芯片494.docx

本系统中采用了德州仪器公司（Texas Instrument）生产的PWM发生器TL494，它是典型的固定频率脉宽调制控制集成电路，它包含了控制开关电源所需的全部功能，可作为单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源的控制系统，其基本电路单元如图1所示。图1 TL494内部功能方框图与基本单元电路引脚说明。的1、2和16、15脚分别为两个误差放大器的同相向和反相输进端，两个误差放大器可构成电压反馈调节器和电流反馈调节器，分别控制输出电压的稳定和输出过流的保护。3脚为两个放大器公共输出端，也称补偿端。的8、11、12为电源端，7脚为地，14脚为参考电平，正常工作时，输出标准的5V电压。13脚为输出方式控制端，当该脚为高电平时，形成双路输出方式，若为低电平时，则为同步工作方式。工作方式。输出脉冲的宽度调制，是通过电容器C上的正极性锯齿波电压与其他两个控制信号电压进行比较来实现的。激励输出管Q1和Q2的或非门工作状态，是只有在双稳态触发器的时钟输进为低电平时才选通，这种情形只有在锯齿被电压大于控制信号时出现。因此，控制信号幅度的增大，将相应地使输出脉冲的宽度线性减小。控制信号由IC外部输进，一路选到死区时间比较器控制端，一路送到两误差放大器输进端，又称PWM比较器输进端。死区时间控制比较用具有120mV有效输进补偿电压，它限制最小输出死区时间近似即是锯齿波周期时间的4。在输出控制接地时，将使最大占空系数为己知输出的96；而在输出接参考电平时，占空比则是给定输出的48。当把死区时间控制输进端设置在一个固定的电压值时（范围在03.3V之间），就能在输出脉冲上产生附加的死区时间。脉宽调制比较器为误差放大器调节输出脉冲宽度提供了一条途径：例如当反馈电压从0.5V变到3.5V时，则输出脉宽从被死区时间控制输进端确定的最大导通时间里下降到0。若TL494片内的两个误差放大器的反相输进端（2脚或15脚）的参考电位一定，当它们的同相输进端电平升高时，则可使片内的两个驱动三极管输出的脉宽调制控制脉冲的宽度变窄；反之，可使脉冲宽度变宽。另外，当死区控制真个电位高于C上的电压时，片内的两个驱动二极管截止；当死区控制端电位不断下降时，则可使两个驱动三极管输出的脉宽调制脉冲宽度增加。在实际中，多利用TL494的内部基准电源向外提供5V基准参考电压，再通过设置不同的电阻分压器来为两个误差放大器的反相输进端提供参考电位。另外，TL494内部的两个三极管在工作电压740V范围内工作时，最大输出电流可达250mA，若将13脚与14脚相连，就可推挽工作，若将13脚与7脚相连，就形成单端输出。为增大输出可将两个二极管并联。在单端工作状态下，当需要有更高的输出电流时，可以把Q1与Q2并联使用，此时IC13脚输出状态控制端必须接地，使双稳态触发器不起作用。在这种状态下，输出真个脉冲频率将即是振荡器的频率。图2是用TL494设计的PWM脉宽调制电路。芯片的5脚和6脚外接电阻R301和电容C301，确定了TL494振荡器产生锯齿波的频率：f1.1/（RTCT)=25KHz。图2 TL494 PWM脉宽调制电路图（3）脉宽调制控制芯片UC3875。主要包括以下几个方面的功能：工作电源、基准电源、锯齿波、误差放大器、软起动、移相控制信号发生电路、死区时间设置、输出级，其内部结构框图如图3所示。工作电源UC3875工作电源分为两个：Vin（11脚）和c（1O脚）。其中供给内部逻辑电路用，它对应于信号地GND（20脚），Vcc供输出级使用，它对应于电源地PWR GND（12脚）。Vcc一般在3V以上就能正常工作，在12V以上工作性能会更好。通常为使芯片更好地工作，减少噪音干扰和直流压降，将Vin和Vcc接至同一个直流电源。图3 UC3875内部功能方框图与引脚图基准电源UC3875提供一个5V精密基准电压源VREF（1脚），可为外部电路提供大约60mA的电流，该电压在Vin压锁定时消失。其内部设有短路保护电路。同时，VREF也有UVLO功能，只有当rRFF达到4.75V时，芯片才能正常工作。FREE最好外接一个0.1f、ESR和ESL都很小的滤波电容。锯齿波斜率设置脚SLOPE（18脚）与VL（5V基淮电压VREF或VIN工作电压）之间接一电阻RSLOPE，为锯齿波脚RAMP（19脚）提供一个电流为VX/RSLOPE。在RAMP与信号地之间接一个电容CRAMP，决定了锯齿波的斜率dVdt=VX/RslopeCramp，Rslope和CRAMP就决定了锯齿波的幅值。误差放大器和软启动。在电压型调节方式中，其同相端EA（Pin 4）一般接基准电压，反向端EA（Pin3）一般接输出反馈电压，软启动功能脚SOFT-START（Pin 6）与信号地GND之间接一个电容CSS，当SOFTSTART正常工作时，芯片内部有一个9 A恒流源给C55充电，SOFT-START的电压线性升高，最后达到4.8V。制信号发生电路是UC3875的核心部分。振荡器产生的时钟信号经过D触发器2分频后，得到两个180互补的方波信号。这两个方波信号从OUTA（Pin 14）和0UTB（Pin 13）输出，并与振荡时钟信号同步，延时电路为这两个方波信号设置死区。死区时间设置。为了防止同一桥臂的两个开关管同时导通，同时给开关管提供软开关时间，两个开关管的驱动信号之间应该设置一个死区时间。在A-B死区设置脚DELAY SET AB（Pin 15）和C-D死区设置脚DELAY SET CD（Pin7）与信号地之间并接不同的电阻和电容，就可以设置不同的死区时间。选择不同的电阻和电容，就可以设置不同的死区时间。输出级UC3875终极的输出就是4个驱动信号：OUTA（14脚）、OUTB（13脚）、0UTC（9脚）和OUTD（8脚），用于驱动全桥变换器的4个开关管。TL494芯片详细资料发布: 2011-9-8 | 作者: | 来源:mamingkeda| 查看: 750次 | 用户关注：TL494，是一种开关电源脉宽调制（PWM）控制芯片。技术概要调制方式：定频调宽控制模式：电压模式最高额定频率：300000Hz输出端口：双端交错每端最大占空比：45%封装：SOP-16,DIP-16常用拓扑：Buck、推挽、半桥历史和现状TL494于1980年代初由德州仪器（TexasInstruments）公司设计并推出，推出后立刻得到市场的广泛接受，尤其是在PC机的ATX半桥电源上。直至今日，仍有相当比例的PC机电源基于TL494芯片。多年来，作为最廉价的双端PWMTL494，是一种开关电源脉宽调制（PWM）控制芯片。技术概要调制方式：定频调宽控制模式：电压模式最高额定频率：300000Hz输出端口：双端交错每端最大占空比：45%封装：SOP-16, DIP-16常用拓扑：Buck、推挽、半桥历史和现状TL494于1980年代初由德州仪器（Texas Instruments）公司设计并推出，推出后立刻得到市场的广泛接受，尤其是在PC机的ATX半桥电源上。直至今日，仍有相当比例的PC机电源基于TL494芯片。多年来，作为最廉价的双端PWM芯片，TL494在双端拓扑，如推挽和半桥中应用极多。由于其较低的工作频率以及单端的输出端口特性，它常配合功率双极性晶体管（BJT）使用，如用于配合功率MOSFET则需外加电路。TL494已成为一种工业标准芯片，由很多家集成电路厂商生产。它也被命名为其他型号，如飞兆（Fairchild，又称仙童）公司将它的TL494兼容芯片命名为KA7500。虽然TL494的架构被历史证明极为优秀，但由于其老旧的工艺、低频率、以及缺乏新的节能特性，它正在高端市场面临着淘汰。至2008年，几乎没有售价高于人民币300元的开关电源使用TL494作为主控芯片了，尽管低端、中端市场仍然大量采用。工作原理5V基准源TL494内置了基于带隙原理的基准源，基准源的稳定输出电压为5V，条件是VCC电压在7V以上，误差在100mV之内。基准源的输出引脚是第14脚 REF.锯齿波振荡器TL494内置了线性锯齿波振荡器，产生0.33V的锯齿波。振荡频率可通过外部的一个电阻Rt和一个电容Ct进行调节，其振荡频率为：f=1/RtCt，其中Rt的单位为欧姆，Ct的单位为法拉。锯齿波可以在Ct引脚测量到。运算放大器TL494集成了两个单电源供电的运算放大器。运算放大器传递函数为ft(ni,inv)=A(ni-inv)，但不能越出输出摆幅。一般电源电路中，运放接成闭环运行。少数特殊情况下使用开环，由外界输入信号。 两个运放的输出端分别接一个二极管，和COMP引脚以及后级电路（比较器）相连接。这保证了两个运放中较高的输出进入后级电路。比较器运算放大器输出的信号（COMP引脚）在芯片内部进入比较器正输入端，和进入负输入端的锯齿波比较。当锯齿波高于COMP引脚的信号时，比较器输出0，反之则输出1.脉冲触发器脉冲触发器在锯齿波的下降沿且比较器输出1时导通，令两个中的一个输出端（依次轮流）片内三极管导通，并在比较器输出降到0时截止。静区时间比较器静区（直译死区）时间由Dead Time Control引脚4设置，它通过一个比较器对脉冲触发器实行干扰，限制最大占空比。可设置的每端占空比上限最高为45%，在工作频率高于150KHz时占空比上限是42%左右。（当DTC引脚电平被设为0时）时序图示例设计注意：以下的示例设计是过于陈旧的。新的设计有更高的效率和更低的成本。ATX半桥电源Buck拓扑稳压电源开关集成电路TL494介绍及其应用 TL494是美国德州仪器公司生产的一种电压驱动型脉宽调制控制集成电路，主要应用在各种开关电源中。本文介绍它与相应的输入、输出电路等一起构成一个单回路控制器。1、TL494管脚配置及其功能 TL494的内部电路由基准电压产生电路、振荡电路、间歇期调整电路、两个误差放大器、脉宽调制比较器以及输出电路等组成。图1是它的管脚图，其中1、2脚是误差放大器I的同相和反相输入端；3脚是相位校正和增益控制；4脚为间歇期调理，其上加03.3V电压时可使截止时间从2%线怀变化到100%；5、6脚分别用于外接振荡电阻和振荡电容；7脚为接地端；8、9脚和11、10脚分别为TL494内部两个末级输出三极管集电极和发射极；12脚为电源供电端；13脚为输出控制端，该脚接地时为并联单端输出方式，接14脚时为推挽输出方式；14脚为5V基准电压输出端，最大输出电流10mA；15、16脚是误差放大器II的反相和同相输入端。2、回路控制器工作原理 回路控制器的方框图如图2所示。被控制量（如压力、流量、温度等）通过传感器交换为05V的电信号，作为闭环回路的反馈信号，通过有源简单二阶低通滤波电路进行平滑、去除杂波干扰后送给TL494的误差放大器I的IN+同相输入端。设定输入信号是由TL494的5V基准电压源经一精密多圈电位器分压，由电位器动端通过有源简单二阶低通滤波电路接入TL494的误差放大器I的IN-反相输入端。反馈信号和设定信号通过TL494的误差放大器I进行比较放大，进而控制脉冲宽度，这个脉冲空度变化的输出又经过整流滤波电路及由集成运算放大器构成的隔离放大电路进行平滑和放大处理，输出一个与脉冲宽度成正比的、变化范围为010V的直流电压。这个电压就是所需要的输出控制电压，用它去控制执行电路，及时调整被控制量，使被控制量始终与设定值保持一致，形成闭环单回路控制。 用TL494实现的单回路控制器的电路原理图如图3所示。2.1 输入电路 两个运算放大器IC1A、IC1B都接成有源简单二阶低通滤电路，分别作为反馈信号输入和设定信号输入的处理电路。在电路设计上，两个输入电路采取完全对称的形式。将有源简单二阶低通滤波电路的截止频率fp设计为4Hz，根据有源简单二阶低通滤波电路中fp=0.37f0（f0为该滤波器的特征频率）选取C1与C2为1F,然后算得R1与R2为16k。这样可以滤除由于传感器距离较远输入引线过长而带来的高频杂波干扰和平滑传感器信号本身的波动，使加入到TL494的管脚1即误差放大器I同相输入端IN+的信号尽可能地平滑和相对稳定。在有源简单二阶低通滤波电路与误差放大器I同相输入端IN+之间接有10k的限流隔离电阻。把TL494的14脚输出的5V基准电压源，用一3.3k精密多圈电位器W1分压作为设定输入信号，通过与处理传感器反馈信号相同的电路，送入TL494的管脚2，即误差放大器I的反相输入端IN-端。实验中发现，R19、R20这两个限流隔离电阻必不可少。否则，TL494误差放大器I的两个输入端的电位将相互影响。另外，实验数据还表明，TL494误差放大器的两个输入端在低电压时跟踪的线性不大好，故这里将两个输入运算放大器的放大倍数取为2，以改善反馈信号与设定信号的跟踪线性。2.2 脉宽调制电路 在本控制器中只用到了TL494的误差放大器I，故将误差放大器II的IN+（16脚）接地、IN-（15脚）接高电平。为保护TL494的输出三极管，经R13和R10分压，在4脚加接近0.3V的间歇调整电压。R9、R12和C5组成了相位校正和增益控制网络。经过实验，在本控制器中振荡电阻和振荡电容分别取200k和0.1F。输出采用并取方式，取自发射级。整机电源取12V单电源。2.3 输出电路 为了把脉宽变化的方波信号转换为大小变化的直流信号，通过开关二极管D1、电容C8进行整流滤波。R15作为整波滤波的输出负载，还在脉冲截止期间为C8提供放电回路，使C8上的电压与TL494输出的脉宽成正比。为使输出电压进一步平滑、提高带负载能力以及使输出电压在010V之间变化，又加入了一级压控电压源二阶低通滤波电路。在图中所示元件参数下，最大的直流输出电压是10V，IC3A输出端接的10V稳压二极管，是保证在意外的情况下，使输出电压不大于10V。3、工作过程 当反馈信号大于设定值时，通过TL494的脉宽调制作用，其9脚与10脚并联输出信号的脉宽减小，这个输出信号再经整流滤波电路及隔离与放大输出电路，使最后输出的直流控制信号的电压相应下降。直流控制信号通过控制电路经执行机构（如电动机、电热管等）使被控制量下降，再进而通过传感器使反馈信号降低，形成单回路闭环控制。当反馈信号小于设定值时，上述控制过程相反。另外，还可以根据被控制系统的具体情况，来调整输入二阶低通滤波器的电容大小，使控制过程及时、准确、稳定。再有，为使控制过程直观，还应加上设定量及被控制量的显示（指示）电路。可从两个输入端取出信号，然后分别通过隔离放大电路（如用运算放大器组成的电压跟随器）送到表头指示。表头可采用多功能数字式电子表头成品或直接用满量程5V的机械表示。4、实测数据分析 表1表3的数据是在输出端接10K负载电阻的开环条件下用DT9102A型数字万用表测得的。其中反馈信号及设定信号分别用精密多圈电位器对标准5V基准源分压来模拟，并且测量点取自IC1A及IC1B的输出端即IC1的1脚和7脚，输出取自IC3A的1脚。所有单位均为伏。表1 开环的条件下实测数据组1设定（V）1.0211.0231.0221.0211.0201.0191.0181.0161.0151.0121.010反馈（V）1.2521.2401.2271.0271.1861.1621.1371.1131.0901.0641.008输出（V）0.011.081.993.014.005.006.097.008.009.009.96表2 开环的条件下实测数据组2设定（V）2.032.032.032.032.032.032.022.022.022.022.02反馈（V）2.182.162.152.132.112.082.062.042.011.991.96输出（V）0.010.992.033.004.015.096.107.018.009.009.62表3 开环的条件下实测数据组3设定（V）3.033.033.033.033.033.033.033.033.033.033.03反馈（V）3.103.093.073.033.033.012.982.962.932.912.83输出（V）0.011.032.003.054.025.076.027.017.999.049.92 对实际的回路控制器电路测量了多组数据，限于篇幅仅更出以上三级数据。从测得的数据分析，我们可看出，在开环条件下该控制器的反馈信号的动态范围很小，仅在0.225V范围内。当构成闭环联回路控制时，合理的控制系统中（执行机构的最大输出稳定值应为最大设定值的1.1至1.2倍），可以得出反馈量与设定量一定有一个动态平衡值，且在该平衡值睛，反馈量与设定量的一致性应非常好。也就是说，该控制器的控制灵敏度和控制精度都很高。 经实际应用，证明了以上的分析。该控制器的控制灵敏度和控制精度都很高，可完全取代 一些成本高、电路复杂的单回路控制器。 综上所述，用TL494为主要元件实现的闭环单回路控制器具有构思新颖、电路简单、成本低廉以及控制过程稳定等特点，在很多工业控制场合可获得广泛的应用。75001 概述HT7500是HOLTEK公司生产的一种用来测量人体温度的CMOS数字温度表IC。HT7500利用接合器（bonding）选择,可测定出摄氏（）或华氏（）体温,并通过驱动LCD显示。同时,该体温表IC还提供报警和自动切断功能。HT7500所需要的外部元件除LCD和感温元件（热敏电阻）外,还有1.5V的电池,开/关（ON/OFF）、压电蜂鸣器、电阻和电容。2 芯片结构及引脚描述HT7500芯片主要包括系统振荡器、控制电路、（温度）传感器振荡器、计数器和比较器、脉冲产生器、计时器、电压倍加器和LCD驱动器等,其结构框图如图1所示。HT7500引脚配置如图2所示。表1列出了IC的引脚座标。图1HT7500内部结构框图表1 HT7500引脚座标单位：1mil=0.0254mm HT7500的引脚描述如表2所列。3电气特性及特点（1）电气特性HT7500的最大额定参数为：电源电压0V2V输入电压VSS0?5VVDD1?5V工作温度2?075贮存温度55125HT7500的主要参数指标如表3所列。图2HT7500引脚配置表2 HT7500引脚名称及功能表3 HT7500主要技术指标（2）主要特点 HT7500的主要特点如下：1）单片CMOS结构,利用1只1.5V的电池工作;2）测量范围为3242（90108）,测量精确度为0.1（0.2）,分辨力是0.1（0.1）;3）摄氏和华氏温度测量可利用接合器选择;4）在身体发烧情况下报警;5）最高温度保持,8分40秒后自动关断;6）开/关利用一个按钮开关控制;7）显示最后一次的测量温度。4操作程序与功能HT7500的操作程序与功能如下所述：（1）当按下开关接通电源时,将产生蜂鸣声（0.125s）;（2）显示所有程序段（2s）;（3）显示最后一次测量温度（2s）;（4）显示L或（0.75s）;（5）显示测量温度,或标记出现1Hz的速率的闪光;（6）如果温度32 （ 或 90） , 显 示 L （ 或 ） ;（7）如果温度42（或108）,显示H（或）;（8）在温度测量期间,总是显示较高的温度;（9）如果测量温度多于16s不变化,