Контролер ШІМ імпульсного блоку живлення TL494
Мікросхема типу TL494CN, що випускається фірмою TEXAS INSTRUMENT (США), випускається так само фірмою SHARP (Японія) під назвою IR3M02, фірмою SAMSUNG (Корея) - КА7500, фірмою FUJITSU (Японія) - МВ3759, так само є і вітчизняний аналог - КР1114ЕУ4.
Мікросхема широко застосовується в імпульсних блоках харчування, зокрема, в блоках живлення персональних комп'ютерів, а так само в DC / DC перетворювачів.
На малюнку 1 показана цоколевка мікросхеми.
Мал. 1
Мікросхема спеціально розроблена для керування силовою частиною ІБП і містить в своєму складі (рис.2):
Мал. 2
- генератор пилкоподібної напруги Oscillator; частота якого визначається номіналами резистора і конденсатора, підключених до 5-му і 6-му висновків, і розраховується за формулою: F = 1,1 / RtCt
- джерело опорного стабілізованої напруги Reference Regulator (Uref = + 5B) із зовнішнім виходом на виведення 14;
- компаратор «мертвої зони» Deadtime Comparator;
- компаратор ШІМ PWM Comparator;
- підсилювач помилки по напрузі 1;
- підсилювач помилки по сигналу обмеження струму 2;
- два вихідних транзистора Q1 і Q2 з відкритими колекторами і емітерами;
- динамічний двотактний D-тригер в режимі поділу частоти на 2 - Flip-Flop;
- допоміжні логічні елементи;
- джерело постійної напруги з номіналом 12V;
- джерело постійного струму з номіналом 0,7mA.
ІМС запускається в тому випадку якщо на 12-висновок надходить напругу живлення в межах від +7 до 40V. Висновки 1 і 2 - відповідно прямий і інвертується входи підсилювача помилки за сигналом зворотного зв'язку. Висновок 4 - вхід регулювання «мертвої зони» (цей час, коли обидва вихідних транзистора мікросхеми закриті навіть при максимальній потужності споживання). Висновки 5 і 6 служать для підключення зовнішніх елементів внутрішнього генератора пилкоподібної напруги. Висновок 7 - загальний, висновки 8 і 9 - колектор і емітер першого транзистора, висновки 11 і 10 - колектор і емітер другого транзистора. Висновок 13 - вибір режиму роботи (однотактний або двотактний). Якщо на цьому висновку позитивне напруга 2,4 ... 5V двотактний режим роботи, транзистори Q1 і Q2 відкриваються по черзі, вихідні імпульси слідують один щодо одного із зсувом по фазі. Якщо на цьому висновку напруга становить 0 ... 0,4 V - однотактний режим, при цьому транзистори можна включати паралельно для збільшення вихідного струму. Висновок 14 - вихід опорного напруги (+5 V) від вбудованого стабілізованого джерела опорного напруги, висновки 16 і 15 - відповідно, прямий і інвертується входи підсилювача помилки по сигналу обмеження струму.
За функціональним вузлам, що входять до складу мікросхеми, її можна розділити на аналогову і цифрову складові.
До аналогової складової відносяться підсилювачі помилок, компаратори, генератор пилкоподібної напруги та допоміжні джерела.
Всі інші елементи, в тому числі і вихідні транзистори слід віднести до цифрової частини.
З тимчасових діаграм наведених на рис. 3 видно, що моменти появи вихідних керуючих імпульсів, а також їх тривалість визначається станом виходу логічного елемента D1. Інша логіка виконує лише допоміжну функцію, поділу вихідних імпульсів на два канали. Обидва транзистора мають відкриті колектори і емітери, тому їх можна підключати двояко, як із загальним емітером, так і з загальним колектором. Тригер Flip-Flop є двотактним динамічним D-тригером. Принцип його роботи в наступному. Кожен з вихідних імпульсів елемента D1 своїм негативним фронтом перемикає тригер і цим змінює канал проходження наступного імпульсу, т. Е. виключає появу двох відчиняли імпульсів за один період роботи.
Мал. 3
Типова схема імпульсного DC / DC перетворювача на основі TL494 показана на малюнку 4.
Мал. 4
Основні технічні характеристики:
- Діапазон напруги живлення ......... ..42V;
- Максимальна напруга колекторів вихідних транзисторів .......... 42V;
- Максимальний струм колектора вихідних транзисторів ...... .. 0,2А;
- Опорна напруга ...... 4,5 ... 5,5V;
- Потужність рассеванія в безперервному режимі в корпусі DIP-16 при температурі навколишнього середовища нижче 45 ° С ...... .. 1W;
- Струм споживання не більше ...... .. 10mA;
- Частота генератора може бути задана в межах ......... 1 ... 200 kHz;
- Тривалість фронту імпульсу вихідного струму не більше ... .. 200nS;
- Тривалість спаду імпульсу вихідного струму не більше ....... 100nS;
- Опір резистора RT може бути в межах ....... 1,8 ... 500 kOm;
- Ємність конденсатора СТ може бути в межах ...... 0,0047 ... 10 мкФ;
- Робочий діапазон температури:
- TL494B ...... .. -40 ... + 125 ° С;
- TL494C ...... .. 0 ... + 70 ° С;
- TL494I ......... -40 ... + 85 ° С.