你真的懂TL494嗎？基礎(chǔ)再現(xiàn)不容錯(cuò)過(guò)

TL494是80年代初由德州儀器(TI)公司設(shè)計(jì)并推出，推出后立刻得到市場(chǎng)的廣泛應(yīng)用，尤其是在PC機(jī)的ATX半橋電源上。直到今天，仍有相當(dāng)比例的PC機(jī)電源用TL494芯片。多年來(lái)，作為物美價(jià)廉的雙端PWM芯片，TL494在雙端拓?fù)渲械膽?yīng)用，推挽和半橋中應(yīng)用也很多。由于較低的工作頻率及單輸出端口特性，需配合功率雙極性晶體管(BJT)使用，若配合功率MOSFET則需外加電路。

TL494已成為一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)芯片，由很多家集成電路廠商生產(chǎn)。它也被命名為其他型號(hào)，如飛兆(Fairchild，又稱仙童)公司將它的TL494兼容芯片命名為KA7500。

雖然TL494的架構(gòu)被歷史證明極為優(yōu)秀，但由于其老舊的工藝、低頻率、以及缺乏新的節(jié)能特性，它正在高端市場(chǎng)面臨著淘汰。至2008年，幾乎沒有售價(jià)高于人民幣300元的開關(guān)電源使用TL494作為主控芯片了，盡管低端、中端市場(chǎng)仍然大量采用。

基礎(chǔ)概念

TL494是一種固定頻率脈寬調(diào)制電路，它包含了開關(guān)電源控制所需的全部功能，廣泛應(yīng)用于單端正激雙管式、半橋式、全橋式開關(guān)電源。

圖1 TL494內(nèi)部結(jié)構(gòu)

工作原理

TL494內(nèi)置了線性鋸齒波振蕩器，振蕩頻率可以通過(guò)外部的一個(gè)電阻和一個(gè)電容進(jìn)行調(diào)節(jié)。

輸出電容的脈沖其實(shí)是通過(guò)電容上的正極性鋸齒波電壓與另外2個(gè)控制信號(hào)進(jìn)行比較來(lái)實(shí)現(xiàn)。功率輸出管Q1和Q2受控于或非門。當(dāng)雙穩(wěn)觸壓器的時(shí)鐘信號(hào)為低電平時(shí)才會(huì)被通過(guò)，即只有在鋸齒波電壓大于控制信號(hào)期間才會(huì)被選通。當(dāng)控制信號(hào)增大，輸出脈沖的寬度將減小。

圖2TL494的封裝

控制信號(hào)由集成電路外部輸入，一路送至?xí)r間死區(qū)時(shí)間比較器，一路送往誤差放大器的輸入端。死區(qū)時(shí)間比較器具有120mV的輸入補(bǔ)償電壓，它限制了最小輸出死區(qū)時(shí)間約等于鋸齒波的周期4%，當(dāng)輸出端接地，最大輸出占空比為96%，而輸出端接參考電平時(shí)，占空比為48%。當(dāng)把死區(qū)時(shí)間控制輸入端接上固定的電壓，即能在輸出脈沖上產(chǎn)生附加的死區(qū)時(shí)間。

脈沖寬度調(diào)制比較器為誤差放大器調(diào)節(jié)輸出脈寬提供了手段：當(dāng)反饋電壓從0.5V變?yōu)?.5時(shí)，輸出的脈沖寬度從被死區(qū)確定的最大導(dǎo)通百分比時(shí)間中下降至零。2個(gè)誤差放大器具有0.3-2.0V的共模輸入范圍特性，這可以從電源輸出電壓和電流察覺到。誤差放大器的輸出端常處于高電平狀態(tài)，它與脈沖寬度調(diào)智器反相輸入端進(jìn)行“或”運(yùn)算，正是這種電路結(jié)構(gòu)，放大器只需最小的輸出即可支配整個(gè)控制電路。