高自力

摘要：TL494是電壓驅(qū)動(dòng)脈寬調(diào)制控制集成電路，廣泛地應(yīng)用在電腦、顯示器、打印機(jī)以及UPS逆變電源等各種脈寬調(diào)制電路中。因此有關(guān)TL494芯片所涉及的故障。該文結(jié)合TL494電壓驅(qū)動(dòng)脈寬控制電路的工作原理,分析和總結(jié)基于TL494 芯片PWM控制電路檢測(cè)的方法和技巧。

關(guān)鍵詞：集成電路；PWM技術(shù)；檢測(cè)：技巧

中圖分類號(hào)：TN873 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1009-3044(2012)36-8799-03

TL494是美國(guó)德克薩斯儀器公司開發(fā)的一款高性能固定頻率的電壓驅(qū)動(dòng)型PWM脈寬調(diào)制控制電路，具有功能完善、工作性能穩(wěn)定、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電腦、顯示器、打印機(jī)開關(guān)電源以及UPS逆變電源等各種脈寬調(diào)制電路中作電源控制驅(qū)動(dòng)器件。?現(xiàn)結(jié)合電路的工作特點(diǎn)，通過對(duì)電路要點(diǎn)的剖析，來闡述基于TL494 芯片PWM控制電路檢測(cè)的方法和技巧。

1 TL494的電路結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 TL494的電路結(jié)構(gòu)

TL494各引腳功能：

（1）腳noninv input；誤差放大器1的同相輸入端。

（2）腳inv input；誤差放大器1的反相輸入端。

（3）腳compinput；誤差放大器輸出補(bǔ)償端；

（4）腳deadtime control；死區(qū)電平控制端；

（5）腳CT；內(nèi)部鋸齒波振蕩器外接電容連接端；

（6）腳RT；內(nèi)部鋸齒波振蕩器外接電阻連接端；

（7）腳Ground；電源直流地端；

（8）腳C1；驅(qū)動(dòng)輸出1集電極輸出端；

（9）腳E1；驅(qū)動(dòng)輸出1發(fā)射極輸出端；

（10）腳E2；驅(qū)動(dòng)輸出2發(fā)射極輸出端；

（11）腳C2；驅(qū)動(dòng)輸出2集電極輸出端；

（12）腳VCC；直流電源端；

（13）腳output control；輸出狀態(tài)控制端；

（14）腳Vref；5V基準(zhǔn)電源端；

（15）腳inv input；誤差放大器2的反相輸入端；

（16）腳noninv input；誤差放大器2的同相輸入端。

1.2 TL494的工作原理

1.2.1 振蕩電路

當(dāng)TL494（12）腳VCC直流電源端和（7）腳Ground電源直流地形成供電回路，（5）腳CT端外接電容C；（6）腳RT端外接電阻R這樣TL494就會(huì)產(chǎn)生振蕩，并可在（5）腳得到一個(gè)頻率為f＝1.1/RC的鋸齒波振蕩電壓。其振蕩頻率由外接RC決定；改變R或C值可得到所需頻率值。并通過電容CT上的正極性鋸齒波電壓與另外兩個(gè)控制信號(hào)進(jìn)行比較來實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出脈沖的寬度的控制。

1.2.2 死區(qū)電壓比較控制電路

由振蕩電路產(chǎn)生的鋸齒波振蕩電壓送到IC內(nèi)部電壓比較器1的同相端，與輸入到電壓比較器1反相端的死區(qū)電平控制信號(hào)VB，設(shè)置該死區(qū)控制信號(hào)的目的是防止當(dāng)從誤差放大器或控制放大器輸出的VA信號(hào)過小，以至于出現(xiàn)V1變成幅度為電源電壓的直流高電平。該VB信號(hào)經(jīng)IC（4）腳送至電壓比較器1的反相端。死區(qū)電壓比較控制電路具有0.12V的輸入補(bǔ)償電壓，它限制了最小輸出死區(qū)時(shí)間約等于鋸齒波周期的4%。當(dāng)輸出控制端接地，最大輸出占空比為96%，接參考電壓時(shí)，占空比為48%。當(dāng)把死區(qū)時(shí)間控制輸入端IC（4）腳接上固定電壓即范圍在0.4~3.3V之間時(shí)，能在輸出脈沖上產(chǎn)生附加的死區(qū)時(shí)間。IC（4）腳電位越高，死區(qū)時(shí)間越寬，占空比越小。

1.2.3 PWM比較控制電路

由誤差放大器和控制放大器的所輸出的兩路控制信號(hào)經(jīng)過門控電路后產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)VA，并將控制信號(hào)VA送到電壓比較器2的反相端與送到電壓比較器2由鋸齒波振蕩器產(chǎn)生的鋸齒波振蕩電壓進(jìn)行比較。根據(jù)電壓比較器的工作原理：當(dāng)送到電壓比較器的同相端的電位高于它的反相端電位時(shí)，就能在電壓比較器的輸出端得到高電平輸出。反之輸出端輸出低電平。通過調(diào)控誤差放大器和控制放大器的工作狀態(tài)來改變（3）端的VA控制電平的大小，VA控制信號(hào)電平越大，則輸出PWM脈沖寬度越窄，反之變寬。

1.2.4 供電與基準(zhǔn)電源電路

TL494電源供電端（12）腳其允許輸入電壓可達(dá)8－40V。因TL494內(nèi)置一個(gè)5.0V的基準(zhǔn)電壓源，因此無需外部穩(wěn)壓器；使用外置偏置電路時(shí)，可提供高達(dá)10mA的負(fù)載電流。該基準(zhǔn)電源能提供±5%的精確度。（14）腳為5V基準(zhǔn)電源端，并作為電路過流保護(hù)取樣輸入。

1.2.5 輸出控制電路

輸出電路在TL494芯片內(nèi)置2只NPN功率輸出管，可提供500mA的驅(qū)動(dòng)能力。輸出電路工作狀態(tài)由（13）腳來控制，當(dāng)為低電平時(shí)兩個(gè)功率輸出管狀態(tài)由PWM比較控制器和死區(qū)電壓比較器直接控制，兩功率輸出管同相控制；當(dāng)（13）腳為高電平時(shí)TL494內(nèi)部D觸發(fā)器控制兩功率輸出管，并交替導(dǎo)通，去驅(qū)動(dòng)推挽或橋式變換器。

2 TL494的電路關(guān)鍵點(diǎn)測(cè)試

2.1 5V基準(zhǔn)電源和振蕩電路

TL494（12）腳為直流電源輸入端，其正常工作電壓為7V－40V；當(dāng)直流電源送到TL494（12）腳后，其內(nèi)部5V基準(zhǔn)電源發(fā)生器工作，并從（14）輸出5V基準(zhǔn)電壓，它是各控制電路所需的參考電源。所以（14）腳5V基準(zhǔn)電源電壓是TL494正常工作的基本保證，該腳電壓只要正常，TL494鋸齒波振蕩器（6）腳外接電容CT和（5）腳外接電阻RT連接正常，該鋸齒波發(fā)生器就會(huì)產(chǎn)生f＝1.1/(RT×CT)的鋸齒波。振蕩器正常工作，用示波器檢測(cè)TL494（5）腳可以檢測(cè)到鋸齒波振蕩信號(hào)。因此（12）腳5V基準(zhǔn)電壓是關(guān)鍵點(diǎn)，該點(diǎn)電壓不正常，只要TL494（12）腳輸入直流電壓不低于7V，多為TL494損壞。

2.2 PWM比較控制電路

TL494控制放大器的反相端（15）腳直接?。?4）腳5V基準(zhǔn)電源電壓為控制放大器參考電壓，誤差放大器的（2）腳由（14）腳5V基準(zhǔn)電源電壓通過電阻分壓后一般為2.5V提供作為誤差放大器參考電壓。其中控制放大器的反相端（15）腳5V基準(zhǔn)電壓與同相端（16）采樣到的過流檢測(cè)控制電壓（一般約為1.5V）共同作用來控制TL494（8）和（11）腳兩輸出端的輸出信號(hào)的；而誤差放大器的（2）腳的參考電壓與反饋至誤差放大器的（1）腳輸出采樣電壓共同作用來控制TL494輸出端輸出脈沖的寬度。

當(dāng)TL494無輸出脈沖時(shí)，首先要檢測(cè)（16）腳控制電壓是否正常，若該腳電壓不正常，則出現(xiàn)無脈沖輸出現(xiàn)象或出現(xiàn)不正常的窄脈沖。

2.3 死區(qū)電壓比較控制電路

TL494（4）腳為死區(qū)電平控制端，設(shè)置該死區(qū)控制信號(hào)的目的是防止當(dāng)從誤差放大器或控制放大器輸出的VA信號(hào)過小，以至于出現(xiàn)V1變成幅度為電源電壓的直流高電平。（4）腳電壓來自5V基準(zhǔn)電壓通過電阻分壓后所產(chǎn)生電壓和輸出采樣控制信號(hào)形成了死區(qū)的控制電平，一般（4）腳死區(qū)控制電壓為0.4V－3.3V左右；當(dāng)（4）腳低電平時(shí)，TL494有脈沖輸出，（4）腳電平越高，輸出脈沖寬度約窄；當(dāng)（4）腳電壓超過3.5V時(shí)，輸出脈沖寬度為0。

2.4 輸出控制電路

輸出電路在TL494芯片內(nèi)置2只NPN功率輸出管，分別由（8）腳和（11）腳兩輸出端輸出，內(nèi)部為可提供500mA的驅(qū)動(dòng)能力。輸出電路工作狀態(tài)由（13）腳來控制，當(dāng)為低電平時(shí)兩個(gè)功率輸出管狀態(tài)由PWM比較控制器和死區(qū)電壓比較器直接控制，兩功率輸出管同相控制；當(dāng)（13）腳為高電平時(shí)TL494內(nèi)部D觸發(fā)器控制兩功率輸出管，并交替導(dǎo)通，去驅(qū)動(dòng)推挽或橋式變換器。（13）腳為高電平時(shí)，一般是直接取至5V基準(zhǔn)電壓，該腳決定了TL494的驅(qū)動(dòng)方式，因此通過測(cè)量（13）腳電壓即可判斷。輸出端（8）腳和（11）腳正常工作是一般電壓為1.6V左右，若電路保護(hù)或故障，輸出端電壓升高，輸出脈沖變窄或?yàn)?。

參考文獻(xiàn)：

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