TL494應用原理精華版

1、tl494常應用于電源電路當中,在本站的文章中,除了本文tl494中文資料及應用電路,還有一個電路是應用了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參考基準電壓源?？烧{(diào)整死區(qū)

2、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行比較來實現(xiàn)。功率輸出管q1和q2受控于或非門。當雙穩(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

3、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

4、輸入端進行“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

5、一個5.0v的基準電壓源，使用外置偏置電路時，可提供高達10ma的負載電流，在典型的070溫度范圍50mv溫漂條件下，該基準電壓源能提供±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+12

6、50+70-40+85-40+125額定環(huán)境溫度ta40 tl494脈寬調(diào)制控制電路應用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       

7、60;        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，而且僅當正反器的時鐘輸入信號是在低準位時，此閘才會在有效狀態(tài)，此種情況的發(fā)生也是僅當鋸齒波電壓大于控制信號電壓的期間里。當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。          &

8、#160;           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13腳的輸出?？刂贫私拥貢r，可獲得96%最大工作周期，而當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

9、誤差放大器，乃由最大百分比的導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

10、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600µa，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/µs。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

11、第4腳。當電容器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，若將輸出模控制的第13腳連接至參考電壓準位線，此時在推挽式操作下，則兩個輸出三極管在脈波信號調(diào)變下會交替地導通，這時每一個輸出的轉(zhuǎn)換頻率是振蕩器頻率的一半。當以單端方式(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)換頻率乃相當于震蕩器之頻率。因此tl49

12、4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300khz，在25時輸出漏電流一般都小于1µ。                 &#

13、160;  tl494組成實際的應用電路原理圖紙                  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

14、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

15、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?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。e.輸出驅(qū)動電流單端到達400ma，能直

16、接驅(qū)動峰值電流達5a的開關(guān)電路。雙端輸出脈沖峰值為2×200ma，加入驅(qū)動級即能驅(qū)動近千瓦的推挽式和橋式電路。細致內(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。可接入偏差檢出的基準電壓。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

17、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。第4腳為死區(qū)時間控制端。當外加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?shù)?、11腳接vcc，第9、10腳接入發(fā)射極負載電阻到地時，兩路為反極騰柱式輸出，用以驅(qū)動各種

18、推挽開關(guān)電路。當?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2×200ma，并聯(lián)使用時最大驅(qū)動電流為400ma。第14腳為內(nèi)部基準電壓精密穩(wěn)壓電路端。輸出5v±0.25v的基準電壓，最大負載電流為10ma。用于偏差檢出基準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，v

19、cc1（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

20、基準電壓（由14腳輸出）。當輸出電壓減低時，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基準電壓，使13腳無5v