
• (VI) Maximálne napätie na vstupných kolíkoch nesmie prekročiť = VCC + 0,3 V
• (VO) Maximálne výstupné napätie na kolektore vnútorného tranzistora = 41 V
• (IO) Maximálny prúd na kolektore vnútorného tranzistora = 250 mA
• Maximálne spájkovacie teplo pinom IC vo vzdialenosti 1,6 mm (1/16 palca) od tela IC nesmie prekročiť 10 sekúnd pri 260 ° C
• Tstg Rozsah teploty skladovania = –65/150 ° C

Odporúčané prevádzkové podmienky

Nasledujúce údaje poskytujú odporúčané napätia a prúdy, ktoré možno použiť na prevádzku IC za bezpečných a efektívnych podmienok:

• Napájanie VCC: 7 V až 40 V
• VI Vstupné napätie zosilňovača: -0,3 V až VCC - 2 V
• Napätie kolektora VO tranzistora = 40, prúd kolektora pre každý tranzistor = 200 mA
• Prúd do kolíka spätnej väzby: 0,3 mA
• Frekvenčný rozsah oscilátora fOSC: 1 kHz až 300 kHz
• Hodnota časovacieho kondenzátora oscilátora CT: medzi 0,47 nF až 10 000 nF
• Hodnota časovacieho odporu oscilátora RT: medzi 1,8 k až 500 k Ohm.

Schéma vnútorného usporiadania

Ako používať IC TL494

V nasledujúcich odsekoch sa dozvieme dôležité funkcie IC TL494 a ich použitie v obvodoch PWM.

Prehľad: TL494 IC je navrhnutý takým spôsobom, že nielenže obsahuje dôležité obvody potrebné na riadenie spínaného napájacieho zdroja, ale navyše rieši niekoľko základných ťažkostí a minimalizuje potrebu ďalších stupňov obvodu potrebných v celkovej štruktúre.

TL494 je v podstate riadiaci obvod s pevnou frekvenciou impulznej šírkovej modulácie (PWM).

Funkcia modulácie výstupných impulzov sa dosiahne, keď vnútorný oscilátor porovná svoj tvar píly cez časovací kondenzátor (CT) s oboma pármi riadiacich signálov.

Koncový stupeň je prepínaný v období, keď je napätie pílového zuba vyššie ako riadiace signály napätia.

So zvyšujúcim sa riadiacim signálom sa následne znižuje čas, keď je pílový vstup vyšší, čím sa znižuje dĺžka výstupného impulzu.

Klopný obvod s pulzným riadením striedavo vedie modulovaný impulz ku každému z dvoch výstupných tranzistorov.

5-V referenčný regulátor

TL494 vytvára internú referenciu 5 V, ktorá sa napája na pin REF.

Táto interná referencia pomáha vytvoriť stabilnú konštantnú referenciu, ktorá slúži ako predregulátor na zabezpečenie stabilného napájania. Táto referencia sa potom spoľahlivo použije na napájanie rôznych vnútorných stupňov integrovaného obvodu, ako je riadenie logického výstupu, riadenie impulzu klopného obvodu, oscilátor, komparátor riadenia mŕtveho času a komparátor PWM.

Oscilátor

Oscilátor generuje pozitívny priebeh pílového zubu pre mŕtvu dobu a PWM komparátory, takže tieto stupne môžu analyzovať rôzne riadiace vstupné signály.

Je to RT a CT, ktoré sú zodpovedné za určenie frekvencie oscilátora a môžu byť teda externe programované.

Tvar píly generovaný oscilátorom nabíja externý časovací kondenzátor CT konštantným prúdom, ktorý je určený komplementárnym rezistorom RT.

To vedie k vytvoreniu napäťovej vlny s lineárnou rampou. Zakaždým, keď napätie na CT dosiahne 3 V, oscilátor ho rýchlo vybije, čo následne reštartuje nabíjací cyklus. Prúd pre tento nabíjací cyklus sa počíta podľa vzorca:

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

Perióda krivky pilovitého zuba je daná vzorcom:

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

Frekvencia oscilátora sa teda určuje pomocou vzorca:

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

Avšak táto frekvencia oscilátora bude kompatibilná s výstupnou frekvenciou, keď je výstup nakonfigurovaný ako jednostranný. Ak je nakonfigurovaný v režime push-pull, výstupná frekvencia bude 1/2 frekvencie oscilátora.

Preto pre výstup s jedným koncom je možné použiť vyššie uvedenú rovnicu č.

Pre aplikáciu push pull bude vzorec:

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

Kontrola mŕtveho času

Nastavenie pinov mŕtveho času reguluje minimálny mŕtvy čas ( medzi dvoma výstupmi ).

V tejto funkcii, keď napätie na kolíku DTC prekročí napätie rampy z oscilátora, prinúti výstupný komparátor vypnúť tranzistory Q1 a Q2.

Integrovaný obvod má interne nastavenú úroveň posunu 110 mV, ktorá zaručuje minimálny mŕtvy čas okolo 3%, keď je kolík DTC pripojený k zemi.

Odozvu mŕtveho času je možné zvýšiť pôsobením externého napätia na pin DTC č. 4. To umožňuje mať lineárnu kontrolu nad funkciou mŕtveho času z predvolených 3% na maximálne 100% prostredníctvom variabilného vstupu 0 až 3,3 V.

Ak sa použije riadenie v plnom rozsahu, výstupná nádoba IC sa dá regulovať externým napätím bez narušenia konfigurácií chybového zosilňovača.

Funkciu mŕtveho času je možné využiť v situáciách, keď je potrebné dodatočné riadenie výstupného pracovného cyklu.

Pre správnu funkciu je však potrebné zabezpečiť, aby bol tento vstup buď ukončený na úroveň napätia, alebo na zem a nemal by nikdy zostať spojený.

Chybové zosilňovače

Dva chybové zosilňovače integrovaného obvodu majú vysoký zisk a sú predpäté cez napájaciu lištu integrovaných obvodov VI. Toto umožňuje rozsah vstupu v spoločnom režime od -0,3 V do VI - 2 V.

Oba chybové zosilňovače sú interne nastavené tak, aby fungovali ako jednostranné napájacie zosilňovače, pričom každý výstup má iba aktívnu vysokú kapacitu. Vďaka tejto schopnosti sú zosilňovače schopné samostatnej aktivácie na uspokojenie zúženého dopytu PWM.

Pretože výstupy dvoch chybových zosilňovačov sú viazané ako ALEBO brány so vstupným uzlom komparátora PWM dominuje zosilňovač, ktorý dokáže pracovať s minimálnym výstupom impulzu.

Zosilňovače majú svoje výstupy predpäté nízkoprúdovým odberom, takže výstup IC zaisťuje maximálnu PWM, keď sú chybové zosilňovače v nefunkčnom režime.

Výstup - riadiaci vstup

Tento kolík integrovaného obvodu môže byť nakonfigurovaný tak, aby umožňoval výstupu integrovaného obvodu pracovať buď v režime s jedným koncom, ktorý je výstupom oscilujúcim paralelne paralelne alebo spôsobom push-pull vytvárajúcim striedavo oscilujúce výstupy.

Pin riadenia výstupu pracuje asynchrónne, čo mu umožňuje priamu kontrolu nad výstupom integrovaného obvodu, bez toho, aby to malo vplyv na vnútorný stupeň oscilátora alebo na stupeň riadenia impulzného riadenia klopného obvodu.

Tento pin je obvykle nakonfigurovaný s pevným parametrom podľa špecifikácií aplikácie. Napríklad, ak majú výstupy IC pracovať paralelne alebo s jedným koncom, je výstupný riadiaci kolík trvale pripojený k uzemňovacej linke. Z tohto dôvodu sa stupeň riadenia impulzov vo vnútri IC deaktivuje a alternatívny klopný obvod sa zastaví na výstupných kolíkoch.

V tomto režime sú tiež impulzy prichádzajúce na riadenie mŕtveho času a komparátor PWM prenášané spoločne obidvomi výstupnými tranzistormi, čo umožňuje paralelné zapínanie a vypínanie výstupu.

Na získanie výstupnej operácie push-pull je potrebné jednoducho pripojiť výstupný riadiaci kolík k výstupnému referenčnému kolíku + 5V (REF) integrovaného obvodu. V tomto stave sa každý z výstupných tranzistorov striedavo zapína cez klopný obvod impulzného riadenia.

Výstupné tranzistory

Ako je vidieť na druhom diagrame zhora, čip sa skladá z dvoch výstupných tranzistorov, ktoré majú nezadané svorky emitor a kolektor.

Obidve tieto plávajúce svorky sú dimenzované na odber alebo odber prúdu (prúd) až do 200 mA.

Bod nasýtenia tranzistorov je menej ako 1,3 V pri konfigurácii v režime spoločného vysielača a menej ako 2,5 V pri spoločný zberateľ režim.

Sú vnútorne chránené pred skratom a nadprúdom.

Aplikačné obvody

Ako je vysvetlené vyššie, TL494 je primárne integrovaný obvod radiča PWM, preto sú hlavnými aplikačnými obvodmi väčšinou obvody založené na PWM.

Ďalej je diskutovaných niekoľko príkladov obvodov, ktoré je možné podľa individuálnych požiadaviek upraviť rôznymi spôsobmi.

Solárna nabíjačka pomocou TL494

Nasledujúci dizajn ukazuje, ako je možné TL494 efektívne nakonfigurovať na vytvorenie spínaného zdroja napätia 5 V / 10-A.

V tejto konfigurácii výstup pracuje v paralelnom režime, a preto vidíme, že výstupný riadiaci pin # 13 je pripojený k zemi.

Tu sa tiež veľmi efektívne využívajú dva chybové zosilňovače. Jeden chybový zosilňovač riadi spätnú väzbu napätia cez R8 / R9 a udržuje výstup konštantný na požadovanej rýchlosti (5V)

Druhý chybový zosilňovač sa používa na riadenie maximálneho prúdu cez R13.

Invertor TL494

Tu je klasický invertorový obvod zostavený okolo IC TL494. V tomto príklade je výstup nakonfigurovaný tak, aby pracoval spôsobom push-pull, a preto je tu výstupný riadiaci kolík spojený s referenciou + 5 V, čo sa dosahuje z kolíka # 14. Najnovšie kolíky sú tiež nakonfigurované presne tak, ako je popísané vo vyššie uvedenom údajovom liste.

Záver

IC TL494 je PWM riadiaci integrovaný obvod s vysoko presným výstupom a spätnoväzbovým riadením, ktorý zaisťuje ideálne pulzné riadenie pre akúkoľvek požadovanú aplikáciu obvodu PWM.

Je to podobné ako s SG3525 mnohými spôsobmi a dá sa použiť ako účinná náhrada, aj keď čísla pinov môžu byť rôzne a nie úplne kompatibilné.

Ak máte nejaké otázky týkajúce sa tohto IC, neváhajte sa ich opýtať prostredníctvom komentárov uvedených nižšie, rád vám pomôžem!

Referencia: Údajový list TL494