TL494工作原理图解（引脚功能_内部结构_参数及开关电源电路）

杨桂花 2017-12-05 524581

应用电子电路

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描述

　　一、TL494介绍

　　TL494是一种固定频率脉宽调制电路，它包含了开关电源控制所需的全部功能，广泛应用于单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源。TL494有SO-16和PDIP-16两种封装形式，以适应不同场合的要求。其主要特性如下：

　　TL494主要特征：

　　1．具有两个完整的脉宽调制控制电路，是PWM芯片。

　　2．两个误差放大器。一个用于反馈控制，一个可以定义为过流保护等保护控制。

　　3．带5VDC基准电源。

　　4．死区时间可以调节。

　　5．输出级电流500mA。

　　6．输出控制可以用于推挽、半桥或单端控制。

　　7．具备欠压封锁功能

主要特征具体分析：

　　1．振荡器：

　　提供开关电源必须的振荡控制信号，频率由外部RT、CT决定。这两个元件接在对应端与地之间。取值范围：RT：5-100k，CT：0.001-0.1uF。

　　形成的信号为锯齿波。最大频率可以达到500kHz。

　　2．死区时间比较器：

　　这一部分用于通过0-4VDC电压来调整占空比。当4脚预加电压抬高时，与振荡锯齿波比较的结果，将使得D触发器CK端保持高电平的时间加宽。该电平同时经过反相，使输出晶体管基极为低，锁死输出。4脚电位越高，死区时间越宽，占空比越小。

　　由于预加了0.12VDC，所以，限制了死区时间最小不能小于4%，即单管工作时最大占空比96%，推挽输出时最大占空比为48%。

　　3．PWM比较器及其调节过程：

　　由两个误差放大器输出及3脚（PWM比较输入）控制。

　　当3端电压加到3.5VDC时，基本可以使占空比达到0，作用和4脚类似。但此脚真正的作用是外接RC网络，用做误差放大器的相位补偿。

　　常规情况下，在误差放大器输出抬高时，增加死区时间，缩小占空比；反之，占空比增加。作用过程和4脚的死区控制相同，从而实现反馈的PWM调节。0.7VDC的电压垫高了锯齿波，使得PWM调节后的死区时间相对变窄。

　　如果把3脚比做4脚，则PWM比较器的作用波形和图4-9类似。然而，该比较器的占空比调节，要在死区时间比较器的限制范围内起作用。

　　单管工作方式时，VCK直接控制输出，输出开关频率与振荡器相同。当13脚电位为高时，封锁被取消，触发器的Q、Q非端分别控制两个输出管轮流导通，频率是单管方式的一半。

　　4．5VDC基准电源：

　　这个5VDC基准电源用于提供芯片需要的偏置电流。如13脚接高电平时，及误差放大器等可以使用它。基准电源精度5%，电流能力10mA，温度范围0-70度。

　　5．误差放大器：

　　两个误差放大器用于电源电压反馈和过流保护。

　　这两个放大器以或的关系，同时接到PWM比较器同相输入端。反馈信号比较后的输出，送PWM比较器，以和锯齿波比较，进行PWM调节。

　　由于放大器是开环的，增益达到95dB。加之输出点3被引出，使用时，设计者可以根据需要灵活使用。

　　6．UC封锁电路：

　　用于欠压封锁，当Vcc低于4.9VDC，或者内部电源低于3.5VDC时，CK端被钳位为高电平，从而使输出封锁，达到保护作用。

　　7．输出电路：

　　输出电路有两个输出晶体管，单管电流500mA。其工作状态由13脚（输出控制）来决定。

　　当13脚接低电平时，通过与门封锁了D触发器翻转信号输出，此时两个晶体管状态由PWM比较器及死区时间比较器直接控制，二者完全同步，用于控制单管开关电源。当然，此时两个输出也允许并联使用，以获得较大的驱动电流。

　　当13脚接高电平时，D触发器起作用，两个晶体管轮流导通，用于驱动推挽或桥式变换器。

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　　TL494外形图

　　 TL494

　　二、TL494管脚配置及其功能

　　TL494的内部电路由基准电压产生电路、振荡电路、间歇期调整电路、两个误差放大器、脉宽调制比较器以及输出电路等组成。引脚配线图如图1。内电路框图见图 2。

　　 TL494

　　图1 L494引脚功能框图

　　以下按引脚的顺序介绍各脚的功能及有关参数

　　1脚：误差放大器I的同相输入端，耐压值41V。

　　2脚：误差放大器I的反相输入端，耐压值41V。

　　3脚：反馈端，用于误差放大器输出信号的反馈补偿，最高电压4.5V。常用于提供形成PG信号的一个输入信号。

　　4脚：死区时间控制端，通过给该端施加0～3.5V电压，可使占空比在49%～0之间变化，从而控制输出端的输出。

　　5脚：振荡器的定时电容端。

　　6脚：振荡器的定时电阻端。

　　 TL494

　　7脚：接地端。

　　8脚：为第一路脉宽调制方波输出晶体管的集电极（耐压值41V、最大电流250mA）。

　　9脚：为第一路脉宽调制方波输出晶体管的发射极（耐压值41V、最大电流250mA）。

　　10脚：为第二路脉宽调制方波输出晶体管的发射极（耐压值41V、最大电流250mA）。

　　11脚：为第二路脉宽调制方波输出晶体管的集电极（耐压值41V、最大电流250mA）。

　　12脚：电源输入端，极限电压41V，低于7V电路不启动。

　　13脚：输出方式控制端，当13脚与14脚相连时两管为推挽方式输出，当13脚与地相连时两管为并联方式输出。并联输出时两管的发射极与发射极可相连，集电极与集电极可相连，并联后输出电流可达400mA。

　　14脚：基准5V电压输出，用于为各比较电路提供基准电压值，最大电流10mA。

　　15脚：误差放大器Ⅱ的反相输入端，耐压值41V。

　　16脚：误差放大器Ⅱ的同相输入端，耐压值41V。

　　 TL494

　　图2 TL494内部电路

　　三、TL494工作原理

　　TL494是一个固定频率的脉冲宽度调制电路，内置了线性锯齿波振荡器，振荡频率可通过外部的一个电阻和一个电容进行调节，其振荡频率如下：

　 TL494

　　输出脉冲的宽度是通过电容CT上的正极性锯齿波电压与另外两个控制信号进行比较来实现。功率输出管Q1和Q2受控于或非门。当双稳触发器的时钟信号为低电平时才会被选通，即只有在锯齿波电压大于控制信号期间才会被选通。当控制信号增大，输出脉冲的宽度将减小。参见图2。

　　 TL494

　　TL494脉冲控制波形图

　　控制信号由集成电路外部输入，一路送至死区时间比较器，一路送往误差放大器的输入端。死区时间比较器具有120mV的输入补偿电压，它限制了最小输出死区时间约等于锯齿波周期的4%，当输出端接地，最大输出占空比为96%，而输出端接参考电平时，占空比为48%。当把死区时间控制输入端接上固定的电压（范围在0—3.3V之间）即能在输出脉冲上产生附加的死区时间。

　　脉冲宽度调制比较器为误差放大器调节输出脉宽提供了一个手段：当反馈电压从0.5V变化到3.5时，输出的脉冲宽度从被死区确定的最大导通百分比时间中下降到零。两个误差放大器具有从-0.3V到（Vcc-2.0）的共模输入范围，这可能从电源的输出电压和电流察觉得到。误差放大器的输出端常处于高电平，它与脉冲宽度调制器的反相输入端进行“或”运算，正是这种电路结构，放大器只需最小的输出即可支配控制回路。

　　当比较器CT放电，一个正脉冲出现在死区比较器的输出端，受脉冲约束的双稳触发器进行计时，同时停止输出管Q1和Q2的工作。若输出控制端连接到参考电压源，那么调制脉冲交替输出至两个输出晶体管，输出频率等于脉冲振荡器的一半。如果工作于单端状态，且最大占空比小于50%时，输出驱动信号分别从晶体管Q1或Q2取得。输出变压器一个反馈绕组及二极管提供反馈电压。在单端工作模式下，当需要更高的驱动电流输出，亦可将Q1和Q2并联使用，这时，需将输出模式控制脚接地以关闭双稳触发器。这种状态下，输出的脉冲频率将等于振荡器的频率。