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开关电源PWM控制芯片的那些事儿,全在这!

发布时间:2015-01-25 责任编辑:sherryyu

【导读】TL494是一种开关电源脉宽调制(PWM)控制芯片,它包含了开关电源控制的所有功能,它优异性能夺得了工程师和电源制造商的青睐。那么你了解TL494吗?这里小编将为大家揭秘TL494的一切。
 
TL494是一种开关电源脉宽调制(PWM)控制芯片,它包含了开关电源控制的所有功能,它优异性能夺得了工程师和电源制造商的青睐,因此广泛应用于单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源中。
技术指标
技术指标
 
调制方式:定频调宽
 
控制模式:电压模式
 
最高额定频率:300000Hz
 
输出端口:双端交错
 
每端最大占空比:45%
 
封装:SOP-16,DIP-16
 
常用拓扑:Buck、推挽、半桥
  
历史和现状
 
TL494是1980年代初由德州仪器(TI)设计并推出,推出后立刻得到市场的广泛接受,尤其是在PC机的ATX半桥电源上。直至今日,仍有相当比例的PC机电源基于TL494芯片。多年来,作为最廉价的双端PWM芯片,TL494在双端拓扑,如推挽和半桥中应用极多。由于其较低的工作频率以及单端的输出端口特性,它常配合功率双极性晶体管(BJT)使用,如用于配合功率MOSFET则需外加电路。
 
TL494已成为一种工业标准芯片,由很多家集成电路厂商生产。它也被命名为其他型号,如飞兆(Fairchild,又称仙童)公司将它的TL494兼容芯片命名为KA7500。
 
虽然TL494的架构被历史证明极为优秀,但由于其老旧的工艺、低频率、以及缺乏新的节能特性,它正在高端市场面临着淘汰。至2008年,几乎没有售价高于人民币300元的开关电源使用TL494作为主控芯片了,尽管低端、中端市场仍然大量采用。
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工作原理
 
5V基准源
 
TL494内置了基于带隙原理的基准源,基准源的稳定输出电压为5V,条件是VCC电压在7V以上,误差在100mV之内。基准源的输出引脚是第14脚 REF。
 
锯齿波振荡器
 
TL494内置了线性锯齿波振荡器,产生0.3~3V的锯齿波。振荡频率可通过外部的一个电阻Rt和一个电容Ct进行调节,其振荡频率为:f=1/RtCt,其中Rt的单位为欧姆,Ct的单位为法拉。锯齿波可以在Ct引脚测量到。
 
运算放大器
 
TL494集成了两个单电源供电的运算放大器。运算放大器传递函数为ft(ni,inv)=A(ni-inv),但不能越出输出摆幅。一般电源电路中,运放接成闭环运行。少数特殊情况下使用开环,由外界输入信号。两个运放的输出端分别接一个二极管,和COMP引脚以及后级电路(比较器)相连接。这保证了两个运放中较高的输出进入后级电路。
 
比较器
 
运算放大器输出的信号(COMP引脚)在芯片内部进入比较器正输入端,和进入负输入端的锯齿波比较。当锯齿波高于COMP引脚的信号时,比较器输出0,反之则输出1。
 
脉冲触发器
 
脉冲触发器在锯齿波的下降沿且比较器输出1时导通,令两个中的一个输出端(依次轮流)片内三极管导通,并在比较器输出降到0时截止。
 
静区时间比较器
 
静区(直译死区)时间由Dead Time Control引脚4设置,它通过一个比较器对脉冲触发器实行干扰,限制最大占空比。可设置的每端占空比上限最高为45%,在工作频率高于150KHz时占空比上限是42%左右。(当DTC引脚电平被设为0时)
 
时序图
例设计
 
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示例设计
 
以下的示例设计是过于陈旧的。新的设计有更高的效率和更低的成本。
ATX半桥电源
ATX半桥电源
Buck拓扑稳压电源
Buck拓扑稳压电源
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