IC TL494 adalah IC kontrol PWM serbaguna, yang dapat diterapkan dengan berbagai cara di sirkuit elektronik. Pada artikel ini kami membahas secara detail mengenai fungsi utama IC, dan juga cara menggunakannya di rangkaian praktis.

Gambaran umum

IC TL494 dirancang khusus untuk rangkaian aplikasi modulasi lebar pulsa chip tunggal. Perangkat ini terutama dibuat untuk sirkuit kontrol catu daya, yang dapat diukur secara efisien menggunakan IC ini.

Perangkat dilengkapi dengan osilator variabel built-in, tahap pengontrol waktu mati (DTC), a kontrol flip flop untuk pulse-steering, presisi Pengatur 5 V. , dua amp kesalahan, dan beberapa rangkaian buffer keluaran.

Penguat kesalahan menampilkan rentang tegangan mode umum dari - 0,3 V hingga VCC - 2V.

Kontrol waktu mati pembanding diatur dengan nilai offset tetap untuk memberikan kira-kira waktu mati 5% yang konstan.

Fungsi osilator on chip dapat diganti dengan menghubungkan pin RT # 14 dari IC dengan pin referensi # 14, dan secara eksternal memberikan sinyal gigi gergaji ke pin CT # 5. Fasilitas ini juga memungkinkan penggerak banyak IC TL494 yang secara sinkron memiliki rel catu daya berbeda.

Transistor keluaran di dalam chip yang memiliki keluaran mengambang diatur untuk menghasilkan a pemancar umum output atau fasilitas output pengikut-emitor.

Perangkat ini memungkinkan pengguna untuk mendapatkan tipe push-pull atau osilasi ujung tunggal di pin keluarannya dengan mengkonfigurasi pin # 13 secara tepat, yang merupakan pin fungsi kontrol-keluaran.

Sirkuit internal tidak memungkinkan output apa pun untuk menghasilkan pulsa ganda, sementara IC dihubungkan dengan fungsi dorong-tarik.

Fungsi dan Konfigurasi Pin

Diagram dan penjelasan berikut memberi kami informasi dasar mengenai fungsi pin untuk IC TL494.

Pin # 1 dan Pin # 2 (1 IN + dan 1IN-): Ini adalah non-inverting dan inverting masukan dari penguat kesalahan (op amp 1).
Pin # 16, Pin # 15 (1 IN + dan 1IN-): Seperti di atas, ini adalah non-inverting dan inverting masukan dari penguat kesalahan (op amp 2).
Pin # 8 dan Pin # 11 (C1, C2): Ini adalah keluaran 1 dan 2 dari IC yang terhubung dengan kolektor dari masing-masing transistor internal.
Pin # 5 (CT): Pin ini perlu dihubungkan dengan kapasitor eksternal untuk mengatur frekuensi osilator.
Pin # 6 (RT): Pin ini perlu dihubungkan dengan resistor eksternal untuk mengatur frekuensi osilator.
Pin # 4 (DTC): Ini adalah memasukkan dari op amp internal yang mengontrol operasi waktu mati dari IC.
Pin # 9 dan Pin # 10 (E1 dan E2): Ini adalah keluaran dari IC yang terhubung dengan pin emitor dari transistor internal.
Pin # 3 (Umpan Balik): Seperti namanya, ini memasukkan pin digunakan untuk mengintegrasikan dengan sinyal sampel keluaran untuk kontrol otomatis yang diinginkan dari sistem.
Pin # 7 (Ground): Pin ini adalah pin ground dari IC, yang perlu dihubungkan dengan 0 V dari sumber suplai.
Pin # 12 (VCC): Ini adalah pin suplai positif dari IC.
Pin # 13 (O / P CNTRL): Pin ini dapat dikonfigurasi untuk mengaktifkan output IC dalam mode push-pull atau mode tunggal berakhir.
Pin # 14 (REF): Ini keluaran pin memberikan output 5V konstan yang dapat digunakan untuk memperbaiki tegangan referensi untuk op amp yang error, dalam mode komparator.

Peringkat Maksimum Mutlak

(VCC) Tegangan Suplai Maksimum tidak melebihi = 41 V
(VI) Tegangan Maksimum pada pin input tidak melebihi = VCC + 0,3 V.
(VO) Tegangan keluaran maksimum pada kolektor transistor internal = 41 V.
(IO) Arus maksimum pada Kolektor transistor internal = 250 mA
Panas solder pin IC maksimum pada jarak 1,6 mm (1/16 inci) dari badan IC tidak melebihi 10 detik @ 260 ° C
Kisaran suhu penyimpanan Tstg = –65/150 ° C

Kondisi Operasi yang Direkomendasikan

Data berikut memberi Anda voltase dan arus yang disarankan yang dapat digunakan untuk mengoperasikan IC dalam kondisi aman dan efisien:

“7 segmen menampilkan tabel kebenaran k peta ”

Pasokan VCC: 7 V hingga 40 V.
VI Tegangan Input Amplifier: -0,3 V ke VCC - 2 V
VO Transistor Collector Voltage = 40, Arus Kolektor untuk setiap Transistor = 200 mA
Arus ke pin Umpan Balik: 0,3 mA
fOSC Oscillator rentang frekuensi: 1 kHz hingga 300 kHz
Nilai kapasitor timing Osilator CT: Antara 0,47 nF hingga 10000 nF
Nilai resistor timing Osilator RT: Antara 1,8 k hingga 500 k Ohm.

Diagram Tata Letak Internal

tata letak internal dan tahapan rangkaian IC TL494

Cara Menggunakan IC TL494

Dalam paragraf berikut kita mempelajari fungsi-fungsi penting dari IC TL494, dan cara menggunakannya di sirkuit PWM.

Gambaran: IC TL494 dirancang sedemikian rupa sehingga tidak hanya menampilkan sirkuit penting yang diperlukan untuk mengontrol catu daya switching, tetapi juga mengatasi beberapa kesulitan mendasar dan meminimalkan kebutuhan tahapan sirkuit tambahan yang diperlukan dalam keseluruhan struktur.

TL494 pada dasarnya adalah rangkaian kontrol PWM (pulse-width-modulation) frekuensi tetap.

Fungsi modulasi pulsa keluaran dicapai ketika osilator internal membandingkan bentuk gelombang gigi gergaji melalui kapasitor timing (CT) dengan kedua pasang sinyal kontrol.

Tahap keluaran toggled pada periode ketika tegangan gigi gergaji lebih tinggi dari sinyal kontrol tegangan.

Ketika sinyal kontrol meningkat, waktu ketika input gigi gergaji lebih tinggi berkurang akibatnya, panjang pulsa output berkurang.

Flip-flop penggerak pulsa secara bergantian memandu pulsa termodulasi ke masing-masing dari dua transistor keluaran.

Regulator Referensi 5-V

TL494 membuat referensi internal 5 V yang diumpankan ke pin REF.

Referensi internal ini membantu mengembangkan referensi konstan yang stabil, yang bertindak seperti pra-regulator untuk memastikan pasokan yang stabil. Referensi ini kemudian andal digunakan untuk memberi daya pada berbagai tahapan internal IC seperti kontrol output logika, kemudi pulsa flip flop, osilator, komparator kontrol waktu mati, dan komparator PWM.

Osilator

Osilator menghasilkan bentuk gelombang gigi gergaji positif untuk waktu mati dan pembanding PWM sehingga tahapan ini dapat menganalisis berbagai sinyal input kontrol.

RT dan CT-lah yang bertanggung jawab untuk menentukan frekuensi osilator dan dengan demikian dapat diprogram secara eksternal.

Bentuk gelombang gigi gergaji yang dihasilkan oleh osilator mengisi CT kapasitor timing eksternal dengan arus konstan, ditentukan oleh resistor pelengkap RT.

Ini menghasilkan pembuatan bentuk gelombang tegangan ramp linier. Setiap kali tegangan di CT mencapai 3 V, osilator dengan cepat melepaskannya, yang kemudian memulai kembali siklus pengisian. Arus untuk siklus pengisian ini dihitung melalui rumus:

Biaya = 3 V / RT --------------- (1)

Periode bentuk gelombang gigi gergaji diberikan oleh:

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

Frekuensi osilator ditentukan dengan menggunakan rumus:

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

Namun, frekuensi osilator ini akan kompatibel dengan frekuensi keluaran saat keluaran dikonfigurasi sebagai ujung tunggal. Ketika dikonfigurasi dalam mode push-pull, frekuensi keluaran akan menjadi 1/2 dari frekuensi osilator.

Oleh karena itu, untuk output ujung tunggal persamaan di atas no 3 dapat digunakan.

Untuk aplikasi push pull, rumusnya adalah:

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

Kontrol Waktu Mati

Pengaturan pin waktu mati mengatur waktu mati minimum ( off periode antara dua output ).

Dalam fungsi ini ketika tegangan pada pin DTC melebihi tegangan ramp dari osilator, memaksa komparator keluaran untuk mematikan transistor Q1 dan Q2.

IC memiliki tingkat offset yang disetel secara internal sebesar 110 mV yang menjamin waktu mati minimum sekitar 3% saat pin DTC dihubungkan dengan saluran arde.

Respons waktu mati dapat ditingkatkan dengan menerapkan tegangan eksternal ke pin DTC # 4. Ini memungkinkan untuk memiliki kontrol linier atas fungsi waktu mati dari default 3% hingga maksimum 100%, melalui input variabel 0 hingga 3,3 V.

“diagram sirkuit mesin las buatan sendiri ”

Jika kontrol jarak penuh digunakan, kaleng keluaran IC dapat diatur melalui tegangan eksternal tanpa mengganggu konfigurasi penguat kesalahan.

Fitur waktu mati dapat digunakan dalam situasi di mana kontrol tambahan dari siklus tugas keluaran menjadi diperlukan.

Tetapi agar berfungsi dengan baik, harus dipastikan bahwa input ini diakhiri ke level tegangan atau ke ground dan tidak boleh dibiarkan mengambang.

Penguat Kesalahan

Dua penguat kesalahan pada IC memiliki penguatan tinggi, dan bias melalui rel suplai IC VI. Ini memungkinkan kisaran input mode-umum dari -0,3 V hingga VI - 2 V.

Kedua penguat kesalahan secara internal diatur untuk bekerja seperti penguat catu daya tunggal ujung, di mana setiap keluaran hanya memiliki kemampuan aktif-tinggi. Karena kemampuan ini, amplifier dapat diaktifkan secara independen untuk memenuhi permintaan PWM yang menyempit.

Karena output dari dua amp kesalahan terikat seperti ATAU gerbang dengan simpul input dari komparator PWM, penguat yang dapat bekerja dengan pulsa minimum keluar mendominasi.

Penguat memiliki keluaran bias dengan sink arus rendah sehingga keluaran IC memastikan PWM maksimum ketika penguat kesalahan berada dalam mode non-fungsional.

Input Kontrol Keluaran

Pin IC ini dapat dikonfigurasi untuk memungkinkan output IC bekerja dalam mode ujung tunggal yang kedua output berosilasi secara paralel atau dengan cara dorong tarik menghasilkan output berosilasi bergantian.

Pin kontrol-keluaran bekerja secara tidak serempak, memungkinkannya untuk memiliki kendali langsung atas keluaran IC, tanpa mempengaruhi tahap osilator internal atau tahap kemudi-pulsa flip flop.

Pin ini biasanya dikonfigurasi dengan parameter tetap sesuai spesifikasi aplikasi. Misalnya, jika keluaran IC dimaksudkan untuk bekerja secara paralel atau ujung tunggal, pin kontrol keluaran dihubungkan dengan saluran arde secara permanen. Karena ini tahap pulse-steering di dalam IC dinonaktifkan dan flip flop alternatif berhenti di pin output.

Juga, dalam mode ini pulsa yang tiba di kontrol waktu mati dan komparator PWM dibawa bersama oleh kedua transistor keluaran, memungkinkan keluaran untuk ON / OFF secara paralel.

Untuk mendapatkan operasi output push pull, pin kontrol-output hanya perlu dihubungkan ke pin referensi output (REF) + 5V pada IC. Dalam kondisi ini, masing-masing transistor keluaran ON secara bergantian melalui tahap pulse-steering flip-flop.

Transistor Keluaran

Seperti dapat dilihat pada diagram kedua dari atas, chip terdiri dari dua transistor keluaran, yang memiliki terminal pemancar dan pengumpul yang tidak terikat.

Kedua terminal terapung ini memiliki rating tenggelam (take in) atau source (give out) hingga arus 200 mA.

Titik jenuh transistor kurang dari 1,3 V ketika dikonfigurasi dalam mode pemancar-umum, dan kurang dari 2,5 V dalam mode pemancar-umum. kolektor umum mode.

Mereka dilindungi secara internal dari korsleting dan arus berlebih.

Sirkuit Aplikasi

Seperti dijelaskan di atas, TL494 terutama merupakan IC pengontrol PWM, oleh karena itu rangkaian aplikasi utama sebagian besar adalah rangkaian berbasis PWM.

Beberapa rangkaian contoh dibahas di bawah ini, yang dapat dimodifikasi dengan berbagai cara sesuai kebutuhan individu.

Pengisi Daya Tenaga Surya menggunakan TL494

Desain berikut menunjukkan bagaimana TL494 dapat dikonfigurasi secara efektif untuk membuat catu daya buck switching 5-V / 10-A.

Dalam konfigurasi ini output bekerja dalam mode paralel, dan oleh karena itu kita dapat melihat pin kontrol-output # 13 terhubung ke ground.

Kedua error amp juga digunakan dengan sangat efisien di sini. Satu penguat kesalahan mengontrol umpan balik tegangan melalui R8 / R9 dan menjaga keluaran konstan pada laju yang diinginkan (5V)

Penguat kesalahan kedua digunakan untuk mengontrol arus maksimum melalui R13.

tegangan konstan, pengontrol PWM arus konstan menggunakan TL494

Inverter TL494

Berikut rangkaian inverter klasik yang dibangun di sekitar IC TL494. Dalam contoh ini, keluaran dikonfigurasi untuk bekerja dengan cara dorong-tarik, dan oleh karena itu pin kontrol keluaran di sini terhubung dengan referensi + 5V, yang diperoleh dari pin # 14. Bagian pertama dari pin juga dikonfigurasi persis seperti yang dijelaskan dalam lembar data di atas.

Kesimpulan

IC TL494 adalah IC kontrol PWM dengan fasilitas kontrol keluaran dan umpan balik yang sangat akurat memastikan kontrol pulsa yang ideal untuk aplikasi rangkaian PWM yang diinginkan.

Ini mirip dengan SG3525 dalam banyak hal, dan dapat digunakan sebagai pengganti yang efektif, meskipun nomor pin dapat berbeda dan tidak sepenuhnya kompatibel.