tl494開關電源原理圖,tl494引腳功能-KIA MOS管

什么是TL494?

TL494開關電源芯片集成了在單個芯片上構建脈沖寬度調制(PWM)控制電路所需的所有功能。該器件主要設計用于電源控制，可靈活地為特定應用定制電源控制電路。

TL494是一種固定頻率脈寬調制電路，它包含了開關電源控制所需的全部功能，廣泛應用于橋式單端正激雙管式、半、全橋式開關電源。TL494專為單芯片脈寬調制應用電路而設計。

TL494帶有一個內置可變振蕩器、一個死區時間控制器級 (DTC)、一個用于脈沖轉向的觸發器控制、一個精密 5 V 穩壓器、兩個誤差放大器和一些輸出緩沖電路。

誤差放大器的共模電壓范圍為 - 0.3 V 至 VCC - 2V。

死區時間控制比較器設置了一個固定的偏移值，以提供大約 5% 的恒定死區時間。

TL494引腳功能介紹

tl494引腳圖

tl494開關電源,tl494引腳

引腳1 和引腳2（1 IN+ 和 1IN-）：運算放大器 1 的同相和反相輸入。

引腳16、引腳15（1 IN+ 和 1IN-）：運算放大器 2 的同相和反相輸入。

引腳 8 和引腳11 (C1, C2)： IC 的輸出1 和 2，它們與各自內部晶體管的集電極連接。

引腳 5 (CT)：引腳需要連接一個外部電容來設置振蕩器頻率。

引腳 6 (RT)：引腳需要連接一個外部電阻來設置振蕩器頻率。

引腳 4 (DTC)：它是內部運算放大器的輸入，控制 IC 的死區時間操作。

引腳 9 和引腳10（E1 和 E2）：這些是 IC 的輸出，與內部晶體管的發射極引腳連接。

引腳 3（反饋）：輸入引腳用于與輸出采樣信號集成，以實現所需的系統自動控制。

引腳 7 (Ground)：此管腳為 IC 的接地引腳，需接電源的 0 V。

引腳 12 (VCC)：這是 IC 的正電源引腳。

引腳 13 (O/P CNTRL)：此引腳可配置為在推挽模式或單端模式下啟用 IC 的輸出。

引腳 14 (REF)：此輸出引腳提供恒定的 5V 輸出，可用于在比較器模式下為誤差運算放大器固定參考電壓。

TL494工作原理

TL494內部結構圖：

tl494開關電源,tl494引腳

1）5V基準源（Reference Regulator）

TL494內置了基于帶隙原理的基準源，基準源的穩定輸出電壓為5V，條件是VCC電壓在7V以上，誤差在100mV之內。基準源的輸出引腳是第14腳REF。

（2）鋸齒波振蕩器（Sawtooth oscillator）

TL494內置了線性鋸齒波振蕩器，產生0.3~3V的鋸齒波。振蕩頻率可通過外部的一個電阻Rt和一個電容Ct進行調節，其振蕩頻率為：f=1/RtCt，其中Rt的單位為歐姆，Ct的單位為法拉。鋸齒波可以在Ct引腳測量得到。

（3）運算放大器（Operational Amplifier）

TL494集成了兩個單電源供電的運算放大器。運算放大器傳遞函數為ft(ni,inv)=A(ni-inv)，但不能越出輸出擺幅。一般電源電路中，運放接成閉環運行。少數特殊情況下使用開環，由外界輸入信號決定。兩個運放的輸出端分別接一個二極管，和COMP引腳以及后級電路(比較器)相連接。這保證了兩個運放中較高的輸出進入后級電路。

（4）比較器（Comparators）

運算放大器輸出的信號（COMP引腳）在芯片內部進入比較器正輸入端，和進入負輸入端的鋸齒波比較。當鋸齒波高于COMP引腳的信號時，比較器輸出0，反之則輸出1。

（5）脈沖觸發器（Pulse trigger）

脈沖觸發器在鋸齒波的下降沿且比較器輸出1時導通，它通過一個比較器對脈沖觸發器實行干擾，限制最大占空比。可設置的每端占空比上限最高為45%，在工作頻率高于150kHz時占空比上限是42%左右（當DTC引腳電平被設為0時）。

TL494 的最大賣點之一就是其內置的鋸齒波振蕩器。鋸齒波振蕩器產生 0.3 – 3V 的鋸齒波。此外，可以通過使用外部電阻 (Rt) 和電容 (Ct) 來調整振蕩頻率。

因此，默認振蕩頻率為 f =1/Rt*Ct。

其中 Ct 和 Rt 的單位分別是法拉和歐姆。

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。功率輸出管Q1和Q2受控于或非門。當雙穩觸發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。參見下圖。

tl494開關電源,tl494引腳

控制信號由集成電路外部輸入，一路送至死區時間比較器，一路送往誤差放大器的輸入端。死區時間比較器具有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%。當把死區時間控制輸入端接上固定的電壓(范圍在0~3.3V之間)即能在輸出脈沖上產生附加的死區時間。

脈沖寬度調制比較器為誤差放大器調節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平,它與脈沖寬度調制器的反相輸入端進行”或”運算,正是這種電路結構,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，一個正脈沖出現在死區比較器的輸出端,受脈沖約束的雙穩觸發器進行計時,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，且最大占空比小于50%時,輸出驅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，當需要更高的驅動電流輸出,亦可將Q1和Q2并聯使用，這時，需將輸出模式控制腳接地以關閉雙穩觸發器。這種狀態下，輸出的脈沖頻率將等于振蕩器的頻率。

tl494開關電源原理圖

TL494典型電路：有刷電動機平滑調速

TL494外圍電路設計PWM調節由TL494CN芯片實現，其電路原理圖如下圖所示，主要功率器件采用夠個MOSFET并聯和多個二極管并聯的方式。為實現直流有刷電動機的平滑調速，將TL494的13號引腳接地，使TL494工作在單端輸出方式，實現PWM占空比從0到96%連續可調。

tl494開關電源,tl494引腳

為了增大TL494的輸出驅動電流，提高驅動能力，并保護TL494的輸出端(9號和10號引腳)，通過兩個高速二極管并聯輸出的方式，輸出最大500mA的電流，很大程度的提高了輸出的驅動能力。并在輸出端單獨采用達林頓管推挽輸出,來驅動電樞回路中多個并聯的MOSFET，多個MOSFET并聯時需要注意均流和散熱。

TL494逆變器

tl494開關電源,tl494引腳