TL494 Datenblatt, Pinbelegung, Anwendungsschaltungen

Der IC TL494 ist ein vielseitiger PWM-Steuer-IC, der in elektronischen Schaltungen auf viele verschiedene Arten eingesetzt werden kann. In diesen Artikeln werden die Hauptfunktionen des IC und seine Verwendung in praktischen Schaltkreisen ausführlich erläutert.

Allgemeine Beschreibung

Der IC TL494 wurde speziell für Anwendungsschaltungen mit Einzelchip-Pulsweitenmodulation entwickelt. Das Gerät ist hauptsächlich für Stromversorgungssteuerschaltungen konzipiert, die mit diesem IC effizient dimensioniert werden können.

Das Gerät verfügt über einen eingebauten variablen Oszillator, eine Totzeitreglerstufe (DTC), a Flip-Flop-Steuerung für die Pulssteuerung eine Präzision 5 V Regler , zwei Fehlerverstärker und einige Ausgangspufferschaltungen.

Die Fehlerverstärker verfügen über einen Gleichtaktspannungsbereich von - 0,3 V bis VCC - 2V.

Die Totzeitkontrolle Komparator wird mit einem festen Versatzwert eingestellt, um eine konstante Totzeit von ungefähr 5% zu liefern.

Die On-Chip-Oszillatorfunktion kann außer Kraft gesetzt werden, indem der RT-Pin Nr. 14 des IC mit dem Referenz-Pin Nr. 14 verbunden wird und extern ein Sägezahnsignal an den CT-Pin Nr. 5 geliefert wird. Diese Funktion ermöglicht auch das synchrone Ansteuern vieler TL494-ICs mit unterschiedlichen Stromversorgungsschienen.

Die Ausgangstransistoren innerhalb des Chips mit schwebenden Ausgängen sind so angeordnet, dass sie entweder a liefern Common-Emitter Ausgabe oder eine Emitter-Follower-Ausgabeeinrichtung.

Das Gerät ermöglicht es dem Benutzer, entweder einen Push-Pull-Typ oder eine Single-Ended-Oszillation über seine Ausgangsstifte zu erhalten, indem Pin Nr. 13, der der Ausgangssteuerfunktionsstift ist, entsprechend konfiguriert wird.

Die interne Schaltung macht es unmöglich, dass einer der Ausgänge einen Doppelimpuls erzeugt, während der IC in der Push-Pull-Funktion verdrahtet ist.

Pin-Funktion und Konfiguration

Das folgende Diagramm und die Erläuterung enthalten grundlegende Informationen zur Pin-Funktion des IC TL494.

• Pin # 1 und Pin # 2 (1 IN + und 1IN-): Dies sind die nicht invertierenden und invertierenden Eingänge des Fehlerverstärkers (Operationsverstärker 1).
• Pin # 16, Pin # 15 (1 IN + und 1IN-): Wie oben sind dies die nicht invertierenden und invertierenden Eingänge des Fehlerverstärkers (Operationsverstärker 2).
• Pin # 8 und Pin # 11 (C1, C2): Dies sind die Ausgänge 1 und 2 des IC, die mit den Kollektoren der jeweiligen internen Transistoren verbunden sind.
• Pin # 5 (CT): Dieser Pin muss mit einem externen Kondensator verbunden werden, um die Oszillatorfrequenz einzustellen.
• Pin # 6 (RT): Dieser Pin muss mit einem externen Widerstand verbunden werden, um die Oszillatorfrequenz einzustellen.
• Pin # 4 (DTC): Es ist das Eingang des internen Operationsverstärkers, der den Totzeitbetrieb des IC steuert.
• Pin # 9 und Pin # 10 (E1 und E2): Dies sind die Ausgänge des ICs, die mit Emitterpins des internen Transistors verbunden sind.
• Pin # 3 (Feedback): Wie der Name schon sagt, dies Eingang Der Pin wird zur Integration in ein Ausgangsprobensignal für eine gewünschte automatische Steuerung des Systems verwendet.
• Pin Nr. 7 (Masse): Dieser Pin ist der Massepin des IC, der mit 0 V der Versorgungsquelle verbunden werden muss.
• Pin # 12 (VCC): Dies ist der positive Versorgungsstift des IC.
• Pin Nr. 13 (O / P CNTRL): Dieser Pin kann so konfiguriert werden, dass der Ausgang des IC im Push-Pull-Modus oder im Single-Ended-Modus aktiviert wird.
• Pin # 14 (REF): Dies Ausgabe Der Pin liefert einen konstanten 5-V-Ausgang, der zum Festlegen einer Referenzspannung für die Fehler-Operationsverstärker im Komparatormodus verwendet werden kann.

absolut beste Bewertungen

• (VCC) Die maximale Versorgungsspannung darf 41 V nicht überschreiten
• (VI) Die maximale Spannung an den Eingangspins darf = VCC + 0,3 V nicht überschreiten
• (VO) Maximale Ausgangsspannung am Kollektor des internen Transistors = 41 V.
• (IO) Maximaler Strom am Kollektor des internen Transistors = 250 mA
• Die maximale Lötwärme des IC-Stifts in einem Abstand von 1,6 mm (1/16 Zoll) vom IC-Gehäuse darf 10 Sekunden bei 260 ° C nicht überschreiten
• Tstg Lagertemperaturbereich = –65/150 ° C.

Empfohlene Betriebsbedingungen

Die folgenden Daten geben Ihnen die empfohlenen Spannungen und Ströme an, die für den Betrieb des IC unter sicheren und effizienten Bedingungen verwendet werden können:

• VCC-Versorgung: 7 V bis 40 V.
• VI Eingangsspannung des Verstärkers: -0,3 V bis VCC - 2 V.
• VO-Transistorkollektorspannung = 40, Kollektorstrom für jeden Transistor = 200 mA
• Strom in den Rückkopplungsstift: 0,3 mA
• Frequenzbereich des fOSC-Oszillators: 1 kHz bis 300 kHz
• CT-Oszillator-Zeitkondensatorwert: Zwischen 0,47 nF und 10000 nF
• RT-Oszillator-Timing-Widerstandswert: Zwischen 1,8 k und 500 k Ohm.

Internes Layoutdiagramm

Verwendung des IC TL494

In den folgenden Abschnitten lernen wir die wichtigen Funktionen des IC TL494 und dessen Verwendung in PWM-Schaltungen kennen.

Überblick: Der TL494-IC ist so konzipiert, dass er nicht nur die wichtigen Schaltkreise enthält, die zur Steuerung einer Schaltstromversorgung erforderlich sind, sondern auch einige grundlegende Schwierigkeiten angeht und den Bedarf an zusätzlichen Schaltungsstufen minimiert, die in der Gesamtstruktur erforderlich sind.

Der TL494 ist im Grunde eine PWM-Steuerschaltung (Pulsweitenmodulation mit fester Frequenz).

Die Modulationsfunktion von Ausgangsimpulsen wird erreicht, wenn der interne Oszillator seine Sägezahnwellenform über den Zeitkondensator (CT) mit beiden Steuersignalpaaren vergleicht.

Die Ausgangsstufe wird in der Zeit umgeschaltet, in der die Sägezahnspannung höher als die Spannungssteuersignale ist.

Wenn das Steuersignal zunimmt, nimmt die Zeit, in der der Sägezahneingang höher ist, folglich ab, und die Ausgangsimpulslänge nimmt ab.

Ein Impulssteuerungs-Flipflop führt den modulierten Impuls abwechselnd zu jedem der beiden Ausgangstransistoren.

5-V-Referenzregler

Der TL494 erzeugt eine interne 5-V-Referenz, die dem REF-Pin zugeführt wird.

Diese interne Referenz hilft bei der Entwicklung einer stabilen konstanten Referenz, die wie ein Vorregler für eine stabile Versorgung wirkt. Diese Referenz wird dann zuverlässig zum Versorgen verschiedener interner Stufen des IC verwendet, wie beispielsweise einer Logikausgangssteuerung, einer Flip-Flop-Impulssteuerung, eines Oszillators, eines Totzeitsteuerungskomparators und eines PWM-Komparators.

Oszillator

Der Oszillator erzeugt eine positive Sägezahnwellenform für die Totzeit und die PWM-Komparatoren, so dass diese Stufen die verschiedenen Steuereingangssignale analysieren können.

Es sind die RT und die CT, die für die Bestimmung der Oszillatorfrequenz verantwortlich sind und somit extern programmiert werden können.

Die vom Oszillator erzeugte Sägezahnwellenform lädt den externen Zeitkondensator CT mit einem konstanten Strom auf, der durch den Komplementärwiderstand RT bestimmt wird.

Dies führt zur Erzeugung einer linearen Rampenspannungswellenform. Jedes Mal, wenn die Spannung am Stromwandler 3 V erreicht, entlädt der Oszillator sie schnell, wodurch der Ladezyklus neu gestartet wird. Der Strom für diesen Ladezyklus wird nach folgender Formel berechnet:

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

Die Periode der Sägezahnwellenform ist gegeben durch:

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

Die Oszillatorfrequenz wird somit nach folgender Formel bestimmt:

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

Diese Oszillatorfrequenz ist jedoch mit der Ausgangsfrequenz kompatibel, wenn der Ausgang als Single-Ended konfiguriert ist. Bei Konfiguration im Push-Pull-Modus beträgt die Ausgangsfrequenz die Hälfte der Oszillatorfrequenz.

Daher kann für Single-Ended-Ausgabe die obige Gleichung Nr. 3 verwendet werden.

Für die Push-Pull-Anwendung lautet die Formel:

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

Totzeitkontrolle

Die Einstellung des Totzeit-Pins regelt die minimale Totzeit ( Aus-Perioden zwischen den beiden Ausgängen ).

Wenn in dieser Funktion die Spannung am DTC-Pin die Rampenspannung des Oszillators überschreitet, wird der Ausgangskomparator gezwungen, die Transistoren Q1 und Q2 auszuschalten.

Der IC hat einen intern eingestellten Offset-Pegel von 110 mV, der eine minimale Totzeit von ca. 3% garantiert, wenn der DTC-Pin mit der Erdungsleitung verbunden ist.

Das Totzeitverhalten kann durch Anlegen einer externen Spannung an den DTC-Pin 4 erhöht werden. Dies ermöglicht eine lineare Steuerung der Totzeitfunktion von standardmäßig 3% bis maximal 100% über einen variablen Eingang von 0 bis 3,3 V.

Wenn eine Vollbereichssteuerung verwendet wird, kann die Ausgangsdose des IC durch eine externe Spannung geregelt werden, ohne die Fehlerverstärkerkonfigurationen zu stören.

Die Totzeitfunktion kann in Situationen eingesetzt werden, in denen eine zusätzliche Steuerung des Ausgangsarbeitszyklus erforderlich wird.

Für eine ordnungsgemäße Funktion muss jedoch sichergestellt sein, dass dieser Eingang entweder an einen Spannungspegel oder an Masse angeschlossen ist und niemals schwebend bleibt.

Fehlerverstärker

Die beiden Fehlerverstärker des IC haben eine hohe Verstärkung und sind über die Versorgungsschiene des ICs VI vorgespannt. Dies ermöglicht einen Gleichtakt-Eingangsbereich von -0,3 V bis VI - 2 V.

Beide Fehlerverstärker sind intern so eingerichtet, dass sie wie Single-Ended-Single-Supply-Verstärker arbeiten, wobei jeder Ausgang nur eine Aktiv-Hoch-Fähigkeit aufweist. Aufgrund dieser Fähigkeit können die Verstärker unabhängig voneinander aktiviert werden, um einen sich verengenden PWM-Bedarf zu decken.

Da die Ausgänge der beiden Fehlerverstärker gleich gebunden sind ODER Tore Mit dem Eingangsknoten des PWM-Komparators dominiert der Verstärker, der mit minimalem Impulsausgang arbeiten kann.

Die Ausgänge der Verstärker sind mit einer niedrigen Stromsenke vorgespannt, so dass der IC-Ausgang eine maximale PWM gewährleistet, wenn sich die Fehlerverstärker im nicht funktionsfähigen Modus befinden.

Output-Control Input

Dieser Pin des IC kann so konfiguriert werden, dass der IC-Ausgang entweder in einem Single-Ended-Modus arbeitet, bei dem beide Ausgänge parallel oder in Push-Pull-Weise zusammen oszillieren und abwechselnd oszillierende Ausgänge erzeugen.

Der Ausgangssteuerstift arbeitet asynchron und ermöglicht so eine direkte Steuerung des Ausgangs des IC, ohne die interne Oszillatorstufe oder die Flip-Flop-Impulslenkstufe zu beeinflussen.

Dieser Pin wird normalerweise mit einem festen Parameter gemäß den Anwendungsspezifikationen konfiguriert. Wenn beispielsweise die IC-Ausgänge parallel oder einseitig arbeiten sollen, ist der Ausgangssteuerungsstift dauerhaft mit der Erdungsleitung verbunden. Aufgrund dessen wird die Impulslenkstufe im IC deaktiviert und das alternative Flip-Flop stoppt an den Ausgangspins.

In diesem Modus werden die Impulse, die bei der Totzeitsteuerung und dem PWM-Komparator ankommen, von beiden Ausgangstransistoren zusammengeführt, so dass der Ausgang parallel ein- und ausgeschaltet werden kann.

Um eine Push-Pull-Ausgangsoperation zu erhalten, muss der Ausgangssteuerstift einfach mit dem + 5V-Ausgangsreferenzstift (REF) des IC verbunden werden. In diesem Zustand schaltet sich jeder der Ausgangstransistoren abwechselnd über die Impulslenk-Flip-Flop-Stufe ein.

Ausgangstransistoren

Wie aus dem zweiten Diagramm von oben ersichtlich ist, besteht der Chip aus zwei Ausgangstransistoren mit nicht festgeschriebenen Emitter- und Kollektoranschlüssen.

Beide schwebenden Klemmen sind für eine Senkung (Aufnahme) oder eine Quelle (Ausgabe) von bis zu 200 mA ausgelegt.

Der Sättigungspunkt der Transistoren beträgt weniger als 1,3 V, wenn er im Common-Emitter-Modus konfiguriert ist, und weniger als 2,5 V im gemeinsamer Sammler Modus.

Sie sind intern vor Kurzschluss und Überstrom geschützt.

Anwendungsschaltungen

Wie oben erläutert, ist der TL494 in erster Linie ein PWM-Controller-IC, daher sind die Hauptanwendungsschaltungen meistens PWM-basierte Schaltungen.

Im Folgenden werden einige Beispielschaltungen erläutert, die je nach den individuellen Anforderungen auf verschiedene Weise modifiziert werden können.

Solarladegerät mit TL494

Das folgende Design zeigt, wie der TL494 effektiv konfiguriert werden kann, um ein 5-V / 10-A-Schalt-Buck-Netzteil zu erstellen.

In dieser Konfiguration arbeitet der Ausgang im Parallelmodus, und daher können wir sehen, dass der Ausgangssteuerstift Nr. 13 mit Masse verbunden ist.

Auch hier werden die beiden Fehlerverstärker sehr effizient eingesetzt. Ein Fehlerverstärker steuert die Spannungsrückkopplung über R8 / R9 und hält den Ausgang konstant auf der gewünschten Rate (5 V).

Der zweite Fehlerverstärker dient zur Steuerung des Maximalstroms über R13.

TL494 Wechselrichter

Hier ist eine klassische Wechselrichterschaltung, die um den IC TL494 herum aufgebaut ist. In diesem Beispiel ist der Ausgang so konfiguriert, dass er im Push-Pull-Modus arbeitet. Daher ist der Ausgangssteuerungsstift hier mit der + 5-V-Referenz verbunden, die über Pin Nr. 14 erreicht wird. Die erst der Pins werden ebenfalls genau wie im obigen Datenblatt beschrieben konfiguriert.

Fazit

Der IC TL494 ist ein PWM-Steuer-IC mit hochpräzisen Ausgangs- und Rückkopplungssteuerungsmöglichkeiten, die eine ideale Impulssteuerung für jede gewünschte PWM-Schaltungsanwendung gewährleisten.

Das ist vergleichbar mit SG3525 in vielerlei Hinsicht und kann als wirksamer Ersatz dafür verwendet werden, obwohl die Pin-Nummern unterschiedlich und nicht genau kompatibel sein können.

Wenn Sie Fragen zu diesem IC haben, können Sie diese gerne über die folgenden Kommentare stellen. Ich helfe Ihnen gerne weiter!

Referenz: TL494 Datenblatt