IC TL494 هو IC متعدد الاستخدامات للتحكم في PWM ، والذي يمكن تطبيقه بعدة طرق مختلفة في الدوائر الإلكترونية. في هذه المقالات نناقش بالتفصيل الوظائف الرئيسية لـ IC ، وكذلك كيفية استخدامها في الدوائر العملية.

وصف عام

تم تصميم IC TL494 خصيصًا لدوائر تطبيق تعديل عرض النبضة أحادية الرقاقة. تم إنشاء الجهاز بشكل أساسي لدوائر التحكم في مزود الطاقة ، والتي يمكن تحديد أبعادها بكفاءة باستخدام هذا IC.

يأتي الجهاز مع مذبذب متغير مدمج ، ومرحلة تحكم في الوقت الميت (DTC) ، أ التحكم بالتخبط لتوجيه النبض ، دقة منظم 5 فولت واثنين من مضخمات الخطأ وبعض الدوائر العازلة للإخراج.

تتميز مضخمات الخطأ بنطاق جهد شائع من 0.3 فولت إلى VCC - 2 فولت.

السيطرة على الوقت الميت المقارنة مع قيمة إزاحة ثابتة لتسليم وقت توقف ثابت بنسبة 5٪ تقريبًا.

يمكن تجاوز وظيفة مذبذب الرقاقة عن طريق توصيل طرف RT رقم 14 من IC بالدبوس المرجعي رقم 14 ، وعن طريق توفير إشارة سن المنشار خارجيًا إلى دبوس CT رقم 5. يسمح هذا المرفق أيضًا بقيادة العديد من TL494 ICs بشكل متزامن مع قضبان إمداد طاقة مختلفة.

يتم ترتيب ترانزستورات الإخراج داخل الرقاقة ذات النواتج العائمة لتقديم إما a باعث مشترك الإخراج أو مرفق الإخراج باعث تابع.

يسمح الجهاز للمستخدم بالحصول على نوع الدفع والسحب أو التذبذب أحادي الطرف عبر دبابيس الإخراج الخاصة به عن طريق تكوين الدبوس رقم 13 بشكل مناسب ، وهو دبوس وظيفة التحكم في الإخراج.

تجعل الدوائر الداخلية من المستحيل على أي من المخرجات إنتاج نبضة مزدوجة ، بينما يتم توصيل IC في وظيفة الدفع والسحب.

وظيفة الدبوس والتكوين

يوفر لنا الرسم التخطيطي والشرح التالي المعلومات الأساسية المتعلقة بوظيفة الدبوس لـ IC TL494.

Pin # 1 و Pin # 2 (1 IN + و 1IN-): هذه هي غير المقلوبة والمقلوبة المدخلات من مكبر الخطأ (المرجع أمبير 1).
Pin # 16 ، Pin # 15 (1 IN + و 1IN-): كما هو مذكور أعلاه ، فهذه العناصر غير المقلوبة والمقلوبة المدخلات من مكبر الخطأ (المرجع أمبير 2).
Pin # 8 و Pin # 11 (C1، C2): هذه هي النواتج 1 و 2 من IC التي تتصل بجامعي الترانزستورات الداخلية المعنية.
الدبوس رقم 5 (CT): يجب توصيل هذا الدبوس بمكثف خارجي لضبط تردد المذبذب.
الدبوس رقم 6 (RT): يجب توصيل هذا الدبوس بمقاوم خارجي لضبط تردد المذبذب.
الدبوس رقم 4 (DTC): إنه ملف إدخال من المرجع الداخلي الذي يتحكم في تشغيل الوقت الميت لـ IC.
Pin # 9 و Pin # 10 (E1 و E2): هذه هي النواتج من IC الذي يتصل بدبابيس باعث الترانزستور الداخلي.
دبوس # 3 (ملاحظات): كما يوحي الاسم ، هذا إدخال يتم استخدام الدبوس للتكامل مع إشارة عينة خرج للتحكم التلقائي المطلوب للنظام.
الدبوس رقم 7 (أرضي): هذا الدبوس هو الدبوس الأرضي الخاص بـ IC ، والذي يحتاج إلى توصيله بـ 0 V لمصدر الإمداد.
الدبوس رقم 12 (VCC): هذا هو دبوس الإمداد الإيجابي لـ IC.
الدبوس رقم 13 (O / P CNTRL): يمكن تكوين هذا الدبوس لتمكين إخراج IC في وضع الدفع والسحب أو وضع النهاية المفردة.
الدبوس رقم 14 (المرجع): هذا انتاج يوفر الدبوس خرجًا ثابتًا 5 فولت يمكن استخدامه لإصلاح جهد مرجعي لمضخات الخطأ ، في وضع المقارنة.

الحد الأقصى لالتقييمات المطلقة

(VCC) يجب ألا يتجاوز الحد الأقصى لجهد الإمداد = 41 فولت
(VI) يجب ألا يتجاوز الحد الأقصى للجهد في دبابيس الإدخال = VCC + 0.3 فولت
(VO) الحد الأقصى لجهد الخرج عند مجمع الترانزستور الداخلي = 41 فولت
(IO) أقصى تيار على جامع الترانزستور الداخلي = 250 مللي أمبير
أقصى حرارة لحام دبوس IC عند 1.6 مم (1/16 بوصة) بعيدًا عن جسم IC لا تتجاوز 10 ثوانٍ عند 260 درجة مئوية
نطاق درجة حرارة التخزين = -65/150 درجة مئوية

ظروف التشغيل الموصى بها

تمنحك البيانات التالية الفولتية والتيارات الموصى بها والتي يمكن استخدامها لتشغيل IC في ظل ظروف آمنة وفعالة:

“مشاريع ماتلاب لطلاب الهندسة ”

إمداد VCC: من 7 إلى 40 فولت
جهد إدخال مكبر الصوت السادس: -0.3 فولت إلى VCC - 2 فولت
جهد جامع الترانزستور VO = 40 ، تيار المجمع لكل ترانزستور = 200 مللي أمبير
الحالي في دبوس ردود الفعل: 0.3 مللي أمبير
نطاق تردد المذبذب fOSC: 1 كيلو هرتز إلى 300 كيلو هرتز
قيمة مكثف توقيت مذبذب CT: بين 0.47 nF إلى 10000 nF
قيمة مقاومة توقيت المذبذب RT: بين 1.8 كيلو إلى 500 كيلو أوم.

مخطط تخطيط داخلي

التخطيط الداخلي ومراحل الدائرة لـ TL494 IC

كيفية استخدام IC TL494

في الفقرات التالية نتعرف على الوظائف المهمة لـ IC TL494 وكيفية استخدامها في دوائر PWM.

ملخص: تم تصميم TL494 IC بطريقة لا تتميز فقط بالدوائر الهامة اللازمة للتحكم في مصدر طاقة التبديل ، ولكنها تتعامل أيضًا مع العديد من الصعوبات الأساسية وتقليل الحاجة إلى مراحل الدائرة التكميلية اللازمة في الهيكل العام.

TL494 عبارة عن دائرة تحكم ذات تردد ثابت لتعديل عرض النبضة (PWM).

تتحقق وظيفة تعديل نبضات الخرج عندما يقارن المذبذب الداخلي شكل موجة سن المنشار من خلال مكثف التوقيت (CT) مع كلا أزواج إشارات التحكم.

يتم تبديل مرحلة الخرج في الفترة التي يكون فيها جهد سن المنشار أعلى من إشارات التحكم في الجهد.

مع زيادة إشارة التحكم ، يتناقص الوقت الذي يكون فيه مدخل سن المنشار أعلى ، وبالتالي يقل طول نبضة الخرج.

تقوم أداة التقليب ذات التوجيه النبضي بتوجيه النبضة المعدلة بالتناوب إلى كل من ترانزستورات الإخراج.

منظم مرجعي 5-V

يُنشئ TL494 مرجعًا داخليًا بجهد 5 فولت يتم تغذيته إلى دبوس REF.

يساعد هذا المرجع الداخلي على تطوير مرجع ثابت ومستقر ، والذي يعمل كمنظم مسبق لضمان إمداد مستقر. ثم يتم استخدام هذا المرجع بشكل موثوق لتشغيل المراحل الداخلية المختلفة من IC مثل التحكم المنطقي في الإخراج ، وتوجيه النبض بالتخبط ، والمذبذب ، ومقارن التحكم في الوقت الميت ، ومقارن PWM.

مذبذب

يولد المذبذب شكل موجة سن المنشار موجبًا للوقت الميت ومقارنات PWM بحيث يمكن لهذه المراحل تحليل إشارات إدخال التحكم المختلفة.

إن RT و CT هما المسؤولان عن تحديد تردد المذبذب وبالتالي يمكن برمجتهما خارجيًا.

يشحن شكل موجة سن المنشار الناتج عن المذبذب مكثف التوقيت الخارجي CT بتيار ثابت ، يحدده المقاوم المكمل RT.

ينتج عن هذا إنشاء شكل موجة جهد خطي منحدر. في كل مرة يصل فيها الجهد عبر CT إلى 3 فولت ، يقوم المذبذب بتفريغه بسرعة ، مما يؤدي لاحقًا إلى إعادة تشغيل دورة الشحن. يتم حساب التيار لدورة الشحن هذه من خلال الصيغة:

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

يتم تحديد فترة شكل موجة سن المنشار من خلال:

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

وبالتالي يتم تحديد تردد المذبذب باستخدام الصيغة:

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

ومع ذلك ، سيكون تردد المذبذب هذا متوافقًا مع تردد الخرج عندما يتم تكوين الإخراج على أنه طرف واحد. عند التهيئة في وضع الدفع والسحب ، سيكون تردد الخرج 1/2 من تردد المذبذب.

لذلك ، بالنسبة للمخرجات الفردية ، يمكن استخدام المعادلة أعلاه رقم 3.

بالنسبة لتطبيق الدفع والسحب ، ستكون الصيغة:

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

التحكم في الوقت الميت

ينظم إعداد دبوس الوقت الميت الحد الأدنى للوقت الميت ( الفترات الفاصلة بين المخرجات ).

في هذه الوظيفة ، عندما يتجاوز الجهد على دبوس DTC جهد المنحدر من المذبذب ، يفرض مقارنة الخرج على إيقاف تشغيل الترانزستورات Q1 و Q2.

يحتوي IC على مستوى إزاحة مضبوط داخليًا يبلغ 110 مللي فولت يضمن حدًا أدنى للوقت الميت يبلغ حوالي 3 ٪ عند توصيل دبوس DTC بالخط الأرضي.

يمكن زيادة استجابة الوقت الميت من خلال تطبيق جهد خارجي على دبوس DTC رقم 4. يسمح هذا بالتحكم الخطي في وظيفة الوقت الميت من القيمة الافتراضية 3٪ إلى الحد الأقصى 100٪ ، من خلال إدخال متغير من 0 إلى 3.3 فولت.

“كيفية عمل مرشح تمرير منخفض لمضخم الصوت ”

إذا تم استخدام التحكم في النطاق الكامل ، فيمكن تنظيم خرج IC من خلال جهد خارجي دون الإخلال بتكوينات مضخم الخطأ.

يمكن استخدام ميزة الوقت الميت في المواقف التي يصبح فيها التحكم الإضافي في دورة عمل الإخراج ضروريًا.

ولكن من أجل الأداء السليم ، يجب التأكد من إنهاء هذا الإدخال إلى مستوى الجهد أو الأرض ويجب عدم تركه عائمًا.

مضخمات الخطأ

يتمتع مكبرا صوت الخطأ في IC بمكاسب عالية ، وهما متحيزان من خلال سكة إمداد ICs VI. يتيح ذلك نطاقًا مشتركًا للإدخال من -0.3 فولت إلى VI - 2 فولت.

تم إعداد كل من مضخمات الخطأ داخليًا للعمل مثل مضخمات العرض المفردة ، حيث يكون لكل مخرج قدرة عالية نشطة فقط. نظرًا لهذه القدرة ، فإن مكبرات الصوت قادرة على التنشيط بشكل مستقل لتلبية طلب PWM الضيق.

منذ أن مخرجات أمبير الخطأ مرتبطة مثل أو بوابات مع عقدة الإدخال لمقارن PWM ، يسيطر مكبر الصوت الذي يمكن أن يعمل مع الحد الأدنى من النبضات.

مكبرات الصوت لها مخرجاتها منحازة بمغسلة تيار منخفضة بحيث يضمن خرج IC أقصى PWM عندما تكون مضخمات الخطأ في الوضع غير الوظيفي.

مدخلات التحكم في الإخراج

يمكن تكوين هذا الدبوس من IC للسماح لمخرج IC إما بالعمل في وضع طرف واحد والذي يتأرجح فيه الإخراج معًا بشكل متوازٍ أو بطريقة سحب الدفع ينتج عنه مخرجات متذبذبة بالتناوب.

يعمل دبوس التحكم في الإخراج بشكل غير متزامن ، مما يتيح له التحكم المباشر في إخراج IC ، دون التأثير على مرحلة المذبذب الداخلي أو مرحلة توجيه النبضات.

يتم تكوين هذا الدبوس عادةً بمعامل ثابت وفقًا لمواصفات التطبيق. على سبيل المثال ، إذا كانت مخرجات IC تهدف إلى العمل بطريقة متوازية أو أحادية الطرف ، فإن دبوس التحكم في الخرج متصل بالخط الأرضي بشكل دائم. ونتيجة لذلك ، يتم تعطيل مرحلة توجيه النبض داخل IC ويتوقف التقليب البديل عند دبابيس الإخراج.

أيضًا ، في هذا الوضع ، يتم نقل النبضات التي تصل إلى التحكم في الوقت الميت ومقارن PWM معًا بواسطة كل من ترانزستورات الإخراج ، مما يسمح للإخراج بتبديل ON / OFF بالتوازي.

للحصول على عملية إخراج سحب الدفع ، يحتاج دبوس التحكم في الإخراج ببساطة إلى التوصيل بالدبوس المرجعي للخرج + 5 فولت (REF) الخاص بـ IC. في هذه الحالة ، يتم تشغيل كل من الترانزستورات الناتجة بالتناوب من خلال مرحلة التقليب النبضي.

ترانزستورات الإخراج

كما يتضح من الرسم البياني الثاني من الأعلى ، تتكون الرقاقة من ترانزستورات إخراج ، تحتوي على طرفي باعث وجامع غير ملتزم.

تم تصنيف كل من هذه المحطات العائمة على أنها تغرق (تأخذ) أو مصدر (تعطيه) حتى 200 مللي أمبير.

تكون نقطة تشبع الترانزستورات أقل من 1.3 فولت عند تكوينها في وضع الباعث المشترك ، وأقل من 2.5 فولت في جامع مشترك الوضع.

إنها محمية داخليًا من ماس كهربائى والتيار الزائد.

دوائر التطبيق

كما هو موضح أعلاه ، فإن TL494 هو في الأساس وحدة تحكم PWM IC ، وبالتالي فإن دوائر التطبيق الرئيسية هي في الغالب دوائر تعتمد على PWM.

تتم مناقشة مثالين للدارات أدناه ، والتي يمكن تعديلها بطرق مختلفة وفقًا للمتطلبات الفردية.

شاحن للطاقة الشمسية باستخدام TL494

يوضح التصميم التالي كيف يمكن تكوين TL494 بشكل فعال لإنشاء مصدر طاقة بتبديل 5-V / 10-A.

في هذا التكوين ، يعمل الإخراج في الوضع المتوازي ، وبالتالي يمكننا أن نرى أن دبوس التحكم في الإخراج رقم 13 متصل بالأرض.

يتم استخدام مضخمي الخطأ أيضًا بكفاءة عالية هنا. يتحكم مضخم خطأ واحد في التغذية الراجعة للجهد عبر R8 / R9 ويحافظ على ثبات الخرج بالمعدل المطلوب (5 فولت)

يستخدم مضخم الخطأ الثاني للتحكم في الحد الأقصى للتيار عبر R13.

جهد ثابت ، جهاز تحكم PWM تيار مستمر باستخدام TL494

محول TL494

إليك دائرة عاكس كلاسيكية مبنية حول IC TL494. في هذا المثال ، تم تكوين الإخراج للعمل بطريقة الدفع والسحب ، وبالتالي فإن دبوس التحكم في الإخراج هنا متصل بمرجع + 5V ، والذي يتحقق من الدبوس رقم 14. يتم أيضًا تكوين أول الدبابيس تمامًا كما هو موضح في ورقة البيانات أعلاه.