Навигация

Структурная схема включения ШИМ - контроллера TL494CN

Сейчас большинство автомобильных и сетевых преобразователей напряжения собраны на специализированном контроллере TL494CN и хорошо себя зарекомендовала среди многочисленных радиолюбителей.
Микросхема TL494CN в основном производится в пластиковом корпусе типоразмера DIP16 (бывают и в других корпусах, но используются редко). Структурная схема приведена на рисунке ниже:
 
Структурная схема включения ШИМ - контроллера TL494CN

Схема включается при достижении питанием порога 5,5 - 7,0 вольт (типовое значение 6.4 вольт). До этого момента внутренние шины контроля запрещают работу генератора и логической части схемы. Ток холостого хода при напряжении питания +15 вольт (выходные транзисторы отключены) не более 10 мА. ИОН +5 вольт (+4.75...+5.25 вольт, стабилизация по выходу не хуже +/- 25 мВ) обеспечивает вытекающий ток до 10 мА.
Генератор вырабатывает на время задающем конденсаторе Сt (вывод 5) пилообразное напряжение 0...+3.0 вольт (амплитуда задана ИОНом) для TL494 Texas Instruments и 0...+2.8 вольт для TL494 Motorola, соответственно для TI F=1.0/(RtCt), и F=1.1/(RtCt).
Допустимы рабочие частоты от 1 до 300 кГц, при этом рекомендованный диапазон Rt = 1...0,5 мОм, Ct=470 пФ...10 мкФ. При этом типовой температурный дрейф частоты составляет (естественно без учета дрейфа навесных компонентов) +/-3 %, а уход частоты в зависимости от напряжения питания - в пределах 0.1 % во всем допустимом диапазоне.
Для дистанционного выключения генератора можно внешним ключом замкнуть вход Rt (6) на выход ИОНа, или - замкнуть Ct на землю. Разумеется, сопротивление утечки разомкнутого ключа должно учитываться при выборе Rt, Ct.
Вход контроля фазы покоя (скважности) через компаратор фазы покоя задает необходимую минимальную паузу между импульсами в плечах схемы. Это необходимо как для недопущения сквозного тока в силовых каскадах за пределами ИС, так и для стабильной работы триггера - время переключения цифровой части TL494CN составляет 200 нс. Выходной сигнал разрешен тогда, когда пила на Cт превышает напряжение на управляющем входе 4 (DT). На тактовых частотах до 150 кГц при нулевом управляющем напряжении фаза покоя = 3 % периода (эквивалентное смещение управляющего сигнала 100...120 мВ), на больших частотах встроенная коррекция расширяет фазу покоя до 200..300 нс.
Используя цепь входа DT, можно задавать фиксированную фазу покоя (R-R делитель), режим мягкого старта (R-C), дистанционное выключение (ключ), а также использовать DT как линейный управляющий вход. Входная цепь собрана на pnp-транзисторах, поэтому входной ток (до 1.0 мкА) вытекает из ИС, а не втекает в нее. Ток достаточно большой, поэтому следует избегать высокоомных резисторов (не более 100 кОм).
Усилители ошибки - фактически, операционные усилители с Ку=70..95 дБ по постоянному напряжению (60 дБ для ранних серий), Ку=1 на 350 кГц. Входные цепи собраны на pnp-транзисторах, поэтому входной ток (до 1.0 мкА) вытекает из ИС а не втекает в нее. Ток достаточно большой для ОУ, напряжение смещения тоже (до 10 мВ) поэтому следует избегать высокоомных резисторов в управляющих цепях (не более 100 кОм). Зато благодаря использованию pnp-входов диапазон входных напряжений - от -0.3 вольт до Vпитания-2 вольт
Усилители не предназначены для работы в пределах одного такта рабочей частоты. При задержке распространения сигнала внутри усилителя в 400 нс они для этого слишком медленные, да и логика управления триггером не позволяет (возникали бы побочные импульсы на выходе). В реальных схемах ПН частота среза цепи ОС выбирается порядка 100-15000 Герц.
Триггер и логика управления выходами - При напряжении питания не менее 7 вольт, если напряжение пилы на генераторе больше чем на управляющем входе DT, и если напряжение пилы больше чем на любом из усилителей ошибки (с учетом встроенных порогов и смещений) - разрешается выход схемы. При сбросе генератора из максимума в ноль - выходы отключаются. Триггер с пара фазным выходом делит частоту надвое. При логическом 0 на входе 13 (режим выхода) фазы триггера объединяются по ИЛИ и подаются одновременно на оба выхода, при логической 1 - подаются пара фазно на каждый выход порознь.
Выходные транзисторы - npn Дарлингтон со встроенной тепловой защитой (но без защиты по току). Таким образом, минимальное падение напряжение между коллектором (как правило замкнутым на плюсовую шину) и эмиттером (на нагрузке) - 1.5 вольт (типовое при 200 мА), а в схеме с общим эмиттером - чуть лучше, 1.1 В типовое. Предельный выходной ток (при одном открытом транзисторе) ограничен 0,5 ампер, предельная мощность на весь кристалл - 1 Ватт.