新手學習帖之二:TL494的應用（轉貼）

py924

文章出處：http://bbs.dianyuan.com/topic/432917

TL494是功能非常完善的PWM驅動電路,對於一般的應用已經綽綽有餘了.我現在簡單的說說兩種應用電路.新手可以對照電路自己選簡單應用或帶保護功能的應用方案.

看下面的圖:这是一张缩略图，点击可放大。按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放
這個算是最簡單的應用了:屏蔽了兩個誤差放大器的功能,但緩啟動,死區功能還是保留的.一般應用效率最高,非常穩定.
   1:按手冊要求兩個誤差放大器屏蔽的話要求誤差放大器輸入端正極要求接地(圖中1腳和16腳通過1K的電阻接地了),誤差放大器輸入端負極要求接高電位(2腳和15腳是接入了14腳的5V基準端了).注意下TL494的14腳是個5V輸出的精密穩壓電源,好多應用都是從這個基準端取樣的.
這樣TL494的1腳2腳15腳16腳再加上3腳(3腳是兩個誤差放大器的輸出彙總端,因為屏蔽了兩個誤差放大器就不去考慮3腳了)的功能就不去用它了.
   2:TL494的4腳是死區控制端,電壓輸入0-4V的話可使佔空比從最大到關閉是為止(45%-0%).4腳直接接地的話佔空比是最大了(不過放心廠家已經在集成電路內部做好了合適的死區電路,4腳就是直接接地也留有死區).在上圖種就是利用4腳接入C1和R1的中間,電容正極接14腳的5V基準電位,通過R1給電容充電,這樣開機後4腳開始是5V的電位到電容充滿電後4腳變0V(真好完成佔空比從0%到最大)整個緩啟動的時間長短就C1和R1的時間常數決定(加大電阻或電容緩啟動時間變長反之就短了).
   3:5腳6腳是決定振盪頻率的,公式是F=1.1/(R*C)注意下整個頻率算出來是單端應用的頻率,如果推挽應用的話還要除以二.這裡一起把TL494單端應用和推挽應用的方式也講下:TL494的13腳決定了工作方式,13腳接地的話是單端應用如果接14腳5V輸出端就是推挽應用了.上圖接的是14腳就是推挽應用.
   4:TL494的7腳是電源地,12腳是正極電源輸入端接7-40V均可.
   5:TL494的8腳,9腳,10腳,11腳是內部的三極管輸出腳,因為TL494的輸出電流比較大,驅動場管的話直接加外接釋放管後就可以驅動比較大電流的場管了,所以像上圖那樣做幾百到上千瓦功率均可.
    這樣TL494的最簡單的應用電路就講完了,搭這個電路才幾個元件.但主要的功能已經都涵蓋了.明天接著說TL494兩個誤差放大器的應用使TL494能完成限流,穩壓和防反接功能.

  接著看下面的圖:这是一张缩略图，点击可放大。按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放
這是個帶穩壓和限流的圖紙,只是在第一幅圖上增加了兩個兩個誤差放大器的應用(一個限流保護用,一個穩壓用).TL494兩個誤差放大器允許獨立使用,但獨立使用時要和tl494的3腳接好RC網絡,上圖中的c6和c7就起這個作用.
    1:上圖中穩壓功能的實現是利用其中一個誤差放大器的1腳和2腳實現的(兩個誤差放大器可以互換使用).因為誤差放大器的2腳是通過R3接入TL494的14腳(5V基準電壓端)那麼2腳電位就固定在5V了,那麼1腳電位也必須要5V保持穩定狀態.上圖中WR1就是根據設定高壓輸出電壓的需要,電阻分壓後微調分壓使TL494的1腳保持5V電位.這樣輸出電壓出現變化時必然使TL494的1腳電位發生變化,1腳的電位微小變化就使誤差放大器控制PWM自動調整脈寬,在線性範圍內把TL494的1腳拉回到5V(也就是高壓回到原先設定的電壓上),這樣就完成穩壓的要求了.
    2:限流保護功能的實現.上圖中基準電壓通過R4和R6分壓,使15腳的電位在(5V*R6)/R4=0.4v ,但另一個誤差放大器因為16腳接地了.這路誤差放大器在核定的電流工作時不起作用.只有當上圖的取樣電阻R10電流到20A時,R10的左端電位相對地電位變成20A*0.02歐姆=-0.4V.這時TL494的15腳電位就升高到和16腳電位相同(同時變0伏)誤差放大器開始工作,如果R10上的電流繼續增加就通過PWM減少佔空比直到完全關閉輸出,正常工作的條件必須維持15腳的電位大於0伏.
這樣兩個誤差放大器分別完成了過流和穩壓功能,保證了電路的安全穩定狀態.
    自己可以按自己手頭的元件通過調整R3,R4,R6,R10,和TL494一腳的分壓電阻設定自己需要的高壓和設定的保護電流(只需計算到上面的兩個公式就行了).另外TL494的誤差端有非常高的阻抗和靈敏度(只要誤差端輸入相差幾個MV就可以使脈寬從0%變化到45%),誤差輸入端的電阻可以大範圍的選擇.
    接著講取樣電阻R10的代替,這個電阻比較難找(不過電瓶車電機控制器上基本都帶有一個這樣的電阻,直徑1.5MM長15MM左右,阻值在0.01歐姆左右).應用場管驅動的功率電路中防止電源反接是非常重要的一環.現在的場管只要是低耐壓的內阻都很小.這是網上下的一幅截圖,設計的比較巧妙:

R3提供場管的開啟電壓,R4和C1起到電流緩衝作用.網上介紹很多了,電瓶輸入電壓接反的話幾乎不會有電流通過.接入正確的話,等效一個小內阻的電阻串聯其中.內阻由所選的場管決定,比如IRF3025是0.008歐姆兩個並聯就等效一個0.004歐姆的電阻了.將這個電路的S.D兩極代替電阻R10這樣就變成限流100A的電路了.考慮不需要這麼大的電流就把R4和R6的分壓取在0.2V,(4.7k和220)這樣限制電流在50A左右.
實際做二圖時,L1可以取消,並且在電瓶正負極可以不接濾波電容,有極性的電解萬一反接還是要爆的,但R10後必須按10A電流並一個2000UF的電解的要求並些高頻電解(細高形狀的電解).第二圖只要1腳直接接地就變成開環應用電路了(最大脈寬工作).
附個PCB的圖樣尺寸35X35MM20和19兩個焊盤要連接起來)
  接下來會繼續介紹第二圖高壓隔離的光電穩壓應用,最終讓高壓穩定在數百至上千伏,整機的空載電流70MA左右.
     
續:前輩「思思」發過SG3525高壓光電隔離穩壓的圖,其實這種穩壓已經可以很好的滿足PWM的穩壓要求了.我前面提到過TL494的誤差端是非常靈敏的,如果所有元件都工作在線性狀態,誤差端只要檢測到幾MV到數10MV的變化,就可以控制輸出高壓從0V變化到最高電壓.簡單應用是:利用高壓直接串聯電阻使光耦發射端工作在合適的線性電流範圍內就可以在光耦接受端取到合適的反饋電壓供誤差端比較了.
有點麻煩的是,輸出端電壓如果不高的話相對電壓變化反應迅速些,並且串聯光耦的電阻也不必消耗很大的功耗(一般的光耦必須在數MA到數10MA才會進入線性態).假如在比較高的輸出電壓下還是用電阻限流的話哪限流電阻上消耗功率會比較大(輸出1000v,光耦電流3MA就的3W左右了).解決的途徑有好多種可以用晶體管基極取樣驅動光耦,也可以用常用的TL431比較輸入端取樣驅動光耦.這樣高壓端只要輸入幾UA或幾十UA就可以了.
   續:下面這部分就籠統的解說下,PWM電路穩壓比較麻煩.一般原則能不用就不用,要用的話可以採取下面的方案: TL431和PC817的應用在網上介紹的比較詳細.對於特別高的電壓取樣,可以把TL431的輸入端(1腳)分壓取樣和TL431陰極(3腳)光耦驅動端的供電分開處理(這裡另加個隔離的12V繞組簡單穩壓供電).取樣端地和12V繞組共地接TL431的陽極(2腳).通過光耦隔離的信號變化反饋給TL494的穩壓誤差端就完成隔離穩壓功能了.
我自己的穩壓反饋處理是沒用到TL494的誤差輸入端,而是利用TL494的3腳處理PWM的.因為有資料查到用3腳處理穩壓反饋信號比誤差端處理更穩定.

下面有好多朋友搭電路會碰到各種奇怪的問題,簡單說下注意的地方:一:TL494電源濾波很重要,二:儘量和功率地分開走線.TL494的地線走線最好也是以下列方法走線8550地-TL494地(7腳)-振盪地-誤差地這麼走線.另外驅動功率場管的連線越短越好.做好這些細節一般就不會出什麼問題了.如果還出現推挽兩邊發熱不一致就是變壓器沒繞好.

louzi

在第一種應用中描述 "在上圖種就是利用4腳接入C1和R1的中間,電容正極接14腳的5V基準電位,通過R1給電容充電" , R1 應該是 R2 對嗎?