TL494 PWM-controller: Complete gids voor ingenieurs en ontwerpers

Bent u een ingenieur of ontwerper die op zoek is naar de beste manier om de amplitude van digitale signalen te regelen? Of betreft uw project het sturen van apparaten die elektriciteit vereisen, maar heeft u onvoldoende kennis over het onderwerp?

Uw zoektocht is ten einde, want we hebben het antwoord. De TL494 PWM-controller is wat u nodig hebt. Bovendien biedt de TL494 alle benodigde functies om een PWM-besturingscircuit te bouwen.

In dit artikel geven we gedetailleerde informatie over wat de TL494 is, de kenmerken, toepassingen, configuraties, enzovoort.

Klaar? Laten we beginnen.

Wat is de TL494 IC?

8-pins PWM-controller

De TL494 is een PWM-controller geïntegreerde schakeling die u kunt gebruiken voor apparaten met elektronische vermogenscircuits. Het bevat twee on-chip foutversterkers, een oscillator voor frequentie-instelling, een uitgangsbesturingscircuit met feedback en een flip-flop-uitgang met pulsaansturing.

De foutversterkers compenseren de spanning tussen -0,3 V en VCC -2 V in een standaard spanningsconfiguratie. De comparator regelt de dode tijd met een vaste offset, wat een bereik van bijna 5% oplevert.

De externe oscillator levert een referentiefrequentie-signaal voor de PWM-IC, terwijl de interne regulator een stabiele 5 V referentievoorziening levert. U kunt de on-chip oscillator ook overslaan door een RT aan de uitgangspin van de referentie te koppelen.

Interessant is dat de TL494 een complete PWM-vermogensbesturingscircuit is die geschikt is voor enkelvoudige werking, maar ook voor push-pull-configuraties.

PWM microchip

Deze PWM-besturingscircuit bevat alle benodigde functies om een voedingscircuit te ontwerpen. Bekijk het onderstaande diagram:

Variabele PWM IC met vaste frequentie

Het bovenstaande diagram kan de pulslengte variëren door zagtandgolven van twee interne oscillators te vergelijken. De timing-condensator houdt de interne oscillators op een van de besturingssignalen. De uitgang wordt hoog wanneer het besturingssignaal lager gaat dan de spanning van de zagtandgolf.

TL494 Specificaties

• Voedingsspanning (Vcc): maximaal 41 volt
• Maximale uitgangsstroom voor beide PWM's: 250 mA
• Uitgangsspanning aan collector-pinnen: 41 volt
• Temperatuurbereik: -65 tot 150 graden Celsius

TL494 Kenmerken

• Ingebouwd PWM-besturingskanaal
• 200 mA sink- of bronstroom
• Dubbele uitgang met selecteerbare werking: enkelvoudig en push-pull
• Variabele dode-tijd regeling
• Eenvoudig te synchroniseren met andere circuits
• Twee PWM-uitgangen
• Vaste-frequentie oscillator

TL494 Pin-out & Pin-configuratie

Hieronder volgt een tabel met details van de TL494 pin-out en pin-configuratie:

Interne structuur van de TL494 met alle componenten

Laten we nu de verschillende componenten van de interne structuur van de TL494 nader bekijken.

1. 5 V Referentiebron

De referentiebron van de TL494 is ingebouwd en werkt volgens het bandgap-principe, met een stabiele 5 V uitgangsspanning. Voorwaarde is dat de VCC-spanning boven de 7 V ligt en de foutmarge binnen 100 mV blijft. De referentiebron gebruikt pin 14 (REF) als uitgangspin volgens de pin-configuratietabel.

2. Operationele versterker

DIP-8 operationele versterker

De TL494 bevat twee operationele versterkers die gevoed worden vanuit één enkele voeding. De overdrachtsfunctie is ft(ni, inv) = A(ni - inv), maar deze overschrijdt niet de uitgangswisseling.

Elke operationele versterker heeft een uitgangsterminal die met een diode verbonden kan worden. Deze diode fungeert als brug tussen de op-amps en het daaropvolgende circuit. De diode, aangesloten op de COMP-pin, zorgt ervoor dat de op-amp met de hoogste uitgang het volgende circuit binnenkomt.

3. Zagtand-oscillator

Een van de sterkste punten van de TL494 is de ingebouwde zagtandgolf-oscillator. Deze genereert een zagtandgolf van 0,3 – 3 V. De oscillatiefrequentie is instelbaar met een externe weerstand (Rt) en condensator (Ct). De standaardfrequentie is f = 1 / (Rt × Ct), waarbij Ct in farad en Rt in ohm uitgedrukt wordt.

Elektronische oscillator

4. Puls-trigger

De puls-flip-flop schakelt in op de vallende flank van de comparator-uitgang en de zagtandgolf. Hierdoor wordt een van de uitschakelaars geactiveerd, die weer uitschakelt zodra de comparator-uitgang naar nul daalt.

5. Comparator

De comparator is het daaropvolgende circuit. Het signaal van de operationele versterker (COMP-pin) gaat naar de positieve ingang van de comparator. Intern vergelijkt de comparator de zagtandgolf (negatieve ingang) met de COMP-pin. Is de zagtandgolf hoger, is de uitgang nul; anders is het één.

6. Dode-tijd Comparator

De dode-tijd besturingspin (pin 4) stelt de dode-zone in. De dode-tijd comparator beperkt de maximum cyclische verhouding door in te grijpen op de puls. Hierdoor kan de bovengrens van alle cyclische verhoudingen op 45% worden ingesteld. Bij een DTC-pin niveau van nul is de bovengrens ongeveer 42%.

7. Foutversterkers

De twee foutversterkers kunnen worden gepolariseerd met de voedingsrail van de IC, wat een hoge versterking en een common-mode invoerbereik van -0,3 V tot 2 V onder V1 oplevert. De foutversterkers werken als single-supply versterkers, met alleen actieve-hoge uitgangsmogelijkheden. Ze kunnen afzonderlijk activeren om de PWM-eis te voldoen en constante stroom te leveren.

8. Uitgangsbesturingsingang

De IC-uitgangspin kan geconfigureerd worden voor enkelvoudige of push-pull-werking. In enkelvoudige modus oscilleren beide uitgangen parallel; in push-pull-modus produceren ze afwisselende uitgangen. De out-control pin heeft directe controle over de IC-uitgang, zonder invloed op de flip-flop pulsstuurfase of de interne oscillator.

9. Uitgangstransistoren

De uitgangstransistoren hebben een collector- en een niet-aangesloten emitter-terminal, die maximaal 200 mA kunnen sinken of sourcen. In common-emitter configuratie is de verzadigingsspanning kleiner dan 1,3 V; in common-collector configuratie kleiner dan 2,5 V.

Uitgangstransistoren die fungeren als warmtestralers op een printplaat

Hoe werkt de TL494

De TL494 IC is ontworpen om niet alleen de schakelvoeding te besturen met fundamentele circuits, maar lost ook verschillende problemen op en vermindert de noodzaak voor aanvullende circuitfasen.

Modulatie wordt bereikt wanneer de oscillator de gegenereerde zagtandgolf vergelijkt met beide sets besturingssignalen. De uitgangsfase activeert wanneer de zagtandspanning hoger is dan de spanning van het besturingssignaal. Neemt het besturingssignaal toe, dan neemt de duur van de zagtandinvoer af, wat de uitgangspuls korter maakt. De pulsstuur-flip-flop overdraagt de gemoduleerde puls aan beide uitgangstransistoren.

TL494 Toepassingsvoorbeelden

De TL494 is een PWM-controller, dus de meeste toepassingen zijn PWM-gebaseerde circuits. Hier zijn enkele voorbeelden:

TL494 Zonnecel-lader

Deze ontwerp configureert u door een 5 V / 10 A schakelvoeding (buck) te bouwen. De uitgang kan in parallelle modus worden genomen, waarbij de uitgangsbesturingspin 13 aan de grond wordt verbonden. Beide foutversterkers worden efficiënt gebruikt: één regelt de spanningsfeedback en houdt de uitgang constant, de andere beheert de maximale stroom.

TL494 Klassieke Omvormer-circuit

In deze toepassing configureert u de uitgang voor push-pull-werking. Verbind daarvoor de uitgangsbesturingspin met de +5 V referentie op pin 14. De overige pinnen hebben dezelfde configuratie als in de pin-out datasheet.

Conclusie

Over het algemeen is de TL494 IC een praktische PWM-besturingscircuit die nauwkeurige feedback en uitgangscontrole biedt. De faciliteiten zorgen voor perfecte pulscontrole voor elke PWM-toepassing.

De TL494 lijkt sterk op de SG3525 en kan als alternatief dienen. Let op: de twee IC's zijn niet compatibel omdat ze verschillende pinning hebben.

Dit was ons overzicht. Heeft u vragen? Neem gerust contact met ons op, we helpen u graag.