TL494应用原理(精华版)知识分享

1、TL 4 9 4 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ATX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S0-16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

2、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勺驱动能力。推或拉两种输出方式。TL494外形图TL494引脚图tJErDutJCrCTu16CHL4I94SIIM 仁 awlvwwnrtfiri.nnnri s IL4fB4MO % Am YWWLIUULIIULILILJMARKINGDIAGFiAMScr IA t Aswinblv LucaljcriWl.L 亠 IWterL肢 rv. y *WVtf. W- Wark Wee*"Tlws manaigi 宵 wgnm 日 tec 邮口询 is X別 鮮PIN CONNECTIONS

3、NoninaInpiHInvInpjtCompen/PWNComp InpulDeadtimeControlCTGround 7ci r?16NoninvInputInvlMHKfOutputControl13HlVccii C2可El両吨|>CB曲OMTL494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：Coek Inpuii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

4、，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。nnhLnLjLOfUMQ?EIIIFKfjyVVWJCBRES.COMTL494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勺输入补偿电压，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03.3V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

5、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

6、50%寸，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 70C温度范围50mV温漂条件下，该基准电压源能提 供±5%勺精确度。TL494内部电路万框图控制C I2WII】MIIWLt$?B比轨梓输人放大屏2Qic：mrit输出疗駅Fkp0Qi560?1110名称代号极限值单位工作电压

7、Vcc42V集电极输出电压7c ,V c242V集电极输出电流I c1,I c2500mA放大器输入电压范围Vr-0.3V +42V功耗PD1000mW热阻Re ja80C /W工作结温Tj125C工作环境温度TL494BTL494CTL494INCV494BTa-40+1250 +70-40 +85-40+125C额定环境温度Ta40CTL494脉宽调制控制电路应用TL494单端连接输出和推、拉（电流）结构PC应粪源网團了单馳接爺出和准、独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

8、。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(frequency programmable)，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1.1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。电容器Ct眾止时

9、何出较峯I比较器国受比较器I正反器時趣哺入I1正反器©射换希出I5射极输出；輸出樓控制；图2 TL494控制器时序波形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，贝U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

10、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匕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

11、意的是运用回授时 必须避免第3脚输入过载电流大于600卩A,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/卩s。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(curre nt feed-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

12、，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

13、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25E时输出漏电流一般都小于1 yA。Tp32A47k1214TL494A MR6&0 iovRiioJ*¥n s KKU40VQ f+-WV-15Jk4O<d>_-ol.OM原理图纸% 5-DV01q = VOA1

14、QVTL494组成实际的应用电路TL494组成升压电源电路图主要参数:hvtL ine RegulatiocVir 16 Vic 40 VU rnV 0 2睐Losd Regufaiton-L tp = 1( niAto t.0 A3 0 mV 006%CXjfMJtFbppte=2910 = 10 A殆 nnV 阵 PA R D.Shon Circiit CurarrtVb, = 23V.RL = 0 IQ16AV*-2flV. flOA|71%power supply voitage电源电压line regulation输入电压调节率load regulation 负载调整率outpot

15、ripple输出纹波电压short circuit curre nt短路电流efficie ncy 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夕卜，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勺两倍，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MOSFE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、

16、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 （kQ）C（卩F）， 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MOSFE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，

17、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2X 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

18、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匕较器的同相输入端，当 A 一、A2任一输出电压升高时，控制 PW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

19、小于40kHz。第7脚为接地端。第811脚为两路驱动放大器NPNt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 & 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 2X200mA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25

20、0mA最高偏差输入电压 VCC+0.3V,测试/状况温度w 45C，最大答当功耗 1W 最高结温150C，使用温度范畴070C,保存温度-65+150C。TL494 的尺度使用参数：Vcc （第12脚）为740V, Vcc1 （第8脚）、Vcc2 （第11 脚）为40V, IC 、Ic2为200mA RT取值范畴1.8500kQ, CT取值范畴 4700pF10卩F,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MOSFE开关管。如需提高输出功率，每路可采用34只开关管并联使

21、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 PWMfe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VT4VT6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。