TL494脉宽调制控制电路(DOC)
- 格式:doc
- 大小:315.00 KB
- 文档页数:15
TL494常应用于电源电路当中,在本站的文章中,除了本文TL494中文资料及应用电路,还有一个电路是应用了TL494资料的,具体的电路图,请参考本站文章:200W的ATX电源线路图,本文已经提供了比较丰富的TL494中文资料了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主要特征集成了全部的脉宽调制电路。
片内置线性锯齿波振荡器,外置振荡元件仅两个(一个电阻和一个电容)。
内置误差放大器。
内止5V参考基准电压源。
可调整死区时间。
内置功率晶体管可提供500mA的驱动能力。
推或拉两种输出方式。
TL494外形图TL494引脚图TL494工作原理简述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: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。
参见图2。
TL494脉冲控制波形图控制信号由集成电路外部输入,一路送至死区时间比较器,一路送往误差放大器的输入端。
死区时间比较器具有120mV的输入补偿电压,它限制了最小输出死区时间约等于锯齿波周期的4%,当输出端接地,最大输出占空比为96%,而输出端接参考电平时,占空比为48%。
当把死区时间控制输入端接上固定的电压(范围在0—3.3V之间)即能在输出脉冲上产生附加的死区时间。
脉冲宽度调制比较器为误差放大器调节输出脉宽提供了一个手段:当反馈电压从0.5V变化到3.5时,输出的脉冲宽度从被死区确定的最大导通百分比时间中下降到零。
TL494主要特征集成了全部的脉宽调制电路。
片内置线性锯齿波振荡器,外置振荡元件仅两个(一个电阻和一个电容)内置误差放大器。
内止5V 参考基准电压源。
可调整死区时间。
内置功率晶体管可提供500mA的驱动能力。
推或拉两种输出方式。
TL494外形图TL494引脚图TL494工作原理简述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: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。
参见图2。
TL494脉冲控制波形图控制信号由集成电路外部输入,一路送至死区时间比较器,一路送往误差放大器的输入端。
死区时间比较器具有120mV勺输入补偿电压,它限制了最小输出死区时间约等于锯齿波周期的4%,当输出端接地,最大输出占空比为96%,而输出端接参考电平时,占空比为48%。
当把死区时间控制输入端接上固定的电压(范围在0—之间)即能在输出脉冲上产生附加的死区时间。
脉冲宽度调制比较器为误差放大器调节输出脉宽提供了一个手段:当反馈电压从变化到时,输出的脉冲宽度从被死区确定的最大导通百分比时间中下降到零。
两个误差放大器具有从到()的共模输入范围,这可能从电源的输出电压和电流察觉得到。
误差放大器的输出端常处于高电平,它与脉冲宽度调制器的反相输入端进行“或”运算,正是这种电路结构,放大器只需最小的输出即可支配控制回路。
当比较器CT放电,一个正脉冲出现在死区比较器的输出端,受脉冲约束的双稳触发器进行计时,同时停止输出管Q1和Q2的工作。
若输出控制端连接到参考电压源,那么调制脉冲交替输出至两个输出晶体管,输出频率等于脉冲振荡器的一半。
如果工作于单端状态,且最大占空比小于50%时,输出驱动信号分别从晶体管Q1或Q2取得。
tl494调流原理小伙伴,今天咱们来唠唠TL494调流这个超有趣的事儿。
TL494呢,就像是一个特别聪明的小管家,在电路里管着电流的大小呢。
你想啊,电流就像一群调皮的小蚂蚁,有时候多了就会出乱子,有时候少了又不能让电器好好干活。
TL494就站出来说:“小电流们,得听我的,按规矩来。
”那它怎么做到调流的呢?这得从它的内部结构说起。
TL494里面有一些很神奇的电路部分。
它有两个误差放大器,这就好比是它的两个小耳朵,在时刻听着电流的动静。
一个误差放大器负责检测输出电压的情况,另一个呢就专门盯着电流。
当电流开始不安分,变大或者变小的时候,这个盯着电流的误差放大器就会感觉到。
比如说,要是电流突然变大了,就像一群小蚂蚁突然涌过来好多好多。
这个误差放大器就会发现,“这可不行,太多啦。
”然后它就会把这个情况告诉TL494的其他部分。
TL494还有一个很厉害的东西,就是它的脉宽调制器。
这就像是一个指挥棒。
当误差放大器发现电流不对劲的时候,就会给脉宽调制器发信号。
脉宽调制器就会改变它输出的脉冲宽度。
你可以把这个脉冲想象成一个个小盒子,电流就得按照这个小盒子的大小和频率来走。
如果电流太大了,脉宽调制器就把这个小盒子变窄一点,这样电流能通过的空间就小了,电流就不得不变小啦。
就好像把小蚂蚁们走的路变窄了,那一次能过去的小蚂蚁数量就少了。
而且哦,TL494还有一个内部的基准电压源。
这个基准电压源就像是一个标准尺子。
其他部分检测到的电流电压情况都要和这个标准尺子比一比。
要是电流对应的电压偏离了这个标准尺子的刻度,那就是有问题啦,就得调整。
比如说,如果电流大了,对应的电压就高了,和这个标准尺子一对比,就知道要让电流降下来。
在整个电路里,TL494周围还有一些其他的小零件在配合它。
像电阻和电容,它们就像是TL494的小助手。
电阻可以分担电压,电容可以储存电荷,它们一起帮助TL494更好地控制电流。
比如说,电容就像一个小水库,当电流不稳定的时候,它可以放出或者吸收一些电荷,来让电流变得平稳一些。
TL494电动车充电器原理与维修电动自行车充电器多采用开关电源,型号虽多,但电路结构大同小异,主要区别在于所选的脉宽调制(PWM)芯片不同如(UC3845、UC3842、SG3524、TL494)。
现以佳腾牌充电器为例,介绍其原理和故障检修方法。
一、电路原理根据实物测绘的佳腾牌充电器电路原理如图1所示。
整机可分为PWM产生和推动电路、功率开关变换电路、充电状态指示电路和交流输入电路四个部分。
图表11.PWM产生和推动电路PWM产生电路由IC1TL494和外围元件构成。
TL494是PWM开关电源集成电路。
引脚功能和内部框图如图2所示。
IC1的第5、6脚外接的C10、R19是定时元件,决定锯齿波振荡器的振荡频率,F=1.1/RC,按图中数值为50KHz。
第14脚是+5V基准电压输出端,除芯片内部使用外,还直接或分压后供第2、4、13脚和IC2使用。
第13脚为输出方式控制端,该脚接低电平时为单端输出方式,图中接第14脚+5V高电平,为双端输出方式。
第4脚为死区电压控制端,该脚电压决定死区时间。
电位升高,死区时间延长,输出脉宽变窄,当电压大于锯齿波电压时,输出脉宽将变得很窄,甚至停振。
凡输出端采用全桥或半桥式的开关电路,都要正确设置死区时间,以免两个开关管同时导通,发生电源短路的危险。
图中该脚电位由基准电压经R24和R20分压取得,实测电压为0.46V。
第1 、2脚和第16、15脚是IC1内部的两个电压比较器的正、反相输入端,分别用作充电电压取样和充电电流取样。
+44V 充电电压经R28、R27和R26分压反馈至第1脚。
C15是软启动电容。
第2脚电位由基准电压经R23和R3分压取得,实测为3.2V。
第1脚电压越高,输出脉宽越窄,充电电压越低;反之脉宽增宽,充电电压升高。
从而实现+44V充电电压的目的。
Ra是充电电压调试电阻,Ra和R26并联值越小,充电电压越高。
R29是脚充电电流取样电阻,由该电阻上取得的电压变化,经R13送入IC1的第15脚。
开关集成电路TL494引脚图TL494是美国德州仪器公司生产的一种电压驱动型脉宽调制控制集成电路,主要应用在各种开关电源中。
本文介绍它与相应的输入、输出电路等一起构成一个单回路控制器。
开关集成电路TL494内部原理图:1、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。
图1是它的管脚图,其中1、2脚是误差放大器I的同相和反相输入端;3脚是相位校正和增益控制;4脚为间歇期调理,其上加0~3.3V电压时可使截止时间从2%线怀变化到100%;5、6脚分别用于外接振荡电阻和振荡电容;7脚为接地端;8、9脚和11、10脚分别为TL494内部两个末级输出三极管集电极和发射极;12脚为电源供电端;13脚为输出控制端,该脚接地时为并联单端输出方式,接14脚时为推挽输出方式;14脚为5V基准电压输出端,最大输出电流10mA;15、16脚是误差放大器II的反相和同相输入端。
2、回路控制器工作原理回路控制器的方框图如图2所示。
被控制量(如压力、流量、温度等)通过传感器交换为0~5V的电信号,作为闭环回路的反馈信号,通过有源简单二阶低通滤波电路进行平滑、去除杂波干扰后送给TL494的误差放大器I的IN+同相输入端。
设定输入信号是由TL494的5V基准电压源经一精密多圈电位器分压,由电位器动端通过有源简单二阶低通滤波电路接入TL494的误差放大器I的IN-反相输入端。
反馈信号和设定信号通过TL494的误差放大器I进行比较放大,进而控制脉冲宽度,这个脉冲空度变化的输出又经过整流滤波电路及由集成运算放大器构成的隔离放大电路进行平滑和放大处理,输出一个与脉冲宽度成正比的、变化范围为0~10V的直流电压。
这个电压就是所需要的输出控制电压,用它去控制执行电路,及时调整被控制量,使被控制量始终与设定值保持一致,形成闭环单回路控制。
用TL494实现的单回路控制器的电路原理图如图3所示。
KA7500B,TL494中文资料--------------------------------------------------------------------------------KA7500B,TL494中文资料注意: TL494与KA7500B可以完全替换,以下将以TL494进行讲解.TL494内部结构,引脚图及典型应用电路TL494(ka7500b)是专用双端固定频的脉冲调制器件,下图是其TL494内部结构,引脚图及典型应用电路,它结合了全部方块图所需之功能,在切换式电源供给器里可单端式或双坡道式的输出控制。
应用电路请参考下图1,线性锯齿波振荡器乃为频率调整器件(frequency programmab le),在脚5与脚6连接两个外部元件RT与CT,既可获得所需之频率其频率可由下式计算图1 TL494(ka7500b)控制器的引脚图,内部结构典型应用电路TL494主要参数:power supply voitage 电源电压line regulation输入电压调节率load regulation 负载调整率outpot ripple输出纹波电压short circuit current短路电流efficiency 效率TL494工作原理分析输出脉波宽度调变之达成可借着在电容器CT端的正锯齿波形与两个控制信号中的任一个做比较而得之。
电路中的NOR闸可用来驱动输出三极管Q1与Q2,而且仅当正反器的时钟输入信号是在低准位时,此闸才会在有效状态,此种情况的发生也是仅当锯齿波电压大于控制信号电压的期间里。
当控制信号的振幅增加时,此时也会一致引起输出脉波宽度的线性减少。
如图2所示的波形图。
图2 TL494控制器时序波形图外部输入端的控制信号可输入至脚4的截止时间控制端,与脚1、2、15、16误差放大器的输入端,其输入端点的抵补电压为120mV,其可限制输出截止时间至最小值,大约为最初锯齿波周期时间的4%。
用TL494制作的ATXC开关电源控制电路图本开头电源控制电路采用TL494(有的电源采用KA7500B,其管脚功能与TL494相同,可互换)及LM339集成电路(以下简称494和339)。
494是双排16脚集成电路,工作电压7~40V。
它含有由{14}脚输出的+5V基准电源,输出电压为+5V(±0.05V),最大输出电流250mA;一个频率可调的锯齿波产生电路。
图1ATX电源的控制电路见图1。
控制电路采用TL494(有的电源采用KA7500B,其管脚功能与TL494相同,可互换)及LM339集成电路(以下简称494和339)。
494是双排16脚集成电路,工作电压7~40V。
它含有由{14}脚输出的+5V基准电源,输出电压为+5V(±0.05V),最大输出电流250mA;一个频率可调的锯齿波产生电路,振荡频率由{5}脚外接电容及{6}脚外接电阻来决定。
{13}脚为高电平时,由{8}脚及{11}脚输出双路反相(即推挽工作方式)的脉宽调制信号。
本例为此种工作方式,故将{13}脚与{14}脚相连接。
比较器是一种运算放大器,符号用三角形表示,它有一个同相输入端“+”;一个反相输入端“-”和一个输出端。
比较器同相端电平若高于反相端电平,则输出端输出高电平;反之输出低电平。
494内的比较放大器有四个,为叙述方便,在图1中用小写字母a、b、c、d来表示。
其中a是死区时间比较器。
因两个作逆变工作的三极管串联后接到+310V的直流电源上,若两个三极管同时导通,就会形成对直流电源的短路。
两个三极管同时导通可能发生在一个管子从截止转为导通,而另一个管子由导通转为截止的时候。
因为管子在转换时有时间的延迟,截止的管子已经转为导通了,但导通的管子尚未完全转为截止,于是两个管子都呈导通状态而形成对直流电源的短路。
为防止这样的事情发生,494设置了死区时间比较器a。
从图1可以看出,在比较器a的反相输入端串联了一个“电源”,正极接反相端,负极接494的{4}脚。
一市场上常见款式车载逆变器产品的主要指标输入电压:DC 10V~14.5V;输出电压:AC 200V~220V±10%;输出频率:%;输出功率:70W~150W;转换效率:大于85%;逆变工作频率:50Hz±530kHz~50kHz。
二常见车载逆变器产品的电路图及工作原理目前市场上销售量最大、最常见的车载逆变器的输出功率为70W-150W,逆变器电路中主要采用TL494或KA7500芯片为主的脉宽调制电路。
一款最常见的车载逆变器电路原理图见图1。
车载逆变器的整个电路大体上可分为两大部分,每部分各采用一只TL494或KA7500芯片组成控制电路,其中第一部分电路的作用是将汽车电瓶等提供的12V直流电,通过高频PWM(脉宽调制)开关电源技术转换成30kHz-50kHz、220V左右的交流电;第二部分电路的作用则是利用桥式整流、滤波、脉宽调制及开关功率输出等技术,将30kHz~50kHz、220V左右的交流电转换成50Hz、220V的交流电。
1.车载逆变器电路工作原理图1电路中,由芯片IC1及其外围电路、三极管VT1、VT3、MOS功率管VT2、VT4以及变压器T1组成12V直流变换为220V/50kHz交流的逆变电路。
由芯片IC2及其外围电路、三极管VT5、VT8、MOS功率管VT6、VT7、VT9、VT10以及220V/50kHz整流、滤波电路VD5-VD8、C12等共同组成220V/50kHz高频交流电变换为220V/50Hz工频交流电的转换电路,最后通过XAC插座输出220V/50Hz交流电供各种便携式电器使用。
图1中IC1、IC2采用了TL494CN(或KA7500C)芯片,构成车载逆变器的核心控制电路。
TL494CN是专用的双端式开关电源控制芯片,其尾缀字母CN表示芯片的封装外形为双列直插式塑封结构,工作温度范围为0℃-70℃,极限工作电源电压为7V~40V,最高工作频率为300kHz。
KA7500B,TL494中文资料--------------------------------------------------------------------------------KA7500B,TL494中文资料注意: TL494与KA7500B可以完全替换,以下将以TL494进行讲解.TL494内部结构,引脚图及典型应用电路TL494(ka7500b)是专用双端固定频的脉冲调制器件,下图是其TL494内部结构,引脚图及典型应用电路,它结合了全部方块图所需之功能,在切换式电源供给器里可单端式或双坡道式的输出控制。
应用电路请参考下图1,线性锯齿波振荡器乃为频率调整器件(frequency programmab le),在脚5与脚6连接两个外部元件RT与CT,既可获得所需之频率其频率可由下式计算图1 TL494(ka7500b)控制器的引脚图,内部结构典型应用电路TL494主要参数:power supply voitage 电源电压line regulation输入电压调节率load regulation 负载调整率outpot ripple输出纹波电压short circuit current短路电流efficiency 效率TL494工作原理分析输出脉波宽度调变之达成可借着在电容器CT端的正锯齿波形与两个控制信号中的任一个做比较而得之。
电路中的NOR闸可用来驱动输出三极管Q1与Q2,而且仅当正反器的时钟输入信号是在低准位时,此闸才会在有效状态,此种情况的发生也是仅当锯齿波电压大于控制信号电压的期间里。
当控制信号的振幅增加时,此时也会一致引起输出脉波宽度的线性减少。
如图2所示的波形图。
图2 TL494控制器时序波形图外部输入端的控制信号可输入至脚4的截止时间控制端,与脚1、2、15、16误差放大器的输入端,其输入端点的抵补电压为120mV,其可限制输出截止时间至最小值,大约为最初锯齿波周期时间的4%。
TL494PULSE-WIDTH-MODULATION CONTROL CIRCUITSFEATURES· Complete PWM Power-Control Circuitry· Uncommitted Outputs for 200-mA Sink or Source Current· Output Control Selects Single-Ended or Push-Pull Operation· Internal Circuitry Prohibits Double Pulse at Either Output· Variable Dead Time Provides Control Over Total Range· Internal Regulator Provides a Stable 5-V Reference Supply With 5% Tolerance· Circuit Architecture Allows Easy SynchronizationDESCRIPTIONThe TL494 incorporates all the functions required in the construction of a pulse-width-modulation (PWM) control circuit on a single chip. Designed primarily for power-supply control, this device offers the flexibility to tailor the power-supply control circuitry to a specific application.The TL494 contains two error amplifiers, an on-chip adjustable oscillator, a dead-time control (DTC) comparator, a pulse-steering control flip-flop, a 5-V, 5%-precision regulator, and output-control circuits.The error amplifiers exhibit a common-mode voltage range from –0.3 V to VCC –2 V. The dead-time control comparator has a fixed offset that provides approximately 5% dead time. The on-chip oscillator can be bypassed by terminating RT to the reference output and providing a sawtooth input to CT, or it can drive the common circuits in synchronous multiple-rail power supplies.The uncommitted output transistors provide either common-emitter or emitter-follower output capability. The TL494 provides for push-pull or single-ended output operation, which can be selected through the output-control function. The architecture of this device prohibits the possibility of either output being pulsed twice during push-pull operation.The TL494C is characterized for operation from 0°C to 70°C. The TL494I is characterized for operation from –40°C to 85°C.Electrical Characteristicsover recommended operating free-air temperature range, V cc =15V, f =10kHz(unless otherwise noted)APPLICATIONS INFORMATION DescriptionThe TL494 is a fixed –frequency pulse width modulation control circuit, incorporating the primary building blocks required for the control of a switching power supply. (See Figure 1.) An internal –linear sawtooth oscillator is frequency –programmable by two external components, RT and CT. The approximate oscillator frequency is determined by:f osc =TT C R ∙1.1 Output pulse width modulation is accomplished by comparison of the positive sawtooth waveformacross capacitor CT to either of two control signals. The NOR gates,which drive output transistors Q1 and Q2, are enabled only when the flip–flop clock–input line is in its low state. This happens only during that portion of time when the sawtooth voltage is greater than the control signals. Therefore, an increase in control–signal amplitude causes a corresponding linear decrease of output pulse width. (Refer to the Timing Diagram shown in Figure 2.)The control signals are external inputs that can be fed into the deadtime control, the error amplifier inputs, or the feedback input. The deadtime control comparator has an effective 120 mV input offset which limits the minimum output deadtime to approximately the first 4% of the sawtooth–cycle time. This would result in a maximum duty cycle on a given output of 96% with the output control grounded, and 48% with it connected to the reference line. Additional deadtime may be imposed on the output by setting the deadtime–control input to a fixed voltage, ranging between 0 V to 3.3 V.The pulse width modulator comparator provides a means for the error amplifiers to adjust the output pulse width from the maximum percent on–time, established by the deadtime control input, down to zero, as the voltage at the feedback pin varies from 0.5 V to 3.5 V. Both error amplifiers have a common mode input range from –0.3 V to (VCC –2V), and may be used to sense power–supply output voltage and current. The error–amplifier outputs are active high and are ORed together at the noninverting input of the pulse–width modulator comparator. With this configuration, the amplifier that demands minimum output on time, dominates control of the loop. When capacitor CT is discharged, a positive pulse is generated on the output of the deadtime comparator, which clocks the pulse–steering flip–flop and inhibits the output transistors, Q1 and Q2. With the output–control connected to the reference line, the pulse–steering flip–flop directs the modulated pulses to each of the two output transistors alternately for push–pull operation. The output frequency is equal to half that of the oscillator. Output drive can also be taken from Q1 or Q2, when single–ended operation with a maximum on–time of less than 50% is required. This is desirable when the output transformer has a ringback winding with a catch diode used for snubbing. When higher output–drive currents are required for single–ended operation, Q1 and Q2 may be connected in parallel, and the output–mode pin must be tied to ground to disable the flip–flop. The output frequency will now be equal to that of the oscillator.The TL494 has an internal 5.0 V reference capable of sourcing up to 10 mA of load current for external bias circuits.The reference has an internal accuracy of ±5.0% with a typical thermal drift of less than 50 mV over an operating temperature range of 0° to 70°C.TL494 脉宽调制控制电路特征完整的PWM(脉宽调制)电路有200mA不受限制的输出电流下降和输入电流下降输出可控,可选择单端或是推拉操作内部电流禁止在任意管脚输出双脉冲在所有范围内能够调整死区时间内部带5V参考电压,有5%的误差电路结构允许简单的同步说明TL494芯片集合了PWM所需的所有的控制电路。
TL494常应用于电源电路当中,在本站的文章中,除了本文TL494中文资料及应用电路,还有一个电路是应用了TL494资料的,具体的电路图,请参考本站文章:200W的ATX电源线路图,本文已经提供了比较丰富的TL494中文资料了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主要特征集成了全部的脉宽调制电路。
片内置线性锯齿波振荡器,外置振荡元件仅两个(一个电阻和一个电容)。
内置误差放大器。
内止5V参考基准电压源。
可调整死区时间。
内置功率晶体管可提供500mA的驱动能力。
推或拉两种输出方式。
TL494外形图TL494引脚图TL494工作原理简述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: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。
参见图2。
TL494脉冲控制波形图控制信号由集成电路外部输入,一路送至死区时间比较器,一路送往误差放大器的输入端。
死区时间比较器具有120mV的输入补偿电压,它限制了最小输出死区时间约等于锯齿波周期的4%,当输出端接地,最大输出占空比为96%,而输出端接参考电平时,占空比为48%。
当把死区时间控制输入端接上固定的电压(范围在0—3.3V之间)即能在输出脉冲上产生附加的死区时间。
脉冲宽度调制比较器为误差放大器调节输出脉宽提供了一个手段:当反馈电压从0.5V变化到3.5时,输出的脉冲宽度从被死区确定的最大导通百分比时间中下降到零。
基于tl494的可调恒流源电路控制电路的设计开关电源的功率主电路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、输出整流滤波电路组成。
主电路的设计首先要进行电路拓扑结构的选择,并结合电路参数的计算,设计出合理的方案。
由于篇幅原因,本文主要描述选用TLL494芯片的控制电路设计。
本系统脉宽控制芯片选用TLL494芯片。
TL494是美国德克萨斯仪器公司开发的一款高性能固定频率的电压驱动型PWM脉宽调制控制电路,具有功能完善、工作性能稳定、驱动能力强等优点。
它包含了控制开关电源所需的全部功能,可作为单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源的控制器。
TL494广泛于1000W以下的大功率开关电源中,它既可以驱动150W以下的单端式开关电源,也可以驱动300~1000W的桥式和半桥式电路。
现结合电路的工作特点,通过对电路要点的剖析,来阐述基于TL494芯片PWM控制电路检测的方法和技巧。
TL494的电路结构TL494是有16引脚双列直插式塑料封装集成芯片,集成了全部的脉宽调制电路,内置+5V参考基准电压源、欠压保护电路、线性锯齿波振荡器,外置振荡元件一个电阻RT和一个电容CT、脉宽调制比较器、死区时间比较器、触发器、两个误差放大器以及输出控制器等电路组成。
具有其工作频率可在1~300kHz之间任选且输出电压高达40V,输出电流为250mA。
输出方式有推拉或单端两种。
TL494的工作原理TL494的工作原理可简述为:当TL494的引脚5与引脚6接上电容与电阻后,集成在其内部的振荡器便使引脚5所接电容恒流充电和快速放电,在电容CT上形成锯齿波,该锯齿波同时加给死区时间控制比较器和PWM比较器,死区时间控制比较器按引脚4的引脚所设定的电平高低输出相应宽度的脉冲信号;另一方面在2#误差放大器输出的保护信号无效(为高电平时),比较器根据1#误差放大器输出的调节信号(或引脚3直接输入的电平信号)与锯齿波比较在输出形成相应的脉冲波,该脉冲波与死区时间控制比较器输出的脉冲相或后,一方面提供给触发器作为时间信号,同时提供给输出控制或非门,触发器按CK端的时钟信号,在与端输出相位互差π的PWM脉冲信号,若引脚13为高电平,则内部的两个与门输出的PWM脉冲信号,给信号经输出两个或非门与前述的信号或非后有输出功率放大的开关晶体管放大后输出;相反,当引脚13为低电平时,两个与门输出恒为低电平,所以两个或非门输出相同的脉冲信号。
汽车音响开关电源电路汽车已开始进入我国家庭,性能优越的大功率汽车音响越来越受到青睐。
以往汽车音响用电是直接取用12V铅蓄电池,这样汽车点火产生的脉冲及其它干扰便直接成为音响噪音的主要来源。
12V低电压单电源也使音响输出功率受到限制,功放电路也只能用OTL电路,频响特性较差。
随着元器件的发展和技术的进步,开关电源已完全能应用于汽车音响。
它能提供电压较高的双电源,并能抑制各种噪音的窜入,功放电路也采用OCL电路,使汽车音响效果真正上了档次,汽车音响应用开关电源符合技术发展的需要。
图1为汽车音响开关电源电路,该电路主要由两片集成电路TL494 和KIA358、驱动管Q702 和Q703、开关管M704~M709、变压器、输出整流器和滤波器等组成。
TL494是一个脉宽调制型开关电源集成控制器,其最大驱动电流为250mA,工作频率为1~300kHz,输出方式可选推挽或单端形式。
内部方框图如图2所示,详细资料参考TL494脉宽调制控制电路。
它主要由一个三角波振荡器、两个比较器CMP1和CMP2、两个误差放大器A1和A2、5V基准电压源、触发器及输出驱动器等组成。
三角波振荡频率由5、6脚外接Ct、Rt决定,振荡频率fosc=1.2/Rt×Ct,三角波振荡信号分别送到两比较器,即死区时间比较器和PWM比较器,两比较器输出到或门电路。
这样,只有当振荡信号电平幅值同时高于死区时间控制电平和误差输入电平时,或门输出电平才产生翻转。
脉冲输出受触发器和13脚输出方式控制,13脚接低电平时内部触发器失去作用。
本电路13脚接高电平(由14脚提供基准电压5V),输出两路脉冲分别受触发器Q和Q控制,经两或非门和推动管推挽输出,最大输出脉冲占空比为48%,频率为三角波振荡频率的一半。
死区时间由4脚电压来设定,范围为0~3.3V 之间。
误差放大器A1作为输出电压取样误差放大,结果通过PWM比较器控制脉宽使输出电压稳定。
误差放大器A2作为保护控制用,15脚接参考电压5V(由14脚提供),16脚为控制输入。
TL494降压电路实验报告班级:学生:小组成员:指导老师:时间:一、实验名称:DC/DC降压电路二、实验要求:1.掌握简单开关电源工作原理2。
掌握脉宽调制PWM控制模式3.进一步掌握制版、电路调制等技能.三、实验器材清单芯片:TL494一个;瓷片电容:0。
01uF、0.1 uF各一个;电解电容:470 uF、220 uF各一个;电阻:47Ω一个、1MΩ一个、150Ω两个、47KΩ两个、5。
1KΩ三个,0。
1Ω一个;电感:1.0mH一个;二极管FR157一个;PNP型三极管TIP42一个数字示波器、万用表、电源、电烙铁四、电路原理图五、电路工作原理1、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电阻R6和电容C4进行调节,其振荡频率计算公式为:f=1/(C4*R6) 电压反馈控制(稳压调节):1脚为电压反馈输入端,该脚通过一个5。
1K 电阻直接接到输出端。
2脚也是通过5.1k 电阻接到VREF 端(5v)输出电压=参考电压=5V电流反馈控制(限流保护):输出负段到地之间接了一个0。
1欧姆的电流采样电阻,该电阻电压被接入到16脚15脚电压=5V*150/(150+5100)= 0.143V限流电流=0。
143/0。
1=1。
43A。
当负载电流〉=1。
43A时,输出保护。
3脚所接的0.1u 电容及45K、1。
0M电阻是斜率补偿(为了增加电路的稳定性)。
输出控制:13脚为输出(方式)控制端。
该脚接地时为单端连接输出方式。
图中将8脚和11脚并联输出。
1)开关电源的工作频率电容C1、电阻R2决定,其关系为:f=1/(C2*R2)2)R10作为电流采集电阻3)芯片1端作为采样电压端由R9,C3构成4)D1作为限流二极管5)L1为储能电感当PWM信号为高电平时,三极管导通,电源电压Vin对储能电感L充电,此时由于二极管两端为反向电压,因此处于截止状态,从而导致负载电阻两端电压上升,当PWM信号为低电平时,三极管断开,此时二极管两端变为正向电压,处于导通状态,从而电感通过二极管放电.使得电感中的电能不断减小,负载两端电压逐渐下降,当三极管的导通频率足够高时,就能够使负载电阻两端输出电压的纹波幅度满足设计要求,从而保持输出电压的稳定.2、TL494内部结构图3、各管脚功能1、2脚是误差放大器的同相和反相输入端;3脚是相位校正和增益补偿端;4脚为死区事件控制端;5、6脚分别用于外接振荡电阻和振荡电容;7脚为接地端;8、9脚和11、10脚分别为TL494内部两个末级输出三极管集电极和发射极;12脚为电源端;13脚为输出控制端;14脚为5V基准电压输出端,最大输出电流10mA;15、16脚是误差放大器的反相和同相输入端。
一市场上常见款式车载逆变器产品的主要指标输入电压:DC 10V~14.5V;输出电压:AC 200V~220V±10%;输出频率:50Hz±5%;输出功率:70W~150W;转换效率:大于85%;逆变工作频率:30kHz~50kHz。
二常见车载逆变器产品的电路图及工作原理目前市场上销售量最大、最常见的车载逆变器的输出功率为70W-150W,逆变器电路中主要采用TL494或KA7500芯片为主的脉宽调制电路。
一款最常见的车载逆变器电路原理图见图1。
车载逆变器的整个电路大体上可分为两大部分,每部分各采用一只TL494或KA7500芯片组成控制电路,其中第一部分电路的作用是将汽车电瓶等提供的12V直流电,通过高频PWM(脉宽调制)开关电源技术转换成30kHz-50kHz、220V左右的交流电;第二部分电路的作用则是利用桥式整流、滤波、脉宽调制及开关功率输出等技术,将30kHz~50kHz、220V左右的交流电转换成50Hz、220V的交流电。
1.车载逆变器电路工作原理图1电路中,由芯片IC1及其外围电路、三极管VT1、VT3、MOS功率管VT2、VT4以及变压器T1组成12V直流变换为220V/50kHz交流的逆变电路。
由芯片IC2及其外围电路、三极管VT5、VT8、MOS功率管VT6、VT7、VT9、VT10以及220V/50kHz整流、滤波电路VD5-VD8、C12等共同组成220V/50kHz高频交流电变换为220V/50Hz工频交流电的转换电路,最后通过XAC插座输出220V/50Hz交流电供各种便携式电器使用。
图1中IC1、IC2采用了TL494CN(或KA7500C)芯片,构成车载逆变器的核心控制电路。
TL494CN是专用的双端式开关电源控制芯片,其尾缀字母CN表示芯片的封装外形为双列直插式塑封结构,工作温度范围为0℃-70℃,极限工作电源电压为7V~40V,最高工作频率为300kHz。
TL494脉宽调制控制电路 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:
主要特征 集成了全部的脉宽调制电路。 片内置线性锯齿波振荡器,外置振荡元件仅两个(一个电阻和一个电容)。 内置误差放大器。 内止5V参考基准电压源。 可调整死区时间。 内置功率晶体管可提供500mA的驱动能力。 推或拉两种输出方式。
工作原理简述 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:
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。参见图2。
控制信号由集成电路外部输入,一路送至死区时间比较器,一路送往误差放大器的输入端。死区时间比较器具有120mV的输入补偿电压,它限制了最小输出死区时间约等于锯齿波周期的4%,当输出端接地,最大输出占空比为96%,而输出端接参考电平时,占空比为48%。当把死区时间控制输入端接上固定的电压(范围在0—3.3V之间)即能在输出脉冲上产生附加的死区时间。 脉冲宽度调制比较器为误差放大器调节输出脉宽提供了一个手段:当反馈电压从0.5V变化到3.5时,输出的脉冲宽度从被死区确定的最大导通百分比时间中下降到零。两个误差放大器具有从-0.3V到(Vcc-2.0)的共模输入范围,这可能从电源的输出电压和电流察觉得到。误差放大器的输出端常处于高电平,它与脉冲宽度调制器的反相输入端进行“或”运算,正是这种电路结构,放大器只需最小的输出即可支配控制回路。
当比较器CT放电,一个正脉冲出现在死区比较器的输出端,受脉冲约束的双稳触发器进行计时,同时停止输出管Q1和Q2的工作。若输出控制端连接到参考电压源,那么调制脉冲交替输出至两个输出晶体管,输出频率等于脉冲振荡器的一半。如果工作于单端状态,且最大占空比小于50%时,输出驱动信号分别从晶体管Q1或Q2取得。输出变压器一个反馈绕组及二极管提供反馈电压。在单端工作模式下,当需要更高的驱动电流输出,亦可将Q1和Q2并联使用,这时,需将输出模式控制脚接地以关闭双稳触发器。这种状态下,输出的脉冲频率将等于振荡器的频率。
TL494内置一个5.0V的基准电压源,使用外置偏置电路时,可提供高达10mA的负载电流,在典型的0—70℃温度范围50mV温漂条件下,该基准电压源能提供±5%的精确度。
TL494的极限参数 名称 代号 极限值 单位 工作电压 Vcc 42 V 集电极输出电压 Vc1,Vc2 42 V 集电极输出电流 Ic1,Ic2 500 mA 放大器输入电压范围 VIR -0.3V—+42 V 功耗 PD 1000 mW 热阻 RθJA 80 ℃/W 工作结温 TJ 125 ℃ 工作环境温度 TL494B TL494C TL494I NCV494B TA -40—+125 0—+70 -40—+85 -40—+125 ℃
额定环境温度 TA 40 ℃ TL494 及其在半桥变换开关电源中应用情况
摘 要:介绍了电压驱动型脉宽调制器件TL494的脉宽调制特性,并对其在半桥变换开关电源中的应用情况做了分析。
关键词:电压驱动;脉宽调制;半桥变换;开关电源 TL494是美国德克萨斯州仪器公司生产的一种性能优良的电压驱动型脉宽调制器件,可作为单端式、推挽式、全桥式、半桥式开关电源控制器,被广泛应用于开关电源中,是开关电源的核心控制器件。TL494的输出三极管可接成共发射极及射极跟随2种方式,因而可以选择双端推挽输出或单端输出方式。在推挽输出方式时,他的两路驱动脉冲相差180°;而在单端方式时,其两路驱动脉冲为同步同相。TL494的3脚为脉宽调制补偿端,4脚为死区电平控制端,5脚和6脚为内部锯齿波振荡器的外界振荡电阻和振荡电容连接端。当在TL494的12脚和7脚接上直流辅助电源,并在他的6脚和5脚分别接上振荡电阻R和振荡电容C后,就可在他的5脚上得到一个振荡频率为:f=1.1/RC的锯齿波振荡电压VΔ;直流输入供电范围在7~40 V之间。 1 TL494的特点
(1)内置有5 V±5%的基准电源。 (2)末级输出级的最大电流可达250 mA。 (3)有死区时间可调控制端。 (4)可对他的锯齿波振荡器的工作状态执行外同步控制。 (5)末级输出可采用双端对称输出或单端输出的工作方式。
2 TL494的性能测试 (1)工作电压对各参数的影响,如表1所示。此时调频电容为9 nF,调频电阻为9 kΩ,调宽电压为2.5 V。
从表1可以看出,工作电压V的改变对输出脉冲的周期T及脉宽T1无影响,而脉冲的幅值F随着工作电压V的增加也逐步增大,工作电流I随电压的变化不是很大,其供电范围在7~40 V之间,而其工作频率可达300 kHz,可见TL494的可调性大。
(2)当TL494调频电容和电阻一定时,改变脉冲宽度,就会得到输出脉冲宽度不同的一系列脉冲,这样就会得到调宽电压与占空比的关系,如图1所示。从图1可以看出,当脉宽为周期的1/2时,效果最佳。 3 TL494的应用 TL494脉宽调制器件是目前微机电源中被广泛采用来构成其他激式直流开关电源的专用器件。在显示电源和其他开关电源的应用中也常被采用。在大功率直流开关电源中,为提高直流电源调整精度及易于完成各种自动保护控制功能,是直流开关电源中常用的脉宽调制器件,而且价格便宜。下面介绍一个TL494的应用电路。
该部分电路如图2所示,PWM脉宽调制电路和半桥式变换电路,输出端经全波整流输出电路合成构成开关稳压电源电路。 TL494接成双端输出形式,由TL494⑨,①0脚输出的脉冲经Q1~Q4组成的图腾柱式驱动电路进行缓冲,进一步提高驱动容性负载的能力,在由B1,B2隔离传送,形成2组驱动信号,分别驱动2个半桥变换器。调节RW 2可改变振荡频率,基准电压由RW 1调整加至TL494的①脚,这样通过调节频率和占空比可以得到不同的输出结果。如图3和图4所示,其中供电部分电压经可调变压器取为50 V。图3所示是在周期T一定而占空比可调时的结果。图4所示是占空比不变而周期T可调时的结果。
当周期一定,改变占空比时,输出电压也随着改变,基本上当占空比较大时,输出电压达到最大。而当占空比一定,周期改变时,输出电压随着周期的增大在逐渐减小,也就是在频率较大时输出电压较大。 4 结语
通过以上对电压驱动型脉宽调制器件TL494的介绍可知,该器件既可调频又可调脉宽,且其可调性强,工作区间大,可用他搭建不同的驱动电路。由他构成的半桥变换开关电源,体积小、重量轻,可应用于其他各个领域。 用TL494实现单回路控制器 [日期:2004-12-7] 来源:电子技术应用 作者:刘宝成 裴志利 [字体:大 中 小] 摘要:介绍了以电压驱动型脉宽调制控制集成电路TL494为核心元件并加上简单滤波电路及RC放电回路所构成的回路控制器。它能把脉冲宽度变化的信号转换成与脉冲宽度成正比变化的直流信号,进而实现闭环单回路控制。
关键词:脉宽调制 回路控制 低通滤波 TL494是美国德州仪器公司生产的一种电压驱动型脉宽调制控制集成电路,主要应用在各种开关电源中。本文介绍它与相应的输入、输出电路等一起构成一个单回路控制器。 1 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。图1是它的管脚图,其中1、2脚是误差放大器I的同相和反相输入端;3脚是相位校正和增益控制;4脚为间歇期调理,其上加0~3.3V电压时可使截止时间从2%线怀变化到100%;5、6脚分别用于外接振荡电阻和振荡电容;7脚为接地端;8、9脚和11、10脚分别为TL494内部两个末级输出三极管集电极和发射极;12脚为电源供电端;13脚为输出控制端,该脚接地时为并联单端输出方式,接14脚时为推挽输出方式;14脚为5V基准电压输出端,最大输出电流10mA;15、16脚是误差放大器II的反相和同相输入端。 2 回路控制器工作原理 回路控制器的方框图如图2所示。被控制量(如压力、流量、温度等)通过传感器交换为0~5V的电信号,作为闭环回路的反馈信号,通过有源简单二阶低通滤波电路进行平滑、去除杂波干扰后送给TL494的误差放大器I的IN+同相输入端。设定输入信号是由TL494的5V基准电压源经一精密多圈电位器分压,由电位器动端通过有源简单二阶低通滤波电路接入TL494的误差放大器I的IN-反相输入端。反馈信号和设定信号通过TL494的误差放大器I进行比较放大,进而控制脉冲宽度,这个脉冲空度变化的输出又经过整流滤波电路及由集成运算放大器构成的隔离放大电路进行平滑和放大处理,输出一个与脉冲宽度成正比的、变化范围为0~10V的直流电压。这个电压就是所需要的输出控制电压,用它去控制执行电路,及时调整被控制量,使被控制量始终与设定值保持一致,形成闭环单回路控制。 用TL494实现的单回路控制器的电路原理图如图3所示。 2.1 输入电路 两个运算放大器IC1A、IC1B都接成有源简单二阶低通滤电路,分别作为反馈信号输入和设定信号输入的处理电路。在电路设计上,两个输入电路采取完全对称的形式。将有源简单二阶低通滤波电路的截止频率fp设计为4Hz,根据有源简单二阶低通滤波电路中fp=0.37f0(f0为该滤波器的特征频率)选取C1与C2为1μF,然后算得R1与R2为16kΩ。这样可以滤除由于传感器距离较远输入引线过长而带来的高频杂波干扰和平滑传感器信号本身的波动,使加入到TL494的管脚1即误差放大器I同相输入端IN+的信号尽可能地平滑和相对稳定。在有源简单二阶低通滤波电路与误差放大器I同相输入端IN+之间接有10kΩ的限流隔离电阻。把TL494的14脚输出的5V基准电压源,用一3.3kΩ精密多圈电位器W1分压作为设定输入信号,通过与处理传感器反馈信号相同的电路,送入TL494的管脚2,即误差放大器I的反相输入端IN-端。实验中发现,R19、R20这两个限流隔离电阻必不可少。否则,TL494误差放大器I的两个输入端的电位将相互影响。另外,实验数据还表明,TL494误差放大器的两个输入端在低电压时跟踪的线性不大好,故这里将两个输入运算放大器的放大倍数取为2,以改善反馈信号与设定信号的跟踪线性。