TL494 Datablad, Pinout, applikationskretsar

IC TL494 är en mångsidig PWM-styr-IC, som kan användas på många olika sätt i elektroniska kretsar. I de här artiklarna diskuterar vi i detalj om IC: s huvudfunktioner och hur man använder den i praktiska kretsar.

Allmän beskrivning

IC TL494 är speciellt utformad för applikationskretsar för modulering av pulsbredd med en chip. Enheten är huvudsakligen skapad för strömförsörjningskretsar, som kan dimensioneras effektivt med hjälp av denna IC.

Enheten levereras med en inbyggd variabel oscillator, ett DTC-steg (DTC), en flip-flop-kontroll för pulsstyrning, en precision 5 V-regulator , två felförstärkare och några utgångsbuffertkretsar.

Felförstärkarna har ett vanligt läge spänningsområde från - 0,3 V till VCC - 2V.

Dödtidskontrollen jämförare ställs in med ett fast förskjutningsvärde för att leverera en konstant 5% dödtid ungefär.

On-chip-oscillatorfunktionen kan åsidosättas genom att ansluta RT-stift nr 14 på IC med referensstift nr 14 och genom att externt tillhandahålla en sågtandssignal till CT-stift # 5. Den här anläggningen gör det också möjligt att köra många TL494 IC: er synkront med olika strömförsörjningsskenor.

Utgångstransistorerna inuti chipet med flytande utgångar är anordnade att leverera antingen a gemensam sändare output eller en emitter-follower-produktionsanläggning

Enheten tillåter användaren att få antingen en push-pull-typ eller en enda svängning över sina utgångsstift genom att korrekt konfigurera stift nr 13, som är utgångsstyrningsfunktionen.

Den interna kretsen gör det omöjligt för någon av utgångarna att producera en dubbel puls, medan IC är ansluten i push-pull-funktionen.

Stiftfunktion och konfiguration

Följande diagram och förklaring ger oss grundläggande information om stiftfunktionen för IC TL494.

• Stift nr 1 och stift nr 2 (1 IN + och 1 IN-): Dessa är de icke-inverterande och inverterande ingångar av felförstärkaren (op amp 1).
• Stift nr 16, stift nr 15 (1 IN + och 1 IN-): Som ovan är dessa icke-inverterande och inverterande ingångar av felförstärkaren (op amp 2).
• Stift nr 8 och stift nr 11 (C1, C2): Dessa är utgångar 1 och 2 av IC som ansluter till samlarna för respektive interna transistorer.
• Stift nr 5 (CT): Denna stift måste anslutas till en extern kondensator för att ställa in oscillatorfrekvensen.
• Stift nr 6 (RT): Denna stift måste anslutas med ett externt motstånd för att ställa in oscillatorfrekvensen.
• Stift nr 4 (DTC): det är det inmatning av den interna förstärkaren som styr IC-driftens dödtid.
• Stift nr 9 och stift nr 10 (E1 och E2): Dessa är de utgångar IC som ansluts till emitterstift i den interna transistorn.
• Stift nr 3 (Feedback): Som namnet antyder, detta inmatning pin används för att integreras med en utsignalsampelsignal för en önskad automatisk styrning av systemet.
• Stift nr 7 (jord): Denna stift är jordstiftet på IC: n, som måste anslutas till matningskällans 0 V.
• Stift nr 12 (VCC): Detta är den positiva försörjningsstiftet för IC.
• Stift nr 13 (O / P CNTRL): Denna stift kan konfigureras för att möjliggöra utmatning av IC i push-pull-läge eller single end-läge.
• Stift nr 14 (REF): Detta produktion stift ger en konstant 5V utgång som kan användas för att fixera en referensspänning för felförstärkarna i komparatormodet.

Absolut högsta betyg

• (VCC) Maximal matningsspänning får inte överstiga = 41 V.
• (VI) Maximal spänning på ingångsstiftet får inte överstiga = VCC + 0,3 V
• (VO) Maximal utspänning vid kollektor för intern transistor = 41 V.
• (IO) Maximal ström på den interna transistorns samlare = 250 mA
• Max IC-stiftlödvärme vid 1,6 mm (1/16 tum) från IC-huset får inte överstiga 10 sekunder @ 260 ° C
• Tstg Lagringstemperaturområde = –65/150 ° C

Rekommenderade driftsförhållanden

Följande data ger dig de rekommenderade spänningar och strömmar som kan användas för drift av IC under säkra och effektiva förhållanden:

• VCC-matning: 7 V till 40 V.
• VI Förstärkare Ingångsspänning: -0,3 V till VCC - 2 V
• VO Transistor Collector Voltage = 40, Collector Current for each Transistor = 200 mA
• Ström till återkopplingsstift: 0,3 mA
• fOSC Oscillatorfrekvensområde: 1 kHz till 300 kHz
• CT-oscillatorns tidkondensatorvärde: Mellan 0,47 nF och 10000 nF
• RT-motståndsvärde för oscillatortiming: Mellan 1,8 k och 500 k ohm.

Internt layoutdiagram

Hur man använder IC TL494

I följande stycken lär vi oss de viktiga funktionerna i IC TL494 och hur man använder den i PWM-kretsar.

Översikt: TL494 IC är utformad på ett sådant sätt att den inte bara har de viktiga kretsar som behövs för att styra en växelströmförsörjning, utan tacklar dessutom flera grundläggande svårigheter och minimerar behovet av kompletterande kretssteg som är nödvändiga i den övergripande strukturen.

TL494 är i grunden en styrkrets med fast frekvens pulsbreddsmodulation (PWM).

Modulationsfunktionen för utgångspulser uppnås när den interna oscillatorn jämför sin sågtandvågform genom tidskondensatorn (CT) med båda paren styrsignaler.

Utgångssteget växlas under den period då sågtandsspänningen är högre än spänningsstyrsignalerna.

När styrsignalen ökar minskar följaktligen tiden när sågtandingången är högre, och utgångspulslängden minskar.

En pulsstyrande flip-flop styr växelvis den modulerade pulsen till var och en av de två utgångstransistorerna.

5-V referensregulator

TL494 skapar en 5 V intern referens som matas till REF-stiftet.

Denna interna referens hjälper till att utveckla en stabil konstant referens, som fungerar som en förregulator för att säkerställa en stabil leverans. Denna referens används sedan på ett tillförlitligt sätt för att driva olika interna steg i IC, såsom logisk utgångskontroll, flip-flop-pulsstyrning, oscillator, dödtidskomparator och PWM-komparator.

Oscillator

Oscillatorn genererar en positiv sågtandvågform för dödtid och PWM-komparatorer så att dessa steg kan analysera de olika styringångssignalerna.

Det är RT och CT som är ansvariga för att bestämma oscillatorfrekvensen och därmed kan programmeras externt.

Sågtandens vågform som genereras av oscillatorn laddar den externa tidskondensatorn CT med en konstant ström, bestämd av det kompletterande motståndet RT.

Detta resulterar i skapandet av en linjär rampspänningsvågform. Varje gång spänningen över CT når 3 V, laddar oscillatorn ur den snabbt, vilket därefter startar om laddningscykeln. Strömmen för denna laddningscykel beräknas med formeln:

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

Perioden för sågtandens vågform ges av:

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

Oscillatorfrekvensen bestäms således med formeln:

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

Denna oscillatorfrekvens kommer dock att vara kompatibel med utgångsfrekvensen när utgången är konfigurerad som enkeländad. När den är konfigurerad i push-pull-läge kommer utfrekvensen att vara 1/2 av oscillatorfrekvensen.

Därför kan ovanstående ekvation nr 3 användas för enstaka utgångar.

För push pull-applikation kommer formeln att vara:

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

Dödtidskontroll

Uppsättningen av stift för dödtid reglerar minsta dödtid ( av perioder mellan de två utgångarna ).

I denna funktion, när spänningen på DTC-stiftet överstiger rampspänningen från oscillatorn, tvingar utgångskomparatorn att stänga av transistorerna Q1 och Q2.

IC har en internt inställd offsetnivå på 110 mV som garanterar en minsta dödtid på cirka 3% när DTC-stiftet är anslutet till jordledningen.

Dödtidssvaret kan ökas genom att applicera en extern spänning på DTC-stift nr 4. Detta gör det möjligt att ha en linjär kontroll över dead-time-funktionen från standard 3% till högst 100%, via en variabel ingång på 0 till 3,3 V.

Om en kontroll med full räckvidd används kan IC-utgången regleras via en extern spänning utan att förstärka felförstärkarkonfigurationerna.

Dödtidsfunktionen kan användas i situationer där extra kontroll av utgångscykeln blir nödvändig.

Men för korrekt funktion måste det säkerställas att denna ingång antingen avslutas till en spänningsnivå eller till jord och aldrig får lämnas flytande.

Felförstärkare

De två felförstärkarna i IC har en hög förstärkning och är förspända genom ICs VI-matningsskenan. Detta möjliggör ett vanligt ingångsintervall från -0,3 V till VI - 2 V.

Båda felförstärkarna är internt inställda för att fungera som en enda slutförstärkare, varvid varje utgång endast har aktiv-hög kapacitet. På grund av denna förmåga kan förstärkarna aktiveras oberoende för att tillgodose ett minskat PWM-behov.

Eftersom utgångarna från de två felförstärkarna är lika ELLER grindar med ingångsnoden till PWM-komparatorn dominerar förstärkaren som kan arbeta med minsta pulsutgång.

Förstärkarna har sina utgångar förspända med en lågströmssänkning så att IC-utgången säkerställer maximal PWM när felförstärkarna är i icke-funktionellt läge.

Ingång för utgångskontroll

Denna stift på IC kan konfigureras för att tillåta IC-utgången att antingen arbeta i ett enda läge som både utmatar oscillerande parallellt eller på push-pull-sätt som producerar alternerande oscillerande utgångar.

Utgångskontrollstiftet fungerar asynkront, vilket gör det möjligt att ha en direkt kontroll över IC-utgången utan att påverka det interna oscillatorsteget eller flip-flop-pulsstyrningssteget.

Denna stift är normalt konfigurerad med en fast parameter enligt applikationsspecifikationerna. Till exempel, om IC-utgångarna är avsedda att fungera parallellt eller med ett enda slut, är utgångsstyrtappen permanent ansluten till jordledningen. På grund av detta blir pulsstyrningssteget inuti IC avaktiverat och den alternativa vippan stannar vid utgångsstiften.

I detta läge bärs också de pulser som anländer till dödtidskontrollen och PWM-komparatorn tillsammans av båda utgångstransistorerna, vilket gör att utgången kan kopplas PÅ / AV parallellt.

För att erhålla en push-pull-utgångsoperation, behöver utgångsstyrstiftet helt enkelt anslutas till + 5V utgångsreferensstift (REF) på IC. I detta tillstånd slås var och en av utgångstransistorerna PÅ växelvis genom flip-flop-steget för pulsstyrning.

Utgångstransistorer

Som framgår av det andra diagrammet uppifrån, består chipet av två utgångstransistorer, som har obefintliga sändar- och samlarterminaler.

Båda dessa flytande terminaler är klassade för att sjunka (ta in) eller källa (ge ut) upp till 200 mA ström.

Mättnadspunkten för transistorerna är mindre än 1,3 V när den är konfigurerad i common-emitter-läget och mindre än 2,5 V i gemensam-samlare läge.

De är internt skyddade från kortslutning och överström.

Applikationskretsar

Som förklarats ovan är TL494 främst en PWM-styrenhet IC, därför är de huvudsakliga applikationskretsarna mestadels PWM-baserade kretsar.

Några exempel på kretsar diskuteras nedan, som kan modifieras på olika sätt enligt individuella krav.

Solladdare med TL494

Följande design visar hur TL494 effektivt kan konfigureras för att skapa en 5-V / 10-A strömbrytare för växling.

I den här konfigurationen fungerar utgången i parallellt läge, och därför kan vi se att utgångsstyrstiftet # 13 är anslutet till jord.

De två felförstärkarna används också mycket effektivt här. En felförstärkare kontrollerar spänningsåterkopplingen via R8 / R9 och håller utgången konstant vid önskad hastighet (5V)

Den andra felförstärkaren används för att styra den maximala strömmen via R13.

TL494 inverter

Här är en klassisk växelriktarkrets byggd kring IC TL494. I det här exemplet är utgången konfigurerad för att fungera på push-pull-sättet, och därför är utgångsstyrstiftet här anslutet till + 5V-referensen, vilket uppnås från stift nr 14. Den första av stiften är också konfigurerad exakt som beskrivs i ovanstående datablad.

Slutsats

IC TL494 är en PWM-styr-IC med mycket noggranna utgångs- och återkopplingsstyrningsfunktioner som garanterar en ideal pulsstyrning för alla önskade PWM-kretsapplikationer.

Det liknar SG3525 på många sätt och kan användas som en effektiv ersättning för det, även om pin-numren kan vara olika och inte exakt kompatibla.

Om du har några frågor angående denna IC, är du välkommen att ställa dem genom kommentarerna nedan, jag hjälper dig gärna!

Referens: TL494 datablad