L'IC TL494 és un IC de control PWM versàtil, que es pot aplicar de moltes maneres diferents als circuits electrònics. En aquest article es discuteix detalladament sobre les funcions principals del CI i també sobre com utilitzar-lo en circuits pràctics.
Descripció general
L'IC TL494 està dissenyat específicament per a circuits d'aplicacions de modulació d'amplada d'impulsos d'un sol xip. El dispositiu es crea principalment per a circuits de control de la font d'alimentació, que es poden dimensionar eficientment mitjançant aquest CI.
El dispositiu ve amb un oscil·lador variable integrat, una etapa de controlador de temps mort (DTC), a control de xancles per a la direcció de pols, una precisió Regulador de 5 V. , dos amplificadors d'error i alguns circuits de memòria intermèdia de sortida.
Els amplificadors d'error tenen un rang de tensió en mode comú des de - 0,3 V fins a VCC - 2V.
El control del temps mort comparador s'estableix amb un valor fix de desplaçament per oferir un temps mort aproximat constant del 5%.
La funció de l’oscil·lador del xip es pot anul·lar connectant el pin RT # 14 de l’IC amb el pin de referència # 14 i proporcionant externament un senyal de dents de serra al pin CT # 5. Aquesta instal·lació també permet conduir molts circuits electrònics TL494 de manera sincrònica amb diferents rails d'alimentació.
Els transistors de sortida a l’interior del xip que tenen sortides flotants estan disposats per oferir un emissor comú de sortida o una instal·lació de sortida de seguidor d’emissor.
El dispositiu permet a l'usuari obtenir un tipus push-pull o una única oscil·lació final a través dels seus pins de sortida mitjançant la configuració adequada del pin # 13, que és el pin de la funció de control de sortida.
Els circuits interns fan impossible que cap de les sortides produeixi un doble impuls, mentre que l'IC està connectat a la funció push-pull.
Funció i configuració del pin
El següent esquema i explicació ens proporciona la informació bàsica sobre la funció de pin de l'IC TL494.
- Pin # 1 i Pin # 2 (1 IN + i 1IN-): són els que no inverteixen i inverteixen entrades de l'amplificador d'error (amplificador operatiu 1).
- Pin # 16, Pin # 15 (1 IN + i 1IN-): com a la part superior, es tracta de la inversió i la inversió entrades de l'amplificador d'error (op amp 2).
- Pin # 8 i Pin # 11 (C1, C2): Aquests són els sortides 1 i 2 del CI que es connecten amb els col·lectors dels transistors interns respectius.
- Pin # 5 (CT): cal connectar aquest pin amb un condensador extern per configurar la freqüència de l'oscil·lador.
- Pin # 6 (RT): cal connectar aquest pin amb una resistència externa per configurar la freqüència de l’oscil·lador.
- Pin # 4 (DTC): és el entrada de l'amplificador operatiu intern que controla el funcionament a temps mort de l'IC.
- Pin # 9 i Pin # 10 (E1 i E2): Aquests són els sortides del CI que es connecten amb pins emissors del transistor intern.
- Pin # 3 (comentaris): com el seu nom indica, això entrada El pin s'utilitza per integrar-se amb un senyal de mostra de sortida per a un control automàtic desitjat del sistema.
- Pin # 7 (terra): aquest pin és el pin de terra del CI, que ha de connectar-se amb els 0 V de la font d'alimentació.
- Pin # 12 (VCC): aquest és el pin de subministrament positiu del CI.
- Pin # 13 (O / P CNTRL): aquest pin es pot configurar per habilitar la sortida de l'IC en el mode push-pull o en el mode de finalització única.
- Pin # 14 (REF): això sortida El pin proporciona una sortida de 5V constant que es pot utilitzar per fixar una tensió de referència per als amplificadors d'operació d'error, en mode comparador.
Valoracions màximes absolutes
- (VCC) La tensió màxima d’alimentació no superarà = 41 V
- (VI) La tensió màxima dels pins d'entrada no pot superar = VCC + 0,3 V
- (VO) Tensió màxima de sortida al col·lector del transistor intern = 41 V
- (IO) Corrent màxim al col·lector del transistor intern = 250 mA
- Calor de soldadura màxim de pin IC a 1,6 mm (1/16 de polzada) del cos IC que no superi els 10 segons a 260 ° C
- Tstg Rang de temperatura d'emmagatzematge = –65/150 ° C
Condicions de funcionament recomanades
Les dades següents us proporcionen els voltatges i corrents recomanats que es poden utilitzar per operar l’IC en condicions segures i eficients:
- Alimentació VCC: 7 V a 40 V
- Voltatge d'entrada de l'amplificador VI: -0,3 V a VCC - 2 V
- Voltatge del col·lector del transistor VO = 40, corrent del col·lector per a cada transistor = 200 mA
- Corrent al pin de retroalimentació: 0,3 mA
- Gamma de freqüències de l’oscil·lador fOSC: d’1 kHz a 300 kHz
- Valor del condensador de temporització de l’oscil·lador CT: entre 0,47 nF i 10000 nF
- Valor de la resistència de temporització de l’oscil·lador RT: entre 1,8 k i 500 k ohms.
Diagrama de disseny intern
Com utilitzar IC TL494
En els paràgrafs següents coneixem les funcions importants de l’IC TL494 i com s’utilitza en circuits PWM.
Visió general: El TL494 IC està dissenyat de manera que no només compta amb els importants circuits necessaris per controlar una font d’alimentació de commutació, sinó que també afronta diverses dificultats fonamentals i minimitza la necessitat d’etapes de circuits addicionals necessàries a l’estructura general.
El TL494 és bàsicament un circuit de control de modulació d’amplada de pols de freqüència fixa (PWM).
La funció de modulació dels polsos de sortida s’aconsegueix quan l’oscil·lador intern compara la seva forma d’ona de dents de serra a través del condensador de temporització (CT) amb els dos parells de senyals de control.
L'etapa de sortida es commuta en el període en què el voltatge de les dents de serra és superior als senyals de control de tensió.
A mesura que augmenta el senyal de control, el temps en què l'entrada de dents de serra és més gran disminueix en conseqüència, la longitud del pols de sortida es redueix.
Un xanclet de direcció d’impulsos guia alternativament el pols modulat a cadascun dels dos transistors de sortida.
Regulador de referència 5-V
El TL494 crea una referència interna de 5 V que s’alimenta al pin REF.
Aquesta referència interna ajuda a desenvolupar una referència constant estable, que actua com un pre-regulador per garantir un subministrament estable. Aquesta referència s'utilitza de manera fiable per alimentar diverses etapes internes de l'IC, com ara el control de sortida lògica, la direcció de pols de flip flop, l'oscil·lador, el comparador de control de temps mort i el comparador PWM.
Oscil·lador
L'oscil·lador genera una forma d'ona positiva de dents de serra durant el temps mort i els comparadors PWM perquè aquestes etapes puguin analitzar els diversos senyals d'entrada de control.
El RT i el CT són els responsables de determinar la freqüència de l’oscil·lador i, per tant, es poden programar externament.
La forma d'ona de dents de serra generada per l'oscil·lador carrega el condensador de temporització extern CT amb un corrent constant, determinat per la resistència complementària RT.
Això es tradueix en la creació d'una forma d'ona de tensió de rampa lineal. Cada vegada que el voltatge a través del CT arriba a 3 V, l’oscil·lador el descarrega ràpidament, cosa que reinicia posteriorment el cicle de càrrega. El corrent d’aquest cicle de càrrega es calcula mitjançant la fórmula:
Icharge = 3 V / RT --------------- (1)
El període de la forma d'ona de dents de serra ve donat per:
T = 3 V x CT / Icharge ---------- (2)
La freqüència de l'oscil·lador es determina així mitjançant la fórmula:
f OSC = 1 / RT x CT --------------- (3)
No obstant això, aquesta freqüència de l'oscil·lador serà compatible amb la freqüència de sortida quan la sortida es configuri com a extrem únic. Quan es configura en mode push-pull, la freqüència de sortida serà 1/2 de la freqüència de l’oscil·lador.
Per tant, per a la sortida final única es pot utilitzar l'equació anterior no 3.
Per a l'aplicació push pull, la fórmula serà:
f = 1 / 2RT x CT ------------------ (4)
Control de temps mort
La configuració del pin de temps mort regula el temps mort mínim ( períodes de desconnexió entre les dues sortides ).
En aquesta funció, quan la tensió del pin DTC supera la tensió de la rampa de l'oscil·lador, obliga el comparador de sortida a apagar els transistors Q1 i Q2.
L'IC té un nivell de desplaçament intern de 110 mV que garanteix un temps mort mínim al voltant del 3% quan el pin DTC està connectat amb la línia de terra.
La resposta en temps mort es pot augmentar aplicant una tensió externa al pin DTC # 4. Això permet tenir un control lineal sobre la funció de temps mort des del valor predeterminat del 3% fins al màxim del 100%, mitjançant una entrada variable de 0 a 3,3 V.
Si s’utilitza un control de rang complet, la llauna de sortida de l’IC es pot regular mitjançant una tensió externa sense molestar les configuracions de l’amplificador d’errors.
La característica de temps mort es pot utilitzar en situacions en què sigui necessari un control addicional del cicle de treball de sortida.
Però per al bon funcionament s’ha d’assegurar que aquesta entrada s’acaba a un nivell de tensió o a terra i no s’ha de deixar mai flotant.
Amplificadors d'error
Els dos amplificadors d'error de l'IC tenen un guany elevat i estan esbiaixats a través del carril de subministrament d'ICs VI. Això permet un rang d’entrada de mode comú des de -0,3 V fins a VI - 2 V.
Tots dos amplificadors d'error estan configurats internament per funcionar com si fossin amplificadors de subministrament únic, en què cada sortida només té capacitat activa-alta. Gràcies a aquesta capacitat, els amplificadors poden activar-se independentment per satisfer una demanda de PWM reduïda.
Atès que les sortides dels dos amplificadors d'error estan lligats com O portes amb el node d'entrada del comparador PWM, domina l'amplificador que pot funcionar amb un mínim impuls de sortida.
Els amplificadors tenen les seves sortides esbiaixades amb un dissipador de baix corrent de manera que la sortida IC garanteix el màxim PWM quan els amplificadors d'error estan en mode no funcional.
Entrada de control de sortida
Aquest pin de l'IC es pot configurar per permetre que la sortida de l'IC funcioni en un mode de finalització única, que és la sortida que oscil·la junts en paral·lel o de manera push pull, produint sortides oscil·lants alternativament.
El pin de control de sortida funciona de manera asíncrona, cosa que li permet tenir un control directe sobre la sortida de l’IC, sense afectar l’etapa de l’oscil·lador intern ni l’etapa de direcció de pols de flip flop.
Aquest pin normalment es configura amb un paràmetre fixat segons les especificacions de l'aplicació. Per exemple, si les sortides IC estan destinades a funcionar de forma paral·lela o simple, el pin de control de sortida es connecta permanentment amb la línia de terra. A causa d’això, l’etapa de direcció de pols a l’interior de l’IC es desactiva i el xanclet alternatiu s’atura als pins de sortida.
A més, en aquest mode, els polsos que arriben al control de temps mort i al comparador PWM són transportats junts pels dos transistors de sortida, cosa que permet que la sortida s’encengui / apagui en paral·lel.
Per obtenir una operació de sortida push pull, el pin de control de sortida simplement ha d’estar connectat al pin de referència de sortida de + 5V (REF) de l’IC. En aquesta condició, cadascun dels transistors de sortida s’encén alternativament a través de l’etapa del xanclet de direcció d’impulsos.
Transistors de sortida
Com es pot veure al segon diagrama des de dalt, el xip consta de dos transistors de sortida, que tenen terminals emissors i col·lectors no compromesos.
Ambdós terminals flotants tenen una capacitat d’enfonsament (entrada) o font (sortida) de fins a 200 mA de corrent.
El punt de saturació dels transistors és inferior a 1,3 V quan es configura en el mode d’emissor comú i inferior a 2,5 V a la comú-col·leccionista mode.
Estan protegits internament contra el curtcircuit i la sobrecorrent.
Circuits d’aplicació
Com s’explica a l’anterior, el TL494 és principalment un IC de controlador PWM, per tant, els circuits d’aplicació principals són bàsicament circuits basats en PWM.
A continuació es discuteixen un parell de circuits d’exemple, que es poden modificar de diverses maneres segons els requisits individuals.
Carregador solar mitjançant TL494
El disseny següent mostra com es pot configurar eficaçment el TL494 per crear una font d’alimentació de commutació 5-V / 10-A.
En aquesta configuració, la sortida funciona en mode paral·lel i, per tant, podem veure que el pin de control de sortida # 13 està connectat a terra.
Aquí també s’utilitzen els dos amplificadors d’error. Un amplificador d’error controla la retroalimentació de la tensió mitjançant R8 / R9 i manté la sortida constant a la velocitat desitjada (5V)
El segon amplificador d'error s'utilitza per controlar el corrent màxim mitjançant R13.
Inversor TL494
Aquí teniu un circuit inversor clàssic construït al voltant de l’IC TL494. En aquest exemple, la sortida està configurada per funcionar de manera push-pull i, per tant, el pin de control de sortida aquí està connectat amb la referència + 5V, que s’aconsegueix a partir del pin # 14. Els antics passadors també es configuren exactament tal com es descriu al full de dades anterior.
Conclusió
L'IC TL494 és un IC de control PWM amb facilitats de control de retroalimentació i de sortida d'alta precisió que garanteix un control de pols ideal per a qualsevol aplicació de circuit PWM desitjada.
És similar a SG3525 de moltes maneres, i es pot utilitzar com un substitut eficaç, tot i que els números dels pins poden ser diferents i no exactament compatibles.
Si teniu alguna pregunta relacionada amb aquest CI, no dubteu a fer-los els comentaris a continuació. Estaré encantat d'ajudar-vos.
Referència: Full de dades TL494
Anterior: Descripció del procés d’activació del MOSFET Següent: Tipus de plaques Arduino amb especificacions
