Микросхема TL494CN DIP16 1шт

Самый распространенный универсальный ШИМ контроллер TL494 предназначен для построения импульсных источников питания. Подойдет как для замены при ремонте так и для построения авторских блоков питания.

Данная микросхема состоит из ШИМ-контроллера и нескольких компараторов, на которых собрана схема контроля выходных напряжений и формирования выходного сигнала PowerGood. Выход микросхемы состоит из универсального выходного каскада в виде транзисторных ключей.

Питается микросхема TL494 напряжением от 7 до 40 В, которое подается на 12 ножку. Выводы 1 и 2 - соответственно прямой и инвертирующий входы усилителя ошибки по сигналу обратной связи, вывод 4 - вход регулировки "мертвой зоны" (это время, когда оба выходных транзистора микросхемы закрыты даже при максимальной потребляемой мощности), выводы 5 (Ст) и 6 (Rт) служат для подключения внешних элементов внутреннего генератора пилообразного напряжения, вывод 7 - общий, выводы 8 и 9 - коллектор и эмиттер первого транзистора, выводы 11 и 10 - соответственно коллектор и эмиттер второго транзистора, вывод 12 - напряжение питания, вывод 13 - выбор режима работы (одно- или двухтактный режим работы). Если на этом выводе присутствует положительное напряжение 2,4...5 В (логическая "1" для ТТL - схем) - осуществляется двухтактный режим работы, транзисторы Q1 и Q2 открываются поочередно, выходные импульсы следуют друг относительно друга со сдвигом по фазе. Если на этом выводе напряжение составляет 0...0,4 В (логический "0" для ТТL - схем) - однотактный режим, при этом транзисторы можно включать параллельно для увеличения выходного тока. Вывод 14 - выход опорного напряжения (+5 В) от встроенного стабилизированного источника опорного напряжения, выводы 16 и 15 – соответственно, прямой и инвертирующий входы усилителя ошибки по сигналу ограничения тока. ШИМ - контроллер работает на фиксированной частоте и содержит встроенный генератор пилообразного напряжения, который требует для установки частоты только двух внешних компонентов - резистора Rт, и конденсатора Ст. Частота генерации определяется по формуле:

t=1,1/RтCт

По функциональным узлам, входящим в состав микросхемы, ее можно разбить на аналоговую часть и цифровую.

К аналоговой части относятся усилители ошибок DA3, DA1.

- компараторы DA1,DA2

- генератор пилообразного напряжения DA6

- вспомогательные источники DA5, DA7, DA8

Все остальные элементы, в том числе и выходные транзисторы образуют цифровую часть.

Из временных диаграмм приведенных на графиках ниже, видно, что моменты появления выходных управляющих импульсов, а также их длительность определяется состоянием выхода логического элемента DD1. Остальная логика выполняет лишь вспомогательную функцию, разделения выходных импульсов на два канала. Оба транзистора имеют открытые коллекторы и эмиттеры, поэтому их можно подключать двояко. При включении с общим эмиттером выходные импульсы направлены выбросами вниз от положительного уровня. С общим коллектором выбросами вверх. Все остальные импульсы направлены выбросами вверх. Триггер DD2 является двухтактным динамическим D-триггером. Принцип его работы в следующем. Каждый из выходных импульсов элемента DD1 своим отрицательным фронтом переключает триггер DD2 и этим меняет канал прохождения следующего импульса, т. е . исключает появление двух отпирающих импульсов за один период работы.

Цифровая часть:

Рассмотрим работу одного периода цифрового тракта. Допустим что на одном из выходов DD2 например Q присутствует логическая единица, а на втором /Q логический ноль, в этом случае на обоих выходах DD3 будут висеть единицы, следовательно на выходеDD5 будет логический ноль, т.к. с выхода DD5 можно получить единицу только в случае если на обоих входах DD5 будут висеть нули. По этой причине транзистор VT5 будет закрыт. Состоянием выхода DD4 будет логический ноль, который приходит на один из входов DD6 , тем самим обеспечивает возможность прохождения импульса по нижнему каналу. Выходной импульс появится на транзисторе VT2 во время паузы между выходными импульсами элемента DD1.(т.е. на время когда на выходе DD1 присутствует ноль-интервал диаграммы t1-t2). Начало следующего выходного импульса элемента DD1 (момент t2 диаграммы) не изменит состояние элементов цифрового тракта микросхемы, за исключением элемента DD6, на выходе которого появится логический ноль, поэтому транзистор VT2 закроется. Завершение выходного импульса DD1 (моментt3) обусловит изменение состояние выходов DD2 на противоположное. Поэтому поменяется состояние выходов элементов DD3, DD4. Начавшаяся пауза на выходе DD1 обусловит прохождение выходного импульса по верхнему каналу. Таким образом, основная идея работы цифрового тракта заключается в том, что длительность выходного импульса определяется длительностью паузы между выходными импульсами DD1. Если на выход 13 микросхемы подать логическую единицу, то транзисторы VT1и VT2, будут следовать друг относительно друга со сдвигом по фазе на половину периода . Такой режим работы используется в том случае, если работа БП выполнена по двухтактной схеме. Если на ножку 13 подать логический ноль, то элементы микросхемы DD3 и DD4 , будут заблокированы, т.е. состояние их выходов не будет изменятся. Выходные импульсы будут следовать без сдвига по фазе. Такой режим работы используется, в случае если силовая часть блока питания выполнена по однотактной схеме. При такой реализации коллекторы и эмиттеры транзисторов объединены с целью умощнения. В качестве единицы подаваемой на 13 ножку микросхемы обычно подается напряжение с 14 вывода (от источника внутреннего стабилизированного напряжения.)

Аналоговая часть:

Состояние выхода DD1 определяется выходным сигналом компаратора ШИМ DA2 диаграмма 4, поступающим на один из входов DD1. Выходной сигнал компаратора DA1 (диаграмма 2) поступающий на один из входов DD1 , не влияет в нормальном режиме работы, т. к. выходной сигнал ШИМ компаратора DA2 более широкий. Кроме того видно что при изменении уровня напряжения на прямом входе компаратора DA2 , ширина выходных импульсов будет пропорционально изменятся. В нормальном режиме уровень напряжения на входе DA2 определяется только состоянием усилителя ошибки DA3 , т.к. оно превышает уровень напряжения DA4. Поэтому при подаче сигнала обратной связи на 1 первую ножку микросхемы уровень напряжения на входе ШИМ компаратора будет изменятся. Из временных диаграмм следует, что если ширина выходных импульсов DA2 в силу каких либо причин будет изменятся, то управление будет передано компаратору “мертвой зоны” DA1. Самим опасным моментом работы микросхемы является тот момент, когда на прямом входеDA1 висит потенциал равный “0”. А это означает, что управляющие импульсы будут следовать практически друг за другом. Поэтому может возникнуть ситуация под названием “пробой по транзисторной стойке”, ситуация когда один транзистор еще не закрылся, а второй уже открыт. Ток в этом случае минует первичную обмотку силового трансформатора и практически ничем не ограничен. Последствия этой ситуации плачевны, как правило, выход из строя диодного выпрямителя, а также выход из строя силовых ключей инвертора. Поэтому управление должно быть сформировано таким образом, что бы сначала закрывался один из транзисторов, а потом открывался другой. Для этих целей в схему был включен внутренний источник напряжения DA7 (0.1 В).

Характеристики:

• Модель TL494CN
• Напряжение питания: от +7 В до +40 В
• Потребляемый ток: 15 мА
• Максимальный выходной ток: 200 мА
• Частота преобразования: от 1 кГц до 300 кГц
• Корпус: DIP-16
• Диапазон рабочих температур: от 0 °C до +70 °C

Ссылки:

• Даташит