tl494 что это за зверь такой

TL494 схема включения, datasheet

Большая часть современных импульсных блоков питания изготавливается на микросхемах типа TL494, которая является импульсным ШИМ контроллером. Силовая часть изготавливается на мощных элементах, например транзисторах. Схема включения ТЛ494 простая, дополнительных радиодеталей требуется минимум, в datasheet подробно описано.

Варианты модификаций: TL494CN, TL494CD, TL494IN, TL494C, TL494CI.

Так же написал обзоры других популярных ИМС TL431, LM358 LM358N, LM317T.

Характеристики и функционал

Микросхема TL494 разработана как Шим контроллер для импульсных блоков питания, с фиксированной частотой работы. За задания рабочей частоты требуется два дополнительных внешних элемента резистор и конденсатор. Микросхема имеет источник опорного напряжения на 5В, погрешность которого 5%.

Область применения, указанная производителем:

Аналоги

Самыми известными аналогами микросхемы TL494 стали отечественная KA7500B, КР1114ЕУ4 от Fairchild, Sharp IR3M02, UA494, Fujitsu MB3759. Схема включения аналогичны, распиновка может быть другой.

Новая TL594 является аналогом ТЛ494 с повышенной точность компаратора. TL598 аналог ТЛ594 с повторителем на выходе.

Типовые схемы включения для БП на TL494

Повышающий преобразователь на 28В

Основные схемы включения TL494 собраны из даташитов различных производителей. Они могут служит основой для разработки аналогичных устройств с похожим функционалом.

Импульсный понижающий преобразователь на 5В

Схемы блоков питания

Сложные схемы импульсных блоков питания TL494 рассматривать не буду. Они требуют множества деталей и времени, поэтому изготавливать своими руками не рационально. Проще у китайцев купить готовый аналогичный модуль за 300-500руб.

Простой и мощный импульсный БП

Повышающий преобразователь с 12 на 220 Вольт.

При сборке повышающих преобразователей напряжения особое внимание уделяйте охлаждению силовых транзисторов на выходе. Для 200W на выходе будет ток около 1А, относительно не много. Тестирование на стабильность работы проводить с максимально допустимой нагрузкой. Необходимую нагрузку лучше всего сформировать из ламп накаливания на 220 вольт, мощностью 20w, 40w, 60w, 100w. Не стоит перегревать транзисторы более чем на 100 градусов. Соблюдайте правила техники безопасности при работе с высоким напряжением. Семь раз померяй, один раз включи.

Повышающий преобразователь на TL494 практически не требуют настройки, повторяемость высокая. Перед сборкой проверьте номиналы резисторов и конденсаторов. Чем меньше будет отклонение, тем стабильней будет работать инвертор с 12 на 220 вольт.

Контроль температуры транзисторов лучше производить термопарой. Если радиатор маловат, то проще поставить вентилятор, чтобы не ставить новый радиатор.

Блок питания на TL494 своими руками мне приходилось изготавливать для усилителя сабвуфера в автомобиле. В то время автомобильные инверторы с 12В на 220В не продавались, и у китайцев не было Aliexpress. В качестве усилителя УНЧ применил микросхему серии TDA на 80W.

За последние 5 лет увеличился интерес с технике с электрическим приводом. Этому поспособствовали китайцы, начавшие массовое производство электрических велосипедов, современных колесо-мотор с высоким КПД. Лучшей реализацией считаю двух колёсные и одноколесные гироскутеры.В 2015 году китайская компания Ninebot купила американской Segway и начал производства 50 видов электрических скутеров типа Сегвея.

Для управления мощным низковольтным двигателем требуется хороший контроллер управления.

Переделка ATX БП в лабораторный

У каждого есть радиолюбителя есть мощный блок питания ATX от компьютера, который выдаёт 5В и 12В. Его мощность от 200вт до 500вт. Зная параметры управляющего контроллера, можно изменить параметры ATX источника. Например повысить напряжение с 12 до 30В. Популярны 2 способа, один от итальянских радиолюбителей.

Рассмотрим итальянский способ, который максимально простой и не требует перемотки трансформаторов. Выход ATX полностью убирается и дорабатывается согласно схеме. Огромное количество радиолюбителей повторили эту схему благодаря своей простоте. Напряжение на выходе от 1В до 30В, сила тока до 10А.

Datasheet

Микросхема настолько популярна, что её выпускает несколько производителей, навскидку я нашел 5 разных даташитов, от Motorola, Texas Instruments и других менее известных. Наиболее полные datasheet TL494 у Моторолы, который и опубликую.

Все даташиты, можно каждый скачать:

Источник

Использование ИС семейства TL494 в преобразователях питания

1. Особенности ИС

Цепи ИОНа и защиты от недонапряжения питания. Схема включается при достижении питанием порога 5.5..7.0 В (типовое значение 6.4В). До этого момента внутренние шины контроля запрещают работу генератора и логической части схемы. Ток холостого хода при напряжении питания +15В (выходные транзисторы отключены) не более 10 мА. ИОН +5В (+4.75..+5.25 В, стабилизация по выходу не хуже +/- 25мВ) обеспечивает вытекающий ток до 10 мА. Умощнять ИОН можно только используя npn-эмиттерный повторитель (см TI стр. 19-20), но на выходе такого «стабилизатора» напряжение будет сильно зависеть от тока нагрузки.

Генератор вырабатывает на времязадающем конденсаторе Сt (вывод 5) пилообразное напряжение 0..+3.0В (амплитуда задана ИОНом) для TL494 Texas Instruments и 0. +2.8В для TL494 Motorola (чего же ждать от других?), соответственно для TI F=1.0/(RtCt), для Моторолы F=1.1/(RtCt).

Используя цепь входа DT, можно задавать фиксированную фазу покоя (R-R делитель), режим мягкого старта (R-C), дистанционное выключение (ключ), а также использовать DT как линейный управляющий вход. Входная цепь собрана на pnp-транзисторах, поэтому входной ток (до 1.0 мкА) вытекает из ИС а не втекает в нее. Ток достаточно большой, поэтому следует избегать высокоомных резисторов (не более 100 кОм). На TI, стр. 23 приведен пример защиты от перенапряжения с использованием 3-выводного стабилитрона TL430 (431).

Усилители не предназначены для работы в пределах одного такта рабочей частоты. При задержке распространения сигнала внутри усилителя в 400 нс они для этого слишком медленные, да и логика управления триггером не позволяет (возникали бы побочные импульсы на выходе). В реальных схемах ПН частота среза цепи ОС выбирается порядка 200-10000 Гц.

2. Особенности применения

Работа на затвор МДП транзистора. Выходные повторители

При использовании TL598 (c двухтактным выходом) функция нижнего, разрядного, плеча уже зашита на кристалле. Вариант А в этом случае нецелесообразен.

Сопоставляя требуемые токи с предельными для TL494, видно, что ее встроенный транзистор будет работать на предельном токе, и скорее всего не справится со своевременным зарядом затвора, так что выбор делается в пользу комплементарного повторителя. При меньшей рабочей частоте или при меньшей емкости затвора ключа возможен и вариант с разрядником.

2. Реализация защиты по току, мягкого старта, ограничения скважности

При включении питания Css разряжен и потенциал на входе DT равен Vref (+5В). Сss заряжается через Rss (она же Rdt2), плавно опуская потенциал DT до нижнего предела, ограниченного делителем. Это «мягкий старт». При Css=47мкФ и указанных резисторах выходы схемы открываются через 0.1 с после включения, и выходят на рабочую скважность еще в течении 0.3-0.5 с.

Источник

Контроллер вентилятора охлаждения двигателя на TL494

Решил объединить всю писанину в одно.
В общем поехали.

Мои запросы:
Девайс на базе полюбившейся всем TL494, а значит коммутация ШИМ (Широтно-импульсная модуляция). (Что за зверь такой?)

Конечно плавный разгон вентилятора от заданной температуры ДВС в заданном диапазоне.

Включение вентилятора не с нуля, а скажем от 30-40% мощности, т.к. на сверхнизких оборотах нам особо не за чем крутиться. Неэффективно.

Гибкая регулировка параметров для универсальности контроллера.
Собственный датчик температуры в радиаторе, в корпусе ТМ108, но уже не ТМ108 (вкручен в радиатор).

Итак.
Вот схема. Сначала собирал на макетке, изучал, что-то менял, добавлял.

Далее будет описание работы. (многабукф). А ниже будет видео.

В качестве датчика я использовал терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом. Это значит что с повышением температуры — сопротивление падает. Выбор пал на NTC TTC 103. 10кОм при 25С. (Что было в запасе)
По графику этого терморезистора сопротивление на нем при 83 градусах было 1060 ом, а при 89 градусах- 860ом. Слишком малая разница сопротивления (а в итоге напряжения) что бы уместить туда ШИМ во всем диапазоне. А нам нужно разность напряжений от 0 до 3 вольт.
Для этого я использовал операционный усилитель на U1. Он представляет из себя дифференциальный усилитель

На резисторах R5, RV1 и R4 собран делитель напряжения для инвертирующего входа 2.
Вращая подстроечник RV1 можно регулировать сдвиг диапазона работы вентилятора. Например 83-89 градусов, или 86-92.
На R1 и самом датчике собран делитель подключенный на неинвертирующий вход 3.
R2 задает коэффициент усиления. Подбирается в зависимости от терморезистора.
Усиленный размах сигнала выходит с выхода 1 и идет на вход управления скважностью ШИМ 4 у 494й.
494я имеет на борту свое стабилизированное опорное напряжение на 5 вольт. 14я нога.
Что бы вентилятор включался не с нуля мощности, я задействовал один их 2х встроенных в 494ю Усилитель ошибки (1 и 2 ноги ). Работает в режиме компаратора. Позволяет нам включать вентилятор с заданной мощности, а не с нуля на сверхнизких оборотах.

На резисторах R7 и RV2 собран делитель напряжения, который подключен к 14й ноге опорного напряжения. С делителя выходит напряжение на 2ю ногу, которое у меня составляет 1.7 вольта, и его можно регулировать вращая RV2. Это регулировка начальной мощности вентилятора после включения.

1 нога подключена к 4й, и таким образом получившийся компаратор сравнивает напряжение относительно заданного на 2й ноге (1.7в) и напряжение с выхода U1. И пока на 1й ноге напряжение выше 1.7 вольта — ШИМ не включается. После того как напряжение упадет ниже 1.7- появляется ШИМ и вентилятор включится на

30-40% от всей мощности. Если сдвинуть это напряжение на 3 вольта, то включаться будет совсем с 0. Но это не нужно.

Далее с выхода 494й (9я нога) ШИМ поступает через резистор R6 на базы транзисторов Q2 Q4 (чет с нумерацией намудрил я) включенных по схеме эмиттерного повторителя и представляют из себя простейший драйвер затвора полевого N-channel транзистора Q1.
Q2 заряжает, а Q4 разряжает. В данном случае можно было обойтись только Q4.
Это нужно для быстрого заряда и разряда затвора Q1. Задача такова, что бы полевик находился в полуоткрытом состоянии как можно меньшее время. Из за большого времени открытия закрытия полевика он греется. С ростом частоты — сложнее создать такой режим, но вполне можно. В данной схеме на всем диапазоне оборотов- полевик не греется даже без радиатора.
Вот что у него на затворе при нагрузке. Частота ШИМ 38кГц. Это значит что не писков, не гула не слышно:

Ну полевик уже коммутирует внтилятор относительно массы.
Если поставить P-channel, то можно коммутировать по +, как это сделано в штате. Но там есть нюансы с сопротивлением прехода (у P-ch оно выше при той же цене, а значит мощность ниже), наличием в магазинах и их ценой.

D1 представляет из себя демпферный диод. Это мощный сдвоенный диод Шоттки из компового БП объединенный в один. Гасит выбросы от двигателя из за его индуктивности, которые нехило разогревают и сваривают полевик. К нему особое внимание, т.к. выбросы довольно мощные и совсем слегка его разогревают.

Питание у меня замудрено. Вместо стабилизатора для питания электронной части я выбрал DC-DC step-up преобразователь, на вход которого можно подать от 9 до 36 вольт, а на выходе будет всегда стабильные 15 вольт. Почему 15? Потому что при управлении затвором полевика 15ю вольтами он полностью открывается, что позволяет снизить его нагрев. У меня просто много таких ДиСишек, поэтому я и поставил.
При том управляв 12ю вольтами нагрев был сильнее.
В принципе лечится установкой пры-тройки полевиков в параллель, развязав резисторами затворы. Или полевиком с меньшим напряжением на затворе.

Вот первоначальное творение на макетке. Тут мало что понятно и импульсная схема с такими длинными проводами давала мусора, но тем не менее работала отлично.

Что касаемо датчика.
Его как и говорил вмонтирую в корпус от ТМ108. Выпотрошил его, но пока еще не собрал.
На дно помещу терморезистор через термопасту. Далее закрою и прижму круглой пробочкой из текстолита или меди. Выведу 2 контактный герметичный разъем- фишку и залью ее эпоксидкой или герметиком. Пока выбираю чем заливать (эпоксидка хрупкая.)

После отладки и настройки, подбора номиналов и пр, идет 2я стадия, не менее интересная- разводка печатки. Вся процессия происходит в Proteus.

Далее на печать для ЛУТа. Печатал на бумаге из китая (желтая термотрансферная). Бумага супер. После утюга и остывания можно просто не вымачивая отлеплять от платы. Тонер к бумаге плохо липнет (вощеная).

Полученную плату я не стал лудить. Только силовую часть, наращивал припоем для сечения. Нужно по идее подкладывать медную проволоку на дорожку и заливать припоем. Так правильнее. Ну далее рассверловка, графика на другую сторону, монтаж, проверка как оно там живет и конечно же регулировка.

Источник

DataSheet

Техническая документация к электронным компонентам на русском языке.

TL494 ШИМ — КОНТРОЛЛЕР

1 Характеристики

2 Применение

5 Спецификация

5.1 Абсолютные максимальные значения

5.2 Значения электростатического заряда

5.3 Рекомендуемые рабочие значения

5.4 Тепловые характеристики

В рабочем диапазоне температур на открытом воздухе

5.5 Электрические характеристики

В рабочем диапазоне температур на открытом воздухе, V_CC = 15 В, f = 10 кГц

(1) Для условий указанных как MIN или MAX используются соответствующие значения, указанные в рекомендуемых условиях эксплуатации.

(3) Продолжительность короткого замыкания не должна превышать одну секунду.

5.6 Электрические характеристики генератора

(1) Для условий указанных как MIN или MAX используются соответствующие значения, указанные в рекомендуемых условиях эксплуатации.

(3) Стандартное отклонение является мерой статистического распределения относительно среднего рассчитанного по формуле:

(4) Температурный коэффициент конденсатора и резистора не учитываются.

5.7 Электрические характеристики усилителя ошибки

5.8 Выходные электрические характеристики

5.9 Электрические характеристики управления длительностью мертвого времени

5.10 Электрические характеристики ШИМ — компаратора

5.11 Общие электрические характеристики устройства

5.12 Коммутационные характеристики

5.13 Типовые характеристики

Рис. 1 Частота колебаний генератора и ее отклонение от сопротивления резистора генератора

Рис. 2 Усиление напряжения от частоты

Рис. 3 Усилитель ошибки — передаточные характеристики

Рис. 4 Усилитель ошибки — график Боде

6 Измеряемые параметры

Рис. 5 Проверка работы цепи и осциллограммы

Рис. 6 Характеристики усилителя

Прим. А: C_L включает датчик и управляющую емкость

Рис. 7 Схема включения с общим эмиттером

Прим. А: C_L включает датчик и управляющую емкость

Рис. 8 Схема включения эмиттерного повторителя

Описание работы

Обзор

TL494 не только включает в себя основные блоки, необходимые для управления импульсным источником питания, но также решает многие основные проблемы и уменьшает количество дополнительных схем, требуемых при проектировании устройства. TL494 — это схема управления с фиксированной частотой и широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Модуляция выходных импульсов осуществляется путем сравнения пилообразного сигнала, создаваемого внутренним генератором на синхронизирующем конденсаторе (CT), с любым из двух управляющих сигналов. Выходной каскад включается в то время, когда пилообразное напряжение больше сигналов управления напряжением. По мере увеличения управляющего сигнала время, в течение которого пилообразный вход больше, уменьшается; следовательно, длительность выходного импульса уменьшается. D-триггер управления импульсом поочередно направляет модулированный импульс на каждый из двух выходных транзисторов. Для получения дополнительной информации о работе TL494 см. Примечания по применению, расположенные на ti.com.

Функциональная блок-схема

Источник опорного напряжения

TL494 имеет внутренний источник опорного напряжения 5 В на выводе REF. Помимо получения опорного напряжения он дает питание логике управления, D-триггеру, генератору, компаратору мертвого времени, компаратору ШИМ. В стабилизаторе используется схема с плавно изменяющейся запрещенной зоной в качестве основного эталона для поддержания тепловой стабильности на уровне менее 100 мВ в рабочем диапазоне температур воздуха от 0 ° C до 70 ° C. Защита от короткого замыкания нужна, чтобы защитить источник опорного напряжения; для дополнительных цепей смещения доступен ток нагрузки 10 мА. Значение внутренне запрограммировано на начальную точность ± 5% и поддерживает стабильность изменения менее 25 мВ в диапазоне входного напряжения от 7 В до 40 В. Для входных напряжений менее 7 В стабилизатор насыщается в пределах 1 В на входе и отслеживает его.

Генератор

Генератор обеспечивает положительную пилообразную форму волны компараторам мертвого времени и ШИМ для сравнения с различными управляющими сигналами.

Частота сигнала выдаваемого генератором задается значениями сопротивления и емкости компонентов R_T и С_Т. Генератор заряжает конденсатор С_Т постоянным током, величина которого задается сопротивлением резистора R_T. Когда напряжение на конденсаторе С_Т достигнет 3 В, схема генератора разряжает его, и цикл зарядки возобновляется. Зарядный ток определяется по формуле:

Период пилообразного сигнала можно рассчитать по формуле :

Частота сигнала от генератора:

В двухтактном режиме частота на выходе будет равняться половине частоты генератора.

Управление временем задержки (мертвым временем)

Вход управления мертвым временем задает минимальное мертвое время (время отключения). Выход компаратора запрещает переключение транзисторов Q1 и Q2, когда напряжение на входе больше, чем линейное напряжение генератора. Внутреннее смещение 110 мВ обеспечивает минимальное мертвое время

Этапы проектирования подробно

Источник питания

В источнике постоянного тока 32 В для этого блока питания используется трансформатор с входным напряжением на 120 В и выходным на 24 В номинальной мощностью 75 ВА. Вторичная обмотка 24 В питает двухполупериодный мостовой выпрямитель, за которым следует токоограничивающий резистор (0,3 Ом) и два фильтрующих конденсатора (см. Рисунок 10).

Рисунок 10. Источник питания

Выходной ток определяется по формулам 6 и 7:

V_RECTIFIER = V_SECONDARY × √2 = 24 В × √2 = 34 В (6)

Двухполупериодный мостовой выпрямитель 3 A / 50 В удовлетворяет этим расчетным условиям. На Рисунке 9 показаны секции переключения и управления.

Цепи управления

Генератор

Подключение внешнего конденсатора и резистора к выводам 5 и 6 задает частоту генератора TL494. Генератор настроен на работу на частоте 20 кГц с использованием значений компонентов, рассчитанных по формулам 8 и 9:

Выберем C_T = 0,001 мкФ и рассчитаем RT:

Усилитель ошибки

Усилитель ошибки сравнивает сигнала с эталоном от источника опорного напряжения 5В и регулирует ШИМ для поддержания постоянного выходного тока (см. Рисунок 11).

Рисунок. 11 Подключение усилителя ошибки

Напряжение в 2,5 В формируется делителем на резисторах R3 и R4 от источника опорного напряжения V_REF = 5 В. Сигнал ошибки выходного напряжения в 2,5 В также формируется делителем на резисторах R8 и R9. Если выходной сигнал должен быть установлен точно на уровне 5,0 В, для регулировки можно использовать потенциометр 10 кОм вместо резистора R8.

Чтобы повысить стабильность схемы усилителя ошибки, выходной сигнал усилителя ошибки подается обратно на инвертирующий вход через через резистор R7, уменьшая коэффициент усиления до 101.

Токоограничивающий усилитель

Источник питания был рассчитан на ток нагрузки 10 А и реактивный ток I_L 1,5 А, поэтому ток короткого замыкания должен быть:

Схема ограничения тока показана на Рисунке 12.

Рисунок 12. Схема ограничения тока

Резисторы R1 и R2 задают опорное напряжение приблизительно 1 В на инвертирующем входе усилителя ограничения тока. Резистор R13, включенный последовательно с нагрузкой, подает 1 В на неинвертирующий вход токоограничивающего усилителя, когда ток нагрузки достигает 10 А. Ширина выходного импульса соответственно уменьшается. Значение R13 рассчитывается по формуле 11.

R13 = 1В / 10А = 0,1 Ом (11)

Плавный пуск и мертвое время

Чтобы снизить нагрузку на переключающие транзисторы во время запуска, необходимо уменьшить пусковой выброс, возникающий при заряде конденсатора выходного фильтра. Наличие управления мертвым временем делает реализацию схемы плавного пуска относительно простой (см. Рисунок 13).

Рисунок 13. Схема плавного пуска

Схема плавного пуска позволяет медленно увеличивать ширину импульса на выходе (см. Рисунок 13), подавая сигнал с отрицательной крутизной на вход DTC (вывод 4).

В момент включения конденсатор C2 имеет минимальное сопротивление поэтому подтягивает вход DTC к источнику опорного напряжения 5 В, который отключает выходы (100% мертвое время). По мере того как конденсатор заряжается через R6, ширина выходного импульса медленно увеличивается, пока контур управления не примет команду. При соотношении резисторов 1:10 для R6 и R7 напряжение на выводе 4 после запуска составляет 0,1 × 5 В,
или 0,5 В.

Время плавного пуска обычно находится в диапазоне от 25 до 100 тактов. Если выбрано 50 тактов при частоте переключения 20 кГц, время плавного пуска будет:

t = 1/f = 1 / 20 кГц = 50 мкс на такт (12)

С2 = (время плавного пуска) / R6 = (50 мкс × 50 тактов) / 1 кОм = 2,5 мкФ (13)

Это помогает устранить любые ложные сигналы, которые могут создаваться схемой управления при подаче питания.

Расчет индуктивности

Используемая схема подключения показана на рисунке 14.

Рисунок 14. Схема переключения

Необходимое значение индуктивности L рассчитывается по формулам:

d = коэффициент заполнения = V_O/V_I = 5 В/32 В = 0.156

f = 20 кГц (цель проектирования)

t_on = время включения (S1 замкнут) = (1/f) × d = 7.8 мкс

t_off = время выключения (S1 разомкнут) = (1/f) – t_on = 42.2 мкс

L ≈ (V_I – V_O ) × t_on/ΔI_L ≈ [(32 В – 5 В) × 7.8 мкс ]/1.5 A ≈ 140.4 мкГн

Расчет выходной емкости

После расчета индуктивности фильтра рассчитывается емкость конденсатора выходного фильтра для удовлетворения требований к пульсациям на выходе. Электролитический конденсатор можно смоделировать как последовательно соединенные индуктивность, сопротивление и емкость. Чтобы обеспечить хорошую фильтрацию, частота пульсаций должна быть намного ниже частот, при которых последовательно подключенная индуктивность становится значимой. Итак, два интересующих компонента — это емкость и эквивалентное последовательное сопротивление (ESR). Максимальное значение ESR рассчитывается в соответствии с соотношением между заданным размахом пульсаций напряжения и размахом пульсаций тока.

ESR(max) = ΔV_O(ripple) / ΔI_L = 0.1 В / 1.5 A ≈ 0.067 Ом (14)

Минимальная емкость C3, необходимая для поддержания пульсаций напряжения V_O на уровне менее 100 мВ, рассчитывается в соответствии с уравнением 15:

C3 = ΔI_L / 8fΔV_O = 1.5 А / (8 × 20 × 103 × 0.1 В) = 94 мкФ (15)

Выбран конденсатор на 220 мФ, 60 В, потому что он имеет максимальное значение ESR 0,074 Ом и максимальный ток пульсаций 2,8 А.

Расчет мощности для транзисторного ключа

Мощный транзисторный ключ был построен с применением в качестве управляющего транзистора NTE153 pnp и выходного транзистора npn NTE331. Они образуют собой составной транзистор Дарлингтона (см. Рисунок 15).

Рисунок 15. Мощный выходной ключ

h_FE (Q1) при I от 3 A = 15 (16)

h_FE (Q2) при I от 10 A = 5 (16)

Значение R10 рассчитывается по формуле:

На основании этих расчетов для R10 было выбрано ближайшее стандартное сопротивление резистора 220 Ом. Резисторы R11 и R12 позволяют разрядить носители зарядов в ключах транзисторах, когда они выключены.

Описанный источник питания демонстрирует гибкость схемы управления ШИМ на TL494. Эта конструкция блока питания демонстрирует многие методы управления блоком питания, обеспечиваемые TL494, а также универсальность схемы управления.

График выходных характеристик

Рекомендации по источнику питания

TL494 спроектирован для работы от питающего напряжения в диапазоне от 7 В до 40 В. Это напряжение должно хорошо стабилизироваться. Если источник питания расположен на расстоянии более нескольких дюймов от устройства, может потребоваться дополнительный конденсатор большой емкости в дополнение к керамическим байпасным конденсаторам. Танталовый конденсатор емкостью 47 мкФ будет в этом случае типовым решением, однако он может варьироваться в зависимости от выдаваемой выходной мощности.

Печатная плата

Рекомендации по проектированию печатной платы

Всегда старайтесь использовать индуктивность с низким уровнем электромагнитных помех с ферритовым сердечником закрытого типа. Такими примерами могут быть индуктивности с тороидальным сердечником и сердечником типа E. Открытые сердечники могут использоваться, если они имеют низкие характеристики электромагнитных помех и расположены немного дальше от трасс и компонентов с низким энергопотреблением. Также старайтесь расположить полюса перпендикулярно печатной плате, если используете открытый сердечник. Цилиндрические сердечники обычно издают самый нежелательный шум.

Обратная связь

Постарайтесь проложить трассу обратной связи как можно дальше от катушки индуктивности и зашумленных цепей питания. Старайтесь, чтобы трасса обратной связи была как можно более прямой и широкой. Эти два требования иногда требуют компромисса, но требование держаться подальше от электромагнитных помех катушки индуктивности и других источников шума является более важным из них. Прокладывайте трассу обратной связи на стороне печатной платы, противоположной катушке индуктивности, с земляным полигоном разделяющим их.

Входные / выходные конденсаторы

При использовании небольшого керамического конденсатора для входного фильтра его следует располагать как можно ближе к выводу V_CC микросхемы. Это устранит как можно больше эффектов индуктивности дорожек и обеспечит более чистое напряжение питания внутренней шины микросхемы. Некоторые проекты требуют использования проходного конденсатора, подключенного от выхода к выводу «feedback», как правило, из-за требований к стабильности. В этом случае его также следует расположить как можно ближе к микросхеме. Использование конденсаторов для поверхностного монтажа также уменьшает длину проводов и снижает вероятность попадания шума в действующую антенну, создаваемую выводными компонентами.

Компоненты сглаживающего фильтра

Компоненты сглаживающего фильтра для стабильности также следует размещать рядом с микросхемой. Компоненты для поверхностного монтажа здесь также предпочтительнее по тем же причинам, что и конденсаторы фильтра. Они также не должны располагаться очень близко к катушке индуктивности.

Трассы и земляные полигоны

Сделайте все силовые (сильноточные) трассы как можно более короткими, прямыми и толстыми. На стандартной печатной плате хорошей практикой является создание дорожек с абсолютным минимумом 15 мил (0,381 мм) на ампер. Катушка индуктивности, выходные конденсаторы и выходной диод должны располагаться как можно ближе друг к другу. Это помогает уменьшить электромагнитные помехи, излучаемые цепями питания из-за высоких коммутируемых токов через них. Это также снизит индуктивность и сопротивление выводов, что, в свою очередь, уменьшит всплески шума, звон и резистивные потери, которые вызывают ошибки напряжения. Заземление микросхемы, входные конденсаторы, выходные конденсаторы и выходной диод (если он есть) должны быть подключены как можно ближе друг к другу и непосредственно к шине земли. Также было бы неплохо иметь слой земли с обеих сторон печатной платы. Это также снизит шум за счет уменьшения ошибок контура заземления, а также за счет поглощения большего количества электромагнитных помех, излучаемых катушкой индуктивности. Для многослойных плат с более чем двумя слоями земляной слой может использоваться для разделения слоя питания (где находятся трассы питания и компоненты) и сигнального слоя (где располагаются обратная связь, фильтр и компоненты) для повышения производительности. На многослойных платах потребуется использование переходных отверстий для соединения дорожек и различных слоев. Хорошей практикой является использование одного стандартного перехода на 200 мА тока, если трассе потребуется провести значительный ток от одного слоя к другому. Расположите компоненты так, чтобы петли тока переключения изгибались в одном направлении. В зависимости от способа работы импульсных регуляторов существует два состояния питания. Одно состояние, когда переключатель включен, и одно состояние, когда переключатель выключен. Во время каждого состояния будет токовая петля, созданная силовыми компонентами, которые в это время проводят ток. Расположите силовые компоненты так, чтобы во время каждого из двух состояний токовая петля имелась в одном направлении. Это предотвращает инверсию магнитного поля, полученную от трасс между двумя полупериодами и
снижает излучаемые электромагнитные помехи.

Пример трассировки печатной платы

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник