494芯片工作原理详解?

 作者:UPS电源    |      2022-10-30 10:14    |    标签: 芯片 工作 原理 详解 一种 固定 tl494 494

  TL494是一种固定频率脉宽调制电路,它包含了开关电源控制所需的全部功能,广泛应用于单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源。TL494有SO-16和PDIP-16两种封装形式,以适应不同场合的要求。其主要特性如下:

  TL494主要特征:

  1.具有两个完整的脉宽调制控制电路,是PWM芯片。

  2.两个误差放大器。一个用于反馈控制,一个可以定义为过流保护等保护控制。

  3.带5VDC基准电源。

  4.死区时间可以调节。

  5.输出级电流500mA。

  6.输出控制可以用于推挽、半桥或单端控制。

  7.具备欠压封锁功能

  主要特征具体分析:

  1.振荡器:

  提供开关电源必须的振荡控制信号,频率由外部RT、CT决定。这两个元件接在对应端与地之间。取值范围:RT:5-100k,CT:0.001-0.1uF。

  形成的信号为锯齿波。最大频率可以达到500kHz。

  2.死区时间比较器:

  这一部分用于通过0-4VDC电压来调整占空比。当4脚预加电压抬高时,与振荡锯齿波比较的结果,将使得D触发器CK端保持高电平的时间加宽。该电平同时经过反相,使输出晶体管基极为低,锁死输出。4脚电位越高,死区时间越宽,占空比越小。

  由于预加了0.12VDC,所以,限制了死区时间最小不能小于4%,即单管工作时最大占空比96%,推挽输出时最大占空比为48%。

  3.PWM比较器及其调节过程:

  由两个误差放大器输出及3脚(PWM比较输入)控制。

  当3端电压加到3.5VDC时,基本可以使占空比达到0,作用和4脚类似。但此脚真正的作用是外接RC网络,用做误差放大器的相位补偿。

  常规情况下,在误差放大器输出抬高时,增加死区时间,缩小占空比;反之,占空比增加。作用过程和4脚的死区控制相同,从而实现反馈的PWM调节。0.7VDC的电压垫高了锯齿波,使得PWM调节后的死区时间相对变窄。

  如果把3脚比做4脚,则PWM比较器的作用波形和图4-9类似。然而,该比较器的占空比调节,要在死区时间比较器的限制范围内起作用。

  单管工作方式时,VCK直接控制输出,输出开关频率与振荡器相同。当13脚电位为高时,封锁被取消,触发器的Q、Q非端分别控制两个输出管轮流导通,频率是单管方式的一半。

  4.5VDC基准电源:

  这个5VDC基准电源用于提供芯片需要的偏置电流。如13脚接高电平时,及误差放大器等可以使用它。基准电源精度5%,电流能力10mA,温度范围0-70度。

  5.误差放大器:

  两个误差放大器用于电源电压反馈和过流保护。

  这两个放大器以或的关系,同时接到PWM比较器同相输入端。反馈信号比较后的输出,送PWM比较器,以和锯齿波比较,进行PWM调节。

  由于放大器是开环的,增益达到95dB。加之输出点3被引出,使用时,设计者可以根据需要灵活使用。

  6.UC封锁电路:

  用于欠压封锁,当Vcc低于4.9VDC,或者内部电源低于3.5VDC时,CK端被钳位为高电平,从而使输出封锁,达到保护作用。

  7.输出电路:

  输出电路有两个输出晶体管,单管电流500mA。其工作状态由13脚(输出控制)来决定。

  当13脚接低电平时,通过与门封锁了D触发器翻转信号输出,此时两个晶体管状态由PWM比较器及死区时间比较器直接控制,二者完全同步,用于控制单管开关电源。当然,此时两个输出也允许并联使用,以获得较大的驱动电流。

  当13脚接高电平时,D触发器起作用,两个晶体管轮流导通,用于驱动推挽或桥式变换器。

  二、TL494管脚配置及其功能

  TL494的内部电路由基准电压产生电路、振荡电路、间歇期调整电路、两个误差放大器、脉宽调制比较器以及输出电路等组成。

  以下按引脚的顺序介绍各脚的功能及有关参数

  1脚:误差放大器I的同相输入端,耐压值41V。

  2脚:误差放大器I的反相输入端,耐压值41V。

  3脚:反馈端,用于误差放大器输出信号的反馈补偿,最高电压4.5V。常用于提供形成PG信号的一个输入信号。

  4脚:死区时间控制端,通过给该端施加0~3.5V电压,可使占空比在49%~0之间变化,从而控制输出端的输出。

  5脚:振荡器的定时电容端。

  6脚:振荡器的定时电阻端。

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  7脚:接地端。

  8脚:为第一路脉宽调制方波输出晶体管的集电极(耐压值41V、最大电流250mA)。

  9脚:为第一路脉宽调制方波输出晶体管的发射极(耐压值41V、最大电流250mA)。

  10脚:为第二路脉宽调制方波输出晶体管的发射极(耐压值41V、最大电流250mA)。

  11脚:为第二路脉宽调制方波输出晶体管的集电极(耐压值41V、最大电流250mA)。

  12脚:电源输入端,极限电压41V,低于7V电路不启动。

  13脚:输出方式控制端,当13脚与14脚相连时两管为推挽方式输出,当13脚与地相连时两管为并联方式输出。并联输出时两管的发射极与发射极可相连,集电极与集电极可相连,并联后输出电流可达400mA。

  14脚:基准5V电压输出,用于为各比较电路提供基准电压值,最大电流10mA。

  15脚:误差放大器Ⅱ的反相输入端,耐压值41V。

  16脚:误差放大器Ⅱ的同相输入端,耐压值41V。

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  三、TL494工作原理

  TL494是一个固定频率的脉冲宽度调制电路,内置了线性锯齿波振荡器,振荡频率可通过外部的一个电阻和一个电容进行调节,其振荡频率如下:

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  输出脉冲的宽度是通过电容CT上的正极性锯齿波电压与另外两个控制信号进行比较来实现。功率输出管Q1和Q2受控于或非门。当双稳触发器的时钟信号为低电平时才会被选通,即只有在锯齿波电压大于控制信号期间才会被选通。当控制信号增大,输出脉冲的宽度将减小。

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