Контроллер шим импульсного блока питания

Контроллер шим импульсного блока питания типа TL494CN, выпускаемая фирмой TEXAS INSTRUMENT (США), выпускается так же фирмой SHARP (Япония) под названием IR3M02, фирмой SAMSUNG (Корея) – КА7500, фирмой FUJITSU (Япония) – МВ3759, так же есть и отечественный аналог – КР1114ЕУ4.

Микросхема широко применяется в импульсных блоках питания, в частности, в блоках питания персональных компьютеров, а также в DC/DC преобразователях.

На рисунке показана цоколевка микросхемы.

Цоколевка микросхемы

Микросхема специально разработана для управления силовой частью ИБП и содержит в своем составе (рис.):

Узлы микросхемы

генератор пилообразного напряжения Oscillator; частота которого определяется номиналами резистора и конденсатора, подключенных к 5-му и 6-му выводам, и рассчитывается по формуле: F=1,1/RtCt

– источник опорного стабилизированного напряжения Reference Regulator (Uref=+5B) с внешним выходом на выводе 14;

–              компаратор “мертвой зоны” Deadtime Comparator;

–              компаратор ШИМ PWM Comparator;

–              усилитель ошибки по напряжению 1;

–              усилитель ошибки по сигналу ограничения тока 2;

–              два выходных транзистора Q1 и Q2 с открытыми коллекторами и эмиттерами;

–              динамический двухтактный D-триггер в режиме деления частоты на 2 – Flip-Flop;

–              вспомогательные логические элементы;

–              источник постоянного напряжения с номиналом 0.12V;

–              источник постоянного тока с номиналом 0,7mA.

ИMC запускается в том случае если на 12-вывод поступает питающее напряжение в пределах от +7 до 40V. Выводы 1 и 2 – соответственно прямой и инвертирующий входы усилителя ошибки по сигналу обратной связи. Вывод 4 – вход регулировки “мертвой зоны” (это время, когда оба выходных транзистора микросхемы закрыты даже при максимальной потребляемой мощности). Выводы 5 и 6 служат для подключения внешних элементов внутреннего генератора пилообразного напряжения. Вывод 7 – общий, выводы 8 и 9 – коллектор и эмиттер первого транзистора, выводы 11 и 10 -коллектор и эмиттер второго транзистора. Вывод 13 – выбор режима работы (однотактный или двухтактный). Если на этом выводе положительное напряжение 2,4…5V двухтактный режим работы, транзисторы Q1 и Q2 открываются поочередно, выходные импульсы следуют друг относительно друга со сдвигом по фазе.

Если на этом выводе напряжение составляет 0…0,4 V – однотактный режим, при этом транзисторы можно включать параллельно для увеличения выходного тока. Вывод 14 – выход опорного напряжения (+5 V) от встроенного стабилизированного источника опорного напряжения, выводы 16 и 15 – соответственно, прямой и инвертирующий входы усилителя ошибки по сигналу ограничения тока. По функциональным узлам, входящим в состав микросхемы, ее можно разделить на аналоговую и цифровую составляющие. К аналоговой составляющей относятся усилители ошибок, компараторы, генератор пилообразного напряжения и вспомогательные источники. Все остальные элементы, в том числе и выходные транзисторы следует отнести к цифровой части.

Из временных диаграмм контроллер шим импульсного блока питания, приведенных на рис. видно, что моменты появления выходных управляющих импульсов, а также их длительность определяется состоянием выхода логического элемента D1.

графики напряжений микросхемы

Остальная логика выполняет лишь вспомогательную функцию, разделения выходных импульсов на два канала. Оба транзистора имеют открытые коллекторы и эмиттеры, поэтому их можно подключать двояко, как с общим эмиттером, так и с общим коллектором. Триггер Flip-Flop является двухтактным динамическим D-триггером. Принцип его работы в следующем. Каждый из выходных импульсов элемента D1 своим отрицательным фронтом переключает триггер и этим меняет канал прохождения следующего импульса, т. е. исключает появление двух отпирающих импульсов за один период работы.

Типовая схема импульсного DC/DC преобразователя на основе контроллер шим импульсного блока питания TL494 показана на рисунке.

Типовая схема включения

Основные технические характеристики:

  • Диапазон напряжения питания ..42V
  • Максимальное напряжение коллекторов выходных транзисторов  42V.
  • Максимальный ток коллектора выходных транзисторов 0,2А.
  • Опорное напряжение 4,5…5,5V.
  • Мощность рассевания в непрерывном режиме в корпусе DIP-16 при температуре окружающей среды ниже 45°С   1W.
  • Ток потребления не более 10mA.
  • Частота генератора может быть задана в пределах ..200 kHz.
  • Длительность фронта импульса выходного тока не более 200nS.
  • Длительность спада импульса выходного тока не более 100nS
  • Сопротивление резистора RT может быть в пределах 1,8… 500 кОm.
  • Емкость конденсатора СТ может быть в пределах 0,0047…10 мкФ.
  • Рабочий диапазон температуры:

           TL494B  -40…+125°С

          TL494C  0…+70°С

         TL494I  -40…+85°С.

Закладка Постоянная ссылка.

Комментарии запрещены.