TL494開關(guān)電源

開關(guān)電源（英文：Switching Power Supply），又稱交換式電源、開關(guān)變換器，是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置，是電源供應(yīng)器的一種。其功能是將一個位準(zhǔn)的電壓，透過不同形式的架構(gòu)轉(zhuǎn)換為用戶端所需求的電壓或電流。開關(guān)電源的輸入多半是交流電源（例如市電）或是直流電源，而輸出多半是需要直流電源的設(shè)備，例如個人電腦，而開關(guān)電源就進(jìn)行兩者之間電壓及電流的轉(zhuǎn)換。

開關(guān)電源不同于線性電源，開關(guān)電源利用的切換晶體管多半是在全開模式（飽和區(qū)）及全閉模式（截止區(qū)）之間切換，這兩個模式都有低耗散的特點(diǎn)，切換之間的轉(zhuǎn)換會有較高的耗散，但時間很短，因此比較節(jié)省能源，產(chǎn)生廢熱較少。理想上，開關(guān)電源本身是不會消耗電能的。電壓穩(wěn)壓是透過調(diào)整晶體管導(dǎo)通及斷路的時間來達(dá)到。相反的，線性電源在產(chǎn)生輸出電壓的過程中，晶體管工作在放大區(qū)，本身也會消耗電能。開關(guān)電源的高轉(zhuǎn)換效率是其一大優(yōu)點(diǎn)，而且因為開關(guān)電源工作頻率高，可以使用小尺寸、輕重量的變壓器，因此開關(guān)電源也會比線性電源的尺寸要小，重量也會比較輕。

若電源的高效率、體積及重量是考慮重點(diǎn)時，開關(guān)電源比線性電源要好。不過開關(guān)電源比較復(fù)雜，內(nèi)部晶體管會頻繁切換，若切換電流尚加以處理，可能會產(chǎn)生噪聲及電磁干擾影響其他設(shè)備，而且若開關(guān)電源沒有特別設(shè)計，其電源功率因數(shù)可能不高。 2100433B

5V基準(zhǔn)源

TL494內(nèi)置了基于帶隙原理的基準(zhǔn)源，基準(zhǔn)源的穩(wěn)定輸出電壓為5V，條件是VCC電壓在7V以上，誤差在100mV之內(nèi)?；鶞?zhǔn)源的輸出引腳是第14腳 REF.

鋸齒波振蕩器

TL494內(nèi)置了線性鋸齒波振蕩器，產(chǎn)生0.3~3V的鋸齒波。振蕩頻率可通過外部的一個電阻Rt和一個電容Ct進(jìn)行調(diào)節(jié)，其振蕩頻率為：f=1/RtCt，其中Rt的單位為歐姆，Ct的單位為法拉。鋸齒波可以在Ct引腳測量到。

運(yùn)算放大器

TL494集成了兩個單電源供電的運(yùn)算放大器。運(yùn)算放大器傳遞函數(shù)為ft(ni,inv)=A(ni-inv)，但不能越出輸出擺幅。一般電源電路中，運(yùn)放接成閉環(huán)運(yùn)行。少數(shù)特殊情況下使用開環(huán)，由外界輸入信號。 兩個運(yùn)放的輸出端分別接一個二極管，和COMP引腳以及后級電路（比較器）相連接。這保證了兩個運(yùn)放中較高的輸出進(jìn)入后級電路。

比較器

運(yùn)算放大器輸出的信號（COMP引腳）在芯片內(nèi)部進(jìn)入比較器正輸入端，和進(jìn)入負(fù)輸入端的鋸齒波比較。當(dāng)鋸齒波高于COMP引腳的信號時，比較器輸出0，反之則輸出1.

脈沖觸發(fā)器

脈沖觸發(fā)器在鋸齒波的下降沿且比較器輸出1時導(dǎo)通，令兩個中的一個輸出端（依次輪流）片內(nèi)三極管導(dǎo)通，并在比較器輸出降到0時截止。

靜區(qū)時間比較器

靜區(qū)（直譯死區(qū)）時間由Dead Time Control引腳4設(shè)置，它通過一個比較器對脈沖觸發(fā)器實行干擾，限制最大占空比?？稍O(shè)置的每端占空比上限最高為45%，在工作頻率高于150KHz時占空比上限是42%左右。（當(dāng)DTC引腳電平被設(shè)為0時）。

TL494于1980年代初由德州儀器公司設(shè)計并推出，推出后立刻得到市場的廣泛接受，尤其是在PC機(jī)的ATX半橋電源上。直至今日，仍有相當(dāng)比例的PC機(jī)電源基于TL494芯片。多年來，作為最廉價的雙端PWM芯片，TL494在雙端拓?fù)?，如推挽和半橋中?yīng)用極多。由于其較低的工作頻率以及單端的輸出端口特性，它常配合功率雙極性晶體管（BJT）使用，如用于配合功率MOSFET則需外加電路。

TL494已成為一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)芯片，由很多家集成電路廠商生產(chǎn)。它也被命名為其他型號，如飛兆（Fairchild，又稱仙童）公司將它的TL494兼容芯片命名為KA7500。

雖然TL494的架構(gòu)被歷史證明極為優(yōu)秀，但由于其老舊的工藝、低頻率、以及缺乏新的節(jié)能特性，它正在高端市場面臨著淘汰。至2008年，幾乎沒有售價高于人民幣300元的開關(guān)電源使用TL494作為主控芯片了，盡管低端、中端市場仍然大量采用。

• 調(diào)制方式：定頻調(diào)寬

• 控制模式：電壓模式

• 最高額定頻率：300000Hz

• 輸出端口：雙端交錯

• 每端最大占空比：45%

• 封裝：SOP-16, DIP-16

• 常用拓?fù)洌築uck、推挽、半橋

TL494，是一種開關(guān)電源脈寬調(diào)制（PWM）控制芯片。

簡介

上述幾種逆變器的主電路均需要有控制電路來實現(xiàn)，一般有方波和正弦波兩種控制方式，方波輸出的逆變電源電路簡單，成本低，但效率低，諧波成份大。正弦波輸出是逆變器的發(fā)展趨勢，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，有PWM功能的微處理器也已問世，因此正弦波輸出的逆變技術(shù)已經(jīng)成熟。

方波輸出的逆變器

1.方波輸出的逆變器多采用脈寬調(diào)制集成電路，如SG3525，TL494等。實踐證明，采用SG3525集成電路，并采用功率場效應(yīng)管作為開關(guān)功率元件，能實現(xiàn)性能價格比較高的逆變器，由于SG3525具有直接驅(qū)動功率場效應(yīng)管的能力并具有內(nèi)部基準(zhǔn)源和運(yùn)算放大器和欠壓保護(hù)功能，因此其外圍電路很簡單。

正弦波輸出的逆變器

2.正弦波輸出的逆變器控制集成電路，正弦波輸出的逆變器，其控制電路可采用微處理器控制，如INTEL公司生產(chǎn)的80C196MC、摩托羅拉公司生產(chǎn)的MP16以及MI－CROCHIP公司生產(chǎn)的PIC16C73等，這些單片機(jī)均具有多路PWM發(fā)生器，并可設(shè)定上、下橋臂之間的死區(qū)時間，采用INTEL公司80C196MC實現(xiàn)正弦波輸出的電路，80C196MC完成正弦波信號的發(fā)生，并檢測交流輸出電壓，實現(xiàn)穩(wěn)壓。電路輸出端一般采用LC電路濾除高頻波，得到純凈的正正弦波。

前言

第一章 開關(guān)電源的制作流程

第一節(jié) 開關(guān)電源的電路組成

第二節(jié) 開關(guān)電源的制作流程

第二章 開關(guān)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

第一節(jié) 降壓式變換器

第二節(jié) 升壓式變換器

第三節(jié) 反激式變換器

第四節(jié) 正激式變換器

第五節(jié) 推挽式變換器

第六節(jié) 半橋式變換器

第七節(jié) 全橋式變換器

第三章 開關(guān)電源的控制電路

第一節(jié) 自激振蕩型PWM控制電路

第二節(jié) TL494型PWM控制電路

第三節(jié) SG3525型PWM控制電路

第四節(jié) UC3842型電流模式PWM控制電路

第五節(jié) TOPSwitch-Ⅱ系列的PWM控制電路

第六節(jié) TinySwitch系列的PWM控制電路

第四章 開關(guān)電源的輔助電路

第一節(jié) 輸出電壓反饋電路

第二節(jié) 尖峰電壓吸收電路

第三節(jié) EMI濾波電路

第四節(jié) 整流濾波電路

第五節(jié) 過電壓保護(hù)電路

第六節(jié) 過電流保護(hù)電路

第七節(jié) 尖峰電流抑制電路

第五章 高頻變壓器的設(shè)計

第一節(jié) 高頻變壓器設(shè)計的基本方法

第二節(jié) 反激式開關(guān)電源的高頻變壓器設(shè)計

第六章 印制電路板的設(shè)計

第一節(jié) 確定元器件的封裝

第二節(jié) 元器件的布局

第三節(jié) 印制板的布線

第七章 開關(guān)電源的調(diào)試

第一節(jié) 調(diào)試儀器設(shè)備的選擇

第二節(jié) 調(diào)試方法與步驟

第三節(jié) 關(guān)鍵測試點(diǎn)的選擇

第四節(jié) 調(diào)試中的注意事項

第八章 開關(guān)電源的制作實例

第一節(jié) 60W寬電壓范圍開關(guān)電源

第二節(jié) 三相電能表開關(guān)電源

第三節(jié) 72W升壓式DC/DC變換器

第九章 開關(guān)電源的測試分析

第一節(jié) 開關(guān)電源測試技術(shù)

第二節(jié) 開關(guān)電源的性能測試

第三節(jié) 開關(guān)電源的測試技巧

第四節(jié) 開關(guān)電源的波形測試及分析

第五節(jié) 高頻變壓器磁飽和的檢測方法

參考文獻(xiàn)2100433B

上述幾種逆變電源的主電路均需要有控制電路來實現(xiàn)，一般有方波和正弦波兩種控制方式，方波輸出的逆變電 源電路簡單，成本低，但效率低，諧波成份大。正弦波輸出是逆變電源的發(fā)展趨勢，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，有PWM功能的微處理器也已問世，因此正弦波輸出的逆變技術(shù)已經(jīng)成熟。

1、方波輸出的逆變電源目前多采用脈寬調(diào)制集成電路，如SG3525，TL494等。實踐證明，采用SG3525集成電路，并采用功率場效應(yīng)管作為開關(guān)功率元件，能實現(xiàn)性能價格比較高的逆變電源，由于SG3525具有直接驅(qū)動功率場效應(yīng)管的能力并具有內(nèi)部基準(zhǔn)源和運(yùn)算放大器和欠壓保護(hù)功能，因此其外圍電路很簡單。

2、正弦波輸出的逆變電源控制集成電路

正弦波輸出的逆變電源，其控制電路可采用微處理器控制，如INTEL公司生產(chǎn)的80C196MC、摩托羅拉公司生產(chǎn)的MP16以及MI－CROCHIP公司生產(chǎn)的PIC16C73等，這些單片機(jī)均具有多路PWM發(fā)生器，并可設(shè)定上、下橋臂之間的死區(qū)時間，采用INTEL公司80C196MC實現(xiàn)正弦波輸出的電路，80C196MC完成正弦波信號的發(fā)生，并檢測交流輸出電壓，實現(xiàn)穩(wěn)壓。