TL494CN: електрическа схема, описание на английски, конверторна схема

Превключване на захранващите устройства

производители

Счита се, че микросистемата принадлежи към списъка на най-широко разпространените и широко използвани интегрални електронни схеми. Предшественикът е серия от UC38xx PWM контролери от Unitrode. През 1999 г. фирмата е закупена от Texas Instruments, а оттогава и развитието на линията на тези контролери, довели до създаването им в началото на 2000-те. микрочипни серии TL494. Освен вече споменатите по-горе UPS, те могат да бъдат намерени в постоянен регулатор на напрежение, контролируем задвижка, в софтстартери - накратко, където и да се използва за контрол PWM.

Сред компаниите, които са клонирали този чип, има такива световно известни марки като Motorola, Inc, International Rectifier, Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor. Всички те дават подробно описание на продуктите си, т.нар. TL494CN лист.

документация

Анализът на описанията на вида микросистема, разглеждан от различни производители, показва практическата идентичност на неговите характеристики. Обемът на информацията, предоставена от различни фирми, е практически еднакъв. Освен това, TL494CN листа с данни от марки като Motorola, Inc и ON Semiconductor се повтарят взаимно в своята структура, като се имат предвид цифрите, таблиците и графиките. Донякъде различна от тях е представянето на материала от Texas Instruments, но ако внимателно го изучавате, става ясно, че се има предвид идентичен продукт.

Цел на TL494CN

Описанието на традиционното му начало започва с назначаването и списъка на вътрешните устройства. Това е PWM контролер с фиксирана честота, предназначен главно за използване в UPS и съдържащ следните устройства:

• генератор на напрежение на резачки (GPN);
• усилватели на грешки;
• източникът на еталонното напрежение + 5 V;
• схема за настройка на мъртво време;
• изходни транзисторни превключватели за токове до 500 mA;
• схема за избор на едно- или двутактова работа.

Ограничаване на параметрите

Както и при всеки друг чип, описанието на TL494CN трябва да съдържа списък с максимално допустими характеристики. Ще ги предоставим на базата на данните на Motorola, Inc.:

1. Захранване: 42 V.
2. Напрежение в колектора на изходния транзистор: 42 V.
3. Колекторен ток на изходния транзистор: 500 mA.
4. Размер на входното напрежение на усилвателя: от -0,3 V до +42 V.
5. Разсейването на мощността (при т< 45 ° С): 1000 mW.
6. Температура на съхранение: -55 до + 125 ° C
7. Работен обхват на температурата на околната среда: 0 до + 70 ° С.

Трябва да се отбележи, че параметър 7 за TL494IN е малко по-широк: -25 до +85 ° C.

Изграждане на TL494CN

Описанието на заключенията на нейния корпус на руски език е дадено на фигурата по-долу.

Чипът се поставя в пластмаса (както е посочено от буквата N в края на обозначението) 16-пинов пакет с терминали тип pdp.

Неговият външен вид е показан на снимката по-долу.

TL494CN: Функционална диаграма

Така че, задачата на този чип е Pulse Width Modulated (PWM) импулсно напрежение, генерирано в регулирани и нерегулирани UPS. захранващи блокове от първи тип на пулса гама продължителност на обикновено достига максималната възможна стойност (~ 48% за всеки изход в лицеви издърпайте веригата, е широко използвана за захранване на автомобилни аудио усилватели).

TL494CN чип има общо шест терминали за изходни сигнали, четири от тях (1, 2, 15, 16) са вътрешни входове на усилватели за грешки, които се използват за защита на прозорци от настоящите и потенциални претоварванията. Свържи се с № 4 - е входния сигнал от 0 до 3 V за коригиране на съотношението дълг на правоъгълни изходните импулси и № 3 е на изхода на компаратора и може да се използва по няколко начина. Друга 4 (номера 8, 9, 10, 11) са безплатни колектори и емитери на транзистори с максимално допустима натоварване ток от 250 mA (с непрекъснат режим на работа не повече от 200 mA). Те могат да бъдат свързани по двойки (9 от 10 и 8 от 11), за да контролират мощното поле транзистори (MOSFETs) с максимален допустим ток от 500 mA (не повече от 400 mA в непрекъснат режим).

Какво представлява вътрешното устройство TL494CN? Диаграмата е показана на фигурата по-долу.

Чипът има вградено референтно напрежение (+5 V) (№ 14). Той обикновено се използва като еталонно напрежение (в рамките на ± 1%), приложена към входните вериги, които консумират по-малко от 10 mA, например, на терминал 13 избиране едно- или двутактов режим на работа вериги: присъствието на него 5 избран втори режим , ако там е минус захранващото напрежение - първото.

За да конфигурирате честота генератор Напречното напрежение (GPN) използва кондензатор и резистор, свързани съответно с щифтове 5 и 6. И, разбира се, микроциркулацията има проводници за свързване плюс и минус захранването (номера 12 и 7 съответно) в диапазона от 7 до 42 V.

От диаграмата може да се види, че в TL494CN има няколко вътрешни устройства. Описанието в руски език на тяхната функционална цел ще бъде дадено по-долу в хода на представянето на материала.

Изходни функции на входните сигнали

Както всяко друго електронно устройство. разглежданата микросистема има своите входове и изходи. Ще започнем с първото. Списъкът на тези заключения на TL494CN вече е посочен по-горе. Описанието в руски език на тяхната функционална цел ще бъде допълнително обяснено с подробни обяснения.

Заключение 1

Това е положителният (неинвертиращ) вход на усилвателя на сигнала на грешка 1. Ако напрежението върху него е по-ниско от напрежението на щифт 2, изходът на усилвател за грешка 1 ще бъде нисък. Ако е по-висока, отколкото при щифт 2, сигналът на усилвателя за грешка 1 става висок. Изходът на усилвателя по същество повтаря положителния вход, използвайки щифт 2 за справка. Функциите на усилвателите на грешки ще бъдат описани по-подробно по-долу.

Заключение 2

Това е отрицателният (инвертиращ) вход на сигналния усилвател на грешка 1. Ако този щифт е по-висок от щифт 1, изходът на усилвател за грешка 1 ще бъде нисък. Ако напрежението на този щифт е по-ниско от напрежението на щифт 1, изходът на усилвателя ще бъде висок.

Заключение 15

Работи точно като No 2. Често в TL494CN не се използва вторият усилвател на грешки. Цикълът на включването му в този случай съдържа изход 15, който е свързан само към 14-то (референтно напрежение +5 V).

Заключение 16

Работи по същия начин като номер 1. Обикновено се свързва с общия номер 7, когато не се използва вторият усилвател на грешки. С щифт 15, свързан към +5 V и № 16, свързан към общия, изходът на втория усилвател е нисък и следователно няма ефект върху работата на чипа.

Заключение 3

Този контакт и всеки вътрешен усилвател TL494CN са взаимосвързани чрез диоди. Ако сигналът на изхода на някоя от тях се промени от нисък на висок, тогава при номер 3 той също се издига високо. Когато сигналът на този щифт надвиши 3.3V, изходните импулси се изключват (нулев цикъл на работа). Когато напрежението върху него е близо до 0 V, продължителността на импулса е максимална. Между 0 и 3.3 V, ширината на импулса е между 50% и 0% (за всеки от изходите на контролера на PWM - на щифтовете 9 и 10 на повечето устройства).

Ако е необходимо, контакт 3 може да се използва като входен сигнал или може да се използва за осигуряване на отслабване на скоростта на промяна на ширината на импулса. Ако напрежението върху него е високо (> ~ 3.5V), няма начин да стартирате UPS на PWM контролера (няма да има импулси от него).

Заключение 4

Той контролира обхвата на Dead-Time Control. Ако напрежението върху него е близо до 0 V, микроциркулацията ще може да изведе както минималната възможна така и максималната ширина на импулса (която е зададена от други входни сигнали). Ако изходното напрежение е около 1,5 V, ширината на изходния импулс ще бъде ограничено до 50% от максималната ширина (или ~ 25% работен цикъл за режим PWM контролер пуш-пул). Ако напрежението е високо (> ~ 3.5V), няма начин да стартирате UPS на TL494CN. Схемата за включването му често съдържа номер 4, свързана директно с земята.

• Важно е да запомните! Сигналът на клеми 3 и 4 трябва да бъде под ~ 3.3 V. А какво ще стане, ако е близо до + 5V? Как тогава ще се държи TL494CN? Веригата на преобразувателя на напрежение няма да генерира импулси, т.е. няма да има изходно напрежение от UPS.

Заключение 5

Той служи за свързване на отнемащия време кондензатор Ct, като вторият му контакт е свързан към земята. Стойностите на капацитета обикновено са от 0,01 mu-F до 0,1 ц-F. Промените в стойността на този компонент водят до промяна в честотата на GPN и на изходните импулси на PWM контролера. Като правило се използват висококачествени кондензатори с много нисък температурен коефициент (с много малка промяна на капацитета с промяна на температурата).

Заключение 6

За да свържете ретсора Rt, който отнема време, като вторият му контакт е свързан към земята. Стойностите на Rt и Ct определят честотата на GPN.

• f = 1,1: (Rt х Ct).

Заключение 7

Той е свързан към общия проводник на веригата на устройството на PWM контролера.

Заключение 12

Маркира се с букви VCC. За него се присъединява към "плюс" захранващото устройство TL494CN. Цикълът на включването му обикновено съдържа номер 12, свързан към превключвателя на източника на захранване. Много UPS използват този изход, за да включат захранването (и самия UPS) и да го изключат. Ако има +12 V и 7 е заземен, GPN и ION чиповете ще работят.

Заключение 13

Това е въвеждане на режима. Неговото функциониране е описано по-горе.

Функции на изходните щифтове

По-горе те бяха изброени за TL494CN. Описанието в руски език на тяхната функционална цел ще бъде дадено по-долу с подробни обяснения.

Заключение 8

На този чип има 2 npn-транзистори, които са негови изходни ключове. Този изход е колектор на транзистор 1, обикновено свързан към източник на постоянно напрежение (12 V). Въпреки това, на някои устройства, тя се използва като изход, и можете да видите меандър на него (както в № 11).

Заключение 9

Това е емитер на транзистор 1. Той контролира мощен транзисторен UPS (поле в повечето случаи) в push-pull схема или директно, или чрез междинен транзистор.

Заключение 10

Това емитер на транзистора 2. В операцията по един цокъл сигнал е същият, както в № 9. режим сигнали двутактови №№ 9 и 10 в antiphase, т. Е. При високо ниво на сигнала, от друга страна тя е ниска, и обратното. В повечето устройства изходните сигнали от източници на емисии на транзистор комутатори, контролирани от мощни чипове считат полевите транзистори забити в състояние ВКЛЮЧЕН, когато напрежението на клемите 9 и 10 е висока (над ~ 3.5 V, но това не се отнася до нивото на 3.3 V при № № 3 и 4).

Заключение 11

Това е колектора на транзистор 2, обикновено свързан към източник на директно напрежение (+12 V).

• забележка: В устройствата на TL494CN, схемата на включването му може да съдържа като изходи на PWM контролера като колектори, но емитери на транзистори 1 и 2, въпреки че вторият вариант се среща по-често. Има обаче опции, когато точно контактите 8 и 11 са изходи. Ако откриете малък трансформатор във веригата между микроциркулацията и FET, изходният сигнал най-вероятно ще бъде взет от тях (от колекторите).

Заключение 14

Това е изходът от ION, също описан по-горе.

Принцип на действие

Как функционира TL494CN? Редът на работата му ще бъде определен въз основа на Motorola, Inc. Импулсният изход с модулация на ширината се постига чрез сравняване на положителния сигнал от решетката от кондензатора Ct към който и да е от двата управляващи сигнали. Логическите схеми NOR-NOT контролни изходни транзистори Q1 и Q2, отварят ги само когато сигналът на часовия вход (C1) на спусъка (виж функционалния блок TL494CN) отива на ниско ниво.

По този начин, ако входът C1 се задейства логически, тогава изходните транзистори се затварят и в двата режима на работа: едноцикличен и двутактов. Ако има сигнал на този вход часовник честота, след това в режим "натискане на дръпнете" транзисторните превключватели се отварят на свой ред от пристигането на изключването на часовниковия импулс към спусъка. В режим с един цикъл спусъка не се използва и двата изходни бутона се отварят синхронно.

Това отворено състояние (и в двата режима) е възможно само в тази част от периода на GPN, когато напрежението на режещия винт е по-голямо от контролните сигнали. По този начин увеличаването или намаляването на величината на управляващия сигнал предизвиква линейно увеличаване или намаляване на ширината на импулсите на напрежението съответно на изходите на микрочипа.

Като контролни сигнали може да се използва напрежението от щифт 4 (мъртъв контрол), входовете на усилвателите на грешки или входа на сигнала за обратна връзка от щифт 3.

Първите стъпки за работа с чипа

Преди да използвате всяко полезно устройство, препоръчваме да проучите как функционира TL494CN. Как да тествате ефективността му?

Вземете своя платформа за развитие, инсталирайте IC и го свържете според схемата по-долу.

Ако всичко е свързано правилно, веригата ще работи. Не оставяйте заключенията 3 и 4 свободни. Използвайте своя осцилоскоп, за да проверите функционирането на GPN - на щифт 6 трябва да видите напрежение на резачка. Резултатите ще бъдат нула. Как да определите ефективността им в TL494CN. Тя може да се провери както следва:

1. Свържете изхода за обратна връзка (№ 3) и изхода за мъртво време (№ 4) към общия извод (№ 7).
2. Сега трябва да откриете правоъгълните импулси на изходите на чипа.

Как да се засили изходния сигнал?

Изходът на TL494CN е доста нисък, а вие, разбира се, искате повече мощност. Така че, трябва да добавим няколко мощни транзистора. Най-лесният за използване (и много лесен за получаване - от дънната платка на стария компютър) n-канален мощност MOSFETs. В този случай трябва да обърнем изхода на TL494CN, тъй като ако свържем n-канален MOSFET към него, тогава при липса на импулс на изхода на чипа той ще бъде отворен за потока на постоянен ток. В този случай, MOS транзистор може просто да изгори helip.Така ние получаваме универсален NPN транзистор и го свържете според диаграмата по-долу.

Мощният MOSFET в тази схема се управлява в пасивен режим. Това не е много добро, но за целите на теста и ниската мощност е съвсем подходящо. R1 във веригата е товарът на NPN транзистор. Изберете го според максимално допустимия ток на неговия колектор. R2 е натоварването на нашата мощност каскада. В следващите експерименти той ще бъде заменен с трансформатор.

Ако сега виждаме осцилоскоп сигнал на ПИН 6 на чипа, ще видите "видях". На номер 8 (K1), все още могат да се видят правоъгълни импулси, докато MOS транзисторът има същите импулси със същата форма, но по-големи.

И как да се повиши изходното напрежение?

Сега нека да получим малко напрежение с TL494CN. Използваната диаграма на окабеляването и окабеляването е една и съща - на шкафа. Разбира се, там не е достатъчно високо напрежение върху него, особено, тъй като няма никакъв радиатор на мощност MOSFETs. И все пак, свържете малък трансформатор към изходния етап, съгласно тази схема.

Първичната намотка на трансформатора съдържа 10 оборота. Вторичната намотка съдържа около 100 завъртания. Така, коефициентът на преобразуване е 10. Ако приложите 10V към първичната намотка, трябва да получите около 100 V на изхода. Ядрото е направено от ферит. Можете да използвате някои средно големи сърцевини от трансформатора за захранване на компютъра.

Бъдете внимателни, изходът на трансформатора е под високо напрежение. Токът е много нисък и няма да те убие. Но можете да получите добър удар. Друга опасност - ако инсталирате голям кондензатор на изхода, той ще натрупа голяма такса. Следователно, след изключване на веригата, тя трябва да бъде разредена.

На изхода на схемата можете да включите индикатора като електрическа крушка, както е показано на снимката по-долу. Той работи на постоянно напрежение и има нужда от около 160 V, за да светне. (Силата на цялото устройство е около 15 V - порядък по-нисък.)

Веригата с трансформаторна мощност е широко използвана във всеки UPS, включително и захранващи устройства за компютър. При тези устройства първият трансформатор е свързан чрез транзисторни ключове към изходите на PWM контролера, галванична изолация ниско напрежение част от веригата, включително TL494CN, от нейната част с високо напрежение, съдържаща трансформатор за мрежово напрежение.

Регулатор на напрежението

Обикновено, при самостоятелно направени малки електронни устройства, захранването се осигурява от типичен PC UPS, изпълняван на TL494CN. Схемата за включване на PSU на компютъра е добре известна и самите блокове са лесно достъпни, тъй като милиони стари персонални компютри се унищожават или продават ежегодно за резервни части. Но като правило, тези UPS произвеждат напрежение не по-високо от 12 V. Това е твърде малко за честотно управлявано задвижване. Разбира се, може да се опитате да използвате компютър с високо напрежение за 25 V, но ще бъде трудно да се намери и твърде много енергия ще се разсее при напрежение от 5 V в логическите елементи.

Въпреки това, на TL494 (или аналози), можете да изградите всяка верига с изход за увеличена мощност и напрежение. Използвайки типични части от PC UPS и мощни MOSFET от дънната платка, е възможно да се изгради PWM регулатор на напрежението на TL494CN. Охладителната верига на преобразувателя е показана на фигурата по-долу.

На него можете да видите схемата за включване на чипа и изходната сцена на два транзистора: универсална npn- и мощна MOS.

Основните части: T1, Q1, L1, D1. Биполярно T1 се използва за управление на мощен MOSFET свързан по опростен начин, т.нар. "Пасивен". L1 е индуктивна дроселова клапа от стария принтер HP (около 50 оборота, височина 1 см, ширина 0,5 см с намотки, отворена дроселова клапа). D1 е Шотки диод от друго устройство. TL494 е свързан по алтернативен начин с горното, въпреки че всеки от тях може да бъде използван.

C8 е кондензатор с нисък капацитет, за да се предотврати шума на входа на грешка усилвател, стойността на 0.01uF ще бъде повече или по-малко нормално. Големите стойности ще забавят настройката на необходимото напрежение.

C6 е още по-малък кондензатор, който се използва за филтриране на високочестотен шум. Капацитетът му е до няколко стотин пикофарда.