TL494芯片简介

本系统中采用了德州仪器公司（Texas Instrument）生产的PWM发生器TL494，它是典型的固定频率脉宽调制控制集成电路，它包含了控制开关电源所需的全部功能，可作为单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源的控制系统，其基本电路单元如图1所示。

　　图1 TL494内部功能方框图与基本单元电路

　　①引脚说明。

　　的1、2和16、15脚分别为两个误差放大器的同相向和反相输进端，两个误差放大器可构成电压反馈调节器和电流反馈调节器，分别控制输出电压的稳定和输出过流的保护。3脚为两个放大器公共输出端，也称补偿端。

　　的8、11、12为电源端，7脚为地，14脚为参考电平，正常工作时，输出标准的＋5V电压。13脚为输出方式控制端，当该脚为高电平时，形成双路输出方式，若为低电平时，则为同步工作方式。

　　②工作方式。

　　输出脉冲的宽度调制，是通过电容器C上的正极性锯齿波电压与其他两个控制信号电压进行比较来实现的。激励输出管Q1和Q2的或非门工作状态，是只有在双稳态触发器的时钟输进为低电平时才选通，这种情形只有在锯齿被电压大于控制信号时出现。因此，控制信号幅度的增大，将相应地使输出脉冲的宽度线性减小。

　　控制信号由IC外部输进，一路选到死区时间比较器控制端，一路送到两误差放大器输进端，又称PWM比较器输进端。死区时间控制比较用具有120mV有效输进补偿电压，它限制最小输出死区时间近似即是锯齿波周期时间的4％。在输出控制接地时，将使最大占空系数为己知输出的96％；而在输出接参考电平时，占空比则是给定输出的48％。

　　当把死区时间控制输进端设置在一个固定的电压值时（范围在0～3.3V之间），就能在输出脉冲上产生附加的死区时间。脉宽调制比较器为误差放大器调节输出脉冲宽度提供了一条途径：例如当反馈电压从0.5V变到3.5V时，则输出脉宽从被死区时间控制输进端确定的最大导通时间里下降到0。

　　若TL494片内的两个误差放大器的反相输进端（2脚或15脚）的参考电位一定，当它们的同相输进端电平升高时，则可使片内的两个驱动三极管输出的脉宽调制控制脉冲的宽度变窄；反之，可使脉冲宽度变宽。

　　另外，当死区控制真个电位高于C上的电压时，片内的两个驱动二极管截止；当死区控制端电位不断下降时，则可使两个驱动三极管输出的脉宽调制脉冲宽度增加。

　　在实际中，多利用TL494的内部基准电源向外提供＋5V基准参考电压，再通过设置不同的电阻分压器来为两个误差放大器的反相输进端提供参考电位。

　　另外，TL494内部的两个三极管在工作电压7～40V范围内工作时，最大输出电流可达250mA，若将13脚与14脚相连，就可推挽工作，若将13脚与7脚相连，就形成单端输出。为增大输出可将两个二极管并联。

　　在单端工作状态下，当需要有更高的输出电流时，可以把Q1与Q2并联使用，此时IC－13脚输出状态控制端必须接地，使双稳态触发器不起作用。在这种状态下，输出真个脉冲频率将即是振荡器的频率。

　　图2是用TL494设计的PWM脉宽调制电路。芯片的5脚和6脚外接电阻R301和电容C301，确定了TL494振荡器产生锯齿波的频率：f＝1.1/（RTCT)=25KHz。

　　图2 TL494 PWM脉宽调制电路图

　　（3）脉宽调制控制芯片UC3875。

　　主要包括以下几个方面的功能：工作电源、基准电源、锯齿波、误差放大器、软起动、移相控制信号发生电路、死区时间设置、输出级，其内部结构框图如图3所示。

　　①工作电源UC3875工作电源分为两个：Vin（11脚）和‰c（1O脚）。其中‰供给内部逻辑电路用，它对应于信号地GND（20脚），Vcc供输出级使用，它对应于电源地PWR GND（12脚）。Vcc一般在3V以上就能正常工作，在12V以上工作性能会更好。通常为使芯片更好地工作，减少噪音干扰和直流压降，将Vin和Vcc接至同一个直流电源。

　　图3 UC3875内部功能方框图与引脚图

　　②基准电源UC3875提供一个5V精密基准电压源VREF（1脚），可为外部电路提供大约60mA的电流，该电压在Vin压锁定时消失。其内部设有短路保护电路。同时，VREF也有UVLO功能，只有当rRFF达到4.75V时，芯片才能正常工作。FREE最好外接一个0.1μf、ESR和ESL都很小的滤波电容。

　　③锯齿波斜率设置脚SLOPE（18脚）与VL（5V基淮电压VREF或VIN工作电压）之间接一电阻RSLOPE，为锯齿波脚RAMP（19脚）提供一个电流为VX/RSLOPE。在RAMP与信号地之间接一个电容CRAMP，决定了锯齿波的斜率dV／dt=VX/Rslope×Cramp，Rslope和CRAMP就决定了锯齿波的幅值。

　　④误差放大器和软启动。在电压型调节方式中，其同相端E／A＋（Pin 4）一般接基准电压，反向端E／A—（Pin3）一般接输出反馈电压，软启动功能脚SOFT-START（Pin 6）与信号地GND之间接一个电容CSS，当SOFT－START正常工作时，芯片内部有一个9 μA恒流源给C55充电，SOFT-START的电压线性升高，最后达到4.8V。

　　制信号发生电路是UC3875的核心部分。振荡器产生的时钟信号经过D触发器2分频后，得到两个180°互补的方波信号。这两个方波信号从OUTA（Pin 14）和0UTB（Pin 13）输出，并与振荡时钟信号同步，延时电路为这两个方波信号设置死区。

　　⑥死区时间设置。为了防止同一桥臂的两个开关管同时导通，同时给开关管提供软开关时间，两个开关管的驱动信号之间应该设置一个死区时间。

　　在A-B死区设置脚DELAY SET A－B（Pin 15）和C-D死区设置脚DELAY SET C－D（Pin7）与信号地之间并接不同的电阻和电容，就可以设置不同的死区时间。选择不同的电阻和电容，就可以设置不同的死区时间。

　　⑦输出级UC3875终极的输出就是4个驱动信号：OUTA（14脚）、OUTB（13脚）、0UTC（9脚）和OUTD（8脚），用于驱动全桥变换器的4个开关管。