tl494簡(jiǎn)單逆變器電路分析

　　一、TL494介紹

　　TL494是一種固定頻率脈寬調制電路，它包含了開(kāi)關(guān)電源控制所需的全部功能，廣泛應用于橋式單端正激雙管式、半、全橋式開(kāi)關(guān)電源。

　　1、TL494內部結構

　　2、主要特征

　　1、集成了全部的脈寬調制電路。

　　2、片內置線(xiàn)性鋸齒波振蕩器，外置振蕩元件僅兩個(gè)（一個(gè)電阻和一個(gè)電容）。

　　3、內置誤差放大器。

　　4、內置5V參考基準電壓源。

　　5、可調整死區時(shí)間。

　　6、內置功率晶體管可提供500mA的驅動(dòng)能力。

　　7、推或拉兩種輸出方式。

　　3、引腳圖

　　二、經(jīng)典tl494逆變應用

　　1、應用一

　　這個(gè)算是最簡(jiǎn)單的應用了：屏蔽了兩個(gè)誤差放大器的功能，但緩啟動(dòng)，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(gè)誤差放大器屏蔽的話(huà)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(guò)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(gè)5V輸出的精密穩壓電源，好多應用都是從這個(gè)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(gè)誤差放大器的輸出匯總端，因為屏蔽了兩個(gè)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(huà)可使占空比從最大到關(guān)閉是為止（45%-0%）.4腳直接接地的話(huà)占空比是最大了（不過(guò)放心廠(chǎng)家已經(jīng)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(guò)R1給電容充電，這樣開(kāi)機后4腳開(kāi)始是5V的電位到電容充滿(mǎn)電后4腳變0V（真好完成占空比從0%到最大）整個(gè)緩啟動(dòng)的時(shí)間長(cháng)短就C1和R1的時(shí)間常數決定（加大電阻或電容緩啟動(dòng)時(shí)間變長(cháng)反之就短了）。

　　3:5腳6腳是決定振蕩頻率的，公式是F=1.1/（R*C）注意下整個(gè)頻率算出來(lái)是單端應用的頻率，如果推挽應用的話(huà)還要除以二。這里一起把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(huà)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T(mén)L494的輸出電流比較大，驅動(dòng)場(chǎng)管的話(huà)直接加外接釋放管后就可以驅動(dòng)比較大電流的場(chǎng)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(jiǎn)單的應用電路就講完了，搭這個(gè)電路才幾個(gè)元件。但主要的功能已經(jīng)都涵蓋了。明天接著(zhù)說(shuō)TL494兩個(gè)誤差放大器的應用使TL494能完成限流，穩壓和防反接功能。

　　2、應用二

　　這是個(gè)帶穩壓和限流的圖紙，只是在第一幅圖上增加了兩個(gè)兩個(gè)誤差放大器的應用（一個(gè)限流保護用，一個(gè)穩壓用）.TL494兩個(gè)誤差放大器允許獨立使用，但獨立使用時(shí)要和tl494的3腳接好RC網(wǎng)絡(luò )，上圖中的c6和c7就起這個(gè)作用。

　　1：上圖中穩壓功能的實(shí)現是利用其中一個(gè)誤差放大器的1腳和2腳實(shí)現的（兩個(gè)誤差放大器可以互換使用）。因為誤差放大器的2腳是通過(guò)R3接入TL494的14腳（5V基準電壓端）那么2腳電位就固定在5V了，那么1腳電位也必須要5V保持穩定狀態(tài)。上圖中WR1就是根據設定高壓輸出電壓的需要，電阻分壓后微調分壓使TL494的1腳保持5V電位。這樣輸出電壓出現變化時(shí)必然使TL494的1腳電位發(fā)生變化，1腳的電位微小變化就使誤差放大器控制PWM自動(dòng)調整脈寬，在線(xiàn)性范圍內把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(shí)現。上圖中基準電壓通過(guò)R4和R6分壓，使15腳的電位在（5V*R6）/R4=0.4v ，但另一個(gè)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(shí)不起作用。只有當上圖的取樣電阻R10電流到20A時(shí)，R10的左端電位相對地電位變成20A*0.02歐姆=-0.4V.這時(shí)TL494的15腳電位就升高到和16腳電位相同（同時(shí)變0伏）誤差放大器開(kāi)始工作，如果R10上的電流繼續增加就通過(guò)PWM減少占空比直到完全關(guān)閉輸出，正常工作的條件必須維持15腳的電位大于0伏。

　　這樣兩個(gè)誤差放大器分別完成了過(guò)流和穩壓功能，保證了電路的安全穩定狀態(tài)。

　　自己可以按自己手頭的元件通過(guò)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(gè)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(gè)MV就可以使脈寬從0%變化到45%），誤差輸入端的電阻可以大范圍的選擇。

　　接著(zhù)講取樣電阻R10的代替，這個(gè)電阻比較難找（不過(guò)電瓶車(chē)電機控制器上基本都帶有一個(gè)這樣的電阻，直徑1.5MM長(cháng)15MM左右，阻值在0.01歐姆左右）。應用場(chǎng)管驅動(dòng)的功率電路中防止電源反接是非常重要的一環(huán)?，F在的場(chǎng)管只要是低耐壓的內阻都很小。這是網(wǎng)上下的一幅截圖，設計的比較巧妙：

　　R3提供場(chǎng)管的開(kāi)啟電壓，R4和C1起到電流緩沖作用。網(wǎng)上介紹很多了，電瓶輸入電壓接反的話(huà)幾乎不會(huì )有電流通過(guò)。接入正確的話(huà)，等效一個(gè)小內阻的電阻串聯(lián)其中。內阻由所選的場(chǎng)管決定，比如IRF3025是0.008歐姆兩個(gè)并聯(lián)就等效一個(gè)0.004歐姆的電阻了。將這個(gè)電路的S.D兩極代替電阻R10這樣就變成限流100A的電路了?？紤]不需要這么大的電流就把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(shí)際做二圖時(shí)，L1可以取消，并且在電瓶正負極可以不接濾波電容，有極性的電解萬(wàn)一反接還是要爆的，但R10后必須按10A電流并一個(gè)2000UF的電解的要求并些高頻電解（細高形狀的電解）。第二圖只要1腳直接接地就變成開(kāi)環(huán)應用電路了（最大脈寬工作）。

　　附個(gè)PCB的圖樣尺寸35X35MM：

　?。?0和19兩個(gè)焊盤(pán)要連接起來(lái)）

　　接下來(lái)會(huì )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(fā)過(guò)SG3525高壓光電隔離穩壓的圖，其實(shí)這種穩壓已經(jīng)可以很好的滿(mǎn)足PWM的穩壓要求了。我前面提到過(guò)TL494的誤差端是非常靈敏的，如果所有元件都工作在線(xiàn)性狀態(tài)，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(jiǎn)單應用是：利用高壓直接串聯(lián)電阻使光耦發(fā)射端工作在合適的線(xiàn)性電流范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(diǎn)麻煩的是，輸出端電壓如果不高的話(huà)相對電壓變化反應迅速些，并且串聯(lián)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(huì )進(jìn)入線(xiàn)性態(tài)）。假如在比較高的輸出電壓下還是用電阻限流的話(huà)哪限流電阻上消耗功率會(huì )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(dòng)光耦，也可以用常用的TL431比較輸入端取樣驅動(dòng)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(shuō)下，PWM電路穩壓比較麻煩。一般原則能不用就不用，要用的話(huà)可以采取下面的方案： TL431和PC817的應用在網(wǎng)上介紹的比較詳細。對于特別高的電壓取樣，可以把TL431的輸入端（1腳）分壓取樣和TL431陰極（3腳）光耦驅動(dòng)端的供電分開(kāi)處理（這里另加個(gè)隔離的12V繞組簡(jiǎn)單穩壓供電）。取樣端地和12V繞組共地接TL431的陽(yáng)極（2腳）。通過(guò)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(méi)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(huì )碰到各種奇怪的問(wèn)題，簡(jiǎn)單說(shuō)下注意的地方：一：TL494電源濾波很重要，二：盡量和功率地分開(kāi)走線(xiàn).TL494的地線(xiàn)走線(xiàn)最好也是以下列方法走線(xiàn)8550地-TL494地（7腳）-振蕩地-誤差地這么走線(xiàn)。另外驅動(dòng)功率場(chǎng)管的連線(xiàn)越短越好。做好這些細節一般就不會(huì )出什么問(wèn)題了。如果還出現推挽兩邊發(fā)熱不一致就是變壓器沒(méi)繞好。

　　關(guān)注下84帖，在三腳上加個(gè)接地電容試下容量0.1U就行了。有這個(gè)電容似乎能大大改善波形。

　　3、TL494芯片400W逆變器電路圖

　　變壓器功率為400VA，鐵芯采用45×60mm2的硅鋼片。初級繞組采用直徑1.2mm的漆包線(xiàn)，兩根并繞2×20匝。次級取樣繞組采用0.41mm漆包線(xiàn)繞36匝，中心抽頭。次級繞組按230V計算，采用0.8mm漆包線(xiàn)繞400匝。開(kāi)關(guān)管VT4～VT6可用60V/30A任何型號的N溝道MOS FET管代替。VD7可用1N400X系列普通二極管。該電路幾乎不經(jīng)調試即可正常工作。當C9正極端電壓為12V時(shí)，R1可在3.6～4.7kΩ之間選擇，或用10kΩ電位器調整，使輸出電壓為額定值。如將此逆變器輸出功率增大為近600W，為了避免初級電流過(guò)大，增大電阻性損耗，宜將蓄電池改用24V，開(kāi)關(guān)管可選用VDS為100V的大電流MOS FET管。需注意的是，寧可選用多管并聯(lián)，而不選用單只IDS大于50A的開(kāi)關(guān)管，其原因是：一則價(jià)格較高，二則驅動(dòng)太困難。建議選用100V/32A的2SK564，或選用三只2SK906并聯(lián)應用。同時(shí)，變壓器鐵芯截面需達到50cm2，按普通電源變壓器計算方式算出匝數和線(xiàn)徑，或者采用廢UPS-600中變壓器代用。如為電冰箱、電風(fēng)扇供電，請勿忘記加入LC低通濾波器。利用TL494組成的400W大功率穩壓逆變器電路。它激式變換部分采用TL494，VT1、VT2、VD3、VD4構成灌電流驅動(dòng)電路，驅動(dòng)兩路各兩只60V/30A的MOS FET開(kāi)關(guān)管。如需提高輸出功率，每路可采用3～4只開(kāi)關(guān)管并聯(lián)應用，電路不變。