開關電源PWM控製芯片的那些事兒,全在這!
發布時間:2015-01-25 責任編輯:sherryyu
【導讀】TL494是一種開關電源脈寬調製(PWM)控製芯片,它包含了開關電源控製的所有功能,它優異性能奪得了工程師和電源製造商的青睞。那麼你了解TL494嗎?這裏小編將為大家揭秘TL494的一切。
TL494是一種開關電源脈寬調製(PWM)控製芯片,它包含了開關電源控製的所有功能,它優異性能奪得了工程師和電源製造商的青睞,因此廣泛應用於單端正激雙管式、半橋式、全橋式開關電源中。

技術指標
調製方式:定頻調寬
控製模式:電壓模式
最高額定頻率:300000Hz
輸出端口:雙端交錯
每端最大占空比:45%
封裝:SOP-16,DIP-16
常用拓撲:Buck、推挽、半橋
曆史和現狀
TL494是1980年代初由德州儀器(TI)設計並推出,推出後立刻得到市場的廣泛接受,尤其是在PC機的ATX半橋電源上。直至今日,仍有相當比例的PC機電源基於TL494芯片。多年來,作為最廉價的雙端PWM芯片,TL494在雙端拓撲,如推挽和半橋中應用極多。由於其較低的工作頻率以及單端的輸出端口特性,它常配合功率雙極性晶體管(BJT)使用,如用於配合功率MOSFET則需外加電路。
TL494已成為一種工業標準芯片,由很多家集成電路廠商生產。它也被命名為其他型號,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的架構被曆史證明極為優秀,但由於其老舊的工藝、低頻率、以及缺乏新的節能特性,它正在高端市場麵臨著淘汰。至2008年,幾乎沒有售價高於人民幣300元的開關電源使用TL494作為主控芯片了,盡管低端、中端市場仍然大量采用。
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工作原理
5V基準源
TL494內置了基於帶隙原理的基準源,基準源的穩定輸出電壓為5V,條件是VCC電壓在7V以上,誤差在100mV之內。基準源的輸出引腳是第14腳 REF。
鋸齒波振蕩器
TL494內置了線性鋸齒波振蕩器,產生0.3~3V的鋸齒波。振蕩頻率可通過外部的一個電阻Rt和一個電容Ct進行調節,其振蕩頻率為:f=1/RtCt,其中Rt的單位為歐姆,Ct的單位為法拉。鋸齒波可以在Ct引腳測量到。
運算放大器
TL494集成了兩個單電源供電的運算放大器。運算放大器傳遞函數為ft(ni,inv)=A(ni-inv),但(dan)不(bu)能(neng)越(yue)出(chu)輸(shu)出(chu)擺(bai)幅(fu)。一(yi)般(ban)電(dian)源(yuan)電(dian)路(lu)中(zhong),運(yun)放(fang)接(jie)成(cheng)閉(bi)環(huan)運(yun)行(xing)。少(shao)數(shu)特(te)殊(shu)情(qing)況(kuang)下(xia)使(shi)用(yong)開(kai)環(huan),由(you)外(wai)界(jie)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)。兩(liang)個(ge)運(yun)放(fang)的(de)輸(shu)出(chu)端(duan)分(fen)別(bie)接(jie)一(yi)個(ge)二(er)極(ji)管(guan),和(he)COMP引腳以及後級電路(比較器)相連接。這保證了兩個運放中較高的輸出進入後級電路。
比較器
運算放大器輸出的信號(COMP引腳)在芯片內部進入比較器正輸入端,和進入負輸入端的鋸齒波比較。當鋸齒波高於COMP引腳的信號時,比較器輸出0,反之則輸出1。
脈衝觸發器
脈衝觸發器在鋸齒波的下降沿且比較器輸出1時導通,令兩個中的一個輸出端(依次輪流)片內三極管導通,並在比較器輸出降到0時截止。
靜區時間比較器
靜區(直譯死區)時間由Dead Time Control引腳4設置,它通過一個比較器對脈衝觸發器實行幹擾,限製最大占空比。可設置的每端占空比上限最高為45%,在工作頻率高於150KHz時占空比上限是42%左右。(當DTC引腳電平被設為0時)
時序圖

示例設計
以下的示例設計是過於陳舊的。新的設計有更高的效率和更低的成本。

ATX半橋電源

Buck拓撲穩壓電源
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