Hoja de datos de TL494, distribución de pines, circuitos de aplicación

Hoja de datos de TL494, distribución de pines, circuitos de aplicación

El IC TL494 es un circuito integrado de control PWM versátil, que se puede aplicar de muchas formas diferentes en circuitos electrónicos. En este artículo discutimos en detalle las principales funciones del IC, y también cómo usarlo en circuitos prácticos.

Descripción general

El IC TL494 está diseñado específicamente para circuitos de aplicación de modulación de ancho de pulso de un solo chip. El dispositivo se crea principalmente para circuitos de control de suministro de energía, que se pueden dimensionar de manera eficiente utilizando este IC.

El dispositivo viene con un oscilador variable incorporado, una etapa de controlador de tiempo muerto (DTC), un control de flip flop para la dirección por impulsos, una precisión Regulador de 5 V , dos amperios de error y algunos circuitos de búfer de salida.



Los amplificadores de error presentan un rango de voltaje de modo común de - 0.3 V a VCC - 2V.

El control del tiempo muerto comparador se establece con un valor de compensación fijo para entregar un tiempo muerto constante del 5% aproximadamente.

La función del oscilador en el chip se puede anular conectando el pin RT # 14 del IC con el pin de referencia # 14, y proporcionando externamente una señal de diente de sierra al pin CT # 5. Esta función también permite controlar muchos circuitos integrados TL494 de forma síncrona que tienen diferentes rieles de suministro de energía.

Los transistores de salida dentro del chip que tienen salidas flotantes están dispuestos para entregar un emisor común salida o una facilidad de salida de emisor-seguidor.

El dispositivo permite al usuario obtener una oscilación de tipo push-pull o de un solo extremo a través de sus pines de salida mediante la configuración adecuada del pin # 13, que es el pin de función de control de salida.

El circuito interno hace imposible que cualquiera de las salidas produzca un pulso doble, mientras que el IC está cableado en la función push-pull.

Función y configuración del pin

El siguiente diagrama y explicación nos proporcionan la información básica sobre la función de los pines para el IC TL494.

Detalles de distribución de pines IC TL494
  • Pin n. ° 1 y pin n. ° 2 (1 IN + y 1IN-): estos son los entradas del amplificador de error (amplificador operacional 1).
  • Pin # 16, Pin # 15 (1 IN + y 1IN-): Como arriba, estos son los entradas del amplificador de error (amplificador operacional 2).
  • Pin # 8 y Pin # 11 (C1, C2): Estos son los salidas 1 y 2 del IC que se conectan con los colectores de los respectivos transistores internos.
  • Pin # 5 (CT): Este pin debe estar conectado con un condensador externo para configurar la frecuencia del oscilador.
  • Pin # 6 (RT): Este pin debe estar conectado con una resistencia externa para configurar la frecuencia del oscilador.
  • Pin # 4 (DTC): Es el aporte del amplificador operacional interno que controla la operación de tiempo muerto del IC.
  • Pin # 9 y Pin # 10 (E1 y E2): Estos son los salidas del IC que se conectan con los pines emisores del transistor interno.
  • Pin n. ° 3 (Comentarios): como sugiere el nombre, este aporte El pin se utiliza para integrarse con una señal de muestra de salida para un control automático deseado del sistema.
  • Pin # 7 (Tierra): Este pin es el pin de tierra del IC, que debe conectarse con el 0 V de la fuente de alimentación.
  • Pin # 12 (VCC): Este es el pin de suministro positivo del IC.
  • Pin # 13 (O / P CNTRL): Este pin se puede configurar para habilitar la salida del IC en el modo push-pull o modo de un solo extremo.
  • Pin # 14 (REF): Este producción El pin proporciona una salida constante de 5 V que se puede utilizar para fijar un voltaje de referencia para los amplificadores operacionales de error, en el modo comparador.

Índices absolutos máximos

  • (VCC) La tensión de alimentación máxima no debe exceder = 41 V
  • (VI) El voltaje máximo en los pines de entrada no debe exceder = VCC + 0.3 V
  • (VO) Voltaje de salida máximo en el colector del transistor interno = 41 V
  • (IO) Corriente máxima en el colector del transistor interno = 250 mA
  • El calor máximo de soldadura de los pines IC a 1,6 mm (1/16 de pulgada) de distancia del cuerpo del IC no debe exceder los 10 segundos a 260 ° C
  • Tstg Rango de temperatura de almacenamiento = –65/150 ° C

Condiciones de operación recomendadas

Los siguientes datos le brindan los voltajes y corrientes recomendados que se pueden usar para operar el IC en condiciones seguras y eficientes:

  • Alimentación VCC: 7 V a 40 V
  • Voltaje de entrada del amplificador VI: -0,3 V a VCC - 2 V
  • Voltaje del colector del transistor VO = 40, corriente del colector para cada transistor = 200 mA
  • Corriente en el pin de retroalimentación: 0.3 mA
  • Rango de frecuencia del oscilador fOSC: 1 kHz a 300 kHz
  • Valor del condensador de sincronización del oscilador CT: entre 0,47 nF y 10000 nF
  • RT Valor de la resistencia de temporización del oscilador: entre 1,8 k a 500 k ohmios.

Diagrama de diseño interno

diseño interno y etapas del circuito de TL494 IC

Cómo utilizar IC TL494

En los siguientes párrafos aprendemos las funciones importantes del IC TL494 y cómo usarlo en circuitos PWM.

Visión general: El TL494 IC está diseñado de tal manera que no solo presenta los circuitos importantes necesarios para controlar una fuente de alimentación conmutada, sino que además aborda varias dificultades fundamentales y minimiza la necesidad de etapas de circuito suplementarias necesarias en la estructura general.

El TL494 es básicamente un circuito de control de modulación de ancho de pulso (PWM) de frecuencia fija.

La función de modulación de los pulsos de salida se logra cuando el oscilador interno compara su forma de onda de diente de sierra a través del condensador de temporización (CT) con ambos pares de señales de control.

La etapa de salida se conmuta en el período en el que el voltaje de diente de sierra es más alto que las señales de control de voltaje.

A medida que aumenta la señal de control, el tiempo en el que la entrada de diente de sierra es mayor disminuye en consecuencia, la longitud del pulso de salida se reduce.

Un flip-flop de dirección de pulso guía alternativamente el pulso modulado a cada uno de los dos transistores de salida.

Regulador de referencia de 5 V

El TL494 crea una referencia interna de 5 V que se alimenta al pin REF.

Esta referencia interna ayuda a desarrollar una referencia constante estable, que actúa como un prerregulador para asegurar un suministro estable. Luego, esta referencia se usa de manera confiable para alimentar varias etapas internas del IC, como el control de salida lógica, la dirección de impulsos del flip-flop, el oscilador, el comparador de control de tiempo muerto y el comparador PWM.

Oscilador

El oscilador genera una forma de onda de diente de sierra positiva para el tiempo muerto y los comparadores PWM para que estas etapas puedan analizar las diversas señales de entrada de control.

Son el RT y el CT los que se encargan de determinar la frecuencia del oscilador y, por lo tanto, se pueden programar externamente.

La forma de onda de diente de sierra generada por el oscilador carga el condensador de temporización externo CT con una corriente constante, determinada por la resistencia complementaria RT.

Esto da como resultado la creación de una forma de onda de voltaje de rampa lineal. Cada vez que el voltaje a través de CT alcanza los 3 V, el oscilador lo descarga rápidamente, lo que posteriormente reinicia el ciclo de carga. La corriente para este ciclo de carga se calcula mediante la fórmula:

Carga = 3 V / RT --------------- (1)

El período de la forma de onda en diente de sierra viene dado por:

T = 3 V x CT / Icarga ---------- (2)

Por tanto, la frecuencia del oscilador se determina mediante la fórmula:

f OSC = 1 / RT x CT --------------- (3)

Sin embargo, esta frecuencia del oscilador será compatible con la frecuencia de salida cuando la salida esté configurada como de un solo extremo. Cuando se configura en modo push-pull, la frecuencia de salida será la mitad de la frecuencia del oscilador.

Por lo tanto, para la salida de un solo extremo, se puede utilizar la ecuación 3 anterior.

Para la aplicación push-pull, la fórmula será:

f = 1 / 2RT x CT ------------------ (4)

Control de tiempo muerto

La configuración del pin de tiempo muerto regula el tiempo muerto mínimo ( periodos de inactividad entre las dos salidas ).

En esta función, cuando el voltaje en el pin DTC excede el voltaje de rampa del oscilador, fuerza al comparador de salida a apagar los transistores Q1 y Q2.

El IC tiene un nivel de compensación establecido internamente de 110 mV que garantiza un tiempo muerto mínimo de alrededor del 3% cuando el pin DTC está conectado con la línea de tierra.

La respuesta de tiempo muerto se puede aumentar aplicando un voltaje externo al pin # 4 del DTC. Esto permite tener un control lineal sobre la función de tiempo muerto desde el 3% por defecto hasta un máximo del 100%, mediante una entrada variable de 0 a 3,3 V.

Si se usa un control de rango completo, la lata de salida del IC se puede regular a través de un voltaje externo sin alterar las configuraciones del amplificador de error.

La función de tiempo muerto se puede emplear en situaciones en las que sea necesario un control adicional del ciclo de trabajo de salida.

Pero para un funcionamiento adecuado, debe asegurarse de que esta entrada esté terminada en un nivel de voltaje o en tierra y nunca debe dejarse flotando.

Amplificadores de error

Los dos amplificadores de error del IC tienen una alta ganancia y están polarizados a través del riel de suministro del VI de los IC. Esto habilita un rango de entrada de modo común de -0,3 V a VI - 2 V.

Ambos amplificadores de error están configurados internamente para funcionar como amplificadores de suministro único de un solo extremo, en el que cada salida solo tiene capacidad activa alta. Debido a esta capacidad, los amplificadores pueden activarse de forma independiente para satisfacer una demanda de PWM cada vez menor.

Dado que las salidas de los dos amplificadores de error están vinculadas como O puertas con el nodo de entrada del comparador PWM, domina el amplificador que puede trabajar con un pulso mínimo.

Los amplificadores tienen sus salidas polarizadas con un disipador de baja corriente para que la salida IC garantice el máximo PWM cuando los amplificadores de error están en el modo no funcional.

Entrada de control de salida

Este pin del IC se puede configurar para permitir que la salida del IC funcione en un modo de un solo extremo que tenga ambas salidas oscilando juntas en paralelo o de manera push-pull produciendo salidas alternantes oscilantes.

El pin de control de salida funciona de forma asincrónica, lo que le permite tener un control directo sobre la salida del IC, sin afectar la etapa del oscilador interno o la etapa de dirección de impulsos del flip flop.

Este pin normalmente se configura con un parámetro fijo según las especificaciones de la aplicación. Por ejemplo, si las salidas IC están diseñadas para funcionar en paralelo o en un solo extremo, el pin de control de salida está conectado con la línea de tierra de forma permanente. Debido a esto, la etapa de dirección de pulsos dentro del IC se desactiva y el flip flop alternativo se detiene en los pines de salida.

Además, en este modo, los pulsos que llegan al control de tiempo muerto y al comparador PWM son transportados juntos por ambos transistores de salida, lo que permite que la salida se encienda / apague en paralelo.

Para obtener una operación de salida push-pull, el pin de control de salida simplemente necesita estar conectado al pin de referencia de salida de + 5V (REF) del IC. En esta condición, cada uno de los transistores de salida se enciende alternativamente a través de la etapa flip-flop de dirección de pulso.

Transistores de salida

Como puede verse en el segundo diagrama desde arriba, el chip consta de dos transistores de salida, que tienen terminales de colector y emisor no comprometidos.

Ambos terminales flotantes están clasificados para absorber (absorber) o generar (emitir) hasta 200 mA de corriente.

El punto de saturación de los transistores es menos de 1.3 V cuando se configura en el modo de emisor común, y menos de 2.5 V en el coleccionista común modo.

Están protegidos internamente contra cortocircuitos y sobrecorriente.

Circuitos de aplicación

Como se explicó anteriormente, el TL494 es principalmente un controlador IC PWM, por lo tanto, los principales circuitos de aplicación son en su mayoría circuitos basados ​​en PWM.

A continuación se analizan un par de circuitos de ejemplo, que se pueden modificar de varias formas según los requisitos individuales.

Cargador solar usando TL494

El siguiente diseño muestra cómo el TL494 se puede configurar eficazmente para crear una fuente de alimentación conmutada reductora de 5 V / 10 A.

En esta configuración, la salida funciona en modo paralelo y, por lo tanto, podemos ver que el pin # 13 de control de salida está conectado a tierra.

Los dos amplificadores de error también se utilizan aquí de manera muy eficiente. Un amplificador de error controla la retroalimentación de voltaje a través de R8 / R9 y mantiene la salida constante a la tasa deseada (5V)

El segundo amplificador de error se utiliza para controlar la corriente máxima a través de R13.

voltaje constante, controlador PWM de corriente constante usando TL494

Inversor TL494

Aquí hay un circuito inversor clásico construido alrededor del IC TL494. En este ejemplo, la salida está configurada para funcionar de manera push-pull y, por lo tanto, el pin de control de salida aquí está conectado con la referencia de + 5V, que se logra desde el pin # 14. El primero de los pines también está configurado exactamente como se describe en la hoja de datos anterior.

circuito inversor simple TL494

Conclusión

El IC TL494 es un circuito integrado de control PWM con funciones de control de retroalimentación y salida de alta precisión que garantizan un control de pulso ideal para cualquier aplicación de circuito PWM deseada.

Esto es similar a SG3525 de muchas formas, y puede usarse como un reemplazo efectivo, aunque los números de pin pueden ser diferentes y no exactamente compatibles.

Si tiene alguna pregunta relacionada con este IC, no dude en hacerla a través de los comentarios a continuación. ¡Estaré encantado de ayudarlo!

Referencia: Hoja de datos TL494




Anterior: Comprensión del proceso de encendido de MOSFET Siguiente: Tipos de placas Arduino con especificaciones