TL494 PWM Controller iC-styrenhet

TL494 är en flexibel pulsbreddmodulering (PWM) -kontroll som används inom bil-, industri- och konsumentelektronik.Den här artikeln undersöker dess design, inklusive PIN-layout, funktioner, intern struktur och verkliga applikationer.Den diskuterar också hur TL494 förbättrar systemets tillförlitlighet och energieffektivitet genom att titta på huvuddelar som dess dubbla felförstärkare, flexibla utgångstransistorer och inbyggd oscillator.Praktiska detaljer, rekommenderade inställningar och kretsdiagram illustrerar dess användbarhet för moderna tekniska behov.

Katalog

Bild 1: TL494-serien-TL494CN

Vad är TL494 PWM Controller?

De TL494 är en integrerad krets som främst används för att hantera kraftfördelning i elektroniska enheter genom en process som kallas pulsbreddmodulering (PWM).Den är utformad för att reglera strömförsörjningen effektivt över olika system.Detta chip tillhandahåller alla komponenter som krävs för att bygga ett PWM -kontrollsystem oberoende.

Chipet innehåller flera element som säkerställer smidig krafthantering.Det innehåller två felförstärkare som hjälper till att korrigera spänningsfluktuationer och en inställbar oscillator som justerar frekvensen för PWM -signalen.Dessutom hanterar inbyggda kretsar timing och reglerar utgången, vilket gör att TL494 kan finjustera strömförsörjningskretsar baserat på specifika prestandabehov.

Bild 2: TL494 PWM Controller -modul

TL494 erbjuder flexibilitet i hur kraften matas ut.Det kan fungera i både enstaka och push-pull-konfigurationer, vilket säkerställer stabil och konsekvent kraftleverans.En inbyggd spänningsregulator upprätthåller en tillförlitlig 5-volt referens med 5% noggrannhet för stabil prestanda.

TL494 Pinout -konfiguration

Bild 3: TL494 Pinout

Stiftnamn	Pin No.	Beskrivning
1in+	1	Icke -inverterande ingång till felförstärkare 1
1in-	2	Invertera ingång till felförstärkare 1
FEED-BACK	3	Ingångsstift för feedback
Dtc	4	Döda tidskontroll komparatorinmatning
Ct	5	Kondensatorterminal används för att ställa in oscillatorfrekvensen
Rt	6	Motståndsterminal som används för att ställa in oscillatorfrekvensen
Gard	7	Markstift
C1	8	Collector Terminal of BJT Output 1
E1	9	Emitterterminalen för BJT -utgång 1
E2	10	Emitterterminalen för BJT -utgång 2
C2	11	Collector Terminal of BJT Output 2
Vcc	12	Positiv utbud
Utgång Ctrl	13	Väljer en-sluten/parallell utgång eller push-pull-drift
Domare	14	5-V-referensregulatorutgången
2in-	15	Invertera ingång till felförstärkare 2
2in+	16	Icke -inverterande ingång till felförstärkare 2

Funktioner i TL494

• Komplett PWM -kontroll: Ger fullständiga funktioner för att hantera pulsbreddmodulering.

• Inbyggd oscillator: Levereras med en oscillator som kan fungera i både master- och slavlägen.

• Inbyggda felförstärkare: Inkluderar förstärkare för att förbättra feedback och kontroll.

• 5V intern referens: Har en intern 5V -referens för att hålla operationen stabil.

• Justerbar dödtid: Låter dig att justera dödtiden för att sluta växla överlappning.

• Flexibla utgångstransistorer: Utgångstransistorer kan hantera upp till 500 mA, vilket ger flexibilitet för olika användningsområden.

• Utgångskontroll för lägen: Kan ställas in för antingen push-pull eller enstaka operation.

• Undervolstage Lockout: Förhindrar att IC fungerar om spänningen är för låg för säker användning.

• Automotive -version tillgänglig: Kommer i versioner för bilar och andra speciella användningsområden.

• Blyfria alternativ: Erbjuder blyfri förpackning för säkrare och mer miljövänlig användning.

TL494: s inre struktur

Bild 4: TL494 -kontrollkretsen

Felförstärkare

TL494 innehåller två felförstärkare som reglerar produktionen genom att justera deras förstärkning som svar på olika ingångsförhållanden.Dessa förstärkare kan drivas direkt från matningsspänningen, vilket gör att de kan hantera ett brett ingångsområde.De tjänar till att finjustera PWM-utgången, vilket ger stabil ström genom att leverera kraft endast vid behov.

Bild 5: Felförstärkare

Utgångskontrollläge

Utgångskontrollstiftet möjliggör flexibel konfiguration av utgångstransistorerna.Du kan välja mellan två driftslägen: enstaka läge, där båda utgångarna fungerar samtidigt eller push-pull-läge, där utgångarna växlar.Den här inställningen justeras utan att påverka andra element i TL494, såsom flip-flop eller oscillatorn, enkel ändring till läget beroende på applikationskrav.

Utgångstransistorer

Utgångssteget för TL494 består av transistorer som kan växla upp till 200 mA ström.Dessa transistorer kan antingen källa eller sjunka ström, beroende på kretsens behov.I gemensam-emitterkonfiguration är spänningsfallet över transistorn mindre än 1,3V, medan i konfiguration av vanlig samling är droppen under 2,5V.Denna utgångshantering gör det möjligt för TL494 att driva en rad laster med minimal effektförlust.

5V referenskälla

TL494 har en intern 5V -referensspänning som förblir stabil så länge VCC -ingången är över 7V (inom en marginal av 100 mV).Denna referensspänning görs tillgänglig via stift 14, märkt Ref.Det fungerar som en pålitlig källa för andra delar av kretsen och konsekvent drift oavsett fluktuationer i ingångsspänningen.

Driftsförstärkare

TL494 är utrustad med två operativa förstärkare som drivs av en enda leveransskena.Dessa förstärkare är utformade för att fungera inom specifika spänningsgränser, vilket säkerställer att deras utgång inte överskrider systemets kapacitet.Varje förstärkare har sin utgång ansluten till en diod, som sedan länkar till COMP -stiftet.Detta arrangemang gör det möjligt för den mer aktiva förstärkaren att dominera signalen som passerar genom COMP -stiftet, i sin tur kontrollerar nästa steg i kretsen.

Sågtandoscillator

En funktion i TL494 är dess inbyggda sågtandoscillator.Denna oscillator genererar en repetitiv vågform som fluktuerar mellan 0,3V och 3V.Genom att fästa ett externt motstånd (RT) och kondensator (CT) kan frekvensen för denna svängning justeras.Frekvensen bestäms av formeln:

där mäts i ohm och i farads.Denna inställbara oscillator utgör grunden för tidpunkten för pulsbreddmodulering (PWM).

Trigger i pulsbredden

Pulse-breddmoduleringen (PWM) -utlösaren förlitar sig på interaktionen mellan den fallande kanten av komparatorens utgång och sågtandoscillatorn.När komparatorens utgångsövergångar aktiverar eller inaktiverar utlösaren ett av utgångsstegen, beroende på förhållandena som sattes av komparatorn och sågtandvågformen.

Komparatorfunktionalitet

Comparatorn i TL494 jämför ingångssignalen, matad från de operativa förstärkarna genom COMP -stiftet, med Sawtooth -oscillatorns vågform.När sågtandspänningen överskrider komparatorens ingång drivs komparatorutgången låg (0).När ingången är högre än sågtandspänningen drivs utgången högt (1).

Dödtidskontroll

Pin 4, märkt Dead-Time Control (DTC), är ansvarig för att sätta en minsta off-tid mellan pulser.Denna dödtid begränsar den maximala arbetscykeln till cirka 45%, eller 42% om DTC-stiftet är jordat.Genom att justera spänningen på denna stift styrs varaktigheten på den tysta perioden mellan omkopplingshändelser och systemet överdriver inte komponenter.

Bild 6: Döda och återkopplingskontrollkrets

Specifikationer för TL494

Specifikationer	Värde
Driftsspänningsområde	7V till 40V
Antal utgångar	2 utgångar
Omkopplingsfrekvens	300 kHz
Maximal arbetscykel	45%
Utspänning	40V
Framström	200 ma
Maximal utgångsström för båda PWMS	250 MA
Temperaturområde	-65 ° C till 150 ° C
Falltid	40 ns
Stigningstid	100 ns
Tillgängliga paket	16-stifts PDIP, TSSOP, Soic, sop

TL494 rekommenderade driftsförhållanden

Egenskaper	Symbol	Min	Typ	Max	Enhet
Strömförsörjningsspänning	VCc	7	15	40	V
Samlarutgångsspänning	VC1, VC2		30	40	V
Samlarutgångsström (Varje transistor)	JagC1, JagC2			200	ma
Förstärkt ingångsspänning	Vi	-0.3		VCc - 2.0	V
Ström till återkopplingsterminal	Jagfb			0,3	ma
Referensutgångsström	Jagdomare			10	ma
Tidsmotstånd	RT	1.8	30	500	kines
Tidskondensator	CT	0,0047	0,001	10	µF
Oscillatorfrekvens	fosc	1	40	200	khz

Maximala betyg av TL494

Gradering	Symbol	Värde	Enhet
Strömförsörjningsspänning	VCc	42	V
Samlarutgångsspänning	VC1, VC2	42	V
Collector Output Current (varje transistor)	JagC1, JagC2	500	ma
Förstärkaringångsspänningsområdet	VIr	-0.3 till +42	V
Power Dissipation TEn ≤ 45 ° C	PD	1000	mw
Termisk motstånd, korsning till ambient	Rθja	80	° C/W
Driftskorsningstemperatur	TJ	125	° C
Lagringstemperaturområde	Tstig	-55 till +125	° C
Driftsöverenlig temperaturområde TL494B TL494C TL494I NCV494B	TEn	-40 till +125 0 till +70 -40 till +85 -40 till +125	° C
Avtagande omgivningstemperatur	TEn	45	° C

Elektriska egenskaper hos TL494

Egenskaper	Symbol	Min	Typ	Max	Enhet
Referensavdelning
Referensspänning (iO = 1.0 ma)	Vdomare	4.75	5.0	5.25	V
Linjereglering (vCc = 7,0 V till 40 V)	Reglinje		2.0	25	mv
Belastningsreglering (iO = 1,0 mA till 10 mA)	Regladda		3.0	15	mv
Kortslutningsutgångsström (vdomare = 0 V)	JagPräst	15	35	75	ma
Utgångssektion
Kollektor utanför strömmen (VCc = 40 V, VCes = 40 V)	JagC(av)		2.0	100	ua
Emitter off -state VCc = 40 V, VC = 40 V, vE = 0 V)	JagE(av)				ua
Mättnadsspänning Gemensam -emitter (vE = 0 V, iC = 200 mA) emitter - Follower (vC = 15 V, iE = −200 ma)	Vsat(C) Vsat(E)		1.1 1.5	1.3 2.5	V
Utgångskontroll stiftström Lågt tillstånd (vOc˂ 0,4 ​​V) Högt tillstånd (vOc = Vdomare)	JagOcl JagÄgg		10 0.2	- 3.5	ua ma
Utgångsspänningsökningstiden för gemensamt Emitter - följare	tr		100 100	200 200	ns
Utgångsspänning Falltids gemensamt emitter Emitter - följare	tf		25 40	100 100	ns
Felförstärkare
Ingångsutdelningsspänning	VIo		2	10	mv
Inmatningskostnadsström	JagIo		5	250	na
Inmatningspänningsström	JagIb		-0.1	-1.0	ua
Inmatning av gemensamt lägesspänningsområde	VICR	-0.3 till vCc -2.0			V
Öppna slingspänningsförstärkning	EnVul	70	95		dB
Enhet - glain crossover frekvens	fC-		350		khz
Fasmarginal vid enhet	φm		65		deg.
Common Mode avstötningsförhållande	Cmrr	65	90		dB
Avslag på strömförsörjning	PSRR		100		dB
Utgångsvaskström	JagO-	0,3	0,7		ma
Utgångskällström	JagO+	2	-4		ma
PWM Comparator Section
Ingångströskelspänning	VTh		2.5	4.5	V
Ingångsvaskström	JagI-	0,3	0,7		ma
Dödtidskontrollavsnitt
Inmatningspänningsström	JagIB (dt)		−2.0	−10
Maximal arbetscykel, varje utgång, push -pull -läge	Likströmmax	45	48 45	50 50
Ingångströskelspänning (Nolluppgiftscykel) (Maximal arbetscykel	Vth	- 0	2.8 -	3.3 -	V
Oscillatorsektion
Frekvens	fosc		40	-	khz
Frekvensavvikelse	avosc		3.0	-	%
Frekvensförändring med spänning	ΔFosc (ΔV)		0.1	-	%
Frekvensförändring med temperatur	ΔFosc (Δt)		-	12	%
Undervoltagslåsning
Turn -on -tröskel	Vth	5.5	6.43	7.0	V

Hur använder jag TL494?

TL494 är ett enkelt men kraftfullt chip som styr kraften i elektroniska kretsar.För att använda den måste du först ansluta markstiftet till de inverterande ingångsstiften, som hjälper chipet att få signaler för kontroll.Fäst sedan de icke-inverterande ingångsstiften direkt till referensspänningsstiftet för att ge en stabil spänningsreferens för jämförelse.För att ytterligare ställa in chipet måste du ansluta DTC -stiftet (Dead Time Control) och återkopplingstiftet för att hjälpa till att styra växlingshastigheten och testa utgången, vilket säkerställer att chipet fungerar korrekt.För att styra hur snabbt TL494 stänger av och av måste du ansluta en kondensator till stift 5 och ett motstånd till stift 6, som tillsammans bestämmer oscillatorfrekvensen.Slutligen innehåller TL494 en felförstärkare som kontrollerar om utgångsspänningen, vanligtvis 5V, matchar referensspänningen.Om det inte gör det, justerar förstärkaren pulsbreddmoduleringen (PWM) för att hålla utgången stabil.Med denna installation kan du skapa en grundläggande testkrets och använda TL494 effektivt.

Hur fungerar en PWM -styrenhet?

En PWM (pulsbreddmodulering) -kontroller som TL494 hjälper till att styra strömmen genom att slå på och stänga av signaler mycket snabbt.Denna process gör det möjligt att styra hur mycket ström som skickas till en enhet.Funktionen med denna styrenhet är att den kan justera hur länge signalen förblir på, kallad "arbetscykeln", samtidigt som signalerna håller hastigheten eller frekvensen på samma sätt.

Bild 7: TL494 Pulsbredd Moduleringskontrollkrets

Det bästa är att du inte behöver många extra delar för att det ska fungera, bara några grundläggande komponenter som motstånd och kondensatorer.Inuti styrenheten finns det något som kallas en oscillator som skapar ett speciellt vågmönster, kallad en sågtandvågform.Denna våg jämförs med andra signaler från feldetektorer inuti styrenheten.

Om sågtandvågen är högre än felsignalen skickar styrenheten en signal för att slå på strömmen.Om den är lägre håller den strömmen.Genom att göra detta kan PWM -styrenheten styra hur mycket kraft som levereras till olika delar av en elektronisk krets, vilket gör det mer effektivt.

Oscillatorfrekvens

Frekvensen för oscillatorn i TL494 -chipet påverkar hur vågformen (en sågtandform) skapas.Denna vågform styr hur PWM (pulsbreddmodulering) utmatningar beter sig som påverkar kretsens totala prestanda.

Frekvensen ställs in genom att välja rätt värden för två delar: tidsmotståndet (RT) och tidskondensatorn (CT).Om du väljer dessa delar kan du styra frekvensen för att matcha det du behöver.Det finns en enkel formel för detta:

Du kan styra hur snabbt PWM -styrenheten slår på och av genom att ändra värdena på RT och CT.

TL494 kretsschema

Bild 8: TL494 -kretsen

Bild 9: Tidsdiagram

Exempel på kretsar som använder TL494

TL494 solladdare

En solladdarkrets kan byggas med TL494 för att skapa en stabil 5V strömförsörjning, perfekt för laddningsenheter.Kretsen fungerar genom både spänning och strömkontroll.Det säkerställer att utgången förblir vid en stabil 5V, vilket ger dina enheter rätt spänning.Den reglerar strömmen för att förhindra att den blir för hög och skyddar kretsen från potentiella skador.Denna typ av laddare används för solenergidrivna applikationer, vilket hjälper till att spara energi och skydda dina enheter.

TL494 inverterkrets

En inverterare ändrar DC -kraft (som från ett batteri) till nätström (som vad du använder i ditt hem).TL494 kan användas för att göra en effektiv inverterkrets som ger stabil kraft, även när lasten (enheter anslutna) ändras.I denna installation byter TL494 kraften fram och tillbaka snabbt, vilket gör omvandlingen från DC till AC mjukare.Detta är användbart i heminriktare eller nödkraftssystem.

TL494 DC till DC -omvandlare

En DC till DC -omvandlare tar en spänning och förvandlar den till en annan.Till exempel kan du använda TL494 för att ändra 12V DC (som från ett bilbatteri) till 5V DC, bra för att ladda USB -enheter.Denna krets har flera komponenter som bidrar till dess funktionalitet.Återkopplingsslingan säkerställer att utgångsspänningen förblir stabil, medan frekvensstyrningen justerar växlingshastigheten för att maximera effektiviteten.Kretsen inkluderar skyddsfunktioner som skyddar den genom att förhindra överdrivet strömflöde och stängning av överhettning.Sammantaget är denna typ av krets idealisk för att driva små elektroniska enheter.

TL494 Variabel Frequency Drive (VFD)

En variabel frekvensdrivning (VFD) används för att styra motorens hastighet.Med TL494 kan du bygga en VFD som justerar kraftfrekvensen som skickas till en motor och hjälper den att köra i olika hastigheter.Detta är bra för att spara energi och förlänga motorens livslängd.TL494 använder PWM -kontroll för att generera en speciell signal som reglerar mängden kraft som skickas till motorn.Ett återkopplingssystem övervakar kontinuerligt motorns prestanda och justerar kraften för att säkerställa en smidig drift.Variabla frekvensenheter (VFD) används i maskiner som transportband eller fläktar.

TL494 LED -dimmer

TL494 kan också användas för att dimma lysdioder för belysningssystem där justerbar ljusstyrka krävs.Denna krets kan användas i hem, bilar eller skärmar.Dimningskontrollen justerar lysdiodernas ljusstyrka genom att modifiera PWM -signalen.Slät drift förhindrar lysdioderna från att flimra under dimningsprocessen, vilket ger en konsekvent och stabil utgång.Inbyggda säkerhetsfunktioner skyddar lysdioderna från överhettning som hjälper till att förlänga deras livslängd.Även om den är enkel i design är denna typ av krets mycket effektiv för att skapa energieffektiva belysningssystem.

TL494 motsvarande och alternativ

UC3843 och TL3842 liknar TL494 i hur de fungerar.Dessa chips kan ofta bytas i strömförsörjning och DC-DC-omvandlarkonstruktioner eftersom deras växlingsfunktioner och stiftlayouter är kompatibla.

Bild 10: UC3843-serien-UC3843N

UC2842, medan de liknar andra alternativ, väljs för olika spänningsnivåer eller när lägre strömförbrukning krävs.Å andra sidan är SG2524 ett annat tillförlitligt val, känt för sin dubbla förpackning och överlägsen prestanda i mer krävande applikationer.

Bild 11: UC2842-serien-UC2842N

TL494 -applikationer

• LED -belysningssystem

• Batteriladdare

• Automotive Power Systems

• Industriella motorstyrningar

• HVAC -system

• UPS (oavbruten strömförsörjning)

• Drone Electronics

• Elektroniska föreläsningar

• Nödbelysningssystem

• Konsumentelektronik krafthantering

TL494 -paket

PDIP (plast dubbel in-line-paket): Ett genomgångspaket som ofta väljs för projekt där enkel lödning och komponentersättning är viktiga.

SOIC (Small Outline Integrated Circuit): Ett ytmonteringspaket utformat för rymdbegränsade applikationer, som erbjuder en mer kompakt formfaktor.

TSSOP (tunn krympning liten dispositionspaket): Ett annat ytmonteratpaket med ett mindre fotavtryck än SOIC.

SOP (litet dispositionspaket): Liknar SOIC, men med små dimensionella variationer beroende på det specifika användningsfallet.

Slutsats

Studien av TL494 Integrated Circuit visar dess starka inflytande på elektronisk design i krafthanterings- och kontrollsystem.Dess flexibla design gör det möjligt att anpassas för olika användningsområden, från enkla uppgifter som dimning lysdioder till mer komplexa jobb som att kontrollera industriella motorer.Dess förmåga att prestera bra under tuffa förhållanden, tack vare dess breda temperatur- och spänningsområde, bidrar till dess värde i krävande applikationer.Exemplen och insikten som delas här visar både den tekniska styrkan hos TL494 och dess roll i att driva innovation och effektivitet inom elektronik.

Vanliga frågor [FAQ]

1. Vad är funktionen för TL494?

Den primära funktionen TL494 är att tillhandahålla exakt kontroll av en DC-strömförsörjning genom att variera förhållandet mellan on-till-off-tid i utsignalen, vilket styr mängden kraft som levereras till en belastning.Det används för att byta strömförsörjning, DC-DC-omvandlare och motorstyrkretsar.Praktisk operativ erfarenhet indikerar att TL494 är mycket gynnad för sin flexibilitet när det gäller att justera arbetscykeln och frekvensen för att passa olika tillämpningsbehov.

2. Vad är TL494 konstant nuvarande regulator?

Medan TL494 är känd som en PWM -styrenhet, kan den konfigureras för att fungera som en konstant strömregulator.Detta handlar om att ställa in kretsen för att leverera en stadig ström oavsett förändringar i belastning eller ingångsspänning.Detta är användbart vid LED -körapplikationer.Operatörer använder ofta externa komponenter som sinnesmotstånd i återkopplingsslingan för att stabilisera strömmen, vilket säkerställer lysdiodernas livslängd och konsekventa prestanda.

3. Vad är tullcykeln för TL494?

Tullcykeln för TL494 kan varieras från 0% till 100%, men praktiskt taget är den ofta begränsad till högst 45% till 90% på grund av interna kretsbegränsningar.Tullcykeln är en parameter som styr förhållandet mellan "på" tid till den totala perioden för PWM -signalen, vilket påverkar utgångsspänningen och kraften i applikationer.Justering av arbetscykeln är en vanlig uppgift för tekniker, som kan använda den för att finjustera kraftuttaget i kraftförsörjningen för att matcha specifika lastkrav.

4. Vad är den maximala frekvensen för TL494?

TL494 kan arbeta med en maximal växlingsfrekvens på cirka 300 kHz.Denna högfrekventa kapacitet möjliggör mindre storlek och lägre kostnad för passiva komponenter som induktorer och kondensatorer som är en betydande praktisk fördel i kompakta kraftförsörjningsdesign.Tekniker driver ofta frekvensen till sina övre gränser i applikationer som kräver kompakta och effektiva kraftförsörjningar, balansering mellan effektivitet och termiska och elektroniska bulleröverväganden.

5. Vad är skillnaden mellan TL494 och KA7500?

TL494 och KA7500 liknar funktionalitet eftersom båda är PWM -styrenhet.De skiljer sig emellertid något i sina elektriska egenskaper och stiftkonfiguration.En praktisk skillnad är att KA7500 citeras ha bättre stabilitet vid högre frekvenser.Båda chips är utbytbara i de flesta applikationer, och valet mellan dem beror vanligtvis på tillgänglighet och kostnadsöverväganden.

6. Vad är återkopplingsstiftet i TL494?

Feedback -stiftet i TL494 implementerar spänning eller nuvarande reglering.Denna stift används för att prova utgången och justera PWM -arbetscykeln i enlighet därmed, vilket gör att utgången förblir inom önskade specifikationer.Operatörer ansluter denna stift genom ett nätverk av motstånd eller direkt till en spänningsdelare eller nuvarande senskrets för att ge feedback i realtid till styrenheten.Justeringar av återkopplingskretsen är under den första installationen för att kalibrera utgången enligt specifika applikationskrav.

7. Vad är frekvensen för TL494 -växling?

Växlingsfrekvensen för TL494 kan gå upp till 300 kHz.Denna frekvens avgör hur snabbt PWM -signalen växlar mellan dess höga och låga tillstånd.Att ställa in omkopplingsfrekvensen innebär att justera interna timers eller externa komponenter som direkt påverkar effektiviteten och prestandan för hela strömförsörjningen.