TL494 Controlador PWM de modo atual IC

O TL494 é um controlador flexível de modulação de largura de pulso (PWM) usado em eletrônicos automotivos, industriais e de consumo.Este artigo explora seu design, incluindo layout de pinos, recursos, estrutura interna e aplicativos do mundo real.Ele também discute como o TL494 melhora a confiabilidade do sistema e a eficiência energética, observando peças principais, como seus amplificadores de erro duplo, transistores de saída flexíveis e osciladores embutidos.Detalhes práticos, configurações recomendadas e diagramas de circuito ilustram sua utilidade para as necessidades modernas de engenharia.

Catálogo

Figura 1: Série TL494-TL494CN

Qual é o controlador TL494 PWM?

O TL494 é um circuito integrado usado principalmente para gerenciar a distribuição de energia em dispositivos eletrônicos por meio de um processo chamado Modulação de largura de pulso (PWM).Ele foi projetado para regular as fontes de alimentação com eficiência em vários sistemas.Este chip fornece todos os componentes necessários para criar um sistema de controle PWM de forma independente.

O chip contém vários elementos que garantem gerenciamento suave de energia.Inclui dois amplificadores de erro que ajudam a corrigir as flutuações de tensão e um oscilador ajustável que ajusta a frequência do sinal PWM.Além disso, os circuitos embutidos gerenciam o tempo e regulam a saída, permitindo que o TL494 ajuste os circuitos de fonte de alimentação com base em necessidades de desempenho específicas.

Figura 2: Módulo de controlador PWM TL494

O TL494 oferece flexibilidade na forma como a potência é emitida.Ele pode operar nas configurações de extremidade única e push-pull, garantindo entrega de energia estável e consistente.Um regulador de tensão interno mantém uma referência confiável de 5 volts com precisão de 5% para desempenho constante.

TL494 Configuração de pinout

Figura 3: tl494 pinout

Nome do pino	PIN No.	Descrição
1in+	1	Entrada não inversora para o amplificador de erro 1
1 em	2	Invertendo a entrada para o amplificador de erro 1
OPINIÃO	3	Pino de entrada para feedback
DTC	4	Entrada do comparador de controle de tempo morto
Ct	5	Terminal do capacitor usado para definir a frequência do oscilador
Rt	6	Terminal resistor usado para definir a frequência do oscilador
Gnd	7	Pino de terra
C1	8	O terminal de colecionador da saída BJT 1
E1	9	O terminal emissor da saída BJT 1
E2	10	O terminal emissor da saída BJT 2
C2	11	O terminal de coletores da saída BJT 2
VCC	12	Fornecimento positivo
Saída Ctrl	13	Seleciona a saída de ponta única/paralela ou operação push-pull
Ref	14	A saída do regulador de referência de 5-V
2in-	15	Invertendo a entrada para o amplificador de erro 2
2in+	16	Entrada não inversora para o amplificador de erro 2

Recursos do TL494

• Controle completo do PWM: Fornece recursos completos para gerenciar a modulação da largura de pulso.

• Oscilador embutido: Vem com um oscilador que pode funcionar nos modos mestre e escravo.

• amplificadores de erro interno: Inclui amplificadores para melhorar o feedback e o controle.

• Referência interna de 5V: Tem uma referência interna de 5V para manter a operação estável.

• tempo de morte ajustável: Permite ajustar o tempo morto para parar de alternar a sobreposição.

• Transistores de saída flexíveis: Os transistores de saída podem lidar com até 500mA, fornecendo flexibilidade para vários usos.

• Controle de saída para modos: Pode ser definido para operação push-pull ou de ponta única.

• bloqueio de subtensão: Impede que o IC funcione se a tensão for muito baixa para uso seguro.

• Versão automotiva disponível: Vem em versões para carros e outros usos especiais.

• Opções sem chumbo: Oferece embalagens sem chumbo para uso mais seguro e ecológico.

Estrutura interna do TL494

Figura 4: Circuito de controle TL494

Amplificadores de erro

O TL494 inclui dois amplificadores de erro que regulam a saída ajustando seu ganho em resposta a diferentes condições de entrada.Esses amplificadores podem ser alimentados diretamente a partir da tensão de alimentação, permitindo que eles lidem com uma ampla faixa de entrada.Eles servem para ajustar a saída PWM, fornecendo corrente estável, fornecendo energia somente quando necessário.

Figura 5: Erro -amplificador

Modo de controle de saída

O pino de controle de saída permite configuração flexível dos transistores de saída.Você pode escolher entre dois modos de operação: modo de ponta única, onde ambas as saídas funcionam simultaneamente ou no modo push-pull, onde as saídas alternam.Essa configuração é ajustada sem afetar outros elementos do TL494, como o flip-flop ou o oscilador, alteração simples no modo, dependendo dos requisitos de aplicativo.

Transistores de saída

O estágio de saída do TL494 consiste em transistores capazes de alternar até 200mA de corrente.Esses transistores podem obter ou afundar a corrente, dependendo das necessidades do circuito.Na configuração do emissor comum, a queda de tensão no transistor é menor que 1,3V, enquanto na configuração do coletor comum, a queda está abaixo de 2,5V.Esse manuseio de saída permite que o TL494 direcione uma variedade de cargas com perda mínima de energia.

Fonte de referência de 5V

O TL494 possui uma tensão de referência interna de 5V que permanece estável, desde que a entrada do VCC esteja acima de 7V (dentro de uma margem de 100mV).Esta tensão de referência é disponibilizada no pino 14, rotulada ref.Serve como uma fonte confiável para outras partes do circuito e operação consistente, independentemente das flutuações na tensão de entrada.

Amplificadores operacionais

O TL494 está equipado com dois amplificadores operacionais que são alimentados por um único trilho de suprimento.Esses amplificadores são projetados para operar dentro de limites específicos de tensão, garantindo que sua saída não exceda a capacidade do sistema.Cada amplificador possui sua saída conectada a um diodo, que então vincula ao pino comp.Esse arranjo permite que o amplificador mais ativo domine o sinal passado através do pino comp, controla o próximo estágio do circuito.

Oscilador de dente de serra

Um recurso do TL494 é o oscilador de dente de serra embutido.Este oscilador gera uma forma de onda repetitiva que flutua entre 0,3V e 3V.Ao anexar um resistor externo (RT) e capacitor (TC), a frequência dessa oscilação pode ser ajustada.A frequência é determinada pela fórmula:

onde é medido em ohms e em farads.Este oscilador ajustável forma a base da modulação de largura de pulso (PWM).

Gatulação de modulação de largura de pulso

O gatilho da modulação de largura de pulso (PWM) depende da interação entre a borda queda da saída do comparador e o oscilador de dente de serra.À medida que as transições de saída do comparador, o gatilho ativa ou desativa um dos estágios de saída, dependendo das condições definidas pelo comparador e pela forma de onda de dente de serra.

Funcionalidade do comparador

O comparador no TL494 compara o sinal de entrada, alimentado dos amplificadores operacionais através do pino comp, com a forma de onda do oscilador de dente de serra.Quando a tensão do dente de serra excede a entrada do comparador, a saída do comparador é acionada baixa (0).Quando a entrada é maior que a tensão do dente de serra, a saída é acionada alta (1).

Controle de tempo morto

O pino 4, rotulado como controle de tempo morto (DTC), é responsável por definir um tempo de folga mínimo entre os pulsos.Esse tempo morto limita o ciclo de trabalho máximo a cerca de 45%, ou 42% se o pino DTC estiver aterrado.Ao ajustar a tensão neste pino, a duração do período de silencioso entre os eventos de comutação é controlada e o sistema não exagera componentes.

Figura 6: Circuito de Controle de Feedback e Feedback e Feedback

Especificações do TL494

Especificações	Valor
Faixa de tensão operacional	7V a 40V
Número de saídas	2 saídas
Frequência de comutação	300 kHz
Ciclo de serviço máximo	45%
Tensão de saída	40V
Corrente de saída	200 MA
Corrente de saída máxima para ambos os PWMs	250 Ma
Faixa de temperatura	-65 ° C a 150 ° C.
Tempo de outono	40 ns
Tempo de subida	100 ns
Pacotes disponíveis	PDIP de 16 pinos, Tssop, Soic, sop

TL494 Condições operacionais recomendadas

Características	Símbolo	Min	TIPO	Máx	Unidade
Tensão da fonte de alimentação	VCc	7	15	40	V
Tensão de saída do coletor	VC1, VC2		30	40	V
Corrente de saída do coletor (Cada transistor)	EUC1, EUC2			200	MA
Tensão de entrada amplificada	Vem	-0.3		VCc - 2.0	V
Corrente no terminal de feedback	EUfb			0,3	MA
Corrente de saída de referência	EURef			10	MA
Resistor de tempo	RT	1.8	30	500	kΩ
Capacitor de tempo	CT	0,0047	0,001	10	µF
Frequência do oscilador	fosc	1	40	200	KHZ

Classificações máximas do TL494

Avaliação	Símbolo	Valor	Unidade
Tensão da fonte de alimentação	VCc	42	V
Tensão de saída do coletor	VC1, VC2	42	V
Corrente de saída do coletor (cada transistor)	EUC1, EUC2	500	MA
Faixa de tensão de entrada do amplificador	VIr	-0,3 a +42	V
Dissipação de energia tUM ≤ 45 ° C.	PD	1000	MW
Resistência térmica, junção - para ambiental	Rθja	80	° c/w
Temperatura de junção operacional	TJ	125	° c
Faixa de temperatura de armazenamento	Tstg	-55 a +125	° c
Operação da faixa de temperatura ambiente TL494B TL494C TL494I NCV494B	TUM	-40 a +125 0 a +70 -40 a +85 -40 a +125	° c
Derando a temperatura ambiente	TUM	45	° c

Características elétricas do TL494

Características	Símbolo	Min	TIPO	Máx	Unidade
Seção de referência
Tensão de referência (iO = 1.0 MA)	VRef	4.75	5.0	5.25	V
Regulação da linha (vCc = 7,0 v a 40 V)	Reglinha		2.0	25	MV
Regulação de carga (iO = 1,0 Ma a 10 mA)	Regcarregar		3.0	15	MV
Corrente de saída de curto -circuito (VRef = 0 V)	EUSc	15	35	75	MA
Seção de saída
Coletor Off -State Corrente (VCc = 40 V, VCE = 40 V)	EUC(desligado)		2.0	100	ua
Emissor de corrente do estado VCc = 40 V, VC = 40 V, vE = 0 V)	EUE(desligado)				ua
Tensão de saturação do coletor -infecctor Common -Emitter (vE = 0 V, euC = 200 mA) emissor -collower (vC = 15 V, euE = −200 MA)	Vsentado(C) Vsentado(E)		1.1 1.5	1.3 2.5	V
Corrente do pino de controle de saída Estado baixo (vOc˂ 0,4 ​​V) Estado alto (vOc = VRef)	EUOcl EUOCH		10 0,2	- 3.5	ua MA
Tempo de tensão de saída Tempo comum Emissor -voltero	tr		100 100	200 200	ns
Tensão de saída Tempo de queda -emissora Emissor -voltero	tf		25 40	100 100	ns
Seção de amplificador de erro
Tensão de deslocamento de entrada	VIo		2	10	MV
Corrente de deslocamento de entrada	EUIo		5	250	n / D
Corrente do viés de entrada	EUIb		-0.1	-1.0	ua
Entrada no modo de tensão comum na faixa de tensão	VICR	-0.3 para vCc -2.0			V
Ganho de tensão de circuito aberto	UMVol	70	95		dB
Frequência de crossover de unidade -ganha	fC-		350		KHZ
Margem de fase na unidade -ganha	φm		65		deg.
Taxa de rejeição de modo comum	Cmrr	65	90		dB
Taxa de rejeição da fonte de alimentação	PSRR		100		dB
Corrente do coletor de saída	EUO-	0,3	0,7		MA
Corrente da fonte de saída	EUO+	2	-4		MA
Seção do comparador PWM
Tensão limite de entrada	VTh		2.5	4.5	V
Corrente do coletor de entrada	EUI-	0,3	0,7		MA
Seção de controle de tempo morto
Corrente do viés de entrada	EUIb (dt)		-2,0	-10
Ciclo de trabalho máximo, cada saída, modo push -pull	DCmáx	45	48 45	50 50
Tensão limite de entrada (Ciclo de trabalho zero) (Ciclo de trabalho máximo	Vth	- 0	2.8 -	3.3 -	V
Seção do oscilador
Freqüência	fosc		40	-	KHZ
Desvio padrão da frequência	deosc		3.0	-	%
Mudança de frequência com tensão	ΔFosc (ΔV)		0.1	-	%
Mudança de frequência com temperatura	ΔFosc (Δt)		-	12	%
Seção de bloqueio de subtensão
Limiar de curva	Vth	5.5	6.43	7.0	V

Como usar o TL494?

O TL494 é um chip simples e poderoso que controla a energia nos circuitos eletrônicos.Para usá -lo, primeiro você precisa conectar o pino de aterramento aos pinos de entrada invertidos, que ajudarão o chip a receber sinais de controle.Em seguida, anexe os pinos de entrada não inversores diretamente ao pino de tensão de referência para fornecer uma referência estável de tensão para comparação.Para configurar ainda mais o chip, você precisará conectar o pino DTC (Controle de Time Dead Time) e o pino de feedback, para ajudar a controlar a velocidade de comutação e testar a saída, garantindo que o chip esteja funcionando corretamente.Para controlar a rapidez com que o TL494 liga e desliga, você precisa conectar um capacitor ao pino 5 e um resistor ao pino 6, que juntos determinam a frequência do oscilador.Finalmente, o TL494 inclui um amplificador de erro que verifica se a tensão de saída, normalmente 5V, corresponde à tensão de referência.Caso contrário, o amplificador ajusta a modulação de largura de pulso (PWM) para manter a saída estável.Com essa configuração, você pode criar um circuito de teste básico e usar o TL494 de maneira eficaz.

Como funciona um controlador PWM?

Um controlador PWM (modulação de largura de pulso), como o TL494, ajuda a controlar a energia, ligando e desligando os sinais de ativação muito rapidamente.Esse processo permite controlar quanta energia é enviada para um dispositivo.O recurso deste controlador é que ele pode ajustar quanto tempo o sinal permanece ligado, chamado de "ciclo de trabalho", mantendo a velocidade ou a frequência dos sinais iguais.

Figura 7: TL494 Circuito de controle de modulação de largura de pulso

A melhor parte é que você não precisa de muitas partes extras para fazê -lo funcionar, apenas alguns componentes básicos, como resistores e capacitores.Dentro do controlador, há algo chamado oscilador que cria um padrão de onda especial, chamado forma de onda de dente de serra.Essa onda é comparada com outros sinais de detectores de erro dentro do controlador.

Se a onda de dente de serra for maior que o sinal de erro, o controlador enviará um sinal para ligar a energia.Se for menor, mantém a energia desligada.Ao fazer isso, o controlador PWM pode controlar quanta energia é entregue a diferentes partes de um circuito eletrônico, tornando -o mais eficiente.

Frequência do oscilador

A frequência do oscilador no chip TL494 afeta como a forma de onda (forma de dente de serra) é criada.Essa forma de onda controla como as saídas PWM (modulação de largura de pulso) se comportam que afeta o desempenho geral do circuito.

A frequência é definida escolhendo os valores certos para duas partes: o resistor de tempo (RT) e o capacitor de tempo (CT).Escolhendo essas peças, você pode controlar a frequência para corresponder ao que precisa.Existe uma fórmula simples para isso:

Você pode controlar a rapidez com que o controlador PWM liga e desligando, alterando os valores de RT e CT.

Diagrama do circuito TL494

Figura 8: circuito TL494

Figura 9: Diagrama de tempo

Exemplos de circuitos usando o TL494

TL494 Carregador solar

Um circuito de carregador solar pode ser construído usando o TL494 para criar uma fonte de alimentação constante de 5V, perfeita para os dispositivos de carregamento.O circuito opera através do controle de tensão e corrente.Ele garante que a saída permaneça em um 5V estável, fornecendo a seus dispositivos a tensão correta.Ele regula a corrente para impedir que ela se torne muito alta, protegendo o circuito contra possíveis danos.Esse tipo de carregador é usado para aplicativos movidos a energia solar, ajudando a economizar energia e proteger seus dispositivos.

TL494 Circuito do inversor

Um inversor muda a energia DC (como de uma bateria) em energia CA (como o que você usa em sua casa).O TL494 pode ser usado para fazer um circuito inversor eficiente que fornece energia estável, mesmo quando a carga (dispositivos conectados) muda.Nesta configuração, o TL494 muda a energia para frente e para trás rapidamente, tornando a conversão de CC para AC mais suave.Isso é útil em inversores domésticos ou sistemas de energia de emergência.

TL494 DC para DC Converter

Um conversor CC para CC pega uma tensão e o transforma em outro.Por exemplo, você pode usar o TL494 para alterar 12V DC (como de uma bateria de carro) para 5V DC, ótimo para carregar dispositivos USB.Este circuito possui vários componentes que contribuem para sua funcionalidade.O loop de feedback garante que a tensão de saída permaneça estável, enquanto o controle de frequência ajusta a velocidade de comutação para maximizar a eficiência.O circuito inclui recursos de proteção que o protegem, impedindo o fluxo excessivo de corrente e desligando em caso de superaquecimento.No geral, esse tipo de circuito é ideal para alimentar pequenos dispositivos eletrônicos.

TL494 unidade de frequência variável (VFD)

Uma unidade de frequência variável (VFD) é usada para controlar a velocidade dos motores.Com o TL494, você pode criar um VFD que ajusta a frequência de energia enviada a um motor, ajudando -o a rodar em velocidades diferentes.Isso é bom para economizar energia e prolongar a vida útil do motor.O TL494 usa o controle PWM para gerar um sinal especial que regula a quantidade de energia enviada ao motor.Um sistema de feedback monitora continuamente o desempenho do motor e ajusta a energia para garantir uma operação suave.As unidades de frequência variável (VFDs) são empregadas em máquinas como cintos de transportadores ou fãs.

TL494 LED Dimmer

O TL494 também pode ser usado para diminuir os LEDs para sistemas de iluminação onde é necessário brilho ajustável.Este circuito pode ser usado em residências, carros ou displays.O controle de escurecimento ajusta o brilho dos LEDs modificando o sinal PWM.A operação suave impede que os LEDs oscilantem durante o processo de escurecimento, fornecendo uma saída consistente e estável.Recursos de segurança embutidos protegem os LEDs da superaquecimento que ajuda a prolongar sua vida útil.Embora simples em design, esse tipo de circuito é altamente eficaz para criar sistemas de iluminação com eficiência energética.

TL494 equivalente e alternativas

O UC3843 e o TL3842 são muito semelhantes ao TL494 na maneira como eles funcionam.Esses chips geralmente podem ser trocados nos projetos de fonte de alimentação e conversores DC-DC, porque seus recursos de comutação e layouts de pinos são compatíveis.

Figura 10: Série UC3843-UC3843N

O UC2842, embora semelhante a outras opções, é escolhido para diferentes níveis de tensão ou quando é necessário um menor consumo de energia.Por outro lado, o SG2524 é outra opção confiável, conhecida por sua embalagem em linha dupla e desempenho superior em aplicativos mais exigentes.

Figura 11: Série UC2842-UC2842N

Aplicativos TL494

• Sistemas de iluminação LED

• carregadores de bateria

• Sistemas de energia automotiva

• Controles motores industriais

• Sistemas HVAC

• UPS (fontes de alimentação ininterruptas)

• Eletrônica de drones

• Reatores eletrônicos para iluminação

• Sistemas de iluminação de emergência

• Gerenciamento de energia eletrônica de consumo

Pacote TL494

PDIP (pacote de plástico duplo em linha): um pacote de orifício através de projetos para projetos onde é importante soldagem e substituição de componentes.

Soic (pequeno circuito integrado de contorno): um pacote de montagem de superfície projetado para aplicações com restrição de espaço, oferecendo um fator de forma mais compacto.

TSSOP (pacote de contorno pequeno e fino): Outro pacote de montagem de superfície com uma pegada menor que a SOIC.

SOP (pequeno pacote de contorno): semelhante ao SOIC, mas com pequenas variações dimensionais, dependendo do caso de uso específico.

Conclusão

O estudo do circuito integrado TL494 mostra sua forte influência no design eletrônico nos sistemas de gerenciamento e controle de energia.Seu design flexível permite que ele seja adaptado para vários usos, a partir de tarefas simples, como LEDs de escurecimento a trabalhos mais complexos, como controlar motores industriais.Sua capacidade de ter um bom desempenho em condições difíceis, graças à sua ampla faixa de temperatura e tensão, aumenta seu valor em aplicações exigentes.Os exemplos e insights compartilhados aqui mostram a força técnica do TL494 e seu papel na impulsionadora de inovação e eficiência na eletrônica.

Perguntas frequentes [FAQ]

1. Qual é a função do TL494?

A função primária TL494 é fornecer controle preciso de uma fonte de alimentação CC, variando a proporção de tempo de folga no sinal de saída, controlando a quantidade de energia entregue a uma carga.É usado na comutação de fontes de alimentação, conversores DC-DC e circuitos de controle de motor.A experiência operacional prática indica que o TL494 é altamente preferido por sua flexibilidade no ajuste do ciclo de trabalho e a frequência para atender a várias necessidades de aplicação.

2. Qual é o regulador de corrente constante TL494?

Embora o TL494 seja conhecido como um controlador PWM, ele pode ser configurado para atuar como um regulador de corrente constante.Isso envolve a configuração do circuito para fornecer uma corrente constante, independentemente das alterações na tensão de carga ou entrada.Isso é útil em aplicações de direção LED.Os operadores geralmente usam componentes externos, como resistores de sentido no loop de feedback para estabilizar a corrente, garantindo a longevidade e o desempenho consistente dos LEDs.

3. Qual é o ciclo de trabalho de TL494?

O ciclo de trabalho do TL494 pode variar de 0% a 100%, embora praticamente seja limitado a um máximo de cerca de 45% a 90% devido a limitações de circuitos internos.O ciclo de trabalho é um parâmetro que controla a proporção do tempo "on" e o período total do sinal PWM, afetando a tensão e a energia de saída nas aplicações.Ajustar o ciclo de trabalho é uma tarefa comum para os técnicos, que podem usá-lo para ajustar a saída de energia nas fontes de alimentação para atender aos requisitos de carga específicos.

4. Qual é a frequência máxima do TL494?

O TL494 pode operar com uma frequência máxima de comutação de cerca de 300 kHz.Essa capacidade de alta frequência permite um tamanho menor e menor custo de componentes passivos, como indutores e capacitores, que é uma vantagem prática substancial nos projetos de fonte de alimentação compactos.Os técnicos costumam levar a frequência aos seus limites superiores em aplicações que exigem fontes de alimentação compactas e eficientes, equilibrando -se entre a eficiência e as considerações de ruído térmico e eletrônico.

5. Qual é a diferença entre TL494 e KA7500?

O TL494 e o KA7500 são semelhantes em funcionalidade, pois ambos são ICs do controlador PWM.No entanto, eles diferem ligeiramente em suas características elétricas e na configuração do pino.Uma diferença prática é que o KA7500 é citado como tendo melhor estabilidade em frequências mais altas.Ambos os chips são intercambiáveis ​​na maioria dos aplicativos, e a escolha entre eles geralmente se resume à disponibilidade e às considerações de custo.

6. Qual é o pino de feedback no TL494?

O pino de feedback no TL494 está implementando tensão ou regulamentação atual.Este pino é usado para amostrar a saída e ajustar o ciclo de trabalho PWM de acordo, permitindo que a saída permaneça dentro das especificações desejadas.Os operadores conectam esse pino através de uma rede de resistores ou diretamente a um divisor de tensão ou circuito de sentido atual para fornecer feedback em tempo real ao controlador.Os ajustes no circuito de feedback estão durante a configuração inicial para calibrar a saída de acordo com os requisitos específicos de aplicação.

7. Qual é a frequência da comutação TL494?

A frequência de comutação do TL494 pode subir para 300 kHz.Essa frequência determina a rapidez com que o sinal PWM alterna entre seus estados altos e baixos.A definição da frequência de comutação envolve o ajuste de temporizadores internos ou componentes externos que afetam diretamente a eficiência e o desempenho de toda a fonte de alimentação.