IC TL494は多用途のPWM制御ICであり、電子回路にさまざまな方法で適用できます。この記事では、ICの主な機能と、実際の回路での使用方法について詳しく説明します。

概要

IC TL494は、シングルチップパルス幅変調アプリケーション回路用に特別に設計されています。このデバイスは主に電源制御回路用に作成されており、このICを使用して効率的に寸法を決定できます。

このデバイスには、可変発振器、デッドタイムコントローラーステージ（DTC）、フリップフロップ制御パルスステアリング用、高精度 5Vレギュレーター、2つのエラーアンプ、およびいくつかの出力バッファ回路。

エラーアンプは、-0.3VからVCC-2Vまでのコモンモード電圧範囲を備えています。

デッドタイムコントロールコンパレータは、約5％の一定のデッドタイムを提供するための固定オフセット値で設定されます。

オンチップオシレータ機能は、ICのRTピン＃14をリファレンスピン＃14に接続し、外部から鋸歯状信号をCTピン＃5に提供することでオーバーライドできます。この機能により、異なる電源レールを持つ多くのTL494ICを同期的に駆動することもできます。

フローティング出力を備えたチップ内の出力トランジスタは、エミッタ接地出力またはエミッタフォロワ出力機能。

このデバイスでは、出力制御機能ピンであるピン＃13を適切に構成することにより、ユーザーは出力ピン間でプッシュプルタイプまたはシングルエンド発振のいずれかを取得できます。

内部回路により、ICがプッシュプル機能で配線されている間は、どの出力もダブルパルスを生成できません。

ピンの機能と構成

次の図と説明は、ICTL494のピン機能に関する基本情報を示しています。

ピン＃1およびピン＃2（1 IN +および1IN-）：これらは非反転および反転です入力エラーアンプ（オペアンプ1）の。
ピン＃16、ピン＃15（1 IN +および1IN-）：上記のように、これらは非反転および反転です。入力エラーアンプ（オペアンプ2）の。
ピン＃8およびピン＃11（C1、C2）：これらは出力それぞれの内部トランジスタのコレクタに接続するICの1と2。
ピン＃5（CT）：このピンは、発振器周波数を設定するために外部コンデンサに接続する必要があります。
ピン＃6（RT）：このピンは、発振器周波数を設定するために外部抵抗に接続する必要があります。
ピン＃4（DTC）：それは入力 ICのデッドタイム動作を制御する内部オペアンプの
ピン＃9およびピン＃10（E1およびE2）：これらは出力内部トランジスタのエミッタピンに接続するICの
ピン＃3（フィードバック）：名前が示すように、これは入力ピンは、システムの目的の自動制御のために出力サンプル信号と積分するために使用されます。
ピン＃7（グランド）：このピンはICのグランドピンであり、電源の0Vに接続する必要があります。
ピン＃12（VCC）：これはICの正の電源ピンです。
ピン＃13（O / P CNTRL）：このピンは、プッシュプルモードまたはシングルエンドモードでICの出力を有効にするように構成できます。
ピン＃14（REF）：これ出力ピンは、コンパレータモードでエラーオペアンプのリファレンス電圧を固定するために使用できる一定の5V出力を提供します。

絶対最大定格

（VCC）最大供給電圧は= 41Vを超えない
（VI）入力ピンの最大電圧が= VCC + 0.3Vを超えないこと
（VO）内部トランジスタのコレクタでの最大出力電圧= 41 V
（IO）内部トランジスタのコレクタの最大電流= 250 mA
IC本体から1.6mm（1/16インチ）離れた場所での最大ICピンはんだ付け熱は260°Cで10秒を超えない
Tstg保管温度範囲= –65 / 150°C

推奨動作条件

次のデータは、安全で効率的な条件下でICを動作させるために使用できる推奨電圧と電流を示しています。

“電子部品をローカルで購入する場所 ”

VCC電源：7 V〜40 V
VIアンプ入力電圧：-0.3 V〜VCC-2 V
VOトランジスタコレクタ電圧= 40、各トランジスタのコレクタ電流= 200 mA
フィードバックピンへの電流：0.3 mA
fOSC発振器の周波数範囲：1 kHz〜300 kHz
CT発振器のタイミングコンデンサの値：0.47 nF〜10000 nF
RTオシレータのタイミング抵抗値：1.8 k〜500kオーム。

内部レイアウト図

ICTL494の使用方法

次の段落では、IC TL494の重要な機能と、PWM回路での使用方法について説明します。

概要： TL494 ICは、スイッチング電源を制御するために必要な重要な回路を備えているだけでなく、いくつかの基本的な問題に対処し、構造全体に必要な補足回路ステージの必要性を最小限に抑えるように設計されています。

TL494は基本的に、固定周波数のパルス幅変調（PWM）制御回路です。

出力パルスの変調機能は、内部発振器がタイミングコンデンサ（CT）を介して鋸歯状波形を制御信号の両方のペアと比較するときに実現されます。

のこぎり波電圧が電圧制御信号よりも高い期間に出力段が切り替わります。

制御信号が増加すると、鋸歯状入力が高くなる時間が結果的に減少し、出力パルス長が減少します。

パルスステアリングフリップフロップは、変調されたパルスを2つの出力トランジスタのそれぞれに交互にガイドします。

5Vリファレンスレギュレータ

TL494は、REFピンに供給される5Vの内部リファレンスを作成します。

この内部リファレンスは、安定した供給を確保するためのプリレギュレーターのように機能する、安定した一定のリファレンスを開発するのに役立ちます。このリファレンスは、ロジック出力制御、フリップフロップパルスステアリング、発振器、デッドタイム制御コンパレータ、PWMコンパレータなどのICのさまざまな内部ステージに電力を供給するために確実に使用されます。

発振器

発振器は、デッドタイムおよびPWMコンパレータの正ののこぎり波を生成するため、これらのステージはさまざまな制御入力信号を分析できます。

発振器周波数の決定を担当するのはRTとCTであるため、外部からプログラムすることができます。

発振器によって生成されたのこぎり波は、外部タイミングコンデンサCTを、相補抵抗RTによって決定される定電流で充電します。

これにより、線形ランプ電圧波形が作成されます。 CTの両端の電圧が3Vに達するたびに、発振器はそれをすばやく放電し、その後、充電サイクルを再開します。この充電サイクルの電流は、次の式で計算されます。

Icharge = 3 V / RT ---------------（1）

のこぎり波の周期は次の式で与えられます。

T = 3 V x CT / Icharge ----------（2）

したがって、発振器周波数は次の式を使用して決定されます。

f OSC = 1 / RT x CT ---------------（3）

ただし、出力がシングルエンドとして構成されている場合、この発振器周波数は出力周波数と互換性があります。プッシュプルモードで設定すると、出力周波数はオシレータ周波数の1/2になります。

したがって、シングルエンド出力の場合、上記の式3は使用できません。

プッシュプルアプリケーションの場合、式は次のようになります。

f = 1 / 2RT x CT ------------------（4）

デッドタイムコントロール

デッドタイムピンの設定により、最小デッドタイムが調整されます（ 2つの出力間のオフ期間 ）。

この機能では、DTCピンの電圧が発振器からのランプ電圧を超えると、出力コンパレータにトランジスタQ1とQ2を強制的にオフにします。

ICには110mVの内部設定オフセットレベルがあり、DTCピンがグランドラインに接続されている場合、約3％の最小デッドタイムが保証されます。

DTCピン＃4に外部電圧を印加することにより、デッドタイム応答を増加させることができます。これにより、0〜3.3 Vの可変入力を介して、デッドタイム関数をデフォルトの3％から最大100％まで線形に制御できます。

“誘導コイルの作り方 ”

フルレンジ制御を使用する場合、ICの出力缶は、エラーアンプの構成を乱すことなく外部電圧を介して調整できます。

デッドタイム機能は、出力デューティサイクルの追加制御が必要になる状況で使用できます。

ただし、適切に機能させるには、この入力が電圧レベルまたはグランドに終端されていることを確認する必要があり、フローティングのままにしないでください。

エラーアンプ

ICの2つのエラーアンプは高ゲインであり、ICVI電源レールを介してバイアスされます。これにより、-0.3VからVI-2Vまでのコモンモード入力範囲が可能になります。

両方のエラーアンプは、シングルエンドのシングルサプライアンプのように動作するように内部的に設定されており、各出力にはアクティブハイ機能のみがあります。この機能により、アンプは、狭くなるPWM要求を満たすために独立してアクティブ化することができます。

2つのエラーアンプの出力は次のように結ばれているので ORゲート PWMコンパレータの入力ノードでは、最小のパルス出力で動作できるアンプが支配的です。

アンプの出力は低電流シンクでバイアスされているため、エラーアンプが非機能モードのときにIC出力が最大のPWMを保証します。

出力-制御入力

ICのこのピンは、IC出力がシングルエンドモードで動作できるように構成できます。シングルエンドモードでは、両方の出力が並列に一緒に発振するか、プッシュプル方式で交互に発振する出力を生成します。

出力制御ピンは非同期で動作するため、内部発振器ステージやフリップフロップパルスステアリングステージに影響を与えることなく、ICの出力を直接制御できます。

このピンは通常、アプリケーションの仕様に従って固定パラメータで構成されます。たとえば、IC出力がパラレルまたはシングルエンド方式で動作するように意図されている場合、出力制御ピンは永続的にグランドラインに接続されます。これにより、IC内のパルスステアリングステージが無効になり、代替フリップフロップが出力ピンで停止します。

また、このモードでは、デッドタイム制御とPWMコンパレータに到達するパルスが両方の出力トランジスタによって一緒に伝送されるため、出力を並列にオン/オフに切り替えることができます。

プッシュプル出力動作を得るには、出力制御ピンをICの+ 5V出力リファレンスピン（REF）に接続するだけです。この状態では、各出力トランジスタはパルスステアリングフリップフロップステージを介して交互にオンになります。

出力トランジスタ

上から2番目の図に見られるように、チップは2つの出力トランジスタで構成されており、エミッタ端子とコレクタ端子がコミットされていません。

これらのフローティング端子は両方とも、最大200 mAの電流をシンク（取り込み）またはソース（ギブアウト）する定格です。

トランジスタの飽和点は、エミッタ接地モードで構成されている場合は1.3 V未満であり、エミッタ接地モードで構成されている場合は2.5V未満です。共通コレクターモード。

それらは短絡および過電流から内部的に保護されています。

“充電コントローラーは何をしますか ”

アプリケーション回路

上で説明したように、TL494は主にPWMコントローラICであるため、主なアプリケーション回路は主にPWMベースの回路です。

以下にいくつかの回路例について説明します。これらは、個々の要件に応じてさまざまな方法で変更できます。

TL494を使用したソーラー充電器

次の設計は、TL494を効果的に構成して5 V / 10-Aスイッチング降圧電源を作成する方法を示しています。

この構成では、出力はパラレルモードで動作するため、出力制御ピン＃13がグランドに接続されていることがわかります。

ここでは、2つのエラーアンプも非常に効率的に使用されています。 1つのエラーアンプがR8 / R9を介して電圧フィードバックを制御し、出力を目的のレート（5V）で一定に保ちます。

2番目のエラーアンプは、R13を介して最大電流を制御するために使用されます。

TL494インバーター

これは、ICTL494を中心に構築された古典的なインバータ回路です。この例では、出力はプッシュプル方式で動作するように構成されているため、ここでの出力制御ピンは、ピン＃14から得られる+ 5Vリファレンスに接続されています。ピンの最初の部分も、上記のデータシートに記載されているとおりに構成されています。