L'IC TL494 est un circuit intégré de contrôle PWM polyvalent, qui peut être appliqué de nombreuses manières différentes dans les circuits électroniques. Dans cet article, nous discutons en détail des principales fonctions du circuit intégré, ainsi que de la manière de l'utiliser dans des circuits pratiques.
Description générale
L'IC TL494 est spécialement conçu pour les circuits d'application de modulation de largeur d'impulsion à puce unique. L'appareil est principalement conçu pour les circuits de commande d'alimentation, qui peuvent être dimensionnés efficacement à l'aide de ce circuit intégré.
L'appareil est livré avec un oscillateur variable intégré, un étage contrôleur de temps mort (DTC), un contrôle flip flop pour le pilotage par impulsions, une précision Régulateur 5 V , deux ampères d'erreur et certains circuits tampons de sortie.
Les amplificateurs d'erreur présentent une plage de tension en mode commun de - 0,3 V à VCC - 2V.
Le contrôle du temps mort comparateur est réglé avec une valeur de décalage fixe pour fournir un temps mort constant de 5% environ.
La fonction d'oscillateur sur puce peut être annulée en connectant la broche RT # 14 du circuit intégré à la broche de référence # 14, et en fournissant de l'extérieur un signal en dents de scie à la broche CT # 5. Cette fonction permet également de piloter de manière synchrone de nombreux CI TL494 ayant différents rails d'alimentation.
Les transistors de sortie à l'intérieur de la puce ayant des sorties flottantes sont agencés pour délivrer soit un émetteur commun sortie ou une fonction de sortie émetteur-suiveur.
Le dispositif permet à l'utilisateur d'obtenir un type push-pull ou une oscillation à une seule extrémité sur ses broches de sortie en configurant de manière appropriée la broche n ° 13, qui est la broche de fonction de commande de sortie.
Les circuits internes empêchent aucune des sorties de produire une double impulsion, tandis que le circuit intégré est câblé dans la fonction push-pull.
Fonction et configuration des broches
Le schéma et l'explication suivants nous fournissent les informations de base concernant la fonction de broche pour l'IC TL494.
- Pin # 1 et Pin # 2 (1 IN + et 1IN-): ce sont les non-inverseurs et les inverseurs contributions de l'amplificateur d'erreur (ampli op 1).
- Pin # 16, Pin # 15 (1 IN + et 1IN-): Comme ci-dessus, ce sont les non-inverseurs et les inverseurs contributions de l'amplificateur d'erreur (ampli op 2).
- Pin # 8 et Pin # 11 (C1, C2): ce sont les les sorties 1 et 2 du circuit intégré qui se connectent aux collecteurs des transistors internes respectifs.
- Pin # 5 (CT): Cette broche doit être connectée à un condensateur externe pour régler la fréquence de l'oscillateur.
- Pin # 6 (RT): Cette broche doit être connectée à une résistance externe pour régler la fréquence de l'oscillateur.
- Pin # 4 (DTC): c'est le saisir de l'ampli opérationnel interne qui contrôle le fonctionnement en temps mort de l'IC.
- Pin # 9 et Pin # 10 (E1 et E2): ce sont les les sorties du circuit intégré qui se connectent aux broches d'émetteur du transistor interne.
- Pin # 3 (Commentaires): comme son nom l'indique, ce saisir La broche est utilisée pour l'intégration avec un signal d'échantillon de sortie pour une commande automatique souhaitée du système.
- Broche n ° 7 (Terre): Cette broche est la broche de terre du CI, qui doit être connectée au 0 V de la source d'alimentation.
- Pin # 12 (VCC): Il s'agit de la broche d'alimentation positive du CI.
- Pin # 13 (O / P CNTRL): Cette broche peut être configurée pour activer la sortie de l'IC en mode push-pull ou en mode asymétrique.
- Pin # 14 (REF): Ce production pin fournit une sortie constante de 5V qui peut être utilisée pour fixer une tension de référence pour les ampères d'opération d'erreur, en mode comparateur.
Notes maximales absolues
- (VCC) Tension d'alimentation maximale à ne pas dépasser = 41 V
- (VI) Tension maximale sur les broches d'entrée à ne pas dépasser = VCC + 0,3 V
- (VO) Tension de sortie maximale au collecteur du transistor interne = 41 V
- (IO) Courant maximum sur le collecteur du transistor interne = 250 mA
- La chaleur de soudure maximale des broches du CI à 1,6 mm (1/16 pouce) du corps du CI ne doit pas dépasser 10 secondes à 260 ° C
- Tstg Plage de température de stockage = –65/150 ° C
Conditions de fonctionnement recommandées
Les données suivantes vous donnent les tensions et courants recommandés qui peuvent être utilisés pour faire fonctionner le CI dans des conditions sûres et efficaces:
- Alimentation VCC: 7 V à 40 V
- Tension d'entrée de l'amplificateur VI: -0,3 V à VCC - 2 V
- Tension de collecteur de transistor VO = 40, courant de collecteur pour chaque transistor = 200 mA
- Courant dans la broche de retour: 0,3 mA
- Gamme de fréquences de l'oscillateur fOSC: 1 kHz à 300 kHz
- Valeur du condensateur de synchronisation de l'oscillateur CT: entre 0,47 nF et 10000 nF
- RT Valeur de la résistance de synchronisation de l'oscillateur: Entre 1,8 k et 500 k Ohms.
Diagramme de disposition interne
Comment utiliser IC TL494
Dans les paragraphes suivants, nous apprenons les fonctions importantes de l'IC TL494 et comment l'utiliser dans les circuits PWM.
Aperçu: Le CI TL494 est conçu de telle manière qu'il comporte non seulement les circuits importants nécessaires pour contrôler une alimentation à découpage, mais aborde en outre plusieurs difficultés fondamentales et minimise le besoin d'étages de circuit supplémentaires nécessaires dans la structure globale.
Le TL494 est essentiellement un circuit de commande à modulation de largeur d'impulsion (PWM) à fréquence fixe.
La fonction de modulation des impulsions de sortie est obtenue lorsque l'oscillateur interne compare sa forme d'onde en dents de scie à travers le condensateur de synchronisation (CT) avec les deux paires de signaux de commande.
L'étage de sortie est basculé dans la période où la tension en dents de scie est supérieure aux signaux de commande de tension.
Lorsque le signal de commande augmente, le temps pendant lequel l'entrée en dents de scie est plus élevée diminue par conséquent, la longueur d'impulsion de sortie diminue.
Une bascule à direction d'impulsions guide en alternance l'impulsion modulée vers chacun des deux transistors de sortie.
Régulateur de référence 5 V
Le TL494 crée une référence interne de 5 V qui est envoyée à la broche REF.
Cette référence interne permet de développer une référence constante stable, qui agit comme un pré-régulateur pour assurer une alimentation stable. Cette référence est ensuite utilisée de manière fiable pour alimenter divers étages internes du CI tels que la commande de sortie logique, la direction d'impulsions de bascule, l'oscillateur, le comparateur de commande de temps mort et le comparateur PWM.
Oscillateur
L'oscillateur génère une forme d'onde en dents de scie positive pour le temps mort et les comparateurs PWM afin que ces étages puissent analyser les différents signaux d'entrée de commande.
Ce sont le RT et le TC qui sont responsables de la détermination de la fréquence de l'oscillateur et peuvent donc être programmés en externe.
La forme d'onde en dents de scie générée par l'oscillateur charge le condensateur de synchronisation externe CT avec un courant constant, déterminé par la résistance de complément RT.
Cela entraîne la création d'une forme d'onde de tension à rampe linéaire. Chaque fois que la tension aux bornes de CT atteint 3 V, l'oscillateur le décharge rapidement, ce qui redémarre ensuite le cycle de charge. Le courant pour ce cycle de charge est calculé par la formule:
Icharge = 3 V / RT --------------- (1)
La période de la forme d'onde en dents de scie est donnée par:
T = 3 V x CT / Icharge ---------- (2)
La fréquence de l'oscillateur est ainsi déterminée à l'aide de la formule:
f OSC = 1 / RT x CT --------------- (3)
Cependant, cette fréquence d'oscillateur sera compatible avec la fréquence de sortie lorsque la sortie est configurée comme asymétrique. Lorsqu'elle est configurée en mode push-pull, la fréquence de sortie sera égale à 1/2 de la fréquence de l'oscillateur.
Par conséquent, pour une sortie asymétrique, l'équation n ° 3 ci-dessus peut être utilisée.
Pour une application push pull, la formule sera:
f = 1 / 2RT x CT ------------------ (4)
Contrôle des temps morts
La configuration de la broche de temps mort régule le temps mort minimum ( périodes d'arrêt entre les deux sorties ).
Dans cette fonction, lorsque la tension sur la broche DTC dépasse la tension de rampe de l'oscillateur, force le comparateur de sortie à désactiver les transistors Q1 et Q2.
Le CI a un niveau de décalage réglé en interne de 110 mV qui garantit un temps mort minimum d'environ 3% lorsque la broche DTC est connectée à la ligne de masse.
La réponse du temps mort peut être augmentée en appliquant une tension externe à la broche DTC # 4. Cela permet d'avoir un contrôle linéaire sur la fonction de temps mort de la valeur par défaut 3% à un maximum de 100%, via une entrée variable de 0 à 3,3 V.
Si un contrôle de gamme complète est utilisé, le boîtier de sortie du circuit intégré peut être régulé via une tension externe sans perturber les configurations de l'amplificateur d'erreur.
La fonction de temps mort peut être utilisée dans des situations où un contrôle supplémentaire du cycle de service de sortie devient nécessaire.
Mais pour un bon fonctionnement, il faut s'assurer que cette entrée est soit terminée à un niveau de tension ou à la terre et ne doit jamais être laissée flottante.
Amplificateurs d'erreur
Les deux amplificateurs d'erreur du circuit intégré ont un gain élevé et sont polarisés via le rail d'alimentation du VI des circuits intégrés. Cela permet une plage d'entrée en mode commun de -0,3 V à VI - 2 V.
Les deux amplificateurs d'erreur sont configurés en interne pour fonctionner comme des amplificateurs à alimentation unique asymétriques, chaque sortie ayant uniquement une capacité active élevée. En raison de cette capacité, les amplificateurs sont capables de s'activer indépendamment pour satisfaire une demande PWM rétrécie.
Puisque les sorties des deux amplis d'erreur sont liées comme OU portes avec le nœud d'entrée du comparateur PWM, l'amplificateur qui peut fonctionner avec une sortie d'impulsion minimale domine.
Les amplificateurs ont leurs sorties polarisées avec un puits de courant faible de sorte que la sortie IC assure une PWM maximale lorsque les amplificateurs d'erreur sont en mode non fonctionnel.
Entrée de contrôle de sortie
Cette broche du circuit intégré peut être configurée pour permettre à la sortie du circuit intégré de fonctionner soit dans un mode à une seule extrémité qui est à la fois une sortie oscillant ensemble en parallèle ou de manière push-pull produisant des sorties oscillant alternativement.
La broche de commande de sortie fonctionne de manière asynchrone, ce qui lui permet d'avoir un contrôle direct sur la sortie du circuit intégré, sans affecter l'étage d'oscillateur interne ou l'étage de direction d'impulsions de bascule.
Cette broche est normalement configurée avec un paramètre fixe selon les spécifications de l'application. Par exemple, si les sorties IC sont destinées à fonctionner en parallèle ou de manière asymétrique, la broche de commande de sortie est connectée en permanence à la ligne de masse. Pour cette raison, l'étage de pilotage par impulsions à l'intérieur du CI est désactivé et la bascule alternative s'arrête aux broches de sortie.
De plus, dans ce mode, les impulsions arrivant à la commande de temps mort et au comparateur PWM sont transportées ensemble par les deux transistors de sortie, permettant à la sortie de basculer en parallèle.
Pour obtenir une opération de sortie push pull, la broche de commande de sortie doit simplement être connectée à la broche de référence de sortie + 5V (REF) du CI. Dans cette condition, chacun des transistors de sortie passe à l'état passant en alternance à travers l'étage de bascule de pilotage d'impulsions.
Transistors de sortie
Comme on peut le voir sur le deuxième diagramme du haut, la puce se compose de deux transistors de sortie, qui ont des bornes d'émetteur et de collecteur non engagées.
Ces deux bornes flottantes sont conçues pour absorber (recevoir) ou générer (émettre) jusqu'à 200 mA de courant.
Le point de saturation des transistors est inférieur à 1,3 V lorsqu'ils sont configurés en mode émetteur commun, et inférieur à 2,5 V en collecteur commun mode.
Ils sont protégés en interne contre les courts-circuits et les surintensités.
Circuits d'application
Comme expliqué ci-dessus, le TL494 est principalement un circuit intégré de contrôleur PWM, par conséquent, les principaux circuits d'application sont principalement des circuits PWM.
Quelques exemples de circuits sont décrits ci-dessous, qui peuvent être modifiés de diverses manières selon les besoins individuels.
Chargeur solaire utilisant TL494
La conception suivante montre comment le TL494 peut être configuré efficacement pour créer une alimentation à découpage Buck 5 V / 10 A.
Dans cette configuration, la sortie fonctionne en mode parallèle, et nous pouvons donc voir que la broche de commande de sortie # 13 est connectée à la masse.
Les deux amplis d'erreur sont également utilisés très efficacement ici. Un amplificateur d'erreur contrôle le retour de tension via R8 / R9 et maintient la sortie constante au taux souhaité (5 V)
Le deuxième amplificateur d'erreur est utilisé pour contrôler le courant maximum via R13.
Onduleur TL494
Voici un circuit onduleur classique construit autour de l'IC TL494. Dans cet exemple, la sortie est configurée pour fonctionner de manière push-pull, et par conséquent, la broche de commande de sortie est ici connectée à la référence + 5V, qui est obtenue à partir de la broche # 14. Le premier des broches est également configuré exactement comme décrit dans la fiche technique ci-dessus.
Conclusion
L'IC TL494 est un circuit intégré de contrôle PWM avec des fonctions de contrôle de sortie et de rétroaction très précises assurant un contrôle d'impulsion idéal pour toute application de circuit PWM souhaitée.
C'est similaire à SG3525 à bien des égards, et peut être utilisé comme un remplacement efficace, bien que les numéros de broches puissent être différents et pas exactement compatibles.
Si vous avez des questions concernant ce CI, n'hésitez pas à les poser via les commentaires ci-dessous, je serai heureux de vous aider!
Référence: Fiche technique TL494
Précédent: Comprendre le processus d'activation du MOSFET Un article: Types de cartes Arduino avec spécifications
