TL494應(yīng)用原理(精華版).doc

.TL494常應(yīng)用于電源電路當(dāng)中,在本站的文章中,除了本文TL494中文資料及應(yīng)用電路,還有一個電路是應(yīng)用了TL494資料的,具體的電路圖,請參考本站文章:200W的ATX電源線路圖,本文已經(jīng)提供了比較豐富的TL494中文資料了TL494是一種固定頻率脈寬調(diào)制電路，它包含了開關(guān)電源控制所需的全部功能，廣泛應(yīng)用于單端正激雙管式、半橋式、全橋式開關(guān)電源。TL494有SO-16和PDIP-16兩種封裝形式，以適應(yīng)不同場合的要求。其主要特性如下：TL494主要特征集成了全部的脈寬調(diào)制電路。片內(nèi)置線性鋸齒波振蕩器，外置振蕩元件僅兩個（一個電阻和一個電容）。內(nèi)置誤差放大器。內(nèi)止5V參考基準(zhǔn)電壓源?？烧{(diào)整死區(qū)時間。內(nèi)置功率晶體管可提供500mA的驅(qū)動能力。推或拉兩種輸出方式。TL494外形圖TL494引腳圖TL494工作原理簡述TL494是一個固定頻率的脈沖寬度調(diào)制電路，內(nèi)置了線性鋸齒波振蕩器，振蕩頻率可通過外部的一個電阻和一個電容進(jìn)行調(diào)節(jié)，其振蕩頻率如下：輸出脈沖的寬度是通過電容CT上的正極性鋸齒波電壓與另外兩個控制信號進(jìn)行比較來實現(xiàn)。功率輸出管Q1和Q2受控于或非門。當(dāng)雙穩(wěn)觸發(fā)器的時鐘信號為低電平時才會被選通，即只有在鋸齒波電壓大于控制信號期間才會被選通。當(dāng)控制信號增大，輸出脈沖的寬度將減小。參見圖2。TL494脈沖控制波形圖控制信號由集成電路外部輸入，一路送至死區(qū)時間比較器，一路送往誤差放大器的輸入端。死區(qū)時間比較器具有120mV的輸入補償電壓，它限制了最小輸出死區(qū)時間約等于鋸齒波周期的4%，當(dāng)輸出端接地，最大輸出占空比為96%，而輸出端接參考電平時，占空比為48%。當(dāng)把死區(qū)時間控制輸入端接上固定的電壓（范圍在03.3V之間）即能在輸出脈沖上產(chǎn)生附加的死區(qū)時間。脈沖寬度調(diào)制比較器為誤差放大器調(diào)節(jié)輸出脈寬提供了一個手段：當(dāng)反饋電壓從0.5V變化到3.5時，輸出的脈沖寬度從被死區(qū)確定的最大導(dǎo)通百分比時間中下降到零。兩個誤差放大器具有從-0.3V到（Vcc-2.0）的共模輸入范圍，這可能從電源的輸出電壓和電流察覺得到。誤差放大器的輸出端常處于高電平，它與脈沖寬度調(diào)制器的反相輸入端進(jìn)行“或”運算，正是這種電路結(jié)構(gòu)，放大器只需最小的輸出即可支配控制回路。當(dāng)比較器CT放電，一個正脈沖出現(xiàn)在死區(qū)比較器的輸出端，受脈沖約束的雙穩(wěn)觸發(fā)器進(jìn)行計時，同時停止輸出管Q1和Q2的工作。若輸出控制端連接到參考電壓源，那么調(diào)制脈沖交替輸出至兩個輸出晶體管，輸出頻率等于脈沖振蕩器的一半。如果工作于單端狀態(tài)，且最大占空比小于50%時，輸出驅(qū)動信號分別從晶體管Q1或Q2取得。輸出變壓器一個反饋繞組及二極管提供反饋電壓。在單端工作模式下，當(dāng)需要更高的驅(qū)動電流輸出，亦可將Q1和Q2并聯(lián)使用，這時，需將輸出模式控制腳接地以關(guān)閉雙穩(wěn)觸發(fā)器。這種狀態(tài)下，輸出的脈沖頻率將等于振蕩器的頻率。TL494內(nèi)置一個5.0V的基準(zhǔn)電壓源，使用外置偏置電路時，可提供高達(dá)10mA的負(fù)載電流，在典型的070溫度范圍50mV溫漂條件下，該基準(zhǔn)電壓源能提供5%的精確度。TL494內(nèi)部電路方框圖 TL494的極限參數(shù)名稱代號極限值單位工作電壓Vcc42V集電極輸出電壓Vc1,Vc242V集電極輸出電流Ic1,Ic2500mA放大器輸入電壓范圍VIR-0.3V+42V功耗PD1000mW熱阻RJA80/W工作結(jié)溫TJ125工作環(huán)境溫度TL494BTL494CTL494INCV494BTA-40+1250+70-40+85-40+125額定環(huán)境溫度TA40TL494脈寬調(diào)制控制電路應(yīng)用TL494單端連接輸出和推、拉（電流）結(jié)構(gòu)TL494是專用雙端脈沖調(diào)制器件，TL494為固定頻率的PWM控制電路，它結(jié)合了全部方塊圖所需之功能，在切換式電源供給器里可單端式或雙坡道式的輸出控制。如圖1所示為TL494控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與方塊圖其內(nèi)部的線性鋸齒波振蕩器乃為頻率可規(guī)劃式(frequency programmable)，在腳5與腳6連接兩個外部元件RT與CT，既可獲得所需之頻率其頻率可由下式計算得知0圖1 TL494控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與方塊圖片輸出脈波寬度調(diào)變之達(dá)成可借著在電容器CT端的正鋸齒波形與兩個控制信號中的任一個做比較而得之。電路中的NOR閘可用來驅(qū)動輸出三極管Q1與Q2，而且僅當(dāng)正反器的時鐘輸入信號是在低準(zhǔn)位時，此閘才會在有效狀態(tài)，此種情況的發(fā)生也是僅當(dāng)鋸齒波電壓大于控制信號電壓的期間里。當(dāng)控制信號的振幅增加時，此時也會一致引起輸出脈波寬度的線性減少。如圖2所示的波形圖。 圖2 TL494控制器時序波形圖外部輸入端的控制信號可輸入至腳4的截止時間控制端，與腳1、2、15、16誤差放大器的輸入端，其輸入端點的抵補電壓為120mV，其可限制輸出截止時間至最小值，大約為最初鋸齒波周期時間的4%。當(dāng)13腳的輸出?？刂贫私拥貢r，可獲得96%最大工作周期，而當(dāng)13腳接制參考電壓時，可獲得48%最大工作周期。如果我們在第4腳截止時間控制輸入端設(shè)定一個固定電壓，其范圍由0V至3.3V之間，則附加的截止時間一定出現(xiàn)在輸出上。PWM比較器提供一個方法給誤差放大器，乃由最大百分比的導(dǎo)通時間來做輸出脈波寬度的調(diào)整，此乃借著設(shè)定截止時間控制輸入端降至零電位，而此時再回授輸入腳的電壓變化可由0.5V至3.5V之間，此二個誤差放大器有其模態(tài)(common-mode)輸入范圍由-0.3V至(Vcc-2)V，而且可用來檢知電源供給器的輸出電壓與電流。誤差放大器的輸出會處于高主動狀態(tài)，而且在PWM比較器的非反相輸入端與其誤差放大器輸出乃為或閘(OR)運算結(jié)合，依此電路結(jié)構(gòu)，放大器需要最小輸出導(dǎo)通時間，此乃抑制回路的控制，通常第一個誤差放大器都使用參考電壓和穩(wěn)壓輸出的電壓做比較，其環(huán)路增益可依靠回授來控制。而第3腳通常用做頻率的補償，它主要目的是為了整個環(huán)路的穩(wěn)定度，特別注意的是運用回授時必須避免第3腳輸入過載電流大于600A，否則最大脈波寬度將會被不正常的限制，此兩種誤差放大器，都可利用不管是正相或反相放大都可用來穩(wěn)壓。第二個誤差放大器可用來做過電流檢知回路，可使用檢知電阻來與參考電壓元作比較，這回路的工作電壓接近地端，而此誤差放大器的轉(zhuǎn)換速率(slew rate)在7V之Vcc時為2V/s。但無論如何在高頻運用中。由于脈波寬度比較器和控制邏輯的傳播延遲使得他不能用為動態(tài)電流限制器。它可運用于恒流限制電路或者外加元件作成電流回疊(current feed-back)的限流裝置，而動態(tài)電流限制最好能使用截止時間控制輸入端的第4腳。當(dāng)電容器CT放電時，在截止時間比較器輸出端會有正脈波信號輸出，此時鐘脈波可控制操作正反器，且會抑制輸出三極管Q1與Q2，若將輸出?？刂频牡?3腳連接至參考電壓準(zhǔn)位線，此時在推挽式操作下，則兩個輸出三極管在脈波信號調(diào)變下會交替地導(dǎo)通，這時每一個輸出的轉(zhuǎn)換頻率是振蕩器頻率的一半。當(dāng)以單端方式(single-ended)操作時，最大工作周期須少于50%，此時輸出驅(qū)動可出三極管Q1或Q2取得，若在單端方式操作下需要較高的輸出電流，可以將Q1與Q2三極管以并聯(lián)方式連接，而且輸出?？刂频牡?3腳必須接地，則使得正反器在失效(disable)狀態(tài)，此時輸出的轉(zhuǎn)換頻率乃相當(dāng)于震蕩器之頻率。因此TL494約兩個輸出級可以用單端方式或是推挽式來輸出，兩個輸出關(guān)系是不被拘束的，兩個集極和射極都有輸出端可以利用，在共射極狀態(tài)下，集極和射極電流在200時，集極和射極飽和電壓大約在1.1V，而在共集極結(jié)構(gòu)下的電壓是15V，在輸出過載之下兩個輸出都有保護(hù)作用，一般這兩個輸出在共射極的轉(zhuǎn)換時間為，所以我們可以知道其轉(zhuǎn)換速度非常地快，操作頻率可達(dá)300KHZ，在25時輸出漏電流一般都小于1。TL494組成實際的應(yīng)用電路原理圖紙 TL494組成升壓電源電路圖主要參數(shù)：power supply voitage 電源電壓line regulation輸入電壓調(diào)節(jié)率load regulation 負(fù)載調(diào)整率outpot ripple輸出紋波電壓short circuit current短路電流efficiency 效率采用TL494的400W曲流12V轉(zhuǎn)交流220V逆變器電路圖今朝所無的雙端輸出驅(qū)動IC外，堪稱美國德克薩斯儀器公司研發(fā)的TL494功效最圓滿、驅(qū)動威力最強，其兩路時序差異的輸出分電流為SG3525的兩倍，到達(dá)400mA。僅此一點，使輸出功率千瓦級及以上的開關(guān)電流、DC/DC變換器、逆變器，簡直無一律外地采用TL494。雖則TL494設(shè)計用于驅(qū)動雙極型開關(guān)管，然而今朝絕大部分采用MOSFET開關(guān)管的設(shè)施，利重價12v轉(zhuǎn)220v逆變器用外設(shè)灌流電路，也廣泛采用TL494。其內(nèi)部電路功效、特點及使用體比方次：A.內(nèi)放RC定時電路設(shè)定頻率的獨立鋸齒波振蕩器，其振蕩頻率fo（kHz）=1.2/R（k）C（F），其最高振蕩頻率可達(dá)300kHz，既能驅(qū)動雙極性開關(guān)管，刪設(shè)灌電暢通路后，還能驅(qū)動MOSFET開關(guān)管。B.內(nèi)部設(shè)無比較器形成的死區(qū)時間控制電路，用外加電壓控制比較器的輸出電平，通過其輸出電平使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，控制兩路輸出之間的死區(qū)時間。當(dāng)?shù)?腳電平升高時，死區(qū)時間刪大。C.觸發(fā)器的兩路輸出設(shè)無控制電路，使Q一、Q2既可輸出雙端時序差異的驅(qū)動脈沖，驅(qū)動推挽開關(guān)電路和半橋開關(guān)電路，同時也可輸出同相序的單端驅(qū)動脈沖，驅(qū)動單端開關(guān)電路。D.內(nèi)部兩組徹底相同的偏差放大器，其同相輸入端均被引出芯片外，果此能夠自正在設(shè)定其基準(zhǔn)電壓，以利便用于穩(wěn)壓取樣，或操縱其外一類做為過壓、過流超閾值保護(hù)。E.輸出驅(qū)動電流單端到達(dá)400mA，能直接驅(qū)動峰值電流達(dá)5A的開關(guān)電路。雙端輸出脈沖峰值為2200mA，加入驅(qū)動級即能驅(qū)動近千瓦的推挽式和橋式電路。細(xì)致內(nèi)容請參考本坐有關(guān)文章(TL494開關(guān)集成電路本理及使用介紹)圖采用TL494的400W曲流12V轉(zhuǎn)交流220V逆變器電路TL494的各腳功效及參數(shù)如次：第一、16腳為偏差放大器A一、A2的同相輸入端。最高輸入電壓不逾越VCC+0.3V。第2、15腳為偏差放大器A一、A2的反相輸入端?？山尤肫顧z出的基準(zhǔn)電壓。第3腳為偏差放大器A一、A2的輸出端。集成電路內(nèi)部用于控制PWM比較器的同相輸入端，當(dāng)A一、A2任一輸出電壓升高時，控制PWM比較器的輸出脈寬減小。同時，該輸出端還引出端外，以便取第2、15腳直接入RC頻率校反電路和直接負(fù)反饋電路，一則穩(wěn)定偏差放大器的刪害，二則防行其高頻自激。別的，第3腳電壓正比于輸出脈寬，也可操縱該端功效實現(xiàn)高電平保護(hù)。第4腳為死區(qū)時間控制端。當(dāng)外加1V以下的電壓時，死區(qū)時間取外加電壓成正比。如果電壓逾越1V，內(nèi)部比較器將關(guān)斷觸發(fā)器的輸出脈沖。第5腳為鋸齒波振蕩器外接定時電容端，第6腳為鋸齒波振蕩器外接定時電阻端，正常用于驅(qū)動雙極性三極管時需制約振蕩頻率小于40kHz。第7腳為接地端。第8、11腳為兩路驅(qū)動放大器NPN管的集電極開路輸出端。當(dāng)?shù)?、11腳接Vcc，第9、10腳接入發(fā)射極負(fù)載電阻到地時，兩路為反極騰柱式輸出，用以驅(qū)動各種推挽開關(guān)電路。當(dāng)?shù)?、11腳接地時，兩路為同相位驅(qū)動脈沖輸出。第8、11腳和9、10腳可直接并聯(lián)，雙端輸出時最大驅(qū)動電流為2200mA，并聯(lián)使用時最大驅(qū)動電流為400mA。第14腳為內(nèi)部基準(zhǔn)電壓精密穩(wěn)壓電路端。輸出5V0.25V的基準(zhǔn)電壓，最大負(fù)載電流為10mA。用于偏差檢出基準(zhǔn)電壓和控制模式的控制電壓。TL494的極限參數(shù)：最高片刻工做電壓（12腳）42V，最大輸出電流250mA，最高偏差輸入電壓Vcc+0.3V，測試/狀況溫度45，最大答當(dāng)功耗1W，最高結(jié)溫150，使用溫度范疇070，保存溫度-65+150。TL494的尺度使用參數(shù)：Vcc（第12腳）為740V，Vcc1（第8腳）、Vcc2（第11腳）為40V，IC一、Ic2為200mA，RT取值范疇1.8500k，CT取值范疇4700pF10F，最高振蕩頻率（fOSC）300kHz。它激式變換部分采用TL494，VT一、VT2、VD三、VD4構(gòu)成灌電流驅(qū)動電路，驅(qū)動兩路各兩只60V/30A的MOSFET開關(guān)管。如需提高輸出功率，每路可采用34只開關(guān)管并聯(lián)使用，電路穩(wěn)定。TL494正在該逆變器外的使用體比方次：第一、2腳構(gòu)成穩(wěn)壓取樣、偏差放大體系，反相輸入端1腳輸入逆變器次級取樣繞組零流輸出的15V曲流電壓，經(jīng)R一、R2分壓，使第1腳正在逆變器正常工做時無近4.75.6V取樣電壓。反相輸入端2腳輸入5V基準(zhǔn)電壓（由14腳輸出）。當(dāng)輸出電壓減低時，1腳電壓減低，偏差放大器輸出低電平，通過PWM電路使輸出電壓升高。正常時1腳電壓值為5.4V，2腳電壓值為5V，3腳電壓值為0.06V。此時輸出AC電壓為235V（方波電壓）。第4腳外接R6、R4、C2設(shè)定死區(qū)時間。正常電壓值為0.01V。第5、6腳外接CT、RT設(shè)定振蕩器三角波頻率為100Hz。正常時5腳電壓值為1.75V，6腳電壓值為3.73V。第7腳為共地。第8、11腳為內(nèi)部驅(qū)動輸出三極管集電極，第12腳為TL494前級供電端，此三端通過開關(guān)S控制TL494的啟動/停行，做為逆變器的控制開關(guān)。當(dāng)S1關(guān)斷時，TL494無輸出脈沖，果此開關(guān)管VT4VT6無不論什么電流。S1接通時，此三腳電壓值為蓄電池的反極電壓。第9、10腳為內(nèi)部驅(qū)動級三極管發(fā)射極，輸出兩路時序差異的反脈沖。正常時電壓值為1.8V。第1三、14、15腳其外14腳輸出5V基準(zhǔn)電壓，使13腳無5V高電平，控制門電路，觸發(fā)器輸出兩路驅(qū)動脈沖，用于推挽開關(guān)電路。第15腳外接5V電壓，構(gòu)成偏差