TL494CN: kopplingsschema, en beskrivning av den ryska, inverterarkretsen

Switchade nätaggregat (UPS) är mycket vanliga. Datorn som du använder för närvarande har UPS med flera utspänningar (12, -12, +5, -5 och + 3,3 V, åtminstone). Praktiskt taget alla sådana block har ett chip PWM controller vanligtvis skriver TL494CN. Dess analog - inhemska chip M1114EU4 (KR1114EU4).

tillverkare

Anses chip hänvisar till listan över de vanligaste och mest använda av integrerade elektroniska kretsar. Det var föregångaren till en serie UC38hh PWM regulatorer företag Unitrode. År 1999 företaget förvärvades av Texas Instruments, och sedan dess började utveckla raden av styrenheter, vilket ledde till skapandet i början av 2000-talet. TL494 serie chips. Förutom den redan nämnda ovan UPS, kan de finnas i den konstanta spänningsregulator, en styrbar manövreringsorgan, i mjukstartare - kort sagt, varhelst används PWM-styrning.

Bland företagen att klona detta chip som innehåller sådana världskända märken som Motorola, Inc, International Rectifier, Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor. Alla av dem ger en detaljerad beskrivning av sina produkter, så kallade TL494CN datablad.

dokumentation

Analys av denna typ chip beskrivningar från olika tillverkare visar den praktiska identiteten av dess egenskaper. Volymen av information, som drivs av olika företag, nästan samma. Dessutom TL494CN datablad från märken som Motorola, Inc och ON Semiconductor repetitiva i sin struktur, som det hänvisas till figurer, tabeller och diagram. Det skiljer sig något från dem vid presentationen av materialet från Texas Instruments, men vid närmare studera det blir klart vad som menas med en identisk produkt.

Utnämning TL494CN chip

Beskrivning av dess traditionellt börja med utnämningen och listan över interna enheter. Det är en PWM-styrenhet med en fast frekvens, företrädesvis avsedd för användning i UPS, och med följande särdrag:

• sågtandsgenerator (STG);
• felförstärkaren;
• en referenskälla (referens) spänning 5 V;
• justering krets "dödtid";
• utgångstransistor slås på strömmen till 500 mA;
• väljarkretsen en-eller två-takts driftsmod.

gränsinställningar

Som med alla andra marker i TL494CN beskrivning nödvändigtvis innehålla en lista över högsta tillåtna prestanda. Låt oss ge dem på grund av Motorola, Inc:

1. Matningsspänning: 42 V
2. Kollektorspänningen hos utgångstransistorn 42 V.
3. Strömutgångstransistorn kollektor: 500 mA.
4. Förstärkare inspänningsområde från - 0,3 V till 42 V.
5. Effektförlust (vid t <45 ° C): 1000 mW.
6. Lagringstemperatur: -55 till 125 ° C.
7. Intervallet drifttemperaturer 0-70 ° C.

Det bör noteras att parametern 7 TL494IN chip något bredare från -25 till 85 ° C.

TL494CN chip design

Beskrivning på ryska tillbakadragandet av sin kropp visas i figuren nedan.

Chipet placeras i en plast (såsom indikeras av bokstaven N vid slutet av dess symboler) 16-stift paket med pdp-pin-typ.

Utseende den visas i bilden nedan.

TL494CN: en funktionell krets

Sålunda, är en uppgift för denna krets en pulsbreddsmodulering (PWM eller Engl. Pulsbreddsmodulerad (PWM)) av spänningspulser som genereras i både reglerade och oreglerade UPS. Effektblock av den första typen av pulsvaraktighet intervall når i allmänhet den maximala möjliga värdet (~ 48% för varje utgång i push-pull krets, används ofta för att driva fordonsljudförstärkare).

TL494CN chip har totalt sex terminaler för utsignaler, fyra av dem (1, 2, 15, 16) är interna ingångar hos förstärkarna fel, som används för att skydda UPS från nuvarande och potentiella överbelastningar. Kontakt № 4 - är ingångssignalen från 0 till 3 V för justering av effektförhållandet av rektangulära utgångspulser, och № 3 är utsignalen från komparatorn och kan användas på flera sätt. En annan 4 (nummer 8, 9, 10, 11) är fria samlare och emittrar hos transistorerna med en högsta tillåtna belastningsström på 250 mA (med kontinuerlig drift inte mer än 200 mA). De kan vara anslutna i par (9, 10, och 8 till 11) för styrning av de kraftfulla fälttransistorer (MOSFET-transistorer) med en högsta tillåtna ström på 500 mA (inte mer än 400 mA kontinuerlig drift).

Vad är den interna TL494CN enhet? Schema det visas nedan.

Chipet har en integrerad referensspänningskälla (PEI) 5 (№ 14). Den typiskt används som en referensspänning (till inom ± 1%) anbringas på ingångskretsarna som förbrukar mindre än 10 mA, till exempel, på terminalen 13 att välja en-eller två-takts driftsform kretsar: närvaron därpå 5 utvald andra mod , om det minusspänning - först.

Att justera frekvensen hos sågtandsgeneratorn (STG), kondensatorn och resistorn är ansluten till klämmoma 5 och 6 respektive. Naturligtvis har chipet terminaler för anslutning av plus och minus kraftkälla (nummer 12 och 7, respektive) i intervallet 7-42 V.

Från diagrammet är det uppenbart att det finns ett antal interna enheter TL494CN. Beskrivning på ryska av deras funktion kommer att ges nedan under presentationen.

Utgångsfunktion av insignalerna

Precis som alla andra elektroniska enheter. genomtänkt chip har sina egna ingångar och utgångar. Vi kommer att börja med den första. Det har redan en lista över dessa fynd TL494CN gavs. Beskrivning på ryska deras funktionalitet kommer att ges ytterligare med detaljerade förklaringar.

slutsats 1

Denna positiva (icke-inverterande) ingång hos felsignalen förstärkaren 1. När spänningen över den är lägre än spänningen vid klämman 2, kommer utsignalen från felförstärkaren en har en låg nivå. Om den är högre än vid stift 2, felsignalen förstärkaren 1 blir hög. Utsignalen från förstärkaren väsentligen replikerar den positiva ingången med användning O 2 som referens. förstärkare funktioner fel kommer att beskrivas närmare nedan.

slutsats 2

Denna negativa (inverterande) ingång hos felsignalen förstärkaren 1. Om utsignalen är högre än vid stift 1, kommer felförstärkaren en utsignal vara låg. Om spänningen vid detta stift är mindre än spänningen vid klämman 1, är förstärkarens utgång hög.

slutsats 15

Det fungerar precis på samma sätt som nummer 2. Ofta är det andra felförstärkaren används inte TL494CN. Schema inkludering i detta fall innefattar helt enkelt en tapp 15 ansluten till den 14: e (referensspänningen + 5V).

slutsats 16

Det fungerar på samma som antalet 1. Det är oftast knutna till det totala antalet 7, när den andra förstärkaren inte används fel. Med tappen 15 ansluten till 5 V och № 16 anslutna till en gemensam, andra förstärkarens utgång är låg och därför inte har någon effekt på chipet.

slutsats 3

Denna kontakt och varje intern förstärkare TL494CN sammankopplade genom dioder. Om produktionen av någon av dem ändras från en låg till en hög nivå, då det № också 3 blir hög. När signalen på detta stift överstiger 3,3 volt, är utgångspulsen avstängd (noll arbetscykel). När spänningen över den är nära 0, maximala pulsbredden. Mellan 0 och 3,3 V, är pulsbredden från 50% till 0% (för var och en av PWM controller utgångar - vid klämmorna 9 och 10 i de flesta applikationer).

Om så är nödvändigt, kan spåret 3 användas som en ingångssignal, eller kan användas för att tillhandahålla dämpningsramppulsbredder. Om spänningen över den är hög (> ~ 3,5 V), finns det inget sätt att starta UPS PWM controller (pulser saknas från det).

slutsats 4

Den styr området av arbetsförhållandet för utgångspulserna (Engl. Dead-Time Control). Om spänningen över den är nära 0, är anordningen i stånd att generera både den lägsta möjliga, och den maximala pulsbredden (som definieras av insignaler). Om utspänningen är ca 1,5 V, kommer den utgående pulsbredden vara begränsad till 50% av dess maximala bredd (eller ~ 25% arbetscykel för en push-pull-läge PWM controller). Om spänningen över den är hög (> ~ 3,5 V), finns det inget sätt att starta UPS TL494CN. Kretsen innefattar ofta inkludering № 4 direkt ansluten till jord.

• Det är viktigt att komma ihåg! Signalen vid terminalerna 3 och 4 bör vara under ca 3,3 V. Och vad kommer att hända när det är nära till exempel + 5V? Hur då beter TL494CN? Drivspänningsomvandlaren däri inte kommer att alstra pulser, dvs. inte utspänningen från UPS-enheten.

slutsats 5

Det tjänar till att ansluta kondensatorn Ct, och dess andra kontakt är ansluten till jord. kapacitansvärden i allmänhet från 0,01 pF till 0,1 pF. Förändringar i värdet av denna komponent leder till en förändring i frekvens och GPN utpulser av PWM controller. Vanligtvis finns används högkvalitativa kondensatorer med mycket låg temperaturkoefficient (en mycket liten förändring i kapacitans med temperatur).

slutsats 6

Att ansluta vryamyazadayuschego motståndet Rt, och dess andra kontakt är ansluten till jord. Värden Rt och Ct bestämma frekvensen FPG.

• f = 1,1: (Rt x Ct).

slutsats 7

Han ansluter till jord kretsen av anordningen till PWM-styranordningen.

slutsats 12

Han markerade bokstäver VCC. Han får sällskap av "plus» TL494CN strömförsörjning. Schema inkludering innehåller typiskt № 12 ansluten till strömkällans omkopplare. Många UPS använder denna slutsats att slå på strömmen (och UPS själv) och stänga av den. Om den har en 12 V och nummer 7 är jordad, kommer FPG och ION chip fungerar.

slutsats 13

Denna ingång arbetssätt. Dess funktion har beskrivits ovan.

En funktion för att mata ut utsignalema

de ovan listade för TL494CN. Beskrivning på ryska deras funktionalitet kommer att ges nedan med detaljerade förklaringar.

slutsats 8

Detta chip har två npn-transistor, vilka är dess viktigaste utgångar. Detta fynd - kollektorn i transistorn 1 är vanligtvis ansluten till en DC-spänningskälla (12). Icke desto mindre, de system av vissa enheter det används som en utgång, och kan ses på dess meander (såsom på nummer 11).

slutsats 9

Denna transistorns emitter 1. Den styr UPS effekttransistorn (fält i de flesta fall) i push-pull krets, antingen direkt eller via en mellanliggande transistor.

slutsats 10

Denna emitter hos transistorn 2. I det ensidiga signalen drift är det samma som i № 9. De tvåtakts modsignaler №№ 9 och 10 i motfas, t. E. När en hög signalnivå, å andra den är låg, och vice versa. I de flesta anordningar utsignalerna från emittrarna hos transistor omkopplare styrs av kraftfulla marker anses FET drivs in PÅ-tillstånd när spänningen vid anslutningarna 9 och 10 är hög (ovan ~ 3,5 V, men det gäller inte till nivån för 3,3 V vid № № 3 och 4).

slutsats 11

Denna kollektorn hos transistorn 2 är vanligtvis ansluten till en likspänningskälla (12 V).

• Notera: på TL494CN kretsanordningar som innefattar den kan utgöra så PWM controller utmatar både samlare fortfarande emittrar hos transistorerna 1 och 2, även om den andra utföringsformen är vanligare. Men det finns alternativ när det kommer i kontakt 8 och 11 utgångarna. Om du hittar en liten transformator i kretsen mellan chipet och MOSFET, sannolikt utgången till tagit med dem (med rubriker).

slutsats 14

Denna utgångsspänningsreferens, som beskrivits ovan.

Principen för drift

Hur fungerar det TL494CN chip? Beskriver hur man ger sitt arbete baserat på Motorola, Inc. Utpulser med pulsmodulering uppnås genom att jämföra den rampsignal med en positiv Ct kondensator med någon av de två styrsignalerna. Logik NOR utgångstransistorerna Q1 och Q2 kontroller, öppna dem endast när signalen på klockingången (C1) utlösaren (se. TL494CN funktionell krets) blir en låg nivå.

Sålunda, om ingångs C1 trigglogik-en nivå, är utgångstransistorerna stängd i båda driftlägen: single-ended och push-pull. Om denna signalkälla är klockfrekvensen i push-pull-läge transistoromkopplare poocherdno öppen vid ankomst av klockpulsen att trigga cutoff. I enkel mod, är avtryckaren inte används, och både utsignalen nyckel öppnas synkront.

Detta är ett öppet tillstånd (i båda lägena) är möjlig endast i en del av den period GPN när rampspänningen är större än styrsignalerna. Således orsakar en ökning eller minskning i storleken hos den styrsignal linjär ökning eller respektive minska spänningspulsbredden vid chip utgångar.

Som styrsignaler kan matas till spänningsterminalen 4 (kontroll "dödtid"), felförstärkaren ingångar eller ingång hos återkopplingssignalen från terminal 3.

De första stegen för att arbeta med chip

Innan du gör någon användbar enhet, rekommenderas att lära sig att arbeta TL494CN. Hur kan man kontrollera det fungerar?

Ta din utveckling ombord, ställa sin chip och ansluta kablarna enligt schemat nedan.

Om allt är korrekt ansluten, kommer systemet att fungera. Lämna stift 3 och 4 är inte gratis. Använd din oscilloskop för att testa GPN - till stift 6 bör du se en sågtand spänning. Utgångarna blir noll. Hur kan vi bestämma deras prestanda i TL494CN. Kontroll kan utföras på följande sätt:

1. Ansluter återkopplingsutgång (№ 3) och styrutgång "dödtid» (№ 4) till den gemensamma klämman (№ 7).
2. Nu måste du hitta de rektangulära pulser till chiputgångar.

Hur man kan öka utsignalen?

TL494CN produktionen är ganska låg ström, och du naturligtvis vill ha mer makt. Därför måste vi lägga till några effekttransistorer. Det enklaste att använda (och mycket lätt att få - från den gamla datorn moderkort) n-kanal effekt-MOSFET. Vi har således invertera utsignalen TL494CN, t. K. Om vi ansluter n-kanal MOS-transistor därtill, i frånvaro av en puls på utgången av chipet det kommer att öppna för flöde av likström. I detta fall kan MOS-transistorn helt enkelt bränna ... Så gat universell npn-transistor och anslut enligt följande schema.

Kraftfull MOS-transistor i denna krets styrs av passivt läge. Det är inte särskilt bra, men för teständamål, och låg strömförbrukning är väl lämpad. R1 i kretsen är last npn-transistor. Välj det enligt dess maximalt tillåtna strömavtagare. R2 representerar vår belastning effektsteget. I dessa experiment, kommer den att ersättas av en transformator.

Om vi nu tittar på kretsen 6 oscilloskopet utsignalen, kommer du att se en "såg". På № 8 (K1) kan fortfarande synliga rektangulära pulser, och kollektor-elektroden hos MOS-transistorn är samma i form pulser, men av större storlek.

Hur man skall höja utspänningen?

Låt oss nu få lite spänning högre med hjälp av TL494CN. Kopplingsschema och ledningsdragning med hjälp av samma - på bakbord. Naturligtvis gjorde en tillräckligt hög spänning på den inte få, det finns en radiator på strömmen MOSFET desto mer. Och ändå, anslut den lilla transformatorn till slutsteget, enligt detta system.

Transformatorns primärlindning innefattar 10 varv. Sekundärlindningen innefattar 100 vänder. Således omsättningsförhållandet lika med 10. Om filen 10B i primärlindningen, måste du komma runt 100 V utgång. Kärnan är gjord av ferrit. Det är möjligt att använda vissa medelstora kärna från PC-strömförsörjningsenheten transformator.

Var försiktig, transformatorutgång högspänning. Strömmen är mycket låg och kommer inte att döda dig. Men du kan få en bra träff. En annan fara - om du ställer in en stor kondensator på utgången, kommer det att samla en stor kostnad. Därför efter att stänga av kretsen, måste släppas ut.

Vid utgångarna på kretsen kan inkludera någon form av glödlampor, som på bilden nedan. Det fungerar från en likspänning, och det tar ca 160 V för att lysa upp. (Effekt hela apparaten är omkring 15 - i storleksordningen nedan.)

Körning med transformator utgång det är allmänt används i alla UPS, inklusive datorns nätaggregat. I dessa anordningar, är den första transformatorn ansluten via transistoromkopplare till PWM-utgångsstyrenheten tjänar för elektrisk isolering av den låga spänningsdelen av kretsen bestående TL494CN, på dess högspänningsdelen, innefattande en nättransformator.

spänningsregulator

Som regel ger en standard PC görs på TL494CN self-made små elektroniska apparater som drivs UPS. Circuit de välkända PC nätaggregat, och blocken är lättillgängliga, eftersom miljontals äldre datorer årligen kasseras eller säljs för delar. Men som regel UPS genererar en spänning av högst 12 V. Det är för liten för variabel frekvens enhet. Naturligtvis kan du försöka använda en PC UPS hög spänning på 25 V, men det kommer att bli svårt att hitta och för mycket ström förbrukas i spänningen 5 V logikelement.

Emellertid TL494 (eller analoger) kan konstrueras från någon krets vid utgången ökad effekt och spänning. Med hjälp av typiska detaljer om UPS PC power MOSFET på moderkortet, kan du bygga en PWM spänningsregulator på TL494CN. Omvandlarkretsen visas nedan.

På den kan du se systemet för att byta kretsar och slutsteget av två transistorer: en universell och kraftfull NPN MOS.

De huvuddelar: T1, Q1, L1, D1. Bipolär T1 används för att styra den effekt-MOSFET, som är ansluten på ett förenklat sätt, så kallade. "Passiv". L1 är induktansen hos induktorn HP-skrivare gamla (ca 50 varv, en cm höjd, 0,5 cm bredd med lindningar öppet spjäll). D1 - är den Schottky-dioden från en annan enhet. TL494 är ansluten till en alternativ metod i förhållande till ovanstående, men du kan använda någon av dem.

C8 - liten kapacitet kondensator för att förhindra bruseffekt som kommer till ingången till felförstärkaren, är 0,01uF värde mer eller mindre normalt. Större värden kommer att sakta ner installationen av den önskade spänningen.

C6 - kondensator ännu mindre, används den för att filtrera högfrekvent brus. Dess lagringskapacitet - upp till flera hundra pF.