TL494CN: ožičenje, opis na engleskom jeziku, strujni krug pretvarača

Prebacivanje napajanja

proizvođači

Smatra se da mikrokrug pripada popisu najraširenijih i najčešće korištenih integriranih elektroničkih sklopova. Njegov prethodnik bio je niz UC38xx PWM kontrolera tvrtke Unitrode. Godine 1999. ta je tvrtka kupila Texas Instruments, a od tada je razvio liniju tih kontrolora, što je dovelo do stvaranja početkom 2000-ih. microcircuit serije TL494. Osim već spomenutih gore UPS, oni se mogu naći u stalnom regulatora napona, kontrolirati pogona, u mekim početak - ukratko, gdje god se koristi kontrolu PWM.

Među tvrtkama koje su klonirale ovaj čip, postoje svjetski poznate marke poput Motorola, Inc, International Rectifier, Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor. Svi oni daju detaljan opis svojih proizvoda, takozvani TL494CN podatkovni list.

dokumentacija

Analiza opisa vrste mikrokriza koje razmatra različiti proizvođači pokazuje praktični identitet njegovih karakteristika. Obujam informacija koje daju različite tvrtke praktički je isti. Štoviše, TL494CN tablični od brandova kao što su Motorola, Inc i ON Semiconductor ponavljaju u svojoj strukturi, naveo slike, tablice i grafikone. Nešto drukčije od njih je prezentacija materijala iz Texas Instruments, ali ako ga pažljivo proučavate, postaje jasno da je značajan identičan proizvod.

Svrha TL494CN

Opis tradicionalno počinje s imenovanjem i popisom internih uređaja. To je PWM kontroler s fiksnom frekvencijom, namijenjen prvenstveno za uporabu u UPS-u i koji sadrži sljedeće uređaje:

• generator napona zupčastog napona (GPN);
• pojačala pogrešaka;
• izvor referentnog napona + 5 V;
• krug za podešavanje mrtvog vremena;
• prekidači tranzistora izlaza za struje do 500 mA;
• shema za odabir jednog ili dvotaktnog rada.

Parametri ograničenja

Kao i kod bilo kojeg drugog čipa, opis TL494CN mora sadržavati popis maksimalnih dopuštenih karakteristika izvedbe. Dat ćemo ih na temelju podataka tvrtke Motorola, Inc.:

1. Napajanje: 42 V.
2. Napon na kolektoru izlaznog tranzistora: 42 V.
3. Kolektorska struja izlaznog tranzistora: 500 mA.
4. Područje ulaznog napona pojačala: od -0,3 V do +42 V.
5. Rasipanje snage (na t< 45 ° C): 1000 mW.
6. Raspon temperature skladištenja: -55 do + 125 ° C.
7. Radni raspon temperature okoline: 0 do + 70 ° C

Treba napomenuti da je parametar 7 za TL494IN nešto širi: od -25 do +85 ° C.

Izgradnja TL494CN

Opis zaključaka njezinog korpusa na ruskom je dan u donjoj slici.

Čip se stavi u plastiku (kao što je naznačeno slovom N na kraju označavanja) 16-pinski paket s terminalima pdp tipa.

Njegov izgled je prikazan na donjoj slici.

TL494CN: Funkcionalni dijagram

Dakle, zadatak ovog čipa je impulsni modulirani impuls (PWM) impulsni napon generiran unutar reguliranog i nereguliranog UPS-a. Moć blokovi prvog tipa impulsa rasponu trajanja uglavnom dostiže maksimalnu moguću vrijednost (~ 48% za svaki izlaz u vlačni sklop, široko se koristi za pogon automobilskoj audio pojačala).

TL494CN čip ima ukupno šest terminala za izlazne signale, od kojih četiri (1, 2, 15, 16) unutarnje ulaza pojačala pogreške, koji se koriste za zaštitu UPS sa sadašnjim i potencijalnim preopterećenja. Kontakt № 4 - je ulazni signal od 0 do 3 V za podešavanje omjera radni pravokutnih izlaznih impulsa i № 3 je izlaz komparatora i može se koristiti na više načina. još 4 (br 8, 9, 10, 11) su slobodni kolektora i emitera tranzistora s maksimalnu dopuštenu struje punjenja od 250 mA (s kontinuiranom radu ne više od 200 mA). Moguće ih je povezati u paru (9 od 10 i 8 od 11) za kontrolu snažnog polja tranzistori (MOSFET) s maksimalnom dopuštenom strujom od 500 mA (ne više od 400 mA u kontinuiranom načinu rada).

Što je unutarnji TL494CN uređaj? Dijagram je prikazan na donjoj slici.

Čip ima ugrađeni referentni napon (+5 V) (№ 14). To se obično koristi kao referentni napon (u roku od ± 1%) nanosi na ulaznim sklopovima koji konzumiraju manje od 10 mA, na primjer, na terminalu 13 odabiru jedan ili dvotaktni način rada krugova: prisutnost njemu +5 odabran drugi način , ako na njemu postoji minus napon napajanja - prvi.

Za konfiguriranje frekvencija generatora Naponska pila za piljenje (GPN) koristi kondenzator i otpornik povezan s iglama 5 i 6, respektivno. I, naravno, mikro-struja ima priključke za povezivanje plus i minus napajanje (brojevi 12 i 7) u rasponu od 7 do 42 V.

Na dijagramu se može vidjeti da postoji niz internih uređaja u TL494CN. Opis na ruskom od njihove funkcionalne svrhe bit će dan dolje tijekom prezentacije materijala.

Izlazne funkcije ulaznih signala

Kao i svaki drugi elektronički uređaj. smatra se da mikročip ima svoje ulaze i izlaze. Počet ćemo s prvim. Popis tih zaključaka TL494CN već je dan gore. Opis na ruskom od njihove funkcionalne svrhe dodatno će se objasniti s detaljnim objašnjenjima.

Zaključak 1

Ovo je pozitivan (neizobravan) ulaz ulaznog pojačala pogreške 1. Ako je napon na njemu manji od napona na iglu 2, izlaz pojačala pogreške 1 bit će nizak. Ako je veći nego na pin 2, signal pogreške pojačala 1 postaje visoka. Izlaz pojačala u osnovi ponavlja pozitivni ulaz koristeći pin 2 kao referencu. Funkcije pojačala pogrešaka bit će detaljnije opisane u nastavku.

Zaključak 2

Ovo je negativni (inverzni) ulaz signala pojačala pogreške 1. Ako je ovaj pin veći od igle 1, izlaz pojačala pogreške 1 bit će nizak. Ako je napon na ovom pinu manji od napona na iglu 1, izlaz pojačala će biti visok.

Zaključak 15

Djeluje točno kao i broj 2. Često, drugi pojačalo pogreške se ne koristi u TL494CN. Krug njegova uključivanja u ovom slučaju sadrži izlaz 15 jednostavno povezan s 14. (referentni napon + 5 V).

Zaključak 16

Djeluje na isti način kao br. 1. Obično je povezan s uobičajenim brojem 7 kada se drugi pojačalo pogreške ne koristi. Sa pin 15 priključen na + 5 V i broj 16 povezan s zajedničkim, izlaz drugog pojačala je nizak i stoga nema nikakvog utjecaja na rad čipa.

Zaključak 3

Taj kontakt i svako unutarnje pojačalo TL494CN međusobno su povezani diodama. Ako signal na izlazu bilo kojeg od njih promijeni s niskog na visok, onda na broj 3 također ide visoka. Kada signal na ovom pinu prijeđe 3,3 V, izlazni impulsi su isključeni (nula radnog ciklusa). Kad je napona na njemu blizu 0 V, trajanje impulsa je maksimum. Između 0 i 3,3 V, širina impulsa je između 50% i 0% (za svaki od izlaza PWM kontrolera - na igle 9 i 10 u većini uređaja).

Ako je potrebno, kontakt 3 može se koristiti kao ulazni signal ili se može koristiti za osiguravanje prigušenja brzine promjene širine impulsa. Ako je napona na njemu visoka (> 3.5V), ne postoji način pokretanja UPS-a na PWM kontroleru (neće biti impulsa od njega).

Zaključak 4

Kontrolira raspon kontrole za vrijeme mrtvog vremena. Ako je napon na njemu blizu 0 V, mikro-struja će moći izlaziti i minimalnu moguću i maksimalnu širinu pulsa (koja je postavljena drugim ulaznim signalima). Ako se na ovaj terminal primijeni napon od oko 1,5 V, širina izlaznog impulsa bit će ograničena na 50% njegove maksimalne širine (ili ~ 25% radnog ciklusa za Push-pull način rada PWM kontrolera). Ako je napon visok (> 3.5V), na TL494CN-u nema načina pokretanja UPS-a. Shema njegova uključivanja često sadrži broj 4, izravno povezan s tlom.

• Važno je zapamtiti! Signal na stezaljkama 3 i 4 bi trebao biti ispod ~ 3.3 V. A što ako je blizu, na primjer, na + 5V? Kako će se onda TL494CN ponašati? Krug napona pretvarača na njemu neće proizvesti impulse, tj. iz UPS-a neće biti izlaznog napona.

Zaključak 5

Služi za spajanje dugotrajnog kondenzatora Ct, sa svojim drugim kontaktom povezanim s tlom. Vrijednosti kapaciteta obično su od 0,01 mu-F do 0,1 J.-F. Promjene u vrijednosti ove komponente dovode do promjene učestalosti GPN i izlaznih impulsa PWM kontrolera. U pravilu se ovdje koriste visokokvalitetni kondenzatori s vrlo niskim temperaturnim koeficijentom (s vrlo malom promjenom kapaciteta s promjenom temperature).

Zaključak 6

Za povezivanje vremenski zahtjevnog otpornika Rt, sa svojim drugim kontaktom priključenim na tlo. Vrijednosti Rt i Ct određuju učestalost GPN-a.

• f = 1,1: (Rt x Ct).

Zaključak 7

Spojen je na zajedničku žicu kruga uređaja na PWM kontroleru.

Zaključak 12

Označena je VCC slovima. Njemu se pridružuje "plus" napajanje TL494CN. Krug njegova uključivanja obično sadrži br. 12, povezan s prekidačem izvora napajanja. Mnogi UPS-ovi koriste ovaj izlaz za uključivanje napajanja (i sam UPS) i isključivanje. Ako ima +12 V i 7 na kojemu je uzemljena, GPN i ION čipovi će raditi.

Zaključak 13

Ovo je način unosa. Njegova funkcija je opisana gore.

Izlazni pin funkcije

Iznad navedene su za TL494CN. Opis na ruskom od njihove funkcionalne svrhe bit će dan dolje s detaljnim objašnjenjima.

Zaključak 8

Na ovom čipu postoje 2 npn-tranzistora, koji su njegovi izlazni ključevi. Ovaj izlaz je sakupljač tranzistora 1, obično povezan s konstantnim izvorom napona (12 V). Ipak, u nekim uređajima se koristi kao izlaz, a na njemu možete vidjeti meandar (kao u br. 11).

Zaključak 9

Ovaj emiter tranzistora 1. nadzire UPS napajanje tranzistor (polje u većini slučajeva) u push-pull krug, bilo izravno ili preko spojne tranzistora.

Zaključak 10

Ovaj emiter tranzistora 2. U single-ended rad signal je isti kao u № 9. dvotaktne mode signala №№ 9 i 10 u protivfaza, t. E. Kada visoka razina signala, s druge strane to je niska, i obrnuto. U većini uređaja izlazni signali iz emitera tranzistora preklopnika pod kontrolom moćnih čipova smatra FET odvezao u ON stanje kada je napon na priključcima 9 i 10 je visoka (iznad ~ 3,5 V, ali to se ne odnosi na razini od 3,3 V na № № 3 i 4).

Zaključak 11

To je sakupljač tranzistora 2, obično povezan s izvorom izravnog napona (+12 V).

• primjedba: U uređajima na TL494CN, krug njegova uključivanja može sadržavati izlaze PWM regulatora kao kolektore, ali emitere tranzistora 1 i 2, iako se druga varijanta češće susreće. Postoje, međutim, opcije kada točno kontakti 8 i 11 su izlazi. Ako pronađete mali transformator u krugu izmedu mikro-strujnog kruga i FET-a, izlazni signal najvjerojatnije će biti preuzet iz njih (iz kolektora).

Zaključak 14

Ovo je izlaz ION-a, također opisan gore.

Načelo rada

Kako TL494CN radi? Redoslijed njenog rada dat će se temeljem tvrtke Motorola, Inc. Pulsni izlaz s latitudinalnom modulacijom postiže se uspoređivanjem pozitivnog signala zubaca od kondenzatora Ct s bilo kojim od dvaju upravljačkih signala. Logika NOR izlaznih tranzistora Q1 i Q2 kontrole, otvoriti ih samo kada je signal na sat ulaz (C1) okidač (vidi. TL494CN funkcionalni sklop) postaje nisku razinu.

Dakle, ako je ulazni C1 okidač logika-jednoj razini, izlazni tranzistori su zatvoreni u oba načina rada: single-završio i push-pull. Ako postoji signal na ovom ulazu satna frekvencija, tada se u push-pull modu tranzistorni prekidači otvaraju zauzvrat dolaskom prekida impulsa sata na okidac. U načinu rada s jednim ciklusom, okidač se ne koristi i oba se izlaznog ključa otvaraju sinkrono.

Ovo otvoreno stanje (u oba načina rada) moguće je samo u tom dijelu GPN razdoblja, kada je napon zupčanika veći od kontrolnih signala. Dakle, povećanje ili smanjenje magnitude kontrolnog signala uzrokuje linearno povećanje ili smanjenje širine naponskih impulsa na izlazima mikročipa.

Kao kontrolni signali, može se koristiti napon od igle 4 (mrtva kontrola vremena), ulazi pojačala pogrešaka ili ulazni signal povratne veze od igle 3.

Prvi koraci za rad s čipom

Prije nego što radite bilo koji korisni uređaj, preporučujemo da proučite kako funkcionira TL494CN. Kako testirati njegovu izvedbu?

Uzmite svoju razvojnu ploču, postavite IC na nju i spojite žice prema donjem dijagramu.

Ako je sve ispravno spojeno, krug će raditi. Ostavite zaključke 3 i 4 ne slobodno. Upotrijebite svoj osciloskop kako biste provjerili rad GPN-a - na pinu 6 trebali biste vidjeti naponski pramac. Izlazi će biti nula. Kako odrediti njihovu izvedbu u TL494CN. Može se provjeriti na sljedeći način:

1. Spojite povratnu izlaznu snagu (br. 3) i izlaznu kontrolu mrtvog vremena (br. 4) na zajednički priključak (br. 7).
2. Sada biste trebali otkriti pravokutne impulse na izlazima čipa.

Kako ojačati izlazni signal?

Izlaz TL494CN je prilično niska struja, a vi naravno želite veću snagu. Dakle, moramo dodati nekoliko snažnih tranzistora. Najjednostavniji za korištenje (i vrlo je lako dobiti - od matične ploče starog računala) n-channel MOSFET snage. Time smo invertni izlaz TL494CN, t. K. Ako spojite n-kanalni MOS tranzistor tome, u nedostatku puls na izlazu čip će otvoriti za protok istosmjerne struje. U ovom slučaju, tranzistor MOS može jednostavno sagorijevati helip. Dakle, dobili smo univerzalni NPN tranzistor i spojili ga prema donjem dijagramu.

Moćni MOSFET u ovom krugu kontrolira se u pasivnom načinu rada. Ovo nije baš dobro, ali za potrebe ispitivanja i niske snage prilično je prikladno. R1 u krugu je opterećenje NPN tranzistora. Odaberite ga prema najvećoj dopuštenoj struji njegovog kolektora. R2 je opterećenje naše kaskade snage. U sljedećim eksperimentima bit će zamijenjen transformatorom.

Ako vidimo osciloskopski signal na pinu 6 čipa, vidjet ćete "vidio". Na broj 8 (K1) još se mogu vidjeti pravokutni impulsi, dok MOS tranzistor ima iste impulse istog oblika, ali veći.

I kako podići izlazni napon?

Sada ćemo dobiti veći napon s TL494CN. Žica ožičenja i ožičenje dijagram je isti - na breadboard. Naravno, nema dovoljno visokog napona na njemu, pogotovo jer nema nikakvih radijatora na MOSFET snage. Pa ipak, priključite mali transformator na izlaznu fazu, prema ovoj shemi.

Primarno navijanje transformatora sadrži 10 okretaja. Sekundarno namotavanje sadrži oko 100 zavoja. Dakle, omjer pretvorbe je 10. Ako primijenite 10V na primarni navoj, trebali biste dobiti oko 100 V na izlazu. Jezgra je izrađena od ferita. Možete koristiti neke srednje jezgre iz transformatora napajanja računala.

Budite oprezni, izlaz transformatora je pod visokim naponom. Tekuće je vrlo nisko i neće te ubiti. Ali možete dobiti dobar udarac. Još jedna opasnost - ako instalirate veliki kondenzator na izlaz, akumulirat će veliku naboj. Stoga, nakon isklapanja kruga, treba ga isprazniti.

Na izlazu kruga možete uključiti bilo koji pokazatelj poput žarulje, kao na donjoj slici. Radi na istosmjernom naponu i treba oko 160 V da svijetli. (Snaga cijelog uređaja je oko 15 V - red veličine niži.)

Krug s transformatorskim izlazom naširoko se koristi u bilo kojem UPS-u, uključujući napajanje računala. U tim uređajima prvi je transformator povezan putem tranzistorni ključevi na izlaze PWM kontrolera, galvansku izolaciju niskonaponskog dijela kruga, uključujući TL494CN, od njenog visokonaponskog dijela koji sadrži mrežni napon.

Regulator napona

Tipično, u samostalnim malim elektroničkim uređajima, napajanje osigurava tipični PC UPS, izveden na TL494CN. Shema za uključivanje PSU računala dobro je poznata, a sami blokovi su lako dostupni jer se milijuni starih računala godišnje prodaju ili prodaju za rezervne dijelove. No, u pravilu, ti UPS-ovi proizvode napone ne više od 12 V. To je premalo za pogon pod kontrolom frekvencije. Naravno, može se pokušati koristiti visokonaponsko računalo za 25 V, ali teško će se naći, a previše snage će se raspršiti na naponu od 5 V u logičkim elementima.

Međutim, na TL494 (ili analogima), možete izgraditi bilo koji krug s izlazom za povećanu snagu i napon. Korištenje tipičnih dijelova s ​​računalnog UPS-a i snažnih MOSFET-a iz matične ploče moguće je izraditi PWM regulator napona na TL494CN. Krug pretvarača prikazan je na donjoj slici.

Na njoj možete vidjeti krug uključivanja čipa i izlazne pozornice na dva tranzistora: univerzalni npn i moćni MOS.

Glavni dijelovi: T1, Q1, L1, D1. Bipolarni T1 se koristi za kontrolu snažnog MOSFET spojenog na pojednostavljeni način, tzv. „Pasivni”. L1 je induktivna gas od stare HP pisača (oko 50 okretaja, visina 1 cm, širina 0,5 cm s namotima, otvorena prigušnica). D1 jest Schottky dioda s drugog uređaja. TL494 je alternativno povezan s gore navedenim, iako se može koristiti bilo koji od njih.

C8 je kondenzator s niskim kapacitetom, kako bi se spriječio unos buke na ulaz pogrešaka, vrijednost od 0.01uF će biti više ili manje normalna. Velike vrijednosti usporit će podešavanje potrebnog napona.

C6 je još manji kondenzator, koristi se za filtriranje visokofrekventnih buke. Kapacitet je do nekoliko stotina picofarada.