TL494CN: koblingsskjema, en beskrivelse av den russiske, den inverter krets

Bytte strømforsyninger (UPS) er svært vanlig. Datamaskinen som man bruker for øyeblikket har UPS med flere utgangsspenninger (12, -12, +5, -5 og + 3,3 V, i hvert fall). Praktisk talt alle slike blokker har en chip PWM-kontroller vanligvis type TL494CN. Dens analog - innenlands chip M1114EU4 (KR1114EU4).

produsenter

Betraktet chip henviser til listen av de vanligste og mest brukte av integrerte elektroniske kretser. Det var forløperen til en serie UC38hh PWM-kontrollere selskaper Unitrode. I 1999 ble firmaet kjøpt opp av Texas Instruments, og siden da begynte å utvikle linjen kontrollere, noe som førte til etableringen i begynnelsen av 2000-tallet. TL494 serien chips. Foruten de allerede nevnt ovenfor UPS, kan de bli funnet i den konstante spenningsregulator, en regulerbar aktuator, i myke startere - kort sagt, hvor det brukes PWM-kontroll.

Blant bedriftene å klone denne brikken som inneholder slike verdenskjente merker som Motorola, Inc., International Rectifier, Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor. Alle av dem gir en detaljert beskrivelse av sine produkter, det såkalte TL494CN datablad.

dokumentasjon

Analyse av denne type chip beskrivelser fra forskjellige produsenter viser den praktiske identiteten til sine egenskaper. Volumet av informasjon, drevet av forskjellige firmaer, nesten det samme. Videre TL494CN dataarket fra merker som Motorola, Inc og ON Semiconductor repeterende i sin struktur, som henvist til figurer, tabeller og diagrammer. Det er noe forskjellig fra dem ved presentasjonen av materialet fra Texas Instruments, men ved nærmere studere det blir klart hva som menes med et identisk produkt.

Oppnevning TL494CN chip

Beskrivelse av sin tradisjonelt begynne med utnevnelsen og listen over interne enheter. Det er en PWM-kontroller med en fast frekvens, fortrinnsvis beregnet for bruk i UPS, og som har følgende funksjoner:

• sagtanngenerator (STG);
• feilforsterkeren;
• en referansekilde (referanse) spenningen 5 V;
• justeringskretsen "dødtid";
• utgangstransistor slår på strømmen til 500 mA;
• Krets en- eller to-takts operasjonsmodus.

grenseinnstillinger

Som med alle andre brikker i TL494CN Beskrivelsen må nødvendigvis inneholde en liste over maksimalt tillatt ytelse. La oss gi dem på grunnlag av Motorola, Inc:

1. Forsyningsspenning: 42 V
2. Kollektorspenningen av utgangstransistoren 42 V.
3. Strømutgang transistor oppsamler: 500 mA.
4. Forsterkerens inngangsspenningsområde fra - 0,3 V til 42 V.
5. Effekttap (ved t <45 ° C): 1000 mW.
6. Lagringstemperatur: -55 til 125 ° C
7. Den driftstemperaturområde 0-70 ° C.

Det bør bemerkes at para 7 TL494IN chip noe bredere -25 til 85 ° C.

TL494CN chip design

Beskrivelse på russisk tilbaketrekking av kroppen er vist i figuren nedenfor.

Brikken er plassert i en plast (som angitt med bokstaven N ved slutten av dens symboler) 16-pinners pakke med PDP-bolttypen.

Utseende det er vist på bildet nedenfor.

TL494CN: et funksjonelt krets

Således er oppgaven til denne kretsen er en pulsbreddemodulering (PWM eller Engl. Pulsbreddemodulert (PWM)) av spenningspulser som genereres i begge regulert og uregulert UPS. De kraftblokk av den første type av pulsvarighet område generelt når maksimalt mulige verdi (~ 48% for hver utgang i push-pull-krets, er mye brukt til å drive bord-lyd forsterkere).

TL494CN brikken har en total av seks terminaler for utgangssignalene, og fire av dem (1, 2, 15, 16) er interne innganger av feil-forsterkere, som brukes for å beskytte UPS fra aktuelle og potensielle overbelastning. Kontakt № 4 - er inngangssignalet fra 0 til 3 V for justering av plikt forholdet av rektangulære utgangspulser, og № 3 er utgangen fra komparatoren og kan brukes på flere måter. Ytterligere 4 (tallene 8, 9, 10, 11) er frie samlere og emitterne i transistorene med en største tillatte belastningsstrøm på 250 mA (med kontinuerlig drift ikke mer enn 200 mA). De kan være forbundet i par (9, 10, og 8 til 11) for styring av de sterke felt transistorer (MOSFET-transistorer) med en maksimal tillatt strøm på 500 mA (ikke mer enn 400 mA kontinuerlig drift).

Hva er den interne TL494CN enheten? Ordningen det er vist nedenfor.

Brikken har en integrert referansespenningskilde (PEI) 5 (№ 14). Det er vanligvis brukt som en referansespenning (til innenfor ± 1%) påført på inngangskretser som forbruker mindre enn 10 mA, for eksempel, på klemmene 13 å velge ett-eller to-takts arbeidsmåte kretser: tilstedeværelsen derpå 5 valgt andre modus hvis det minus spenning - først.

For å justere frekvensen av sagtanngeneratoren (STG), kondensatoren og motstanden er koblet til klemmene 5 og 6 henholdsvis. Selvfølgelig har chipen for tilkobling til pluss og minus strømkilde (nummer 12 og 7, henholdsvis) i området 7-42 V.

Fra diagrammet er det tydelig at det finnes en rekke interne enheter TL494CN. Beskrivelse på russisk av deres funksjon vil bli gitt nedenfor i løpet av presentasjonen.

Utgang funksjon av inngangssignalene

Som alle andre elektroniske enheter. disse er vurdert brikke har egne innganger og utganger. Vi vil starte med det første. Den har allerede en liste over disse funnene TL494CN ble gitt. Beskrivelse på russisk funksjonalitet vil bli ytterligere gitt med detaljerte forklaringer.

konklusjonen 1

Denne positive (ikke inverterende) inngang til feilsignalet forsterkeren 1. Når spenningen over den er lavere enn spenningen ved terminal 2, vil utgangssignalet fra feilforsterkeren 1 har et lavt nivå. Dersom det er høyere enn ved pinnen 2, blir feilsignalet forsterkeren 1 høy. Utgangssignalet fra forsterkeren i det vesentlige reproduserer den positive inngang ved hjelp av O-2 som en referanse. Funksjonene feil forsterkere vil bli beskrevet i mer detalj nedenfor.

konklusjonen 2

Denne negative (inverterende) inngang til feilsignalet forsterkeren 1. Hvis utgangen er høyere enn ved pinne 1, vil feilforsterkeren en utgang være lav. Dersom spenningen på denne tapp er mindre enn spenningen ved terminal 1, er forsterkerens utgang høy.

konklusjon 15

Det fungerer akkurat det samme som nummer 2. Ofte er andre feil forsterker ikke brukt TL494CN. Skjema inkludering i dette tilfelle består av bare en tapp 15 er koblet til den 14 (referansespenning + 5 V).

konklusjon 16

Den fungerer på samme måte som det nummer 1. Det er vanligvis festet til det totale antall 7, når den andre forsterkeren ikke er i bruk feil. Med tappen 15 er koblet til 5 V og № 16 forbundet med en felles, andre forsterkerutgangen er lav og har derfor ingen virkning på brikken.

konklusjonen 3

Denne kontakt og hver indre forsterker TL494CN koblet gjennom dioder. Hvis utgangssignalet fra en hvilken som helst av dem endres fra et lavt til et høyt nivå, da det også № 3 blir høy. Når signalet på denne tapp overskrider 3,3 volt, blir utgangspulsen slås av (null duty cycle). Når spenningen over den er nær 0, hvor den maksimale pulsbredde. Mellom 0 og 3,3 V, er pulsbredden fra 50% til 0% (til hver av de PWM-kontrolleren utganger - ved klemmene 9 og 10 i de fleste tilfeller).

Om nødvendig, kan sporet 3 brukes som et inngangssignal, eller kan anvendes for å tilveiebringe demping rampepulsbredder. Hvis spenningen over den er høy (> ~ 3,5 V), er det ingen måte å starte UPS PWM-kontrolleren (pulser mangler fra det).

konklusjonen 4

Den styrer utvalget av avgiften forholdet mellom utgangspulsene (Engl. Dødtid kontroll). Hvis spenningen over den er nær 0, er anordningen i stand til å generere både det lavest mulige, og den maksimale pulsbredde (som er definert av inngangssignaler). Hvis utgangsspenningen er omkring 1,5 V, vil utgangspulsbredden være begrenset til 50% av dens maksimale bredde (eller ~ 25% tjenestesyklus for en push-pull-modus PWM-kontroller). Hvis spenningen over den er høy (> ~ 3,5 V), er det ingen måte å starte UPS TL494CN. Kretsen inneholder ofte inkludering № 4 koplet direkte til jord.

• Det er viktig å huske! Signalet på terminalene 3 og 4 bør være under ca 3,3 V. Og hva vil skje når det er tett, for eksempel + 5V? Hvordan kan da oppføre TL494CN? Kjøring spenningsomformer deri ikke vil produsere pulser, d.v.s. ikke utgangsspenningen til UPS.

konklusjon 5

Det tjener til å forbinde timing kondensatoren C, og dens annen kontakt er forbundet med jord. kapasitetsverdiene generelt fra 0,01 uF til 0,1 uF. Endringer i verdien av denne komponent fører til en endring i frekvens og GPN utgangspulser av PWM-kontroller. Vanligvis anvendes det høykvalitets kondensatorer med meget lav temperatur koeffisient (en meget liten endring i kapasitans med temperatur).

konklusjonen 6

For å koble vryamyazadayuschego motstanden Rt, og dens annen kontakt er forbundet med jord. Verdier Rt og Ct bestemme frekvensen FPG.

• f = 1,1: (Rt x Ct).

konklusjonen 7

Han slutter seg til jord kretsen for enheten til PWM-styreenheten.

konklusjon 12

Han Merket bokstaver VCC. Han får selskap av "pluss» TL494CN strømforsyning. Skjema inkludering inneholder typisk № 12 forbundet til strømkilden bryteren. Mange UPS bruker dette funnet å slå på strømmen (og UPS seg selv), og slå den av. Hvis det har en 12 V og nummer 7 er jordet, vil FPG og ION chip fungere.

konklusjon 13

Denne inngangen driftsmodus. Dens operasjon er blitt beskrevet ovenfor.

En funksjon til å sende ut utgangssignalene

de ble ovenfor oppført for TL494CN. Beskrivelse på russisk funksjonalitet vil bli gitt nedenfor med detaljerte forklaringer.

konklusjonen 8

Denne brikken har to npn-transistor, som er deres hoved utganger. Dette funn - kollektoren av transistoren 1 er vanligvis koblet til en likespenningskilde (12). Likevel ordningene av enkelte enheter den brukes som en utgang, og kan sees på sin meander (som ved nummer 11).

konklusjonen 9

Denne emitter av transistoren 1. Det styrer UPS effekttransistor (felt i de fleste tilfeller) i push-pull-krets, enten direkte eller via en mellomliggende transistor.

konklusjon 10

Denne emitter for transistoren 2. I single-ended signal operasjon det er det samme som i № 9. To-takts modussignaler №№ 9 og 10 i motfase, t. E. Når et høyt signalnivå på den andre siden det er lavt, og vice versa. I de fleste anordninger utsignalene fra emitterne transistor-brytere som styres av kraftige chips muligens FET drives inn i PÅ-tilstand når spenningen over klemmene 9 og 10 er høy (over ~ 3,5 V, men det gjelder ikke det nivå på 3,3 V ved № № 3 og 4).

konklusjon 11

Denne kollektor i transistoren 2 er vanligvis koblet til en likespenningskilde (+12 V).

• Merk: på TL494CN kretsanordninger som omfatter den kan omfatte så PWM-styreenheten sender ut både samlere fortsatt emitterne i transistorene 1 og 2, selv om den andre utførelsesformen er mer vanlig. Men det finnes alternativer når det kommer i kontakt 8 og 11 er utgangene. Hvis du finner en liten transformator i kretsen mellom brikken og MOSFET, er produksjonen trolig tatt det med dem (med overskrifter).

konklusjon 14

Denne utgangsspenning referanse, slik som beskrevet ovenfor.

Prinsippet for operasjonen

Hvordan fungerer det TL494CN chip? Beskriver hvordan man skal gi sitt arbeid basert på Motorola, Inc. Utgangspulser med pulsmodulasjon er oppnådd ved å sammenlikne den rampesignal med en positiv Ct kondensator med et hvilket som helst av de to styresignaler. Logikk NOR utgangstransistorer Q1 og Q2 kontroller, åpne dem bare når signalet på klokkeinngangen (C1) på avtrekkeren (se. TL494CN funksjonell krets) blir et lavt nivå.

Hvis således inngangs C1 utløserlogikken-ett nivå, blir utgangstransistorene lukket i begge driftsmodi: single-ended og push-pull. Hvis dette inngangssignal er til stede klokkefrekvensen i push-pull-modus transistorbrytere poocherdno åpne seg ved ankomst av klokkepuls for å utløse cutoff. I single-ended modus er avtrekkeren ikke er i bruk, og både utgangs viktigste åpnet synkront.

Dette er en åpen tilstand (i begge modi) er mulig bare i en del av perioden GPN når rampespenningen er større enn styresignalene. Således, en økning eller reduksjon i størrelsen av det styresignal som bevirker lineær økning eller henholdsvis senke spenningspulsbredde på chip utganger.

Fordi styresignaler kan tilføres til spenningspolen 4 (kontroll "dødtid"), feilforsterkeren inn- eller inngangen på tilbakekoblingssignalet fra terminal 3.

De første trinn for å arbeide med chip

Før du gjør noe nyttig enheten, anbefales det å lære å arbeide TL494CN. Hvordan sjekke det fungerer?

Ta din utvikling bord, satt hennes chip og koble ledningene i henhold til diagrammet nedenfor.

Hvis alt er riktig tilkoblet, vil ordningen fungere. La pinner 3 og 4 er ikke gratis. Bruk oscilloskop for å teste GPN - til pin 6 bør du se en sagtannet spenning. Utgangene vil være null. Hvordan finner vi deres prestasjoner i TL494CN. Kontrollere det kan utføres som følger:

1. Koble tilbakemeldinger utgang (№ 3) og styreutgang "dødtid» (№ 4) til felles terminal (№ 7).
2. Nå må du finne de rektangulære pulser til chip utganger.

Hvordan øke utgangssignalet?

TL494CN produksjonen er ganske lav strøm, og du, selvfølgelig, ønsker mer makt. Derfor må vi legge noen makt transistorer. Den mest enkle å bruke (og meget lett å få - fra den gamle hovedkortet) n-kanal-effekt-MOSFET. Vi har derfor invertere utgangs TL494CN, t. K. Hvis vi kobles til N-kanal MOS transistoren dertil, i fravær av en puls på utgangen av brikken vil det åpne for flyt av likestrøm. I dette tilfellet MOS transistor kan bare brenne ... Så gat universell npn-transistor og koble i henhold til følgende skjema.

Kraftig MOS transistor i denne krets styres av den passive modus. Det er ikke særlig god, men for testformål, og lav effekt er godt egnet. R1 i kretsen er last npn-transistor. Velg det i henhold til sin maksimale tillatte strømavtaker. R2 representerer vår belastningseffekt trinn. I disse eksperimentene, vil den bli erstattet av en transformator.

Hvis vi nå ser oscilloskopssignalet på pin 6 i brikken, vil du se en "sag". Ved nr. 8 (K1) kan du fortsatt se de rektangulære pulser, og på MOS-transistoren dreneres den samme pulsformen, men større.

Og hvordan øker spenningen ved utgangen?

La oss nå få litt spenning høyere med TL494CN. Koblings- og ledningsdiagrammet bruker det samme - på brødbrettet. Selvfølgelig er det ikke nok høy spenning på det, spesielt siden det ikke er noen radiator på strømmosfetene. Og likevel, koble en liten transformator til utgangstrinnet, i henhold til denne ordningen.

Den primære viklingen av transformatoren inneholder 10 svinger. Sekundærviklingen inneholder ca. 100 svinger. Dermed er konverteringsforholdet 10. Hvis du bruker 10V til primærviklingen, bør du få ca. 100 V ved utgangen. Kjernen er laget av ferrit. Du kan bruke noen mellomstore kjerne fra PC-strømforsyningstransformatoren.

Vær forsiktig, utgangen av transformatoren er under høy spenning. Nåværende er veldig lavt og vil ikke drepe deg. Men du kan få et godt spark. En annen fare - hvis du installerer en stor kondensator på utgangen, vil den akkumulere en stor ladning. Derfor, etter at du slår av kretsen, bør den slippes ut.

På kretsens utgang kan du slå på en indikator som en lyspære, som på bildet nedenfor. Den opererer på likespenning, og den trenger ca. 160 V for å lyse opp. (Strømmen til hele enheten er omtrent 15 V - en størrelsesorden lavere.)

Kretsen med transformatorutgang er mye brukt i alle UPS, inkludert PC-strømforsyninger. I disse enhetene tjener den første transformatoren som er koblet via transistorbryter til utgangene til PWM-kontrolleren, til å isolere lavspenningsdelen av kretsen, inkludert TL494CN, fra sin høyspenningsdel som inneholder nettspenningstransformatoren.

Spenningsregulator

Vanligvis er strømforsyningen i selvtillagte små elektroniske enheter forsynt av en typisk PC UPS som kjører på TL494CN. Ordningen for å slå på PC-en av PSU er velkjent, og blokkene selv er lett tilgjengelige, siden millioner av gamle PCer årlig avhendes eller selges for reservedeler. Men som regel produserer disse UPSene spenningene ikke høyere enn 12 V. Dette er for lite for en frekvensstyrt stasjon. Selvfølgelig kan man prøve og bruke en PC med økt spenning for 25 V, men det vil være vanskelig å finne, og for mye strøm vil forsvinne ved en spenning på 5 V i logikkelementene.

På TL494 (eller analoger) er det imidlertid mulig å bygge kretser med utgang til økt effekt og spenning. Ved hjelp av typiske PC UPS-deler og kraftige MOSFETer fra hovedkortet, kan du bygge en PWM spenningsregulator på TL494CN. Koblingen til omformeren er vist i figuren under.

På den kan du se kretsen av mikrokretsbryter- og utgangsfasen på to transistorer: universal npn- og kraftig MOSFET.

Hoveddelene: T1, Q1, L1, D1. Bipolar T1 brukes til å styre en kraftig MOSFET tilkoblet på en forenklet måte, såkalt. "Passiv". L1 er en induktansgas fra den gamle HP-skriveren (ca. 50 omdreininger, 1 cm høyde, 0,5 cm bredde med viklinger, åpen gasspjeld). D1 er en Schottky-diode fra en annen enhet. TL494 er koblet på en alternativ måte til ovenstående, selv om noen av dem kan brukes.

C8 er en kondensator med lav kapasitans, for å hindre støyinngangen til inngangen til feilforsterkeren, vil verdien på 0,01uF være mer eller mindre vanlig. Høyere verdier vil redusere innstillingen for nødvendig spenning.

C6 er en enda mindre kondensator, den brukes til å filtrere høyfrekvent støy. Dens kapasitet er opptil flere hundre picofarads.