TL494 adatlap, kivezetés, alkalmazási áramkörök

Az IC TL494 egy sokoldalú PWM vezérlő IC, amely sokféleképpen alkalmazható az elektronikus áramkörökben. Ebben a cikkben részletesen megvitatjuk az IC fő funkcióit, valamint a gyakorlati áramkörökben történő felhasználását.

Általános leírása

Az IC TL494-et kifejezetten egy chipes impulzusszélesség-modulációs alkalmazási áramkörökhöz tervezték. A készüléket főként tápellátás vezérlő áramkörökhöz tervezték, amelyek hatékonyan méretezhetők ezzel az IC-vel.

A készülék beépített változó oszcillátorral, holtidő vezérlő fokozattal (DTC) rendelkezik, a flip flop vezérlés impulzus-kormányzáshoz precíziós 5 V-os szabályozó , két hibaerősítő és néhány kimeneti puffer áramkör.

A hibaerősítők közös üzemmódú feszültségtartományban vannak - 0,3 V és VCC - 2 V között.

A holtidő ellenőrzése összehasonlító rögzített eltolási értékkel van beállítva, hogy megközelítőleg állandó 5% holtidőt biztosítson.

Az on chip oszcillátor funkció felülírható azáltal, hogy összekapcsoljuk az IC 14-es számú RT-tűjét a # 14-es referenciatűvel, és egy fűrészfog jelet külsőleg adunk a CT # 5-ös tűhöz. Ez a szolgáltatás lehetővé teszi sok TL494 IC-k szinkron vezetését is, különböző tápsínekkel.

A chip belsejében lévő, lebegő kimenettel rendelkező kimeneti tranzisztorok úgy vannak elrendezve, hogy bármelyik a közönséges-kibocsátó kimenet vagy egy kibocsátó-követő kimeneti lehetőség.

Az eszköz lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy vagy push-pull típusú, vagy egy végű oszcillációt kapjon a kimeneti csapokon keresztül azáltal, hogy megfelelően konfigurálja a # 13 tűt, amely a kimenet-vezérlő funkció csap.

A belső áramkör lehetetlenné teszi, hogy bármelyik kimenet kettős impulzust generáljon, miközben az IC-t a push-pull funkcióban vezetik be.

Pin funkció és konfiguráció

Az alábbi ábra és magyarázat az alapvető információkról nyújt segítséget az IC TL494 IC csapfunkciójával kapcsolatban.

• 1. és 2. tű (1 IN + és 1IN-): Ezek a nem invertáló és invertáló bemenetek a hibaerősítő (op amp 1).
• 16. sz., 15. sz. Pin (1 IN + és 1IN-): Mint fent, ezek a nem invertáló és invertáló bemenetek a hibaerősítő (op amp 2).
• 8. számú és 11. tű (C1, C2): Ezek a kimenetek Az IC 1. és 2. ábrája, amelyek összekapcsolódnak a megfelelő belső tranzisztorok kollektoraival.
• 5. tű (CT): Ezt a csapot egy külső kondenzátorhoz kell csatlakoztatni az oszcillátor frekvenciájának beállításához.
• # 6-os tű (RT): Ezt a csapot egy külső ellenállással kell összekötni az oszcillátor frekvenciájának beállításához.
• 4. sz. Tű (DTC): Ez az bemenet a belső op erősítő, amely vezérli az IC holtidős működését.
• 9. és 10. tű (E1 és E2): Ezek a kimenetek amelyek a belső tranzisztor emitteres csapjaival kapcsolódnak.
• 3. számú pin (Visszajelzés): Ahogy a neve is sugallja, ez bemenet csapot használnak a kimeneti mintajel integrálásához a rendszer kívánt automatikus vezérléséhez.
• # 7-es érintkező (földelt): Ez az érintkező az IC földelő tüskéje, amelyet a tápforrás 0 V-jához kell csatlakoztatni.
• 12. tű (VCC): Ez az IC pozitív tápcsapja.
• 13. tű (O / P CNTRL): Ez a tű beállítható az IC kimenetének engedélyezésére push-pull módban vagy egyvégű módban.
• 14. számú tű (REF): Ez Kimenet a tű állandó 5 V kimenetet biztosít, amely felhasználható az op erősítők referenciafeszültségének rögzítésére komparátor módban.

Maximális abszolút értéke

• (VCC) A maximális tápfeszültség legfeljebb 41 V lehet
• (VI) A bemeneti csapok maximális feszültsége nem haladhatja meg = VCC + 0,3 V
• (VO) Maximális kimeneti feszültség a belső tranzisztor kollektorán = 41 V
• (IO) A belső tranzisztor kollektorán a maximális áram = 250 mA
• Az IC csapok forrasztási hőmérséklete az IC testétől 1,6 mm (1/16 hüvelyk) távolságban nem haladhatja meg a 10 másodpercet 260 ° C-on
• Tstg Tárolási hőmérséklet-tartomány = –65/150 ° C

Ajánlott Üzemeltetési Körülmények

A következő adatok az ajánlott feszültségeket és áramokat adják meg, amelyek felhasználhatók az IC biztonságos és hatékony körülmények közötti üzemeltetéséhez:

• VCC táp: 7 V és 40 V között
• VI Erősítő bemeneti feszültsége: -0,3 V - VCC - 2 V
• VO tranzisztor kollektorfeszültség = 40, kollektoráram minden tranzisztorra = 200 mA
• Áram a visszacsatoló csapba: 0,3 mA
• fOSC oszcillátor frekvenciatartománya: 1 kHz - 300 kHz
• CT oszcillátor időzítő kondenzátor értéke: 0,47 nF és 10000 nF között
• RT oszcillátor időzítési ellenállásának értéke: 1,8 k és 500 k ohm között.

Belső elrendezési diagram

Az IC TL494 használata

A következő bekezdésekben megtanuljuk az IC TL494 IC fontos funkcióit és annak használatát a PWM áramkörökben.

Áttekintés: A TL494 IC-t úgy alakították ki, hogy ne csak a kapcsolási tápegység vezérléséhez szükséges fontos áramköröket tartalmazza, hanem számos alapvető nehézséggel is foglalkozik, és minimálisra csökkenti a teljes szerkezetben szükséges kiegészítő áramköri szakaszok szükségességét.

A TL494 alapvetően rögzített frekvenciájú impulzusszélesség-modulációs (PWM) vezérlő áramkör.

A kimeneti impulzusok modulációs funkciója akkor érhető el, ha a belső oszcillátor összehasonlítja fűrészfogának hullámformáját az időzítő kondenzátoron (CT) keresztül a vezérlőjelek mindkét párjával.

A kimeneti fokozat abban az időszakban vált, amikor a fűrészfog feszültsége magasabb, mint a feszültségszabályozó jelek.

A vezérlőjel növekedésével ennek következtében csökken a fűrészfog bemenetének nagyobb ideje, és a kimeneti impulzus hossza csökken.

Impulzus-kormányzó flip-flop váltakozva vezeti a modulált impulzust a két kimeneti tranzisztor mindegyikéhez.

5-V referencia szabályozó

A TL494 létrehoz egy 5 V-os belső referenciát, amelyet a REF-tű vezet be.

Ez a belső referencia segít kialakítani egy állandó állandó referenciát, amely előszabályozóként működik a stabil ellátás biztosítása érdekében. Ezt a referenciát ezután megbízhatóan használják az IC különböző belső szakaszainak táplálására, mint például a logikai kimeneti vezérlés, a flip flop impulzus-kormányzás, az oszcillátor, a holtidő-vezérlés összehasonlító és a PWM-komparátor.

Oszcillátor

Az oszcillátor pozitív fűrészfog hullámformát generál a holtidőre és a PWM komparátorokra, hogy ezek a szakaszok elemezhessék a különböző vezérlő bemeneti jeleket.

Az RT és a CT felelős az oszcillátor frekvenciájának meghatározásáért, és így külsőleg programozhatók.

Az oszcillátor által generált fűrészfog-hullámforma a CT külső ellenállási kondenzátort állandó árammal tölti fel, amelyet az RT komplementer ellenállás határoz meg.

Ennek eredményeként létrejön egy lineáris rámpa feszültség hullámformája. Valahányszor a CT feszültsége eléri a 3 V-ot, az oszcillátor gyorsan lemeríti azt, amely ezt követően újraindítja a töltési ciklust. Ennek a töltési ciklusnak az áramát a következő képlet segítségével számítják ki:

Töltés = 3 V / RT --------------- (1)

A fűrészfog hullámalakjának időtartamát a következő adja meg:

T = 3 V x CT / töltés ---------- (2)

Az oszcillátor frekvenciáját tehát a következő képlettel határozzuk meg:

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

Ez az oszcillátor frekvencia azonban kompatibilis lesz a kimeneti frekvenciával, ha a kimenet egyvégű. Ha push-pull módban van konfigurálva, akkor a kimeneti frekvencia az oszcillátor frekvenciájának a fele lesz.

Ezért az egyvégű kimenethez a fenti 3. egyenlet használható.

A push pull alkalmazásnál a képlet a következő lesz:

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

Holtidő ellenőrzése

A holtidõs csapok beállítása szabályozza a minimális holtidõt ( kikapcsolási periódusok a két kimenet között ).

Ebben a funkcióban, amikor a diagnosztikai hibakód feszültsége meghaladja az oszcillátorból származó rámpa feszültségét, arra kényszeríti a kimeneti komparátort, hogy kapcsolja ki a Q1 és Q2 tranzisztort.

Az IC belsőleg beállított eltolási szintje 110 mV, amely garantálja a 3% körüli minimális holtidőt, amikor a DTC csap csatlakozik a földvezetékhez.

A holtidőre adott válasz növelhető, ha külső feszültséget adunk a DTC # 4 tűjére. Ez lehetővé teszi a holtidő függvény lineáris vezérlését az alapértelmezett 3% és 100% között, 0-3,3 V változó bemeneten keresztül.

Teljes tartományú vezérlés használata esetén az IC kimeneti doboza külső feszültségen keresztül szabályozható a hibaerősítő konfigurációinak megzavarása nélkül.

A holtidő funkció alkalmazható olyan helyzetekben, amikor szükségessé válik a kimeneti munkaciklus további ellenőrzése.

A megfelelő működéshez azonban biztosítani kell, hogy ez a bemenet vagy feszültségszintre vagy földre legyen zárva, és soha ne maradjon lebegve.

Hibaerősítők

Az IC két hibaerősítője nagy erősítésű, és az IC-k VI tápvezetékén keresztül előfeszített. Ez lehetővé teszi a közös módú bemeneti tartományt -0,3 V és VI - 2 V között.

Mindkét hibaerősítő belsőleg úgy van beállítva, hogy úgy működjön, mint egy végű egy táperősítő, ahol mindegyik kimenet csak aktív-nagy képességgel rendelkezik. Ennek a képességnek köszönhetően az erősítők képesek egymástól függetlenül aktiválni a szűkülő PWM igény kielégítésére.

Mivel a két hibaerősítő kimenete hasonló VAGY kapuk a PWM komparátor bemeneti csomópontjánál az erősítő dominál, amely képes a minimális impulzus kimenettel működni.

Az erősítők kimeneteinek előfeszítése alacsony áramelnyelővel történik, így az IC kimenet biztosítja a maximális PWM értéket, amikor a hibaerősítők nem funkcionális üzemmódban vannak.

Kimenet-vezérlő bemenet

Az IC ez a csapja konfigurálható úgy, hogy az IC kimenet vagy egy végű üzemmódban működjön, amely mind a kimenet párhuzamosan oszcillál, mind pedig a push pull módon váltakozóan rezgő kimenetet eredményez.

A kimenet-vezérlő tüske aszinkron módon működik, lehetővé téve számára az IC kimenetének közvetlen vezérlését anélkül, hogy befolyásolná a belső oszcillátor fokozatát vagy a flip flop impulzus-kormányzás fokozatát.

Ezt a csapot általában rögzített paraméterrel konfigurálják az alkalmazás specifikációi szerint. Például, ha az IC kimeneteket párhuzamos vagy egyvégű működésre szánják, akkor a kimenet-vezérlő csap állandóan a földvezetékhez van kötve. Ennek következtében az IC-n belüli impulzus-kormányzás szakasza letiltásra kerül, és az alternatív flip flop a kimeneti csapoknál áll meg.

Ebben az üzemmódban a holtidő vezérléshez és a PWM komparátorhoz érkező impulzusokat mindkét kimeneti tranzisztor együtt hordozza, lehetővé téve a kimenet párhuzamos ON / OFF kapcsolását.

A push pull output kimenet eléréséhez a kimenet-vezérlő csapot egyszerűen csatlakoztatni kell az IC + 5V kimeneti referenciatűjéhez (REF). Ebben az állapotban mindegyik kimeneti tranzisztor felváltva kapcsol be az impulzus-kormányzó flip-flop szakaszon keresztül.

Kimeneti tranzisztorok

Amint a második ábra fentről látható, a chip két kimeneti tranzisztorból áll, amelyeknek nincs bekötött emitter és kollektor terminálja.

Mindkét úszó sorkapcsot 200 mA-es áramerősségig süllyesztik (veszik be) vagy adják ki (adják ki).

A tranzisztorok telítési pontja kisebb, mint 1,3 V, ha közös emitteres üzemmódban van konfigurálva, és kevesebb, mint 2,5 V a közgyűjtő mód.

Belső védelem alatt állnak a rövidzárlat és a túláram ellen.

Alkalmazási áramkörök

Amint a fentiekben kifejtésre került, a TL494 elsősorban PWM vezérlő IC, ezért a fő alkalmazási áramkörök többnyire PWM alapú áramkörök.

Pár áramkört tárgyalunk az alábbiakban, amelyek különféle módokon módosíthatók az egyedi követelményeknek megfelelően.

TL494-et használó napelemes töltő

A következő ábra bemutatja, hogyan lehet a TL494-et hatékonyan konfigurálni egy 5-V / 10-A kapcsolási bak tápegység létrehozására.

Ebben a konfigurációban a kimenet párhuzamos üzemmódban működik, és ezért láthatjuk, hogy a # 13 kimenet-vezérlő tüske csatlakozik a földhöz.

A két hibaerősítőt itt is nagyon hatékonyan használják. Egy hibaerősítő vezérli a feszültség-visszacsatolást az R8 / R9-en keresztül, és a kimenetet állandóan tartja a kívánt sebességen (5 V)

A második hibaerősítőt a maximális áram R13-on keresztül történő szabályozására használják.

TL494 inverter

Íme egy klasszikus inverter áramkör, amely az IC TL494 köré épül. Ebben a példában a kimenet úgy van konfigurálva, hogy push-pull módon működjön, és ezért a kimenet-vezérlő csap itt van összekötve az + 5V referenciával, amelyet a # 14-es tűtől érnek el. A csapok első része szintén pontosan úgy van konfigurálva, ahogyan azt a fenti adatlap leírja.

Következtetés

Az IC TL494 egy PWM vezérlő IC, nagyon pontos kimeneti és visszacsatolási vezérlési lehetőségekkel, ideális impulzusszabályozást biztosítva a kívánt PWM áramkör alkalmazásokhoz.

Hasonló a SG3525 sok szempontból, és hatékony cseréjeként használható fel, bár a PIN-kódok eltérőek lehetnek és nem éppen kompatibilisek.

Ha bármilyen kérdése van ezzel az IC-vel kapcsolatban, nyugodtan tegye fel őket az alábbi megjegyzésekkel, szívesen segítek!

Referencia: TL494 adatlap