IC TL494 הוא IC רב-תכליתי לבקרת PWM, שניתן ליישם בדרכים רבות ושונות במעגלים אלקטרוניים. במאמרים אלה אנו דנים בפירוט לגבי הפונקציות העיקריות של ה- IC, וכן כיצד להשתמש בו במעגלים מעשיים.

תיאור כללי

IC TL494 תוכנן במיוחד עבור מעגלי יישום אפנון רוחב דופק של שבב יחיד. המכשיר נוצר בעיקר עבור מעגלי בקרת אספקת חשמל, שניתן לממד ביעילות באמצעות IC זה.

המכשיר מגיע עם מתנד משתנה מובנה, שלב בקר מת (DTC), א שליטה בכפכף להיגוי דופק, דיוק וסת 5 וולט , שני מגברי שגיאה, וכמה מעגלי חיץ פלט.

מגברי השגיאה כוללים טווח מתח נפוץ מ - 0.3 V ל- VCC - 2V.

בקרת הזמן המת משווה מוגדר עם ערך קיזוז קבוע למסירת זמן מת קבוע של 5% בערך.

ניתן לבטל את פונקציית המתנד על השבב על ידי חיבור סיכת RT 14 של ה- IC עם סיכת סימוכין 14, ועל ידי מתן חיצוני אות שן לסיכה CT # 5. מתקן זה מאפשר גם נהיגה רבות של TL494 ICs באופן סינכרוני עם מסילות אספקת חשמל שונות.

טרנזיסטורי הפלט בתוך השבב עם יציאות צפות מסודרים לספק או פולט נפוץ תפוקה או מתקן פלט של פולט-עוקב.

המכשיר מאפשר למשתמש לקבל סוג דחיפה-משיכה או תנודה אחת הסתיימה על פני סיכות הפלט שלו על ידי הגדרת תצורה נכונה של סיכה מס '13, שהיא סיכת פונקציית בקרת הפלט.

המעגלים הפנימיים לא מאפשרים לכל אחת מהיציאות לייצר דופק כפול, בעוד שה- IC מחובר לפונקציית הדחיפה-משיכה.

פונקציית סיכה ותצורה

התרשים וההסבר הבא מספקים לנו את המידע הבסיסי לגבי פונקציית הסיכה עבור IC TL494.

סיכה מס '1 וסיכה מס' 2 (1 IN + ו- 1IN-): אלה הלא הופכים והופכים תשומות של מגבר השגיאה (מגבר אופ 1).
סיכה מס '16, סיכה מס' 15 (1 IN + ו- 1IN-): כאמור לעיל הם הלא הופכים והופכים תשומות של מגבר השגיאה (מגבר אופ 2).
סיכה מס '8 וסיכה מס' 11 (C1, C2): אלה הם תפוקות 1 ו- 2 של ה- IC המתחברים עם אספני הטרנזיסטורים הפנימיים בהתאמה.
סיכה מס '5 (CT): צריך לחבר סיכה זו עם קבלים חיצוניים לקביעת תדר המתנד.
סיכה מס '6 (RT): יש לחבר סיכה זו עם נגד חיצוני לקביעת תדר המתנד.
סיכה מס '4 (DTC): זה ה קֶלֶט של מגבר ההפעלה הפנימי השולט בתפעול המת של ה- IC.
סיכה מס '9 וסיכה מס' 10 (E1 ו- E2): אלה הם תפוקות של ה- IC המתחברים לסיכות פולטות של הטרנזיסטור הפנימי.
סיכה מס '3 (משוב): כפי שהשם מרמז, זה קֶלֶט pin משמש לשילוב עם אות דגימת פלט לבקרה אוטומטית רצויה של המערכת.
סיכה מס '7 (קרקע): סיכה זו היא סיכת הקרקע של ה- IC, שצריכה להתחבר ל- 0 וולט של מקור האספקה.
סיכה מס '12 (VCC): זהו סיכת ההיצע החיובית של ה- IC.
סיכה מס '13 (O / P CNTRL): ניתן להגדיר סיכה זו לאפשר את הפלט של ה- IC במצב דחיפה-משיכה או במצב של סיום יחיד.
סיכה מס '14 (REF): זה תְפוּקָה pin מספק פלט קבוע של 5V אשר יכול לשמש לתיקון מתח התייחסות למגברי השגיאה במצב השוואה.

דירוג מרבי מוחלט

(VCC) מתח אספקה מרבי לא יעלה על = 41 וולט
(VI) מתח מרבי על פינים קלט לא יעלה על = VCC + 0.3 וולט
(VO) מתח יציאה מרבי בקולט טרנזיסטור פנימי = 41 וולט
(IO) זרם מקסימלי על אספן הטרנזיסטור הפנימי = 250 mA
חום הלחמת סיכה IC מקסימלי במרחק 1.6 מ'מ (1/16 אינץ ') מגוף ה- IC לא יעלה על 10 שניות @ 260 ° C
טווח טמפרטורות אחסון Tstg = –65/150 ° C

תנאי הפעלה מומלצים

הנתונים הבאים מציגים את המתחים והזרמים המומלצים בהם ניתן להשתמש להפעלת ה- IC בתנאים בטוחים ויעילים:

“כיצד פועלות מכונות כספומט ”

אספקת VCC: 7 וולט עד 40 וולט
מתח כניסת מגבר VI: -0.3 V ל- VCC - 2 V.
מתח אספן טרנזיסטור VO = 40, זרם אספן לכל טרנזיסטור = 200 mA
זרם לסיכת משוב: 0.3 mA
טווח תדרים של מתנד fOSC: 1 קילוהרץ עד 300 קילוהרץ
ערך קבלים תזמון מתנד CT: בין 0.47 nF ל 10000 nF
ערך הנגד לתזמון מתנד RT: בין 1.8 k ל 500 k אוהם.

דיאגרמת פריסה פנימית

כיצד להשתמש ב- IC TL494

בפסקאות הבאות אנו לומדים את הפונקציות החשובות של IC TL494, וכיצד להשתמש בו במעגלי PWM.

סקירה כללית: TL494 IC תוכנן בצורה כזו שהוא לא רק כולל את המעגלים החשובים הדרושים לבקרת ספק הכוח המיתוג, אלא בנוסף מתמודד עם כמה קשיים מהותיים וממזער את הצורך בשלבי מעגלים משלימים הנחוצים במבנה הכללי.

TL494 הוא בעצם מעגל בקרת תדר קבוע בתדר קבוע (PWM).

פונקציית האפנון של פולסי המוצא מושגת כאשר המתנד הפנימי משווה את צורת הגל המסורתית שלו דרך קבל העיתוי (CT) עם שני זוגות אותות הבקרה.

שלב הפלט מתחלף בתקופה שבה מתח השיניים גבוה יותר מאותות בקרת המתח.

כאשר אות הבקרה גדל, הזמן בו קלט השיניים גבוה יותר יורד כתוצאה מכך, אורך דופק המוצא פוחת.

כפכף היגוי דופק מנחה לסירוגין את הדופק המאופנן לכל אחד משני טרנזיסטורי המוצא.

רגולטור הפניה 5-V

TL494 יוצר התייחסות פנימית של 5 וולט המוזנת לסיכת ה- REF.

התייחסות פנימית זו מסייעת בפיתוח התייחסות קבועה יציבה, שפועלת כמו ויסות מקדים להבטחת אספקה יציבה. אז משתמשים בהפניה זו באופן מהימן להפעלת שלבים פנימיים שונים של ה- IC כגון בקרת יציאה לוגית, היגוי דופק כפכף, מתנד, משווה בקרת זמן מת, ומשווה PWM.

מַתנֵד

המתנד מייצר צורת גל חיובית של שן המסור לזמנים המתים ולמשוואות ה- PWM כך ששלבים אלה יוכלו לנתח את אותות קלט השליטה השונים.

ה- RT וה- CT הם שאחראים לקביעת תדר המתנד וכך ניתן לתכנתם חיצונית.

צורת הגל המסורתית שנוצרת על ידי המתנד טוענת את קבל התזמון החיצוני CT בזרם קבוע, הנקבע על ידי הנגד המשלים RT.

התוצאה היא יצירת צורת גל מתח רמפית. בכל פעם שהמתח על פני CT מגיע ל -3 וולט, המתנד משחרר אותו במהירות, מה שמפעיל מחדש את מחזור הטעינה. הזרם למחזור טעינה זה מחושב באמצעות הנוסחה:

טעינה = 3 V / RT --------------- (1)

תקופת צורת הגל של המסור ניתנת על ידי:

T = 3 V x CT / Icharge ---------- (2)

תדר המתנד נקבע כך באמצעות הנוסחה:

f OSC = 1 / RT x CT --------------- (3)

עם זאת, תדר מתנד זה יהיה תואם לתדר הפלט כאשר הפלט מוגדר כקצה יחיד. כאשר הוא מוגדר במצב דחיפה-משיכה, תדר המוצא יהיה 1/2 מתדר המתנד.

לכן, עבור פלט יחיד הסתיים ניתן להשתמש במשוואה מספר 3 לעיל.

ליישום דחיפת משיכה הנוסחה תהיה:

f = 1/2 RT x CT ------------------ (4)

בקרת זמן מת

הגדרת סיכה של זמן מת מסדירה את זמן המוות המינימלי ( תקופות כיבוי בין שתי היציאות ).

בפונקציה זו כאשר מתח על סיכת DTC עולה על מתח הרמפה מהמתנד, מכריח את משווה הפלט לכבות את הטרנזיסטורים Q1 ו- Q2.

ל- IC יש קיזוז פנימי של 110 mV המבטיח זמן מת מינימלי של כ -3% כאשר סיכת ה- DTC מחוברת לקו הקרקע.

ניתן להגדיל את תגובת זמן המת על ידי הפעלת מתח חיצוני לסיכת DTC מס '4. זה מאפשר לקבל שליטה ליניארית על פונקציית זמן המת מברירת המחדל של 3% למקסימום של 100%, דרך קלט משתנה בין 0 ל -3.3 V.

“סוגים שונים של פרוטוקולים ותפקודיהם ”

אם נעשה שימוש בבקרת טווח מלא, ניתן לווסת את פלט הפלט של ה- IC באמצעות מתח חיצוני מבלי להפריע לתצורות מגבר השגיאה.

ניתן להשתמש בתכונה של זמן מת במצבים בהם שליטה נוספת במחזור חובת הפלט הופכת להיות נחוצה.

אך לצורך תפקוד תקין יש לוודא כי קלט זה מסתיים לרמת מתח או לקרקע ולעולם אין להשאירו צף.

מגברי שגיאה

שני מגברי השגיאה של ה- IC הם בעלי רווח גבוה ומוטים באמצעות מסילת האספקה ICs VI. זה מאפשר טווח קלט של מצב קלט מ -0.3 V עד VI - 2 V.

שני מגברי השגיאה מוגדרים באופן פנימי לעבודה כמו מגברי אספקה בודדים חד-פעמיים, כאשר לכל פלט יכולת פעילה-גבוהה בלבד. בשל יכולת זו, המגברים מסוגלים להפעיל באופן עצמאי לצורך סיפוק דרישת PWM מצומצמת.

מכיוון שהפלטים של שני מגברי השגיאה קשורים כמו או שערים עם צומת הקלט של השווה PWM, המגבר שיכול לעבוד עם מינימום דופק החוצה שולט.

למגברים את היציאות שלהם מוטות עם כיור זרם נמוך כך שפלט ה- IC מבטיח PWM מרבי כאשר מגברי השגיאה נמצאים במצב שאינו פונקציונלי.

קלט בקרת פלט

ניתן להגדיר סיכה זו של ה- IC כך שתאפשר לפלט ה- IC לעבוד במצב הסתיים יחיד, שניהם פלט מתנודד יחד במקביל או באופן משיכת דחיפה ומייצר תפוקות מתנודדות לסירוגין.

“הנעה מול הנגד למעלה ”

סיכת בקרת הפלט פועלת בצורה אסינכרונית ומאפשרת לו שליטה ישירה על פלט ה- IC מבלי להשפיע על שלב המתנד הפנימי או על שלב היגוי הדופק של הכפכף.

סיכה זו מוגדרת בדרך כלל עם פרמטר קבוע בהתאם למפרט היישום. לדוגמא, אם יציאות ה- IC מיועדות לעבוד במקביל או בקצה יחיד, סיכת בקרת המוצא מחוברת לצמיתות האדמה באופן קבוע. בשל כך שלב היגוי הדופק בתוך ה- IC מושבת והכפכף החלופי נעצר בסיכות הפלט.

כמו כן, במצב זה הפולסים המגיעים לבקרת המתים והמשווה PWM נישאים יחד על ידי שני טרנזיסטורי הפלט, ומאפשרים לפלט להפעיל / לכבות במקביל.

לקבלת פעולת פלט משיכת דחיפה, יש לחבר את סיכת בקרת הפלט לסיכת הפניה +5 וולט (REF) של ה- IC. במצב זה, כל אחד מטרנזיסטורי המוצא נדלק לסירוגין דרך שלב הכפכף של היגוי הדופק.

טרנזיסטורי פלט

כפי שניתן לראות את התרשים השני מלמעלה, השבב מורכב משני טרנזיסטורי פלט, בעלי מסופי פולט ואספן לא מחויבים.

שני המסופים הצפים הללו מדורגים לשקוע (להיכנס) או למקור (למסור) עד 200 mA זרם.

נקודת הרוויה של הטרנזיסטורים נמוכה מ -1.3 וולט כאשר הם מוגדרים במצב הנפץ הנפוץ, ופחות מ -2.5 וולט ב אספן משותף מצב.

הם מוגנים באופן פנימי מקצר חשמלי ומעל זרם.

מעגלי יישום

כפי שהוסבר לעיל, TL494 הוא בעיקר בקר בקר PWM, ולכן מעגלי היישומים העיקריים הם בעיקר מעגלים מבוססי PWM.

להלן נדון בכמה מעגלים לדוגמא, אותם ניתן לשנות בדרכים שונות בהתאם לדרישות האישיות.

מטען סולארי באמצעות TL494

התכנון הבא מראה כיצד ניתן להגדיר את TL494 בצורה יעילה ליצירת ספק כוח מיתוג 5-V / 10-A.

בתצורה זו הפלט עובד במצב מקביל, ולכן אנו יכולים לראות שסיכת בקרת הפלט מס '13 מחוברת לקרקע.

שני מגברי השגיאה משמשים גם ביעילות רבה כאן. מגבר שגיאה אחד שולט במשוב המתח באמצעות R8 / R9 ושומר על תפוקה קבועה בקצב הרצוי (5V)

מגבר השגיאה השני משמש לבקרת הזרם המרבי באמצעות R13.

מתח קבוע, בקר PWM זרם קבוע באמצעות TL494

מהפך TL494

הנה מעגל מהפך קלאסי שנבנה סביב IC TL494. בדוגמה זו הפלט מוגדר לעבוד בצורה דחיפה-משיכה, ולכן סיכת בקרת הפלט כאן מחוברת עם הפניה + 5V, המושגת מסיכה מס '14. גם הקודם של הפינים מוגדר בדיוק כמתואר בגיליון הנתונים שלמעלה.