TL494CN: vezalni načrt, opis v angleščini, pretvornik vezje

Preklapljanje napajalnikov

Proizvajalci

Upoštevano mikrovezje spada na seznam najbolj razširjenih in široko uporabljenih integriranih elektronskih vezij. Njegov predhodnik je bil serija kontrolerjev UC38xx PWM iz Unitrode. Podjetje Texas Instruments je leta 1999 kupilo to podjetje in od takrat razvilo linijo teh kontrolorjev, kar je pripeljalo do nastanka v začetku leta 2000. serija mikrovezij TL494. Poleg že omenjeno UPS, lahko jih je mogoče najti v nenehnem regulator napetosti, kontroliranim pogona, v mehkih predjed - skratka, povsod, kjer se uporablja nadzor PWM.

Med podjetji, ki so klonirali ta čip, obstajajo svetovno znane blagovne znamke, kot so Motorola, Inc, International Rectifier, Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor. Vsi od njih dajo podroben opis svojih izdelkov, tako imenovane podatkovne liste TL494CN.

Dokumentacija

Analiza opisov vrste mikrovezij, ki ga obravnavajo različni proizvajalci, kaže praktično identiteto njegovih značilnosti. Obseg informacij različnih podjetij je praktično enak. Poleg tega se tehnični list TL494CN iz blagovnih znamk, kot so Motorola, Inc in ON Semiconductor, ponavljajo v svoji strukturi, glede na številke, tabele in grafikone. Nekoliko drugačen od njih je predstavitev materiala iz Texas Instruments, vendar če ga natančno preučite, postane jasno, da je enak izdelek namenjen.

Namen TL494CN

Opis njegovega tradicionalno se začne z imenovanjem in seznamom notranjih naprav. To je krmilnik PWM s fiksno frekvenco, ki je namenjen predvsem uporabi v UPS in vsebuje naslednje naprave:

• generator napetosti žage (GPN);
• napajalni ojačevalniki;
• izvor referenčne (referenčne) napetosti +5 V;
• krog za nastavitev mrtvega časa;
• izhodna tranzistorska stikala za tokove do 500 mA;
• shema za izbiro enodružinskih ali dvotaktnih operacij.

Mejni parametri

Kot pri kateremkoli drugem čipu mora opis TL494CN vsebovati seznam največjih dovoljenih karakteristik zmogljivosti. Dali jih bomo na podlagi podatkov družbe Motorola, Inc.

1. Napajanje: 42 V.
2. Napetost na zbiralniku izhodnega tranzistorja: 42 V.
3. Tok kolektorja izhodnega tranzistorja: 500 mA.
4. Območje vhodne napetosti ojačevalnika: od -0,3 V do +42 V.
5. Disipacija moči (pri t< 45 ° C): 1000 mW.
6. Temperatura skladiščenja: -55 do + 125 ° C
7. Območje delovanja okolice: od 0 do + 70 ° C

Treba je opozoriti, da je parameter 7 za TL494IN nekoliko širši: -25 do +85 ° C

Konstrukcija TL494CN

Opis ugotovitev njenega korpusa v ruskem jeziku je podana na spodnji sliki.

Čip je nameščen v plastični embalaži (kot je označena s črko N na koncu oznake). 16-pinski paket s terminali tipa pdp.

Njegov videz je prikazan na spodnji sliki.

TL494CN: Funkcijski diagram

Torej, naloga tega čipa je impulzna impulzna napetost Pulse Width Modulated (PWM), ustvarjena znotraj reguliranega in nereguliranega UPS-ja. Napajalni bloki prvi tip pulza območju trajanja splošno doseže največjo možno vrednost (~ 48% za vsak izhod v push-pull vezje, ki se pogosto uporablja za pogon avtomobilskih avdio ojačevalniki).

TL494CN čip ima skupno šest terminalov za izhodne signale, štiri od njih (1, 2, 15, 16) notranje vhode ojačevalnikov napak, ki se uporabljajo za zaščito okna s trenutnimi in potencialnimi preobremenitev. Kontakt № 4 - je vhodni signal 0 do 3 V za nastavljanje razmerja dajatev pravokotnih izhodnih impulzov in № 3 je izhod primerjalnika in se lahko uporablja na več načinov. Drug 4 (številke 8, 9, 10, 11) so proste zbiralci in onesnaževalci tranzistorjev z največjo dovoljeno obremenitev tokom 250 mA (z neprekinjenim delovanjem ne več kot 200 mA). Lahko se povežejo v parih (9 od 10 in 8 od 11) za nadzor močnega polja tranzistorji (MOSFET) z največjim dopustnim tokom 500 mA (ne več kot 400 mA v neprekinjenem načinu).

Kaj je notranja naprava TL494CN? Diagram je prikazan na spodnji sliki.

Čip ima vgrajeno referenčno napetost (+5 V) (št. 14). To se ponavadi uporablja kot referenčno napetostjo (do ± 1%), ki se na vhodne tokokrogom, ki porabijo manj kot 10 mA, na primer, na terminalnem 13. izbiri z enim ali dvema taktni način delovanja vezja: prisotnost njem +5 izberemo drugega načina , če je na njej minus napajalna napetost - prva.

Nastaviti frekvenca generatorja Napetost žage (GPN) uporablja kondenzator in upor, priključen na zatiči 5 in 6. In, seveda, ima mikrovezo vodila za povezavo plus in minus napajalnik (številke 12 in 7) v razponu od 7 do 42 V.

Iz diagrama je razvidno, da v TL494CN obstaja več notranjih naprav. Opis ruskega njihovega funkcionalnega namena bo podan v nadaljevanju v okviru predstavitve gradiva.

Izhodne funkcije vhodnih signalov

Kot katera koli druga elektronska naprava. upoštevano mikrovezje ima svoje vhode in izhode. Začeli bomo s prvim. Seznam teh sklepov TL494CN je že naveden zgoraj. Opis ruskega njihovega funkcionalnega namena bo podrobneje pojasnjen s podrobnimi pojasnili.

Zaključek 1

Ta pozitivni (neinvertirajoči) vhod ojačevalnika signala napake 1. Če je napetost na njem nižja od napetosti na terminalu 2, se izhod ojačevalnika napake 1 imajo nizko raven. Če je višja kot na pin 2, signal ojačevalnika napake 1 postane visok. Izhod ojačevalnika v bistvu ponavlja pozitivni vhod z uporabo pin 2 kot referenco. Funkcije ojačevalnikov napak bodo podrobneje opisane spodaj.

Zaključek 2

To je negativni (obrnjen) vnos signalnega ojačevalnika napake 1. Če je ta pin višji od pin 1, bo izhod ojačevalnika napake 1 nizek. Če je napetost na tem pinu nižja od napetosti na pin 1, bo izhod ojačevalnika visok.

Zaključek 15

Deluje popolnoma enako kot No. 2. Pogosto se drugi ojačevalnik napak ne uporablja v TL494CN. Vključeno vezje v tem primeru vsebuje izhod 15, ki je preprosto priključen na 14. (referenčna napetost +5 V).

Zaključek 16

Deluje na enak način kot št. 1. Običajno je povezan s skupno številko 7, če se drugi ojačevalnik napake ne uporablja. S pinom 15, priključenim na +5 V in št. 16, povezano s skupnim, je izhod drugega ojačevalnika nizek in zato ne vpliva na delovanje čipa.

Zaključek 3

Ta stik in vsak notranji ojačevalnik TL494CN sta med seboj povezani prek diode. Če se signal na izhodu kateregakoli od njih spremeni od nizkega do visokega, potem je pri številki 3 tudi visok. Ko signal na tem pinu presega 3,3 V, se izhodni impulzi izklopijo (ničelni cikel delovanja). Ko je napetost na njej blizu 0 V, je trajanje impulza največje. Med 0 in 3.3 V je širina impulza med 50% in 0% (za vsakega izhoda PWM krmilnika - na nožicah 9 in 10 v večini naprav).

Če je potrebno, se kontakt 3 lahko uporabi kot vhodni signal ali se lahko uporablja za zagotavljanje dušenja hitrosti spreminjanja širine impulza. Če je napetost na njej visoka (> ~ 3,5 V), ni mogoče zagnati UPS na krmilniku PWM (od njega ne bo nobenih impulzov).

Zaključek 4

Nadzoruje obseg nadzora Dead-Time. Če je napetost na njej blizu 0 V, bo mikrovezje lahko izpisalo najmanjšo možno in največjo širino impulza (ki ga nastavijo drugi vhodni signali). Če je izhodna napetost je približno 1,5 V, bo širina izhodni impulz je omejena na 50% njegove največje širine (ali ~ 25% delovnega cikla, push-pull načinu PWM krmilnik). Če je napetost visoka (> ~ 3,5 V), ni mogoče zagnati UPS-ja na TL494CN. Shema njenega vključevanja pogosto vsebuje številka št. 4, neposredno povezana s tlemi.

• Pomembno je zapomniti! Signal na terminalih 3 in 4 mora biti pod ~ 3,3 V. In kaj, če je blizu, na primer, do + 5V? Kako se bo obnašal TL494CN? V tokokrogu napetostnega pretvornika na njem ne bo prišlo do impulzov, t.j. iz UPS ne bo nobene izhodne napetosti.

Zaključek 5

Služi za povezavo dolgotrajnega kondenzatorja Ct, katerega drugi kontakt je povezan s tlemi. Vrednosti kapacitivnosti so ponavadi od 0,01 mu-F do 0,1 mu-F. Spremembe vrednosti te komponente povzročijo spremembo frekvence GPN in izhodnih impulzov krmilnika PWM. Tukaj se tukaj uporabljajo visokokakovostni kondenzatorji z zelo nizkimi temperaturnimi koeficienti (z zelo majhno spremembo zmogljivosti s spremembo temperature).

Zaključek 6

Za priključitev zamudnega upora Rt, s svojim drugim kontaktom, priključenim na tla. Vrednosti Rt in Ct določata frekvenco GPN.

• f = 1,1: (Rt x Ct).

Sklep 7

Povezan je s skupnim žičnim vezjem naprave na krmilniku PWM.

Zaključek 12

Označena je z VCC črkami. Z njim se pridruži "plus" napajalnik TL494CN. Vezje njegove vključitve običajno vsebuje št. 12, priključeno na stikalo vira napajanja. Veliko UPS-jev uporablja ta izhod, da vklopi napajanje (in sam UPS) in ga izklopi. Če ima +12 V in 7 na njem ozemljeno, bodo GPN in ION čipi delali.

Zaključek 13

To je način vnosa. Njeno delovanje je bilo opisano zgoraj.

Izhodne funkcije

Nad njimi so bili navedeni za TL494CN. Opis ruskega njihovega funkcionalnega namena bo podan s podrobnimi pojasnili.

Zaključek 8

Na tem čipu sta dva npn-tranzistorja, ki sta njena izhodna ključa. Ta izhod je zbiralnik tranzistorja 1, običajno priključen na konstantni vir napetosti (12 V). Kljub temu se v nekaterih napravah uporablja kot izhod, in na njem lahko vidite meander (kot v št. 11).

Zaključek 9

To je oddajnik tranzistorja 1. Upravlja močan tranzistor UPS (polje v večini primerov) v potisni-pull vezje bodisi neposredno ali prek vmesnega tranzistorja.

Zaključek 10

Ta oddajnik tranzistorja 2. Pri delovanju enojno signala je enaka kot pri № 9. dvotaktnih načinu Signali №№ 9 in 10 v protifazi, t. E. Če, po drugi strani pa je visoka stopnja signala nizka, in obratno. V večini naprav izhodni signali iz onesnaževalcev iz tranzistorja stikal pod nadzorom zmogljivimi čipi štejejo FETs vozi v ON stanje, ko je napetost na sponkah 9 in 10 (nad ~ 3,5 V, vendar to ne velja za raven 3,3 V na № Št. 3 in 4).

Zaključek 11

To je zbiralec tranzistorja 2, običajno priključen na vir neposredne napetosti (+12 V).

• Opomba:: V napravah na TL494CN lahko krog svoje vključitve vsebuje kot izhode krmilnika PWM kot kolektorje, vendar oddajniki tranzistorjev 1 in 2, čeprav se druga različica srečuje pogosteje. Obstajajo pa možnosti, ko so točno stiki 8 in 11 izhodi. Če v tokokrogu med mikrovezjem in FET najdete majhen transformator, je najverjetneje vzrok za to izhodni signal (iz zbiralcev).

Zaključek 14

To je izhod ION, ki je opisan tudi zgoraj.

Načelo delovanja

Kako deluje TL494CN? Vrstni red njegovega dela bo narejen na podlagi družbe Motorola, Inc. Impulzni izhod s širinsko modulacijo se doseže s primerjavo pozitivnega žaginega signala s kondenzatorja Ct na katerikoli od dveh kontrolnih signalov. Logično NOR izhodni tranzistor Q1 in Q2 kontrole, Odpri jih samo takrat, ko je signal na vhodu ure (C1) sprožilni (glej. TL494CN funkcionalno vezje) postane nizek nivo.

Tako, če vhod C1 sproži logično, potem so izhodni tranzistorji zaprti v obeh načinih delovanja: enociklični in dvotaktni. Če je signal na tem vhodu frekvenca ura, nato pa se v načinu push-pull tranzistorska stikala odprejo s preklopom uroga impulza na sprožilec. V načinu enkratnega cikla se sprožilec ne uporablja in obe izhodni ključi se sinhrono odprejo.

To odprto stanje (v obeh načinih) je možno le v tem delu obdobja GPN, ko je napetost žaginega lista večja od kontrolnih signalov. Tako povečanje ali zmanjšanje obsega kontrolnega signala povzroči linearno povečanje ali zmanjšanje širine napetostnih impulzov na izhodih mikročipa.

Kot kontrolni signali se lahko uporabi napetost iz pin 4 (nadzor mrtvega časa), vhodi ojačevalnikov napake ali vhod povratnega signala iz pin 3.

Prvi koraki za delo s čipom

Preden naredite katero koli koristno napravo, je priporočljivo preučiti, kako deluje TL494CN. Kako testirati njegovo učinkovitost?

Vzemite svojo razvojno ploščo, namestite IC na njej in priključite žice v skladu s spodnjim diagramom.

Če je vse pravilno priključeno, bo tokokrog deloval. Zapisi 3 in 4 ne pustite brezplačni. Uporabite svoj osciloskop za preverjanje delovanja GPN - pri pinju 6 morate videti napetost žage. Izhodi bodo nič. Kako določiti njihovo učinkovitost v TL494CN. Lahko ga preverite na naslednji način:

1. Povežite povratni izhod (št. 3) in izhod za nadzor mrtvega časa (št. 4) na skupni priključek (št. 7).
2. Sedaj morate odkriti pravokotne impulze na izhodih čipa.

Kako okrepiti izhodni signal?

Izhod TL494CN je precej nizek tok in seveda potrebujete več moči. Torej, dodati moramo nekaj močnih tranzistorjev. Najbolj enostavna za uporabo (in zelo enostavna za dostop - od stare matične plošče računalnika) n-kanalni močnostni MOSFET-ji. Tako smo obrnemo izhod TL494CN, t. K. Če povežemo n-kanalni MOS tranzistor z njo, v odsotnosti impulz na izhodu čipa bo odprt za pretok enosmernega toka. V tem primeru lahko tranzistor MOS preprosto zažge helipo. Tako dobimo univerzalni NPN tranzistor in ga povežemo v skladu s spodnjim diagramom.

V tem vezju je močan MOSFET nadzorovan v pasivnem načinu. To ni zelo dobro, vendar je za testiranje in majhno moč zelo primerno. R1 v vezju je obremenitev tranzistorja NPN. Izberi ga glede na največji dopustni tok svojega zbiralnika. R2 je obremenitev naše kaskade moči. V naslednjih poskusih bo nadomestil transformator.

Če sedaj vidimo signal osciloskopa na pin 6 čipa, boste videli "videl". Na št. 8 (K1) je še vedno mogoče videti pravokotne impulze, medtem ko ima tranzistor MOS enake impulze iste oblike, vendar večji.

In kako povečati izhodno napetost?

Zdaj pa povežemo nekaj napetosti z TL494CN. Uporabljeni načrt ožičenja in ožičenja je enak - na ploščici. Seveda na njej ni dovolj visoke napetosti, še posebej, ker ni nobenega radiatorja na močnostnih MOSFET-jih. In vendar, v skladu s to shemo povežite majhen transformator v izhodno fazo.

Prvotna navitja transformatorja vsebuje 10 obratov. Sekundarni navitje vsebuje približno 100 obratov. Tako je stopnja konverzije 10. Če uporabite 10V primarnem navitju, morate na izhodu dobiti približno 100 V. Jedro je izdelano iz ferita. Lahko uporabite nekaj srednje velikih jedro iz transformatorja za napajanje računalnika.

Pazite, da je izhod transformatorja pod visoko napetostjo. Tok je zelo nizek in vas ne bo ubil. Ampak dobiš dober udarec. Druga nevarnost - če namestite velik kondenzator na izhodu, se bo kopičilo veliko polnjenje. Zato je po izklopu tokokroga treba izprazniti.

Na izhodu vezja lahko vklopite katerikoli indikator, kot je žarnica, kot je na spodnji sliki. Deluje na enosmerni napetosti in potrebuje približno 160 V za osvetlitev. (Moč celotne naprave je približno 15 V - nižji red.)

Krog z izhodom transformatorja se pogosto uporablja v vseh UPS, vključno z napajalniki za osebne računalnike. V teh napravah je bil prvi priključen preko tranzistorski ključi na izhode krmilnika PWM, galvanska izolacija nizkonapetostni del vezja, vključno TL494CN, iz visokonapetostnega dela, ki vsebuje omrežni napetostni transformator.

Regulator napetosti

Značilno je, da v samopostrežnih majhnih elektronskih napravah moč napaja tipičen PC UPS, izveden na TL494CN. Shema za vklapljanje PSU računalnika je dobro znana in bloki so lahko dostopni, saj se milijoni starih osebnih računalnikov letno odstranjujejo ali prodajajo za nadomestne dele. Vendar pa ti UPS praviloma proizvajajo napetosti, ki ne presegajo 12 V. To je premajhno za frekvenčno krmiljeni pogon. Seveda bi lahko poskusili uporabljati visokonapetostni računalnik za 25 V, vendar ga bo težko najti, preveč moči pa se bo v logičnih elementih oddaljilo pri napetosti 5 V.

Vendar pa na TL494 (ali analogov) lahko gradite poljubno vezje z izhodom na povečano moč in napetost. Z uporabo tipičnih delov iz UPS računalnika in močnih MOSFET-a iz matične plošče je mogoče na TL494CN zgraditi regulator napetosti PWM. Krmilo pretvornika je prikazano na spodnji sliki.

Na njem si lahko ogledate vezje vklopa čipa in izhodne stopnje na dveh tranzistorjih: univerzalni npn in močan MOS.

Glavni deli: T1, Q1, L1, D1. Bipolarni T1 se uporablja za nadzor močan MOSFET, ki je poenostavljen, tako imenovan. "Pasivni". L1 je indukcijski plin iz starega tiskalnika HP (približno 50 vrtljajev, višina 1 cm, širina 0,5 cm z navitji, odprt plin). D1 je Schottky dioda iz druge naprave. TL494 je povezana na drugačen način zgoraj, čeprav je mogoče katero koli od njih uporabiti.

C8 je kondenzator z nizko kapacitivnostjo, da bi preprečili vnos hrupa na vhod napajalnega ojačevalnika, bo vrednost 0,01uF bolj ali manj normalna. Velike vrednosti bodo upočasnile nastavitev zahtevane napetosti.

C6 je še manjši kondenzator, uporablja se za filtriranje visokofrekvenčnega hrupa. Njegova zmogljivost je do nekaj sto pikofaradov.