TL494 PWM контролер на ток-режим IC

TL494 е гъвкав контролер на модулация на импулсна ширина (PWM), използван в автомобилната, индустриалната и потребителската електроника.Тази статия изследва дизайна му, включително оформление на ПИН, функции, вътрешна структура и приложения в реалния свят.Той също така обсъжда как TL494 подобрява надеждността на системата и енергийната ефективност, като разглежда основните части като своите двойни усилватели на грешки, гъвкави изходни транзистори и вграден осцилатор.Практическите детайли, препоръчителните настройки и диаграмите на веригата илюстрират неговата полезност за съвременните инженерни нужди.

Каталог

Фигура 1: Серия TL494-TL494CN

Какъв е PWM контролерът TL494?

The TL494 е интегрирана схема, използвана предимно за управление на разпределението на мощността в електронни устройства чрез процес, наречен модулация на ширината на импулса (PWM).Той е проектиран да регулира ефективно захранването в различни системи.Този чип осигурява всички компоненти, необходими за самостоятелно изграждане на PWM система за управление.

Чипът съдържа няколко елемента, които гарантират гладко управление на мощността.Тя включва два усилватели на грешки, които помагат за коригиране на колебанията на напрежението и регулируем осцилатор, който регулира честотата на PWM сигнала.Също така, вградените вериги управляват времето и регулират изхода, което позволява на TL494 да прецизират веригите за захранване въз основа на специфични нужди от производителност.

Фигура 2: TL494 PWM контролер модул

TL494 предлага гъвкавост в това как се изнася мощност.Той може да работи както в еднократна, така и в конфигурация на Push-Pull, като гарантира стабилна и постоянна доставка на мощност.Вграден регулатор на напрежението поддържа надеждна 5-волтова референция с 5% точност за стабилна работа.

TL494 Pinout Configuration

Фигура 3: TL494 Pinout

Име на ПИН	Пин №	Описание
1in+	1	Неинвертиращ вход към усилвател на грешка 1
1in-	2	Инвертиране на вход към усилвател на грешка 1
Обратна връзка	3	Вход ПИН за обратна връзка
Dtc	4	Вход за сравнение на контрола за мъртво време
Ct	5	Терминалът на кондензатора, използван за задаване на честотата на осцилатора
Rt	6	Резисторен терминал, използван за задаване на честотата на осцилатора
GND	7	Заземен щифт
C1	8	Колекционният терминал на BJT изход 1
E1	9	Терминалът на излъчвателя на BJT изход 1
E2	10	Терминалът на излъчвателя на BJT изход 2
C2	11	Колекционният терминал на BJT изход 2
VCC	12	Положителна доставка
Изход Ctrl	13	Избира еднократен/паралелен изход или операция Push-Pull
Ref	14	5-V референтен регулатор изход
2in-	15	Инвертиране на вход към усилвател на грешка 2
2in+	16	Неинвертиращ вход към усилвател на грешка 2

Характеристики на TL494

• Пълно управление на PWM: Осигурява пълни функции за управление на модулирането на ширината на импулса.

• Вграден осцилатор: Предлага се с осцилатор, който може да работи както в главния, така и в робския режим.

• Вградени усилватели на грешки: Включва усилватели за подобряване на обратната връзка и контрол.

• 5V вътрешна справка: Има вътрешна 5V справка, за да поддържа операцията стабилна.

• Регулируем Deadtime: Позволява ви да регулирате Deadtime, за да спрете да превключвате припокриване.

• Гъвкави изходни транзистори: Изходните транзистори могат да се справят до 500mA, като дават гъвкавост за различни приложения.

• Контрол на изхода за режими: Може да бъде зададена за Push-Pull или за еднократна операция.

• Необходимо блокиране: Предотвратява работата на IC, ако напрежението е твърде ниско за безопасна употреба.

• Предлага се автомобилна версия: Предлага се във версии за автомобили и други специални приложения.

• Опции без олово: Предлага опаковки без олово за по-безопасна и по-екологична употреба.

Вътрешна структура на TL494

Фигура 4: Контролна верига TL494

Усилватели на грешки

TL494 включва два усилвателя на грешки, които регулират изхода, като коригират усилването си в отговор на различни входни условия.Тези усилватели могат да се захранват директно от захранващото напрежение, което им позволява да се справят с широк диапазон на вход.Те служат за фина настройка на PWM изхода, осигурявайки стабилен ток чрез доставка на мощност само когато е необходимо.

Фигура 5: Грешка -амплификатор

Режим на контрол на изхода

Изходният контролен щифт позволява гъвкава конфигурация на изходните транзистори.Можете да избирате между два режима на работа: режим с еднократна степен, където и двата изхода работят едновременно или режим Push-Pull, където изходите се редуват.Тази настройка се регулира, без да се засяга други елементи на TL494, като флип-флоп или осцилатор, проста промяна в режима в зависимост от изискванията на приложението.

Изходни транзистори

Изходният етап на TL494 се състои от транзистори, способни да превключват до 200mA от ток.Тези транзистори могат да източат или да потънат ток, в зависимост от нуждите на веригата.В конфигурация на общо-емитър, спадът на напрежението през транзистора е по-малък от 1,3V, докато в конфигурацията на обикновения колектор спадът е под 2.5V.Тази обработка на изхода позволява на TL494 да задвижва диапазон от товари с минимална загуба на мощност.

5V референтен източник

TL494 разполага с вътрешно 5V референтно напрежение, което остава стабилно, стига входът на VCC да е над 7V (в рамките на марж от 100 mv).Това референтно напрежение се предоставя чрез щифт 14, обозначен с реф.Той служи като надежден източник за други части на веригата и последователна работа, независимо от колебанията във входното напрежение.

Оперативни усилватели

TL494 е оборудван с два оперативни усилватели, които се захранват от една захранваща релса.Тези усилватели са проектирани да работят в рамките на специфични граници на напрежението, като гарантират, че техният изход не надвишава капацитета на системата.Всеки усилвател има своя изход, свързан към диод, който след това се свързва към PIN COMP.Тази подредба позволява на по -активния усилвател да доминира сигнала, преминат през щифта на COMP, от своя страна контролира следващия етап от веригата.

Осцилатор на трион

Една от характеристиките на TL494 е вграденият му осцилатор на Sawtooth.Този осцилатор генерира повтаряща се форма на вълната, която се колебае между 0,3V и 3V.Чрез прикрепване на външен резистор (RT) и кондензатор (CT) честотата на това трептене може да се регулира.Честотата се определя от формулата:

Къде се измерва в ома и във Фаради.Този регулируем осцилатор формира основата за времето на модулация на ширината на импулса (PWM).

Тригер за модулация на импулсна ширина

Тригерът на модулацията на импулсна ширина (PWM) разчита на взаимодействието между падащия ръб на изхода на сравнител и осцилатора на трион.Тъй като изходните преходи на сравнител, спусъкът активира или деактивира един от изходните етапи, в зависимост от условията, зададени от сравнителния и формата на вълната SawTooth.

Функционалност на сравнителите

Сравнителният в TL494 сравнява входния сигнал, захранван от оперативните усилватели през щифта на COMP, с вълната на осцилатора на Sawtooth.Когато напрежението на трион надвишава входа на сравнителя, изходът на сравнителния изход се задвижва ниско (0).Когато входът е по -висок от напрежението на трион, изходът се задвижва високо (1).

Контрол на мъртво време

Пин 4, обозначен с контрол на мъртво време (DTC), е отговорен за определянето на минимално извън времето между импулсите.Това мъртва време ограничава максималния цикъл на мито до около 45%, или 42%, ако DTC щифтът е заземен.Чрез регулиране на напрежението на този щифт продължителността на тихия период между събитията на превключване се контролира и системата не превишава компонентите.

Фигура 6: Схема за контрол на Deadtime и обратна връзка

Спецификации на TL494

Спецификации	Стойност
Диапазон на работно напрежение	7V до 40V
Брой резултати	2 изхода
Честота на превключване	300 kHz
Максимален работен цикъл	45%
Изходно напрежение	40V
Изходен ток	200 mA
Максимален изходен ток и за двете PWMS	250 ма
Температурен диапазон	-65 ° C до 150 ° C.
Есенно време	40 ns
Време за възход	100 ns
Налични пакети	16-пинов PDIP, TSSOP, Soic, Sop

TL494 Препоръчителни условия за работа

Характеристики	Символ	Мин	Typ	Макс	Единица
Захранване на захранване	VCc	7	15	40	V
Изходно напрежение на колектора	VC1, VC2		30	40	V
Колекционерски изходен ток (Всеки транзистор)	IC1, IC2			200	Ма
Амплифицирано входно напрежение	Vв	-0.3		VCc - 2.0	V
Ток в терминала за обратна връзка	IFB			0.3	Ма
Референтен изходен ток	Iref			10	Ма
Резистор за време	RT	1.8	30	500	kΩ
Кондензатор за време	CT	0,0047	0,001	10	µf
Честота на осцилатора	еOSC	1	40	200	kHz

Максимални оценки на TL494

Оценка	Символ	Стойност	Единица
Захранване на захранване	VCc	42	V
Изходно напрежение на колектора	VC1, VC2	42	V
Колекционерски изходен ток (всеки транзистор)	IC1, IC2	500	Ма
Обхват на входното напрежение на усилвателя	VIR	-0.3 до +42	V
Разсейване на мощността tA ≤ 45 ° C.	PГ	1000	MW
Термично съпротивление, кръстовище - на амбиент	Rθja	80	° C/w
Температура на работното съединение	TJ	125	° C.
Температурен диапазон на съхранение	Tstg	-55 до +125	° C.
Работен диапазон на температурата на околната среда TL494B TL494C TL494I NCV494B	TA	-40 до +125 0 до +70 -40 до +85 -40 до +125	° C.
Нарушаване на температурата на околната среда	TA	45	° C.

Електрически характеристики на TL494

Характеристики	Символ	Мин	Typ	Макс	Единица
Референтен раздел
Референтно напрежение (т.е.O = 1.0 Ма)	Vref	4.75	5.0	5.25	V
Регулиране на линията (vCc = 7.0 v до 40 V)	Реглиния		2.0	25	MV
Регулиране на натоварването (т.е.O = 1,0 mA до 10 mA)	РегЗареждане		3.0	15	MV
Изходният ток на късо съединение (vref = 0 v)	ISC	15	35	75	Ма
Изходна секция
Колекционерски ток на състоянието (VCc = 40 V, vCE = 40 v)	IC(Изключено)		2.0	100	ua
Емитор от непостоянния ток VCc = 40 V, vC = 40 V, vE = 0 v)	IE(Изключено)				ua
Напрежение на насищане на колекционера - емитър Общ - емитър (vE = 0 V, iC = 200 mA) излъчвател -количе (vC = 15 V, iE = −200 Ма)	VсъботаВ) VсъботаД)		1.1 1.5	1.3 2.5	V
Ток на изходното управление на изхода Ниско състояние (vOC˂ 0,4 ​​V) Високо състояние (vOC = Vref)	IOCL IОх		10 0.2	- 3.5	ua Ма
Време за повишаване на изходното напрежение Често -Емитор Излъчвател -поел	tr		100 100	200 200	ns
Изходно напрежение време за падане Често -емитър Излъчвател -поел	tе		25 40	100 100	ns
Раздел за усилвател на грешки
Входно изместване на напрежението	VIo		2	10	MV
Вход от компенсиране на тока	IIo		5	250	na
Входни отклонения ток	IIb		-0.1	-1.0	ua
Вход Общ обхват на напрежение в режим	VICR	-0.3 до vCc -2.0			V
Отворено усилване на напрежението на контура	AТом	70	95		db
Кросоувър честота на единство -гейн	еВ-		350		kHz
Фазов марж при единство - Гене	φm		65		deg.
Коефициент на отхвърляне на общ режим	Cmrr	65	90		db
Коефициент на отхвърляне на захранването	Psrr		100		db
Изходна мивка ток	IO-	0.3	0.7		Ма
Изходният източник ток	IO+	2	-4		Ма
Раздел за сравнение на PWM
Входно прагово напрежение	VTh		2.5	4.5	V
Входна мивка ток	II−	0.3	0.7		Ма
Раздел за контрол на Deadtime
Входни отклонения ток	IIB (DT)		−2.0	−10
Максимален работен цикъл, всеки изход, push -pull режим	DCМакс	45	48 45	50 50
Входно прагово напрежение (Нулев дежурен цикъл) (Максимален работен цикъл	Vth	- 0	2.8 -	3.3 -	V
Секция за осцилатор
Честота	еOSC		40	-	kHz
Стандартно отклонение на честотата	наOSC		3.0	-	%
Промяна на честотата с напрежение	ΔFOSC (ΔV)		0.1	-	%
Промяна на честотата с температура	ΔFOSC (ΔT)		-	12	%
Раздел за блокиране на недоволството
Завиване на прага	Vth	5.5	6.43	7.0	V

Как да използвам TL494?

TL494 е прост, но мощен чип, който контролира мощността в електронните вериги.За да го използвате, първо трябва да свържете заземния щифт към инвертиращите входни щифтове, които ще помогнат на чипа да получи сигнали за контрол.След това прикрепете неинвертиращите входни щифтове директно към референтния щифт на напрежението, за да осигурите стабилна референция на напрежението за сравнение.За да настроите допълнително чипа, ще трябва да свържете щифта DTC (Dead Time Control) и щифта за обратна връзка, за да помогнете да контролирате скоростта на превключване и да тествате изхода, като се гарантира, че чипът работи правилно.За да контролирате колко бързо TL494 превключва и изключва, трябва да свържете кондензатор към щифт 5 и резистор към щифт 6, които заедно определят честотата на осцилатора.И накрая, TL494 включва усилвател на грешка, който проверява дали изходното напрежение, обикновено 5V, съвпада с референтното напрежение.Ако не стане, усилвателят регулира модулацията на ширината на импулса (PWM), за да поддържа изхода стабилен.С тази настройка можете да създадете основна тестова схема и да използвате ефективно TL494.

Как работи PWM контролера?

PWM (модулация на импулсната ширина) като TL494 помага за управление на мощността, като включва и изключва сигналите на сигнали.Този процес му позволява да контролира колко мощност се изпраща на устройство.Характеристиката на този контролер е, че той може да регулира колко дълго остава сигналът, наречен "работен цикъл", като същевременно запазва скоростта или честотата на сигналите същите.

Фигура 7: TL494 верига за управление на модулацията на импулсната ширина

Най -хубавото е, че нямате нужда от много допълнителни части, за да го накарате да работи, само няколко основни компонента като резистори и кондензатори.Вътре в контролера има нещо, наречено осцилатор, което създава специален модел на вълната, наречен Sawtooth форма на вълната.Тази вълна се сравнява с други сигнали от детектори за грешки вътре в контролера.

Ако вълната SawTooth е по -висока от сигнала за грешка, контролерът изпраща сигнал, за да включи захранването.Ако е по -нисък, той запазва захранването.Правейки това, PWM контролерът може да контролира колко мощност се доставя в различни части на електронната верига, което го прави по -ефективен.

Честота на осцилатора

Честотата на осцилатора в чипа TL494 влияе върху това как се създава формата на вълната (форма на трион).Тази форма на вълната контролира как се държат изходите на PWM (модулация на ширината на импулса), които се отразяват на общата производителност на веригата.

Честотата се задава чрез избиране на правилните стойности за две части: резистор за време (RT) и кондензатор за време (CT).Избирайки тези части, можете да контролирате честотата, за да съответствате на това, от което се нуждаете.Има проста формула за това:

Можете да контролирате колко бързо PWM контролерът включва и изключва, като промените стойностите на RT и CT.

TL494 Диаграма на веригата

Фигура 8: TL494 верига

Фигура 9: Диаграма на времето

Примери за вериги, използващи TL494

TL494 Слънчево зарядно устройство

Соларно зарядно верига може да бъде изградена с помощта на TL494 за създаване на стабилно 5V захранване, идеално за устройства за зареждане.Веригата работи както през напрежението, така и през контрола на тока.Той гарантира, че изходът остава на стабилен 5V, осигурявайки на вашите устройства правилното напрежение.Той регулира тока, за да не му позволи да стане твърде висока, предпазвайки веригата от потенциални щети.Този тип зарядно устройство се използва за приложения със слънчево захранване, като помага за спестяване на енергия и защита на вашите устройства.

TL494 Инверторна верига

Инверторът променя DC Power (като от батерия) в променлив ток (като това, което използвате в дома си).TL494 може да се използва за извършване на ефективна инверторна верига, която осигурява стабилна мощност, дори когато натоварването (свързаните устройства) се променя.В тази настройка TL494 превключва захранването напред и назад, като прави преобразуването от DC в AC по -гладко.Това е полезно при домашни инвертори или аварийни захранващи системи.

TL494 DC в DC конвертор

DC към DC конвертор поема едно напрежение и го превръща в друго.Например, можете да използвате TL494, за да промените 12V DC (като от автомобилна батерия) на 5V DC, чудесен за зареждане на USB устройства.Тази схема има няколко компонента, които допринасят за неговата функционалност.Обратният цикъл гарантира, че изходното напрежение остава стабилно, докато честотното управление настройва скоростта на превключване, за да увеличи ефективността.Схемата включва функции за защита, които я предпазват, като предотвратяват прекомерния поток на тока и се изключват в случай на прегряване.Като цяло този тип верига е идеален за захранване на малки електронни устройства.

TL494 Променливо честотно устройство (VFD)

За контрол на скоростта на двигателите се използва променливо честотно устройство (VFD).С TL494 можете да изградите VFD, който регулира честотата на мощността, изпратена до двигател, като му помага да работи с различни скорости.Това е добре за спестяване на енергия и удължаване на живота на двигателя.TL494 използва PWM Control, за да генерира специален сигнал, който регулира количеството мощност, изпратено до двигателя.Системата за обратна връзка непрекъснато следи работата на двигателя и настройва мощността, за да осигури плавна работа.Променливите честотни устройства (VFD) се използват в машини като конвейерни ленти или вентилатори.

TL494 LED Dimmer

TL494 може да се използва и за DIM LED за осветителни системи, където се изисква регулируема яркост.Тази схема може да се използва в домове, автомобили или дисплеи.Управлението за затъмняване настройва яркостта на светодиодите чрез промяна на PWM сигнала.Гладката работа предотвратява трептене на светодиодите по време на процеса на затъмняване, осигурявайки постоянен и стабилен изход.Вградените функции за безопасност защитават светодиодите от прегряване, което помага да се удължи живота им.Макар и прост в дизайна, този тип верига е високоефективен за създаване на енергийно ефективни системи за осветление.

TL494 еквивалентни и алтернативи

UC3843 и TL3842 са много подобни на TL494 по начина, по който работят.Тези чипове често могат да бъдат заменени в дизайна на захранване и DC-DC конвертор, тъй като техните функции за превключване и оформления на ПИН са съвместими.

Фигура 10: UC3843 серия-UC3843N

UC2842, макар и подобен на други опции, се избира за различни нива на напрежение или когато се изисква по -ниска консумация на енергия.От друга страна, SG2524 е друг надежден избор, известен със своята двойна вградена опаковка и превъзходна производителност в по-взискателни приложения.

Фигура 11: UC2842 серия-UC2842N

Приложения TL494

• LED осветителни системи

• Зарядни устройства за батерии

• Автомобилни захранващи системи

• Промишлени двигателни контроли

• HVAC системи

• UPS (непрекъснато захранване)

• Електроника на дрона

• Електронни баласти за осветление

• Системи за аварийно осветление

• Управление на мощността на потребителската електроника

TL494 пакет

PDIP (Пластмасов пакет с двоен вграден): Пакет за прозорче, често избран за проекти, при които лесно се появява и подмяна на компоненти.

SOIC (Малка контурна интегрална верига): Пакет за монтиране на повърхност, предназначен за ограничени от пространството приложения, предлагащ по-компактен форм-фактор.

TSSOP (тънък пакет за свиване на малки контури): Друг пакет за монтиране на повърхността с по-малък отпечатък от SOIC.

SOP (Малък контур пакет): Подобно на SOIC, но с леки измерения на размерите в зависимост от конкретния случай на употреба.

Заключение

Проучването на интегрираната схема TL494 показва силното му влияние върху електронния дизайн в системите за управление на мощността и контрола.Неговият гъвкав дизайн позволява да бъде адаптиран за различни приложения, от прости задачи като затъмнени светодиоди до по -сложни работни места като контролиране на индустриалните двигатели.Способността му да се представя добре при трудни условия, благодарение на широкия си температурен и обхват на напрежението, добавя към стойността си в взискателните приложения.Споделените тук примери и прозрения показват както техническата сила на TL494, така и нейната роля в стимулирането на иновациите и ефективността в електрониката.

Често задавани въпроси [FAQ]

1. Каква е функцията на TL494?

Основната функция TL494 е да осигури прецизно управление на постояннотоковото захранване чрез промяна на съотношението на времето за изключване в изходния сигнал, контролирайки количеството на мощността, доставено на товар.Използва се при превключване на захранването, DC-DC преобразуватели и вериги за управление на двигателя.Практическият оперативен опит показва, че TL494 е силно предпочитан за своята гъвкавост при коригиране на работен цикъл и честота, за да отговаря на различни нужди на приложението.

2. Какъв е регулаторът на постоянен ток TL494?

Докато TL494 е известен като PWM контролер, той може да бъде конфигуриран да действа като постоянен ток регулатор.Това включва настройване на веригата за доставяне на постоянен ток, независимо от промените в натоварването или входното напрежение.Това е полезно при приложения за LED шофиране.Операторите често използват външни компоненти като сензорни резистори в контура за обратна връзка, за да стабилизират тока, като гарантират дълголетието и постоянното изпълнение на светодиодите.

3. Какъв е дежурният цикъл на TL494?

Дълговият цикъл на TL494 може да варира от 0% до 100%, въпреки че на практика той често е ограничен до максимум около 45% до 90% поради ограниченията на вътрешните вериги.Дълговият цикъл е параметър, който контролира съотношението на времето "на" към общия период на PWM сигнала, като влияе на изходното напрежение и мощността в приложенията.Регулирането на работен цикъл е често срещана задача за техниците, които биха могли да го използват, за да прецизират изхода на мощността в захранването, за да съответстват на специфичните изисквания за натоварване.

4. Каква е максималната честота на TL494?

TL494 може да работи с максимална честота на превключване от около 300 kHz.Тази висока честотна способност позволява по -малък размер и по -ниска цена на пасивните компоненти като индуктори и кондензатори, което е съществено практическо предимство в компактните дизайни на захранване.Техниците често натискат честотата до горните си граници в приложения, изискващи компактни и ефективни захранвания, балансиране между ефективността и съображенията за топлин и електронна шума.

5. Каква е разликата между TL494 и KA7500?

TL494 и KA7500 са сходни по функционалност, тъй като и двете са PWM контролер ICS.Те обаче се различават леко по своите електрически характеристики и конфигурация на щифтове.Една практическа разлика е, че KA7500 е цитиран като по -добра стабилност при по -високи честоти.И двата чипа са взаимозаменяеми в повечето приложения и изборът между тях обикновено се свежда до съображения за наличност и разходи.

6. Какъв е щифтът за обратна връзка в TL494?

ПИН за обратна връзка в TL494 прилага регулиране на напрежението или тока.Този ПИН се използва за проба на изхода и съответно регулиране на PWM работен цикъл, което позволява изходът да остане в желаните спецификации.Операторите свързват този ПИН през мрежа от резистори или директно към разделител на напрежението или схема на ток, за да предоставят обратна връзка в реално време на контролера.Корекциите на схемата за обратна връзка са по време на първоначалната настройка за калибриране на изхода съгласно конкретни изисквания за приложение.

7. Каква е честотата на превключването на TL494?

Честотата на превключване на TL494 може да стигне до 300 kHz.Тази честота определя колко бързо се превключва PWM сигналът между своите високи и ниски състояния.Настройката на честотата на превключване включва регулиране на вътрешните таймери или външни компоненти, които директно влияят на ефективността и работата на цялото захранване.