TL494 Code-Mode Pwm Controller IC

TL494-это гибкий контроллер модуляции импульсов (ШИМ), используемый в автомобильной, промышленной и потребительской электронике.В этой статье исследуется его дизайн, включая макет PIN-контакт, функции, внутреннюю структуру и реальные приложения.В нем также обсуждается, как TL494 улучшает надежность системы и энергоэффективность, рассматривая основные части, такие как его двойные усилители ошибок, гибкие выходные транзисторы и встроенный генератор.Практические детали, рекомендуемые настройки и схема схемы иллюстрируют его полезность для современных инженерных потребностей.

Каталог

Рисунок 1: серия TL494-TL494CN

Что такое контроллер PWM TL494?

А TL494 является интегрированной схемой, в основном используемой для управления распределением мощности в электронных устройствах посредством процесса, называемой модуляцией ширины импульса (ШИМ).Он предназначен для эффективного регулирования источников питания в различных системах.Этот чип предоставляет все компоненты, необходимые для самостоятельного создания системы управления ШИМ.

Чип содержит несколько элементов, которые обеспечивают плавное управление питанием.Он включает в себя два усилителя ошибок, которые помогают исправить колебания напряжения, и настраиваемый генератор, который регулирует частоту сигнала ШИМ.Кроме того, встроенные схемы управляют временем и регулируют выход, что позволяет TL494 к мелкой настройке схем питания на основе конкретных потребностей в производительности.

Рисунок 2: модуль контроллера TL494

TL494 обеспечивает гибкость в том, как питание выводится.Он может работать как в односторонних, так и в конфигурациях, обеспечивая стабильную и последовательную доставку мощности.Встроенный регулятор напряжения сохраняет надежную 5-вольтовую ссылку с 5% точностью для стабильной производительности.

TL494 Конфигурация пинота

Рисунок 3: Pinout TL494

Название вывода	Штифт №	Описание
1in+	1	Неинвертирующий вход в усилитель ошибки 1
1in-	2	Инвертирование ввода в усилитель ошибки 1
ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ	3	Входной штифт для обратной связи
DTC	4	Ввод компаратора управления мертвым временем
КТ	5	Терминал конденсатора, используемый для установки частоты осциллятора
Rt	6	Терминал резистора, используемый для установки частоты генератора
Гнездо	7	Наземная булавка
C1	8	Коллекционный терминал выхода BJT 1
E1	9	Эмиттер -терминал выхода BJT 1
E2	10	Эмиттер -терминал вывода BJT 2
C2	11	Коллекционный терминал вывода BJT 2
Венчурной	12	Положительный запас
Вывод Ctrl	13	Выбирает односторонний/параллельный выход или операцию нажатия
Рефери	14	Вывод опорного регулятора 5-V
2in-	15	Инвертирование ввода в усилитель ошибки 2
2in+	16	Неинвертирующий вход в усилитель ошибки 2

Особенности TL494

• Полное управление ШИМ: Предоставляет полные функции для управления модуляцией ширины импульса.

• Встроенный генератор: Поставляется с осциллятором, который может работать как в режимах мастера, так и в подчиненных режимах.

• Встроенные усилители ошибок: Включает усилители для улучшения обратной связи и контроля.

• 5V Внутренняя ссылка: Имеет внутреннюю ссылку на 5 В, чтобы сохранить стабильную работу.

• Регулируемые мертвые время: Позволяет настроить DeadTime, чтобы прекратить переключение переключения.

• Гибкие выходные транзисторы: Выходные транзисторы могут обрабатывать до 500 мА, обеспечивая гибкость для различных видов использования.

• Управление выводом для режимов: Может быть установлен для толкающей или односторонней работы.

• Дополнение блокировки: Предотвращает работу IC, если напряжение слишком низкое для безопасного использования.

• Доступна автомобильная версия: Поставляется в версиях для автомобилей и других специальных применений.

• Опции без свинца: Предлагает упаковку без свинца для более безопасного и более экологически чистого использования.

Внутренняя структура TL494

Рисунок 4: Схема управления TL494

Усилители ошибок

TL494 включает в себя два усилителя ошибок, которые регулируют выход, регулируя их усиление в ответ на различные условия ввода.Эти усилители могут быть включены непосредственно из напряжения питания, что позволяет им обрабатывать широкий входной диапазон.Они служат для точной настройки вывода ШИМ, обеспечивая стабильный ток, обеспечивая питание только при необходимости.

Рисунок 5: Ошибка -Апплификатор

Режим управления вывода

PIN-контакт вывода позволяет гибкая конфигурация выходных транзисторов.Вы можете выбрать между двумя режимами эксплуатации: односторонний режим, где оба выхода работают одновременно, или режим нажатия, где выходы чередуются.Этот параметр корректируется без влияния других элементов TL494, таких как триггер или генератор, простое изменение в режиме в зависимости от требований применения.

Выходные транзисторы

Выходная стадия TL494 состоит из транзисторов, способных переключаться на 200 мА тока.Эти транзисторы могут либо источник, либо ток раковины, в зависимости от потребностей схемы.В конфигурации общего эмиттера падение напряжения на транзисторе составляет менее 1,3 В, в то время как в конфигурации общего собрания падение составляет 2,5 В.Эта обработка вывода позволяет TL494 управлять диапазоном нагрузок с минимальным потерей мощности.

Справочный источник 5 В.

TL494 имеет внутреннее эталонное напряжение 5 В, которое остается стабильным, если вход VCC выше 7 В (в пределах поля 100 мВ).Это эталонное напряжение предоставляется через контакт 14, помеченную реф.Он служит надежным источником для других частей схемы и последовательной работы независимо от колебаний входного напряжения.

Операционные усилители

TL494 оснащен двумя оперативными усилителями, которые оснащены одним рельсом.Эти усилители предназначены для работы в пределах определенных пределов напряжения, что обеспечивает их выходные данные не превышать емкость системы.Каждый усилитель имеет свой вывод, подключенный к диоду, который затем ссылается на PIN -код COMP.Это расположение позволяет более активному усилителю доминировать над сигналом, проходящим через контакт, в свою очередь контролирует следующую стадию цепи.

Sawtooth осциллятор

Одной из особенности TL494 является его встроенный осциллятор пилообразной пилотушки.Этот генератор генерирует повторяющуюся форму волны, которая колеблется от 0,3 В до 3 В.Прикрепляя внешний резистор (RT) и конденсатор (CT), частота этого колебания может быть скорректирована.Частота определяется формулой:

где измеряется в Ом и в Фарадах.Этот настраиваемый генератор образует основу для времени модуляции импульсной ширины (ШИМ).

Триггер модуляции ширины пульса

Триггер модуляции пульса (ШИМ) опирается на взаимодействие между падающим краем выхода компаратора и осциллятором пилообразной.В качестве выходных переходов компаратора триггер активирует или деактивирует одну из выходных этапов, в зависимости от условий, установленных компаратором и формы волны пилотушки.

Функциональность компаратора

Кораптор в TL494 сравнивает входной сигнал, поданный от рабочих усилителей через PIN -код COMP, с формой волны осциллятора пилообразного осциллятора.Когда напряжение пилообразной напряжения превышает вход компаратора, вывод компаратора приводит к низкому (0).Когда вход выше, чем напряжение пилообразной, выходной выход высокий (1).

Управление мертвым временем

PIN 4, помеченный контроль Dead Time (DTC), отвечает за установку минимального времени отключения между импульсами.Это мертвое время ограничивает максимальный рабочий цикл примерно до 45%, или 42%, если заземлен штифт DTC.Регулируя напряжение на этом выводе, продолжительность тихого периода между событиями переключения контролируется, а система не перегружается компонентами.

Рисунок 6: Схема управления Deadtime и обратной связи

Спецификации TL494

Спецификации	Ценить
Рабочий диапазон напряжений	7 В до 40 В.
Количество выходов	2 выхода
Частота переключения	300 кГц
Максимальный рабочий цикл	45%
Выходное напряжение	40 В
Выходной ток	200 мА
Максимальный выходной ток для обоих PWMS	250 мА
Температурная диапазон	-65 ° C до 150 ° C.
Время осени	40 нс
Время подъема	100 нс
Доступные пакеты	16-контактный PDIP, TSSOP, SOIC, SOP

TL494 Рекомендованные условия работы

Характеристики	Символ	Мин	Тип	Максимум	Единица
Напряжение питания	V.Скандал	7	15	40	V.
Выходное напряжение коллекционера	V.C1, VC2		30	40	V.
Выходной ток коллекционера (Каждый транзистор)	яC1, ЯC2			200	магистр
Усиленное входное напряжение	V.в	-0.3		V.Скандал - 2.0	V.
Ток в терминал обратной связи	яфб			0,3	магистр
Справочный выходной ток	ярефери			10	магистр
Временный резистор	ВедущийТ	1.8	30	500	kom
График конденсатор	ВТ	0,0047	0,001	10	µf
Частота генератора	фонОс	1	40	200	кГц

Максимальные оценки TL494

Рейтинг	Символ	Ценить	Единица
Напряжение питания	V.Скандал	42	V.
Выходное напряжение коллекционера	V.C1, VC2	42	V.
Выходной ток коллекционера (каждый транзистор)	яC1, ЯC2	500	магистр
Диапазон входного напряжения усилителя	V.Ир	-0,3 до +42	V.
Силовая рассеяние тА ≤ 45 ° C.	ПДюймовый	1000	МВт
Термическое сопротивление, соединение - к абсолютному	Ведущийθja	80	° C/W.
Рабочая температура соединения	ТДж	125	° C.
Диапазон температуры хранения	Тstg	-55 до +125	° C.
Рабочий диапазон температуры окружающей среды TL494B TL494C TL494I NCV494B	ТА	-40 до +125 От 0 до +70 -40 до +85 -40 до +125	° C.
Понижение температуры окружающей среды	ТА	45	° C.

Электрические характеристики TL494

Характеристики	Символ	Мин	Тип	Максимум	Единица
Справочный раздел
Справочное напряжение (яО = 1,0 мА)	V.рефери	4.75	5.0	5.25	V.
Линейное регулирование (vСкандал = 7,0 В. до 40 В)	Реглиния		2.0	25	мв.
Нагрузка по регулированию (яО = 1,0 мА до 10 мА)	Регнагрузка		3.0	15	мв.
Выходной ток короткого замыкания (Vрефери = 0 В)	яВ	15	35	75	магистр
Выходной раздел
Коллекционер вне состояния (V.Скандал = 40 В, vCE = 40 В)	яВ(выключенный)		2.0	100	UA
Излучающий ток Off -State V.Скандал = 40 В, vВ = 40 V, V.Эн = 0 В)	яЭн(выключенный)				UA
Напряжение насыщения коллекционеров -эмоттер Общая эмиттер (vЭн = 0 В, яВ = 200 мА) эмиттер -фоллер (vВ = 15 В, яЭн = −200 мА)	V.сидящий(C) V.сидящий(E)		1.1 1.5	1.3 2.5	V.
Ток вывода управления выводом Низкое состояние (vОК˂ 0,4 ​​В) Высокое состояние (vОК = V.рефери)	яОКЛ яОх		10 0,2	- 3.5	UA магистр
Время повышения выходного напряжения Common -emitter Эмиттер -фоллер	Тведущий		100 100	200 200	нс
Выходное напряжение время падения Common -emitter Эмиттер -фоллер	Тфон		25 40	100 100	нс
Раздел усилителя ошибок
Входное напряжение	V.Io		2	10	мв.
Входной ток смещения	яIo		5	250	НА
Входной смещение ток	яIB		-0.1	-1.0	UA
Входной диапазон напряжений общего режима	V.ICR	-0.3 ВСкандал -2.0			V.
Усиление напряжения открытой петли	АТол	70	95		дБ
Состояние - GAIN Crossover Частота	фонC-		350		кГц
Фазовая маржа в единстве - Gain	φм		65		град.
Общий коэффициент отклонения режима	CMRR	65	90		дБ
Коэффициент отклонения источника питания	PSRR		100		дБ
Выходной ток раковины	яО-	0,3	0,7		магистр
Выходной источник тока	яО+	2	-4		магистр
Шинная программа для компаратора
Входное пороговое напряжение	V.Тур		2.5	4.5	V.
Входной ток раковины	яI-	0,3	0,7		магистр
Раздел управления мертвым временем
Входной смещение ток	яIB (DT)		−2.0	−10
Максимальный рабочий цикл, каждый выход, режим Push -Pull	Токмаксимум	45	48 45	50 50
Входное пороговое напряжение (Нулевой рабочий цикл) (Максимальный рабочий цикл	V.тур	- 0	2.8 -	3.3 -	V.
Секция осциллятора
Частота	фонОс		40	-	кГц
Стандартное отклонение частоты	изОс		3.0	-	%
Изменение частоты с напряжением	ΔfОс (ΔV)		0,1	-	%
Изменение частоты с температурой	ΔfОс (ΔT)		-	12	%
Секция блокировки недостатки
Поворотный порог	V.тур	5.5	6.43	7.0	V.

Как использовать TL494?

TL494 - это простой, но мощный чип, который управляет мощностью в электронных цепях.Чтобы использовать его, вам сначала необходимо подключить заземляющий штифт к инвертирующим входным выводам, которые помогут чипе получить сигналы для управления.Затем прикрепите не инвертирующие входные контакты непосредственно к контакту эталонного напряжения, чтобы обеспечить стабильный эталон напряжения для сравнения.Для дальнейшей настройки чипа вам нужно подключить контакт DTC (управление мертвым временем) и штифт обратной связи, чтобы помочь управлять скоростью переключения и протестировать выход, обеспечивая правильную работу чипа.Чтобы управлять тем, как быстро включается и выключает TL494, вам необходимо подключить конденсатор к выводу 5 и резистор к контакту 6, который вместе определяет частоту генератора.Наконец, TL494 включает усилитель ошибки, который проверяет, соответствует ли выходное напряжение, обычно 5 В, соответствует эталонному напряжению.Если это не так, усилитель регулирует модуляцию ширины импульса (ШИМ), чтобы сохранить выходной.С помощью этой настройки вы можете создать базовую тестовую схему и эффективно использовать TL494.

Как работает контроллер PWM?

Контроллер PWM (модуляция ширины импульса), такой как TL494, помогает управлять мощностью, включив и выключив сигналы.Этот процесс позволяет ему управлять тем, сколько питания отправляется на устройство.Особенность этого контроллера заключается в том, что он может отрегулировать, как долго остается сигнал, называемый «рабочий цикл», сохраняя при этом скорость или частоту сигналов одинаковой.

Рисунок 7: Схема управления модуляцией ширины импульса TL494

Самое приятное, что вам не нужно много дополнительных частей, чтобы заставить его работать, лишь несколько основных компонентов, таких как резисторы и конденсаторы.Внутри контроллера есть что -то, называемое генератором, которое создает специальный волновой рисунок, называемый пилотомной формой волны.Эта волна сравнивается с другими сигналами от детекторов ошибок внутри контроллера.

Если волна пилотушки выше, чем сигнал ошибки, контроллер отправляет сигнал для включения питания.Если он ниже, это удерживает питание.Делая это, контроллер ШИМ может управлять тем, сколько мощности обеспечивается различным частям электронной схемы, что делает его более эффективным.

Частота генератора

Частота осциллятора в чипе TL494 влияет на то, как создается форма волны (форма пилообразной формы).Эта форма волны контролирует, как ведут себя выходы PWM (модуляция ширины импульса), что влияет на общую производительность цепи.

Частота устанавливается путем выбора правильных значений для двух частей: резистора ГРМ (RT) и конденсатора ГРМ (CT).Выбирая эти части, вы можете контролировать частоту, чтобы соответствовать тому, что вам нужно.Для этого есть простая формула:

Вы можете управлять тем, как быстро контроллер PWM включается и выключается, изменяя значения RT и CT.

Схема схемы TL494

Рисунок 8: Схема TL494

Рисунок 9: Диаграмма времени

Примеры схем с использованием TL494

TL494 Солнечное зарядное устройство

Схема солнечного зарядного устройства может быть построена с использованием TL494 для создания постоянного источника питания 5 В, идеально подходящего для зарядных устройств.Схема работает как через напряжение, так и управление током.Это гарантирует, что выход остается на стабильном 5V, предоставляя ваши устройства правильное напряжение.Он регулирует ток, чтобы он не стал слишком высоким, защищая цепь от потенциального повреждения.Этот тип зарядного устройства используется для приложений на солнечной энергии, помогая экономить энергию и защитить ваши устройства.

TL494 Схема инвертора

Инвертор превращается в мощность постоянного тока (например, с батареи) в мощность переменного тока (например, то, что вы используете в своем доме).TL494 может использоваться для изготовления эффективной цепи инвертора, которая обеспечивает стабильную мощность, даже при изменении нагрузки (подключенных устройств).В этой настройке TL494 быстро переключает питание взад -вперед, делая конверсию из DC в AC более гладким.Это полезно в домашних инверторах или аварийных энергетических системах.

TL494 DC в DC Converter

Преобразователь от постоянного тока в DC принимает одно напряжение и превращает его в другое.Например, вы можете использовать TL494 для изменения постоянного тока 12 В (например, с автомобильной батареи) на 5 В постоянного тока, отлично подходит для зарядки USB -устройств.Эта схема имеет несколько компонентов, которые способствуют ее функциональности.Цикл обратной связи гарантирует, что выходное напряжение остается устойчивым, в то время как управление частотой регулирует скорость переключения, чтобы максимизировать эффективность.Схема включает в себя функции защиты, которые защищают ее, предотвращая чрезмерный поток тока и отключение в случае перегрева.В целом, этот тип схемы идеально подходит для питания небольших электронных устройств.

TL494 переменный частотный диск (VFD)

Переменный частотный диск (VFD) используется для управления скоростью двигателей.С помощью TL494 вы можете построить VFD, который регулирует частоту мощности, отправляемой на двигатель, помогая ему работать на разных скоростях.Это хорошо для экономии энергии и продления срока службы двигателя.TL494 использует управление PWM для генерации специального сигнала, который регулирует объем мощности, отправляемой на двигатель.Система обратной связи непрерывно контролирует производительность двигателя и регулирует мощность, чтобы обеспечить плавную работу.Переменные частоты приводов (VFD) используются в таких машинах, как конвейерные ленты или вентиляторы.

TL494 LED DIMMER

TL494 также может использоваться для умоляющих светодиодов для систем освещения, где требуется регулируемая яркость.Эта схема может использоваться в домах, автомобилях или дисплеях.Управление затемнения регулирует яркость светодиодов, изменяя сигнал ШИМ.Плавная работа предотвращает мерцание светодиодов во время процесса затемнения, обеспечивая постоянный и стабильный выход.Встроенные функции безопасности защищают светодиоды от перегрева, которые помогают продлить их срок службы.Несмотря на то, что этот тип схемы простой в дизайне, этот тип очень эффективен для создания энергоэффективных систем освещения.

TL494 эквивалент и альтернативы

UC3843 и TL3842 очень похожи на TL494 в том, как они работают.Эти чипы часто могут быть заменены на источник питания и конструкции преобразователя DC-DC, потому что их функции переключения и макет штифтов совместимы.

Рисунок 10: Серия UC3843-UC3843N

UC2842, хотя и аналогично другим опциям, выбирается для разных уровней напряжения или когда требуется более низкое энергопотребление.С другой стороны, SG2524 является еще одним надежным выбором, известным своей двойной встроенной упаковкой и превосходной производительностью в более требовательных приложениях.

Рисунок 11: Серия UC2842-UC2842N

Приложения TL494

• Системы светодиодного освещения

• Зарядные устройства аккумулятора

• Автомобильные энергосистемы

• Промышленные моторные управления

• Системы HVAC

• UPS (бесперебойные расходные материалы)

• Дрон Электроника

• Электронные балласты для освещения

• Системы аварийного освещения

• Управление энергопотреблением потребительской электроники

TL494 Пакет

PDIP (пластиковый двойной встроенный пакет): пакет из сквозного отверстия, часто выбираемый для проектов, где важны легкая паялка и замена компонентов.

SOIC (интегрированная цепь с небольшим контуром): пакет с поверхностным монтированием, предназначенный для приложений с ограниченным пространством, предлагающий более компактный форм-фактор.

TSSOP (тонкий смягчающий пакет с небольшим контуром): еще один пакет с поверхностным монтажом с меньшим следом, чем SOIC.

SOP (небольшая контурная пакет): аналогично SOIC, но с небольшими размерными изменениями в зависимости от конкретного варианта использования.

Заключение

Изучение интегрированной схемы TL494 показывает его сильное влияние на электронный дизайн в системах управления питанием и управления.Его гибкий дизайн позволяет адаптироваться для различных целей, от простых задач, таких как светодиоды, до более сложных рабочих мест, таких как контроль промышленных двигателей.Его способность хорошо работать в жестких условиях, благодаря широкому диапазону температуры и напряжения, добавляет его значение в требовательных приложениях.Примеры и идеи, поделившиеся здесь

Часто задаваемые вопросы [FAQ]

1. Какова функция TL494?

Основная функция TL494 заключается в том, чтобы обеспечить точное управление источником питания постоянного тока, изменяя соотношение времени к выходу в выходном сигнале, контролируя количество питания, доставленного к нагрузке.Он используется в расходных материалах для переключения питания, преобразователях DC-DC и цепях управления двигателем.Практический эксплуатационный опыт показывает, что TL494 очень предпочитает его гибкость в корректировке рабочего цикла и частоты в соответствии с различными потребностями применения.

2. Что такое регулятор постоянного тока TL494?

В то время как TL494 известен как контроллер ШИМ, его можно настроить как постоянный регулятор тока.Это включает настройку схемы для доставки устойчивого тока независимо от изменений нагрузки или входного напряжения.Это полезно в приложениях для вождения светодиода.Операторы часто используют внешние компоненты, такие как резисторы Sense в цикле обратной связи, чтобы стабилизировать ток, обеспечивая долговечность и последовательную производительность светодиодов.

3. Каков рабочий цикл TL494?

Постоянный цикл TL494 может варьироваться от 0% до 100%, хотя практически он часто ограничивается максимумом от 45% до 90% из -за ограничений внутренних цепей.Рабочее цикл - это параметр, который контролирует отношение «на» времени к общему периоду сигнала ШИМ, влияя на выходное напряжение и мощность в приложениях.Регулировка рабочего цикла является общей задачей для техников, которые могут использовать его для тонкой настройки выходной мощности в расходных материалах для соответствия конкретным требованиям нагрузки.

4. Какова максимальная частота TL494?

TL494 может работать с максимальной частотой переключения около 300 кГц.Эта высокочастотная возможность обеспечивает меньший размер и меньшую стоимость пассивных компонентов, таких как индукторы и конденсаторы, что является существенным практическим преимуществом в конструкциях компактных источников питания.Технические специалисты часто продвигают частоту до верхних пределов в приложениях, требующих компактных и эффективных источников питания, балансировки между эффективностью и соображений теплового и электронного шума.

5. В чем разница между TL494 и KA7500?

TL494 и KA7500 схожи по функциональности, так как оба являются контроллерами ШИМ.Однако они немного отличаются по своим электрическим характеристикам и конфигурации PIN.Одно практическое отличие состоит в том, что KA7500 цитируется как имеет лучшую стабильность на более высоких частотах.Оба чипа взаимозаменяемы в большинстве приложений, и выбор между ними обычно сводится к доступности и соображениям затрат.

6. Что такое штифт обратной связи в TL494?

Пыч для обратной связи в TL494 реализует напряжение или регулирование тока.Этот вывод используется для выборки выходного сигнала и соответствующего корректировки рабочего цикла ШИМ, позволяя выходу оставаться в пределах желаемых технических характеристик.Операторы подключают этот вывод через сеть резисторов или непосредственно к разделению напряжения или схемам тока, чтобы обеспечить обратную связь с контроллером в реальном времени.Корректировки схемы обратной связи во время начальной настройки для калибровки вывода в соответствии с конкретными требованиями применения.

7. Какова частота переключения TL494?

Частота переключения TL494 может подняться до 300 кГц.Эта частота определяет, насколько быстро сигнальные переключатели ШИМ между его высоким и низким состоянием.Установка частоты переключения включает настройку внутренних таймеров или внешних компонентов, которые напрямую влияют на эффективность и производительность всего источника питания.