Микросхема типа TL494CN, выпускаемая фирмой TEXAS INSTRUMENT (США), выпускается так же фирмой SHARP (Япония) под названием IR3M02, фирмой SAMSUNG (Корея) — КА7500, фирмой FUJITSU (Япония) — МВ3759, так же есть и отечественный аналог — КР1114ЕУ4.
Микросхема широко применяется в импульсных блоках питания, в частности, в блоках питания персональных компьютеров, а так же в DC/DC преобразователях.
На рисунке 1 показана цоколевка микросхемы.
Рис. 1
Микросхема специально разработана для управления силовой частью ИБП и содержит в своем составе (рис.2):
Рис. 2
- генератор пилообразного напряжения Oscillator; частота которого определяется номиналами резистора и конденсатора, подключенных к 5-му и 6-му выводам, и рассчитывается по формуле: F=1,1/RtCt
- источник опорного стабилизированного напряжения Reference Regulator (Uref=+5B) с внешним выходом на выводе 14;
- компаратор «мертвой зоны» Deadtime Comparator;
- компаратор ШИМ PWM Comparator;
- усилитель ошибки по напряжению 1;
- усилитель ошибки по сигналу ограничения тока 2;
- два выходных транзистора Q1 и Q2 с открытыми коллекторами и эмиттерами;
- динамический двухтактный D-триггер в режиме деления частоты на 2 — Flip-Flop;
- вспомогательные логические элементы;
- источник постоянного напряжения с номиналом 12V;
- источник постоянного тока с номиналом 0,7mA.
ИМС запускается в том случае если на 12-вывод поступает питающее напряжение в пределах от +7 до 40V. Выводы 1 и 2 — соответственно прямой и инвертирующий входы усилителя ошибки по сигналу обратной связи. Вывод 4 — вход регулировки «мертвой зоны» (это время, когда оба выходных транзистора микросхемы закрыты даже при максимальной потребляемой мощности). Выводы 5 и 6 служат для подключения внешних элементов внутреннего генератора пилообразного напряжения. Вывод 7 — общий, выводы 8 и 9 — коллектор и эмиттер первого транзистора, выводы 11 и 10 — коллектор и эмиттер второго транзистора. Вывод 13 — выбор режима работы (однотактный или двухтактный). Если на этом выводе положительное напряжение 2,4…5V двухтактный режим работы, транзисторы Q1 и Q2 открываются поочередно, выходные импульсы следуют друг относительно друга со сдвигом по фазе. Если на этом выводе напряжение составляет 0…0,4 V — однотактный режим, при этом транзисторы можно включать параллельно для увеличения выходного тока. Вывод 14 — выход опорного напряжения (+5 V) от встроенного стабилизированного источника опорного напряжения, выводы 16 и 15 — соответственно, прямой и инвертирующий входы усилителя ошибки по сигналу ограничения тока.
По функциональным узлам, входящим в состав микросхемы, ее можно разделить на аналоговую и цифровую составляющие.
К аналоговой составляющей относятся усилители ошибок, компараторы, генератор пилообразного напряжения и вспомогательные источники.
Все остальные элементы, в том числе и выходные транзисторы следует отнести к цифровой части.
Из временных диаграмм приведенных на рис. 3 видно, что моменты появления выходных управляющих импульсов, а также их длительность определяется состоянием выхода логического элемента D1. Остальная логика выполняет лишь вспомогательную функцию, разделения выходных импульсов на два канала. Оба транзистора имеют открытые коллекторы и эмиттеры, поэтому их можно подключать двояко, как с общим эмиттером, так и с общим коллектором. Триггер Flip-Flop является двухтактным динамическим D-триггером. Принцип его работы в следующем. Каждый из выходных импульсов элемента D1 своим отрицательным фронтом переключает триггер и этим меняет канал прохождения следующего импульса, т. е . исключает появление двух отпирающих импульсов за один период работы.
Рис. 3
Типовая схема импульсного DC/DC преобразователя на основе TL494 показана на рисунке 4.
Рис. 4
Основные технические характеристики:
- Диапазон напряжения питания……… ..42V;
- Максимальное напряжение коллекторов выходных транзисторов………. 42V;
- Максимальный ток коллектора выходных транзисторов…….. 0,2А;
- Опорное напряжение…… 4,5…5,5V;
- Мощность рассевания в непрерывном режиме в корпусе DIP-16 при температуре окружающей среды ниже 45°С…….. 1W;
- Ток потребления не более…….. 10mA;
- Частота генератора может быть задана в пределах……… 1…200 kHz;
- Длительность фронта импульса выходного тока не более….. 200nS;
- Длительность спада импульса выходного тока не более……. 100nS;
- Сопротивление резистора RT может быть в пределах……. 1,8… 500 kOm;
- Емкость конденсатора СТ может быть в пределах…… 0,0047…10 мкФ;
- Рабочий диапазон температуры:
- TL494B…….. -40…+125°С;
- TL494C…….. 0…+70°С;
- TL494I ……… -40…+85°С.