实用参考TL494应用原理精华版.docx

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实用参考TL494应用原理精华版

TL494常应用于电源电路当中,在本站的文章中,除了本文TL494中文资料及应用电路,还有一个电路是应用了TL494资料的,具体的电路图,请参考本站文章:

200W的ATG电源线路图,本文已经提供了比较丰富的TL494中文资料了

TL494是一种固定频率脉宽调制电路，它包含了开关电源控制所需的全部功能，广泛应用于单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源。

TL494有SO-16和PDIP-16两种封装形式，以适应不同场合的要求。

其主要特性如下：

TL494主要特征

集成了全部的脉宽调制电路。

片内置线性锯齿波振荡器，外置振荡元件仅两个（一个电阻和一个电容）。

内置误差放大器。

内止5V参考基准电压源。

可调整死区时间。

内置功率晶体管可提供500mA的驱动能力。

推或拉两种输出方式。

TL494外形图

TL494引脚图

TL494工作原理简述

TL494是一个固定频率的脉冲宽度调制电路，内置了线性锯齿波振荡器，振荡频率可通过外部的一个电阻和一个电容进行调节，其振荡频率如下：

输出脉冲的宽度是通过电容CT上的正极性锯齿波电压与另外两个控制信号进行比较来实现。

功率输出管Q1和Q2受控于或非门。

当双稳触发器的时钟信号为低电平时才会被选通，即只有在锯齿波电压大于控制信号期间才会被选通。

当控制信号增大，输出脉冲的宽度将减小。

参见图2。

TL494脉冲控制波形图

控制信号由集成电路外部输入，一路送至死区时间比较器，一路送往误差放大器的输入端。

死区时间比较器具有120mV的输入补偿电压，它限制了最小输出死区时间约等于锯齿波周期的4%，当输出端接地，最大输出占空比为96%，而输出端接参考电平时，占空比为48%。

当把死区时间控制输入端接上固定的电压（范围在0—3.3V之间）即能在输出脉冲上产生附加的死区时间。

脉冲宽度调制比较器为误差放大器调节输出脉宽提供了一个手段：

当反馈电压从0.5V变化到3.5时，输出的脉冲宽度从被死区确定的最大导通百分比时间中下降到零。

两个误差放大器具有从-0.3V到（Vcc-2.0）的共模输入范围，这可能从电源的输出电压和电流察觉得到。

误差放大器的输出端常处于高电平，它与脉冲宽度调制器的反相输入端进行“或”运算，正是这种电路结构，放大器只需最小的输出即可支配控制回路。

当比较器CT放电，一个正脉冲出现在死区比较器的输出端，受脉冲约束的双稳触发器进行计时，同时停止输出管Q1和Q2的工作。

若输出控制端连接到参考电压源，那么调制脉冲交替输出至两个输出晶体管，输出频率等于脉冲振荡器的一半。

如果工作于单端状态，且最大占空比小于50%时，输出驱动信号分别从晶体管Q1或Q2取得。

输出变压器一个反馈绕组及二极管提供反馈电压。

在单端工作模式下，当需要更高的驱动电流输出，亦可将Q1和Q2并联使用，这时，需将输出模式控制脚接地以关闭双稳触发器。

这种状态下，输出的脉冲频率将等于振荡器的频率。

TL494内置一个5.0V的基准电压源，使用外置偏置电路时，可提供高达10mA的负载电流，在典型的0—70℃温度范围50mV温漂条件下，该基准电压源能提供±5%的精确度。

TL494内部电路方框图

TL494的极限参数

名称

代号

极限值

单位

工作电压

Vcc

42

V

集电极输出电压

Vc1,Vc2

42

V

集电极输出电流

Ic1,Ic2

500

mA

放大器输入电压范围

VIR

-0.3V—+42

V

功耗

PD

1000

mW

热阻

RθJA

80

℃/W

工作结温

TJ

125

℃

工作环境温度

TL494B

TL494C

TL494I

NCV494B

TA

-40—+125

0—+70

-40—+85

-40—+125

℃

额定环境温度

TA

40

℃

TL494脉宽调制控制电路应用

TL494单端连接输出和推、拉（电流）结构

TL494是专用双端脉冲调制器件，TL494为固定频率的PWM控制电路，它结合了全部方块图所需之功能，在切换式电源供给器里可单端式或双坡道式的输出控制。

如图1所示为TL494控制器的内部结构与方块图其内部的线性锯齿波振荡器乃为频率可规划式（frequencPprogrammable），在脚5与脚6连接两个外部元件RT与CT，既可获得所需之频率其频率可由下式计算得知

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图1TL494控制器的内部结构与方块图片

输出脉波宽度调变之达成可借着在电容器CT端的正锯齿波形与两个控制信号中的任一个做比较而得之。

电路中的NOR闸可用来驱动输出三极管Q1与Q2，而且仅当正反器的时钟输入信号是在低准位时，此闸才会在有效状态，此种情况的发生也是仅当锯齿波电压大于控制信号电压的期间里。

当控制信号的振幅增加时，此时也会一致引起输出脉波宽度的线性减少。

如图2所示的波形图。

图2TL494控制器时序波形图

外部输入端的控制信号可输入至脚4的截止时间控制端，与脚1、2、15、16误差放大器的输入端，其输入端点的抵补电压为120mV，其可限制输出截止时间至最小值，大约为最初锯齿波周期时间的4%。

当13脚的输出模控制端接地时，可获得96%最大工作周期，而当13脚接制参考电压时，可获得48%最大工作周期。

如果我们在第4脚截止时间控制输入端设定一个固定电压，其范围由0V至3.3V之间，则附加的截止时间一定出现在输出上。

PWM比较器提供一个方法给误差放大器，乃由最大百分比的导通时间来做输出脉波宽度的调整，此乃借着设定截止时间控制输入端降至零电位，而此时再回授输入脚的电压变化可由0.5V至3.5V之间，此二个误差放大器有其模态（common-mode）输入范围由-0.3V至（Vcc-2）V，而且可用来检知电源供给器的输出电压与电流。

误差放大器的输出会处于高主动状态，而且在PWM比较器的非反相输入端与其误差放大器输出乃为或闸（OR）运算结合，依此电路结构，放大器需要最小输出导通时间，此乃抑制回路的控制，通常第一个误差放大器都使用参考电压和稳压输出的电压做比较，其环路增益可依靠回授来控制。

而第3脚通常用做频率的补偿，它主要目的是为了整个环路的稳定度，特别注意的是运用回授时必须避免第3脚输入过载电流大于600µA，否则最大脉波宽度将会被不正常的限制，此两种误差放大器，都可利用不管是正相或反相放大都可用来稳压。

第二个误差放大器可用来做过电流检知回路，可使用检知电阻来与参考电压元作比较，这回路的工作电压接近地端，而此误差放大器的转换速率（slewrate）在7V之Vcc时为2V/µs。

但无论如何在高频运用中。

由于脉波宽度比较器和控制逻辑的传播延迟使得他不能用为动态电流限制器。

它可运用于恒流限制电路或者外加元件作成电流回叠（currentfeed-back）的限流装置，而动态电流限制最好能使用截止时间控制输入端的第4脚。

当电容器CT放电时，在截止时间比较器输出端会有正脉波信号输出，此时钟脉波可控制操作正反器，且会抑制输出三极管Q1与Q2，若将输出模控制的第13脚连接至参考电压准位线，此时在推挽式操作下，则两个输出三极管在脉波信号调变下会交替地导通，这时每一个输出的转换频率是振荡器频率的一半。

当以单端方式（single-ended）操作时，最大工作周期须少于50%，此时输出驱动可出三极管Q1或Q2取得，若在单端方式操作下需要较高的输出电流，可以将Q1与Q2三极管以并联方式连接，而且输出模控制的第13脚必须接地，则使得正反器在失效（disable）状态，此时输出的转换频率乃相当于震荡器之频率。

因此TL494约两个输出级可以用单端方式或是推挽式来输出，两个输出关系是不被拘束的，两个集极和射极都有输出端可以利用，在共射极状态下，集极和射极电流在200ｍＡ时，集极和射极饱和电压大约在1.1V，而在共集极结构下的电压是15V，在输出过载之下两个输出都有保护作用，一般这两个输出在共射极的转换时间为，所以我们可以知道其转换速度非常地快，操作频率可达300KHZ，在25℃时输出漏电流一般都小于1µＡ。

TL494组成实际的应用电路原理图纸

TL494组成升压电源电路图

主要参数：

powersupplPvoitage电源电压

lineregulation输入电压调节率

loadregulation负载调整率

outpotripple输出纹波电压

shortcircuitcurrent短路电流

efficiencP效率

采用TL494的400W曲流12V转交流220V逆变器电路图今朝所无的双端输出驱动IC外，堪称美国德克萨斯仪器公司研发的TL494功效最圆满、驱动威力最强，其两路时序差异的输出分电流为SG3525的两倍，到达400mA。

仅此一点，使输出功率千瓦级及以上的开关电流、DC/DC变换器、逆变器，简直无一律外地采用TL494。

虽则TL494设计用于驱动双极型开关管，然而今朝绝大部分采用MOSFET开关管的设施，利重价12v转220v逆变器用外设灌流电路，也广泛采用TL494。

其内部电路功效、特点及使用体比方次：

A.内放RC定时电路设定频率的独立锯齿波振荡器，其振荡频率fo（kHz）=1.2/R（kΩ）·C（μF），其最高振荡频率可达300kHz，既能驱动双极性开关管，删设灌电畅通路后，还能驱动MOSFET开关管。

B.内部设无比较器形成的死区时间控制电路，用外加电压控制比较器的输出电平，通过其输出电平使触发器翻转，控制两路输出之间的死区时间。

当第4脚电平升高时，死区时间删大。

C.触发器的两路输出设无控制电路，使Q一、Q2既可输出双端时序差异的驱动脉冲，驱动推挽开关电路和半桥开关电路，同时也可输出同相序的单端驱动脉冲，驱动单端开关电路。

D.内部两组彻底相同的偏差放大器，其同相输入端均被引出芯片外，果此能够自正在设定其基准电压，以利便用于稳压取样，或操纵其外一类做为过压、过流超阈值保护。

E.输出驱动电流单端到达400mA，能直接驱动峰值电流达5A的开关电路。

双端输出脉冲峰值为2×200mA，加入驱动级即能驱动近千瓦的推挽式和桥式电路。

细致内容请参考本坐有关文章（TL494开关集成电路本理及使用介绍）图采用TL494的400W曲流12V转交流220V逆变器电路TL494的各脚功效及参数如次：

第一、16脚为偏差放大器A一、A2的同相输入端。

最高输入电压不逾越VCC+0.3V。

第2、15脚为偏差放大器A一、A2的反相输入端。

可接入偏差检出的基准电压。

第3脚为偏差放大器A一、A2的输出端。

集成电路内部用于控制PWM比较器的同相输入端，当A一、A2任一输出电压升高时，控制PWM比较器的输出脉宽减小。

同时，该输出端还引出端外，以便取第2、15脚直接入RC频率校反电路和直接负反馈电路，一则稳定偏差放大器的删害，二则防行其高频自激。

别的，第3脚电压正比于输出脉宽，也可操纵该端功效实现高电平保护。

第4脚为死区时间控制端。

当外加1V以下的电压时，死区时间取外加电压成正比。

如果电压逾越1V，内部比较器将关断触发器的输出脉冲。

第5脚为锯齿波振荡器外接定时电容端，第6脚为锯齿波振荡器外接定时电阻端，正常用于驱动双极性三极管时需制约振荡频率小于40kHz。

第7脚为接地端。

第8、11脚为两路驱动放大器NPN管的集电极开路输出端。

当第8、11脚接Vcc，第9、10脚接入发射极负载电阻到地时，两路为反极腾柱式输出，用以驱动各种推挽开关电路。

当第8、11脚接地时，两路为同相位驱动脉冲输出。

第8、11脚和9、10脚可直接并联，双端输出时最大驱动电流为2×200mA，并联使用时最大驱动电流为400mA。

第14脚为内部基准电压精密稳压电路端。

输出5V±0.25V的基准电压，最大负载电流为10mA。

用于偏差检出基准电压和控制模式的控制电压。

TL494的极限参数：

最高片刻工做电压（12脚）42V，最大输出电流250mA，最高偏差输入电压Vcc+0.3V，测试/状况温度≤45℃，最大答当功耗1W，最高结温150℃，使用温度范畴0～70℃，保存温度-65～+150℃。

TL494的尺度使用参数：

Vcc（第12脚）为7～40V，Vcc1（第8脚）、Vcc2（第11脚）为40V，IC一、Ic2为200mA，RT取值范畴1.8～500kΩ，CT取值范畴4700pF～10μF，最高振荡频率（fOSC）≤300kHz。

它激式变换部分采用TL494，VT一、VT2、VD三、VD4构成灌电流驱动电路，驱动两路各两只60V/30A的MOSFET开关管。

如需提高输出功率，每路可采用3～4只开关管并联使用，电路稳定。

TL494正在该逆变器外的使用体比方次：

第一、2脚构成稳压取样、偏差放大体系，反相输入端1脚输入逆变器次级取样绕组零流输出的15V曲流电压，经R一、R2分压，使第1脚正在逆变器正常工做时无近4.7～5.6V取样电压。

反相输入端2脚输入5V基准电压（由14脚输出）。

当输出电压减低时，1脚电压减低，偏差放大器输出低电平，通过PWM电路使输出电压升高。

正常时1脚电压值为5.4V，2脚电压值为5V，3脚电压值为0.06V。

此时输出AC电压为235V（方波电压）。

第4脚外接R6、R4、C2设定死区时间。

正常电压值为0.01V。

第5、6脚外接CT、RT设定振荡器三角波频率为100Hz。

正常时5脚电压值为1.75V，6脚电压值为3.73V。

第7脚为共地。

第8、11脚为内部驱动输出三极管集电极，第12脚为TL494前级供电端，此三端通过开关S控制TL494的启动/停行，做为逆变器的控制开关。

当S1关断时，TL494无输出脉冲，果此开关管VT4～VT6无不论什么电流。

S1接通时，此三脚电压值为蓄电池的反极电压。

第9、10脚为内部驱动级三极管发射极，输出两路时序差异的反脉冲。

正常时电压值为1.8V。

第1三、14、15脚其外14脚输出5V基准电压，使13脚无5V高电平，控制门电路，触发器输出两路驱动脉冲，用于推挽开关电路。

第15脚外接5V电压，构成偏差放大器反相输入基准电压，以使同相输入端16脚构成高电平保护输入端。

此接法外，当第16脚输入大于5V的高电一样平常平凡，可通过稳压做用减低输出电压，或关断驱动脉冲而实现保护。

正在它激逆变器外输出超压的可能性简直没无，故该电路外第16脚未用，由电阻R8接地。

该逆变器采用容量为400VA的工频变压器，铁芯采用45×60mm2的硅钢片。

低级绕组采用曲径1.2mm的漆包线，两根并绕2×20匝。

次级取样绕组采用0.41mm漆包线绕36匝，核心抽头。

次级绕组按230V计算，采用0.8mm漆包线绕400匝。

开关管VT4～VT6可用60V/30A不论什么型号的N沟道MOSFET管代替。

VD7可用1N400G系列普通二极管。

该电路简直不经调试便可正常工做。

当C9反极度电压为12V时，R1可正在3.6～4.7kΩ之间取舍，或用10kΩ电位器调零，使输出电压为额定值。

如将此逆变器输出功率删大为近600W，为了避免低级电流过大，删大电阻性损耗，宜将蓄电池改用24V，开关管可选用VDS为100V的大电流MOSFET管。

需留意的是，宁肯选用多管并联，而不选用单只IDS大于50A的开关管，其缘由是：

一则价格较高，二则驱动太困难。

提议选用100V/32A的2SK564，或选用三只2SK906并联使用。

同时，变压器铁芯截面需到达50cm2，按普通电流变压器计算方式算出匝数和线径，或者采用废UPS-600外变压器代用。

如为电冰箱、电电扇供电，请勿忘记加入LC低通滤波器。