TL494 — это микросхема ШИМ-контроллера, используемая в силовых электронных схемах. Она включает в себя два встроенных усилителя ошибки, генератор с регулируемой частотой, выходной триггер с управлением импульсным управлением и схему управления выходом с обратной связью. Усилители ошибки могут компенсировать напряжение от –0,3 до VCC –2 вольт в конфигурации с общим напряжением. Компаратор управляет мертвым временем с фиксированным смещением. Диапазон компаратора мертвого времени составляет около 5%. Внешний генератор также может обеспечивать сигнал опорной частоты для этой ШИМ-микросхемы. Пользователи могут обойти встроенный генератор, подключив вывод RT к выводу опорного сигнала.
Введение в микросхему ШИМ-управления TL494
Это полноценная микросхема ШИМ-управления. Она может использоваться как в однотактном, так и в двухтактном режиме. Также она обеспечивает переменное время задержки, что гарантирует максимальный диапазон ШИМ (широтно-импульсной модуляции). В ней есть все необходимые функции для проектирования схемы источника питания. Блок-схема TL494 показана ниже:
Это микросхема ШИМ с фиксированной частотой и переменной частотой. Ширина импульса изменяется путем сравнения пилообразных сигналов двух внутренних генераторов на временном конденсаторе с любым из управляющих сигналов. Выходной сигнал становится высоким, когда управляющий сигнал становится ниже напряжения пилообразного сигнала. Рекомендую ознакомиться с техническим описанием микросхемы ШИМ TL494 для получения дополнительной информации и сведений о ее работе.
Распиновка микросхемы TL494
Ниже приведена схема расположения и подробная информация о выводах микросхемы TL494. Описание расположения выводов и принцип работы приведены в последующих разделах.
В следующей таблице указана конфигурация выводов микросхемы TL494.
| № контакта | Название контакта | Назначение контакта |
| 1 | 1IN+ | Вход 1 для усилителя ошибки один (неинвертирующий) |
| 2 | 1IN- | Вход 2 для усилителя ошибки один (инвертирующий) |
| 3 | FEEDBACK | Контакт обратной связи на выходах |
| 4 | DTC | Вход для компаратора управления временем задержки |
| 5 | CT | Клемма конденсатора для установки частоты |
| 6 | RT | Резисторный вывод для установки частоты |
| 7 | GND | Заземляющий контакт для источника питания |
| 8 | C1 | Коллекторный вывод выхода 1 |
| 9 | E1 | Вывод эмиттера выхода 1 |
| 10 | E2 | Вывод эмиттера выхода 2 |
| 11 | C2 | Коллекторный вывод выхода 2 |
| 12 | VCC | Положительный вывод источника питания |
| 13 | OUTPUT CTR | Выбор режим вывода из трех вариантов |
| 14 | REF | опорное напряжение для регулятора напряжения 5 вольт |
| 15 | 2IN- | Вход 1 для усилителя ошибки два (инвертирующий) |
| 16 | 2IN+ | Вход 1 для усилителя ошибки два (неинвертирующий) |
Как видите, набор контактов достаточно широкий, что позволяет использовать микросхему TL494 для множества разнообразных задач.
Характеристики TL494
- Встроенные каналы ШИМ-управления.
- Номинальный ток стока и источника: 200 мА.
- Возможность выбора режима работы с двумя выходами: однополярный или двухтактный.
- Функция управления мертвым временем: переменный диапазон.
- Простая синхронизация с другими схемами.
- Выходы ШИМ: 2.
- Генератор с фиксированной частотой.
Технические характеристики электрооборудования микросхемы
- Напряжение питания (Vcc): до 41 вольта
- Максимальный выходной ток для обоих ШИМ-регуляторов: 250 мА.
- Выходное напряжение на выводах коллектора: 41 вольт.
- Диапазон температур: от -65 до 150 градусов.
Для получения дополнительной информации о временных диаграммах и электрических характеристиках загрузите техническое описание микросхемы по следующей ссылке.
Как работает ШИМ-контроллер?
Как упоминалось ранее, это схема управления с двойной ШИМ-модуляцией, работающая на фиксированной частоте и переменном коэффициенте заполнения. Для её работы не требуются никакие внешние компоненты, кроме нескольких резисторов и конденсаторов для генератора. Этот генератор отвечает за генерацию пилообразного сигнала в соответствии с временным конденсатором CT. Микросхема TL494 генерирует сигналы, сравнивая пилообразный сигнал с двумя управляющими сигналами усилителей ошибки. Выходной сигнал будет активен в течение времени, когда напряжение пилообразного сигнала превышает напряжение на выходах усилителей ошибки. Блок-схема микросхемы приведена выше.
- Выходной сигнал низкий: если напряжение пилообразного сигнала меньше напряжения управляющего сигнала.
- Высокий уровень выходного сигнала: если напряжение пилообразного сигнала превышает напряжение управляющего сигнала.
Импульсно-управляющий триггер (Pulse-Steering Flip-Flop) передает выходной ШИМ-сигнал на выходные транзисторы.
Как выбрать частоту генератора?
Генератор в основном отвечает за генерацию пилообразного сигнала. Этот пилообразный сигнал используется для управления мертвым временем и в ШИМ-компараторных усилителях. Следовательно, частота генератора определяет частоту выходных сигналов. Теперь мы рассмотрим, как выбрать частоту генератора.
Частоту можно выбрать, подобрав подходящие значения резистора RT и конденсатора CT. Значения конденсатора и резистора можно выбрать по следующей формуле:
Frequency= 1/ RT X CT
Примеры использования TL494
Сначала мы рассмотрим простой пример генерации сигналов широтно-импульсной модуляции с помощью этой микросхемы. После этого на практическом примере будет представлена принципиальная схема понижающего преобразователя.
Схема цепи для генерации ШИМ-сигналов
Пример проектирования понижающего преобразователя
Мы разработали понижающий преобразователь на примере TL494. Входное напряжение понижающего преобразователя составляет 25 вольт, а выходное — в диапазоне от 7 до 19 вольт. Пользователи могут изменять выходное напряжение с помощью переменного резистора, показанного на схеме ниже. В качестве коммутирующего элемента используется TIP127.
Для более подробного ознакомления с принципом работы понижающего преобразователя посмотрите видео симуляцией. В этом видео я объяснил принцип работы понижающего преобразователя, используя схему контроллера широтно-импульсной модуляции. Для управления коэффициентом заполнения импульса я использовал переменный резистор. Другой переменный резистор используется для управления током. Входное напряжение составляет 25 вольт, а выходное напряжение находится в диапазоне от 5 до 19 вольт. При максимальном коэффициенте заполнения выходное напряжение составит 19 вольт, а при минимальном — 5 вольт. Для измерения напряжения обратной связи используется делитель напряжения, а для измерения тока обратной связи — шунтирующий резистор.
Применение TL494
- Импульсные источники питания
- Мощные инверторы
- Применение силовой электроники
- Измерители коэффициента мощности
- Настольные и портативные приложения
Пакеты
Данная микросхема выпускается в четырех различных 16-контактных корпусах: SOIC, PDIP, SOP, TSSOP. Для получения двухмерной схемы физических размеров этих корпусов вы можете обратиться к техническому описанию.
Альтернативные микросхемы ШИМ-контроллеров
- SG2524
- SG3525
- UC3842
- UC2842
- CD4047
- Таймер 555
