Что такое микросхема TL494. Как работает ШИМ-контроллер TL494. Какие основные характеристики и особенности TL494. Как применяется TL494 в импульсных источниках питания. Каковы преимущества использования TL494.
Основные характеристики и функции микросхемы TL494
TL494 — это интегральная микросхема, представляющая собой широтно-импульсный модулятор (ШИМ) для применения в импульсных источниках питания. Данная микросхема обладает следующими ключевыми характеристиками:
- Напряжение питания до 41 В
- Выходной ток до 250 мА на каждый выход
- Встроенный генератор пилообразного напряжения
- Два усилителя ошибки
- Компаратор регулировки «мертвого времени»
- Прецизионный источник опорного напряжения 5 В
- Возможность работы в однотактном и двухтактном режимах
- Рабочая частота до 300 кГц
TL494 содержит все необходимые блоки для построения системы управления импульсным преобразователем, что значительно упрощает разработку источников питания на ее основе.
Принцип работы ШИМ-контроллера TL494
Основной принцип работы TL494 заключается в формировании широтно-импульсно модулированного сигнала управления силовыми ключами преобразователя. Как это происходит?
- Встроенный генератор формирует пилообразное напряжение заданной частоты.
- Это напряжение сравнивается с сигналом обратной связи от усилителей ошибки.
- В результате сравнения на выходе формируются импульсы управления, ширина которых зависит от сигнала обратной связи.
- Чем выше напряжение обратной связи, тем уже импульсы управления.
Таким образом, происходит регулирование выходного напряжения преобразователя за счет изменения коэффициента заполнения управляющих импульсов.
Ключевые особенности применения TL494
При использовании TL494 в схемах импульсных источников питания следует учитывать несколько важных аспектов:
- Частота работы задается внешними компонентами R и C
- Имеется возможность синхронизации нескольких микросхем
- Предусмотрена регулировка «мертвого времени» для предотвращения сквозных токов
- Выходные транзисторы можно включать по схеме с общим эмиттером или эмиттерным повторителем
- В двухтактном режиме частота на выходе в 2 раза ниже частоты задающего генератора
Правильный учет этих особенностей позволяет максимально эффективно использовать возможности микросхемы.
Типовая схема включения TL494 в импульсном источнике питания
Рассмотрим пример типовой схемы включения TL494 в импульсном преобразователе напряжения:
- Вывод 1, 2 — входы усилителя ошибки для обратной связи по напряжению
- Вывод 3 — вход обратной связи по току для ограничения максимального тока
- Выводы 5, 6 — подключение времязадающих R и C
- Вывод 8 — общий
- Вывод 13 — выбор режима (однотактный/двухтактный)
- Выводы 9, 10 — выходы для управления силовыми ключами
- Вывод 14 — напряжение питания
Такая схема позволяет реализовать все основные функции управления импульсным преобразователем — стабилизацию выходного напряжения, ограничение тока, регулировку частоты.
Преимущества использования TL494 в импульсных источниках питания
Применение микросхемы TL494 дает разработчику ряд существенных преимуществ:
- Высокая степень интеграции — все основные узлы в одном корпусе
- Широкий диапазон рабочих частот — от единиц до сотен кГц
- Гибкость настройки за счет внешних компонентов
- Наличие встроенных защитных функций
- Возможность синхронизации для многоканальных систем
- Низкая стоимость и доступность микросхемы
Эти факторы обусловили широкое распространение TL494 в источниках питания различной мощности и назначения.
Особенности настройки и отладки схем на TL494
При разработке и настройке импульсных преобразователей на основе TL494 следует обратить внимание на следующие моменты:
- Правильный выбор частоты работы с учетом применяемых силовых компонентов
- Настройка цепей обратной связи для обеспечения устойчивости системы
- Установка оптимального «мертвого времени» для предотвращения сквозных токов
- Обеспечение надежного теплоотвода от силовых транзисторов
- Тщательная разводка печатной платы для минимизации помех
Грамотный подход к проектированию и отладке позволяет в полной мере реализовать потенциал микросхемы TL494.
Сравнение TL494 с современными аналогами
Несмотря на солидный возраст, TL494 остается востребованной и конкурентоспособной. Каковы ее преимущества и недостатки по сравнению с более современными ШИМ-контроллерами?
Преимущества TL494:
- Проверенная временем надежность
- Низкая стоимость
- Простота применения
Недостатки по сравнению с новыми разработками:
- Меньшая степень интеграции дополнительных функций
- Более низкая максимальная рабочая частота
- Отсутствие цифровых интерфейсов управления
Тем не менее, для многих применений возможностей TL494 вполне достаточно, что обуславливает ее популярность и сегодня.
Tool Electric: TL494 описание на русском
Микросхема TL494 обеспечивают разработчику расширенные возможности при конструировании
схем управления источников питания. Микросхемы TL493/4/5 включают в себя усилители ошибки,
встроенный регулируемый генератор, компаратор регулировки мертвого
времени, триггер управления, прецизионный источник опорного напряжения на 5В и схему управления
выходным каскадом. Усилители ошибки выдают синфазное напряжение в
диапазоне от –0,3…(Vcc-2) В. Компаратор регулировки мертвого времени
имеет постоянное смещение, которое ограничивает минимальную длительность
мертвого времени величиной порядка 5%. Полным отечественным аналогом микросхемы TL494 является отечественная 1114ЕУ4.
Допускается синхронизация встроенного генератора, при помощи
подключения вывода R к выходу опорного напряжения и подачи входного
пилообразного напряжения на вывод С, что используется при синхронной
работе нескольких схем источников питания.
Независимые выходные формирователи на транзисторах обеспечивают
возможность работы выходного каскада по схеме с общим эмиттером либо по
схеме эмиттерного повторителя. Выходной каскад микросхем TL493/4/5 работает в однотактном или двухтактном режиме с возможностью выбора
режима с помощью специального входа. Встроенная схема контролирует
каждый выход и запрещает выдачу сдвоенного импульса в двухтактном
режиме.
Приборы, имеющие суффикс L, гарантируют нормальную работу в диапазоне
температур -–5…85С, с суффиксом С гарантируют нормальную работу в
диапазоне температур 0…70С.
Основные характеристики микросхемы TL494:
Напряжение питания…………………………………………………………….41В
Входное напряжение усилителя…………………………………………(Vcc+0.3)В
Выходное напряжение коллектора………………………………………………41В
Выходной ток коллектора………………………………………………….…250мА
Общая мощность рассеивания в непрерывном режиме……………………….1Вт
Рабочий диапазон температур окружающей среды:
-c суффиксом L………………………………………………………………-25.
.85С
-с суффиксом С………………………………………………………………..0..70С
Диапазон температур хранения ………………………………………..-65…+150С
Микросхема TL494 представляет из себя ШИМ-контролер импульсного источника питания, работающий на фиксированной частоте, и включает в себя все необходимые для этого блоки. Встроенный генератор пилообразного напряжения требует для установке частоты только двух внешних компонентов R и С. Частота генератора определяется по формуле:
Модуляция ширины выходных импульсов достигается сравнением
положительного пилообразного напряжения, получаемого на конденсаторе С, с
двумя управляющими сигналами. Логический
элементы ИЛИ-НЕ возбуждает выходные транзисторы Q1 и Q2 только тогда,
когда линия линия тактирования встроенного триггера находится в НИЗКОМ
логическом состоянии. Это происходит только в течение того времени,
когда амплитуда пилообразного напряжения выше выше амплитуды управляющих
сигналов.
Следовательно повышение амплитуды управляющих сигналов
вызывает соответствующее линейное уменьшение ширины выходных импульсов.
Под управляющими сигналами понимаются напряжения производимые схемой
регулировки мёртвого времени (вывод 4), усилители ошибки (выводы 1, 2,
15, 16) и цепью обратной связи (вывод 3).
Увеличит длительность мертвого времени на выходе, можно подавая на вход регулировки мертвого времени (вывод 4) постоянное напряжение в диапазоне 0..3,3В. ШИМ-компаратор регулирует ширину выходных импульсов от максимального значения, определяемого входом регулировки мертвого времени, до нуля, когда напряжение обратной связи изменяется от 0,5 до 3,5В.
Оба усилителя ошибки имеют входной диапазон синфазного сигнала от
–0,3 до (Vcc-2,0)В и могут использоваться для считывания значений
напряжения или тока с выхода источника питания. Выходы усилителей ошибки
имеют активный ВЫСОКИЙ уровень напряжения и объеденены функцией ИЛИ не
неинвертирующем входе ШИМ-компаратора. В такой конфигурации усилитель,
требующий минимального времени для включения выхода, является
доминирующим в петле управления. Во время разряда конденсатора С на
выходе компаратора регулировки мертвого времени генерируется
положительный импульс, который тактирует триггер и блокирует выходные
транзисторы Q1 и Q2. Если на вход выбора режима работы подается опорное
напряжение (вывод 13), триггер непосредственно управляет двумя
выходными транзисторами в противофазе (двухтактный режим), а выходная
частота равна половине частоты генератора. Выходной формирователь может
также работать в однотактном режиме, когда оба транзистора открываются и
закрываются одновременно, и когда требуется максимальный рабочий цикл
не превышающий 50%.
Микросхема TL494 имеет встроенный источник опорного напряжения на 5,0В, способный обеспечить вытекающий ток до 10мА для смещения внешних компонентов схемы. Опорное напряжение имеет погрешность 5% в диапазоне рабочих температур от 0 до 70С.
Так же можете посмотреть схемы на TL494.
Двухтактный ШИМ – контроллер TL494, TL494CN, описание на русском, схема включения, аналоги, применение — Зарубежные микросхемы — Микросхемы — Справочник Радиокомпонентов — РадиоДом
Основные технические характеристики:Полный набор функций ШИМ-управления
Выходной втекающий или вытекающий ток каждого выхода .
….200 мАмпер
Встроенная схема подавления сдвоенных импульсов
Широкий диапазон регулировки выходного сигнала
Выходное опорное напряжение…………………………………….5 вольт (+-0,5 %)
TL494, TL494CN, TL494CD — полностью заменяемые аналоги это KA7500B и всем известная КР1114ЕУ4
Специально созданная структура микросхемы серии TL494 обеспечивают радиолюбителю широкие возможности при конструировании схем управления. TL494 включают в себя усилитель ошибки, встроенный регулируемый генератор, компаратор регулировки мертвого времени, триггер управления, прецизионный ИОН на 5 вольт и схему управления выходным каскадом. Усилитель ошибки выдает синфазное напряжение в диапазоне от – 0,3…(Vcc-2) вольт. Компаратор регулировки мертвого времени имеет постоянное смещение, которое ограничивает минимальную длительность мертвого времени величиной порядка 5%.
Приборы, имеющие индекс L, гарантируют нормальную работу в диапазоне температур –5.
..85 С, с индексом С гарантируют стабильную работу в диапазоне температур 0…70 С.
Предельные значения основных параметров микросхем серии TL494CN:
Напряжение питания……………………………………………………………..41 вольт
Входное напряжение усилителя……………………………………..(Vcc+0.3) вольт
Выходное напряжение коллектора……………………………………………41 вольт
Выходной ток коллектора…………………………………………………..250 мАмпер
Мощность рассеивания в непрерывном режиме……………………………1 Ватт
Рабочий диапазон температур окружающей среды:
С индексом L………………………………………………………………….. от -25 до 85
С индексом С…………………………………………………………………..от 0 до 70 С
Диапазон температур хранения .
…………………………………….от -65 до +150 С
Полное функциональное описание на русском:
Микросхема TL494 представляет собой ШИМ-контролер для импульсного источника питания, работающий на фиксированной частоте, и включает в себя все нужные для этого готовые блоки. Встроенный собственный генератор пилообразного напряжения требует для установки частоты только двух внешних компонентов R и С.
Модуляция ширины выходных импульсов достигается сравнением положительного пилообразного напряжения, получаемого на конденсаторе С, с двумя управляющими сигналами. Логический элементы ИЛИ-НЕ возбуждает выходные транзисторы Q1 и Q2 только тогда, когда линия тактов встроенного триггера находится в НИЗКОМ логическом состоянии. Это происходит только в течение того времени, когда амплитуда пилообразного напряжения выше амплитуды управляющих сигналов.
Следовательно, повышение амплитуды управляющих сигналов вызывает соответствующее линейное уменьшение ширины выходных импульсов. Под управляющими сигналами понимаются напряжения производимые схемой регулировки мёртвого времени (вывод 4), усилители ошибки (выводы 1, 2, 15, 16) и цепью обратной связи(вывод 3).
Применяется в основном для управления мощных силовых устройств, такие как импульсный блок питания (ИПБ), повышающие преобразователи напряжения (инвертор) 12 в 220 в, зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов, генераторы разнообразных регулируемых сигналов.
Вход компаратора регулировки мертвого времени имеет смещение 0,12 вольт, что ограничивает минимальное мертвое время на выходе первыми 4 % длительности цикла пилообразного напряжения. В результате максимальная длительность рабочего цикла составляет 96 % в том случае, если вывод 13 заземлен, и 48 % в том случае, если на вывод 13 подано опорное напряжение.
TL494 IC — Контроллер широтно-импульсной модуляции купить онлайн по низкой цене в Индии флоп, 5-вольтовый регулятор с точностью 5% и схемы управления выходом. Усилители ошибки имеют диапазон синфазных напряжений от –0,3 В до VCC – 2 В. Компаратор управления мертвым временем имеет фиксированное смещение, обеспечивающее примерно 5% мертвого времени. Встроенный генератор можно обойти, подключив RT к опорному выходу и обеспечив пилообразный вход для CT, или он может управлять общими цепями в синхронных источниках питания с несколькими шинами. Выходные транзисторы без коммутации обеспечивают выходную мощность либо с общим эмиттером, либо с эмиттерным повторителем. TL494 обеспечивает двухтактный или несимметричный выходной режим, который можно выбрать с помощью функции управления выходом. Архитектура этого устройства запрещает возможность двойного импульса любого выхода во время двухтактной операции. Устройство TL494C рассчитано на работу в диапазоне температур от 0°C до 70°C.
Особенности:-
• Полная схема управления мощностью ШИМ
• Свободные выходы для 200 мА стокового или исходного тока
• Управление выходом для выбора одностороннего или двухтактного режима
• Внутренняя схема запрещает двойной импульс на любом выходе
• Переменное время простоя обеспечивает контроль всего диапазона
• Внутренний регулятор обеспечивает стабильное опорное напряжение 5 В с допуском 5 %
• Архитектура схемы обеспечивает простую синхронизацию
Технические характеристики:-
| Символ | Параметр | Мин. | Макс. | Unit |
| VCC | Supply Voltage | | 41 | V |
| VI | Amplifier input voltage | | VCC+0.3 | V |
| VO | Collector output voltage | | 41 | V |
| IO | Collector output current | | 250 | mA |
| | Lead temperature 1,6 mm | | 260 | °C |
| Tstg | Диапазон температур хранения | -65 | 150 | ° C |
Связанный документ:-
TL494.
* Изображения продукта показаны только в иллюстративных целях и могут отличаться от реального продукта.
Изучение схемы управления ШИМ на TL494 — Блог Джона Уилтраута — Личные блоги
Я снова играю с микросхемой, которую выкопал из старого оборудования. Сегодня это схема управления широтно-импульсной модуляцией Texas Instrument TL 494. Технический паспорт:
http://www.
farnell.com/datasheets/1962656.pdf
указывает, что он был первоначально разработан примерно в 1983 году, но остается актуальным, поскольку Newark Electrons продолжает поставлять его.
http://www.newark.com/texas-instruments/tl494cn/voltage-mode-pwm-controller-40v/dp/60K6995
Микросхема TL 494 имеет все необходимое для генерации и управления ШИМ-сигналом. Это, в свою очередь, может обеспечить возможность управления более тяжелыми носителями тока, такими как транзисторы. Микросхема имеет два усилителя ошибки, которые можно использовать для управления выходом, а также внутреннее опорное напряжение и генератор. Гибкий выходной каскад имеет 2 незадействованных транзистора, которые могут быть подключены как в конфигурации с общим эмиттером, так и в конфигурации эмиттер-повторитель. Относительно низкая стоимость единицы продукции Farnell (0,69 долл.) делает эту схему очень желательной для разработки настольных источников питания, поскольку она упрощает и интегрирует большую часть необходимой схемы.
В листе технических данных есть образец схемы, а также отличное пошаговое описание формул и параметров для проектирования схемы. Вот схема примера схемы:
В этом упражнении я намереваюсь создать макет этой схемы и поэкспериментировать с регулировкой выходного напряжения и схемы ограничения тока. По мере того, как я продолжу, вы заметите, что я отклонился от использования именно тех компонентов, которые перечислены на схеме. Например, я мог бы использовать резистор 47 кОм, где схема требует 51 кОм, или мой индуктор на 100 мкГн вместо 140 мкГн. Эти несоответствия повлияют на окончательную производительность схемы. Другими факторами, отрицательно влияющими на производительность, будут сопротивление контактов макетной платы, длинные выводы и перемычки, а также расположение деталей на макетной плате. Хотя все эти вещи вызывают озабоченность, их неблагоприятные последствия перевешиваются легкой доступностью деталей, которые я буду использовать, и уровнем неточности, который я готов принять.
Это эксперимент, и если есть серьезная проблема, я узнаю больше, когда буду искать решение.
Вышеприведенная схема в соответствии с проектом обеспечивает 5 вольт при 10 амперах. Начну с попытки подобраться к 5 вольтам с ограничением в 2 ампера. Так как контакты в макетной плате и сечение используемых проводов не выдержат 10 ампер. Вот изображение схемы с макетной платой:
Как вы можете видеть, я разместил Q1 и Q2 на их собственных радиаторах с перемычками и выводами макетной платы, чтобы связать их со схемой. Я использую резисторы 4,7K для R8 и R9.которые являются делителем измерения выходного напряжения. Поскольку они имеют ту же пропорцию друг к другу, что и исходные 5,1 К, мы не должны видеть никакой разницы в выходном напряжении. Первоначальная конструкция требует, чтобы сопротивление R13 (резистор измерения тока) составляло 0,1 Ом. В моем первом тесте я буду использовать резистор 0,47 Ом, который должен снизить ограничение по току примерно до 2 ампер.
Электронная нагрузка будет использоваться для проверки схемы, и я контролирую выходное напряжение с помощью Fluke и активность выхода TL 49.4 с прицелом. Источник питания будет установлен примерно на 27 вольт для входного источника питания, и я также могу контролировать потребление тока на источнике питания с помощью счетчиков источника питания.
Напряжение на нагрузке составляет 4 В из-за падения напряжения на чувствительном резисторе, проводах и соединениях. Осциллограф иллюстрирует форму выходного сигнала TL 494 на контакте 11. Регулировка источника питания соответствовала ожиданиям, основанным на присущих проблемах с соединениями и сечением проводов, используемых в цепи.
Мой следующий тест включал изменение значений R8 и R9, чтобы получить выходное напряжение ближе к 12 вольт. Вот фото, где я пометил R8 и R9.
Результаты:
Вот как прицел выглядит без нагрузки на цепь:
Теперь с R8 K.
