Аналоги микросхемы TL494

Импульсные источники питания при всех своих преимуществах имеют серьезный недостаток – сложную схемотехнику. По этой причине удобно создавать подобные блоки на микросхемах. Классическим примером такой микросхемы служит TL494.

Особенности микросхемы

Аналоги микросхемы TL494
Внутренняя структура микросхемы

Микросхема TL494 представляет собой блок для управления мощностью посредством широтно-импульсной модуляции (ШИМ, PWM) и позволяет строить импульсные блоки питания. Для этого у нее «на борту» имеются:

  • генератор (частота задается внешними элементами) с функцией паузы между импульсами (Dead-time), длительность которой можно настраивать;
  • два выходных транзистора для управления внешними ключами;
  • два усилителя ошибки с выходом для организации обратной связи;
  • источник опорного напряжения.

Открытые коллекторы и эмиттеры транзисторов позволяют строить внешние ключи по одиночной или пушпульной схемам.

В datasheet производители в перечень достоинств включают и наличие защиты от перенапряжения.

Параметры TL494

Предельные характеристики не являются нормальным режимом эксплуатации. Однократное достижение этих параметров может вывести микросхему из строя, а периодическое достижение этих характеристик снижает срок службы электронного компонента.

Все параметры, указанные в таблице, действительны для всего диапазона эксплуатационных температур, если не отмечено иное.

Предельные характеристики
ПараметрЗначениеРазмерность
Напряжение питания, Vcc42В
Напряжение на коллекторе выходного транзистора, Vc1, Vc242В
Ток коллектора каждого выходного транзистора, Ic1, Ic2500мА
Пределы входного напряжения усилителя, Vir-0,3..+42В
Предельная рассеиваемая мощность, Pd1000мВт
Эксплуатационные пределы температуры окружающей среды (Ta)0..+70

для TL494C

град.С
минус 25..+85 для TL494I
Температура хранения (Tstg)минус 55..+125
Температура перехода (Tj)+125

В следующей таблице собраны рекомендуемые параметры. При указанных условиях микросхема отработает предусмотренный ресурс.

Рекомендуемые параметры
ПараметрЗначениеРазмерность
Напряжение питания, Vcc7..40В
Напряжение на коллекторе выходного транзистора, Vc1, Vc2не более 40В
Ток коллектора каждого выходного транзистора, Ic1, Ic2200мА
Пределы входного напряжения усилителя, Vir-0,3..+Vcc-2В
Входной ток вывода обратной связи, Ifbне более 0,3мА
Опорный выходной ток, Irefне более 10мА
Номинал времязадающего резистора, Rt1,8..500

(типовое значение 30)

кОм
Номинал времязадающего конденсатора, Сt0,0047..10

(тип.0,001)

мкФ
Частота генератора, f osc1..200

(тип.40)

кГц

Электрические параметры микросхемы разбиты по структурным элементам и измерены при условиях:

  • напряжение питания – 15 вольт;
  • ёмкость частотозадающего конденсатора – 0,01 мкФ;
  • сопротивление частотозадающего резистора – 12 кОм.

Дополнительные или отличающиеся условия указаны для каждого параметра отдельно.

Типовые значения характеристик соответствуют Ta=+25 град.С, минимальные и максимальные –минимальным и максимальным пределам Ta.

Электрические характеристики
ПараметрЗначениеРазмерностьУсловия тестирования
Опорная секция
Опорное напряжение4,75..5,25

(тип.5)

ВIo=1 mA
Изменение выходного напряжения при изменении напряжения питания, Reg lineне более 25мВVcc=7..40 V
Изменение выходного напряжения при изменении нагрузки, Reg loadне более 15мВIo=1..10 mA
Ток короткого замыкания, Isc15..75мАVref=0 V
Выходная секция
Ток коллектора в закрытом состоянии, Ic(off)не более 100мкАVсс=40 V,

Vce=40 V

Ток эмиттера в закрытом состоянии, Ie(off)не более -100мкАVсс=40 V,

Vc=40 V,

Ve=0 V

Напряжение насыщения коллектор-эмиттерне более 1,3

(конфигурация с общим эмиттером, Vsat(c))

ВVe= 0V,

Ic=200 mA

не более 2,5

(конфигурация с общим коллектором, Vsat(e))

ВVс= 15V,

Ie=-200 mA

Выходной ток вывода управления в состоянии LOW, Iocl10 (тип.)мкАVoc≤0,4 V
Выходной ток вывода управления в состоянии HIGH, Iochне более 3,5мАV

OC

= Voc=Vref

Время нарастания выходного напряжения в конфигурации с общим эмиттером, trне более 200нс
Время нарастания выходного напряжения в конфигурации с общим коллектором, trне более 200
Время спада выходного напряжения в конфигурации с общим эмиттером, tfне более 100
Время спада выходного напряжения в конфигурации с общим коллектором, tfне более 100
Секция усилителя ошибки
Входное напряжение смещения (Vio)не более 10мВVo(pin3)=2,5 V
Входной ток смещения (Ios)не более 250нА
Ток, потребляемый входами (Iib)не более 1мкА
Входное напряжение (Vicr)-0,3..Vсс-2ВVcc=40 V,

Ta=+25 град.С

Коэффициент усиления по напряжению при разомкнутой петле обратной связи, Avolне менее 70дБΔVo = 3 V,

Vo = 0,5..3.5 V, Rl = 2 kΩ

Частота единичного усиления, Fc-350 (тип.)кГц
Сдвиг фаз на частоте единичного усиления, φm65градусов
Коэффициент подавления синфазного сигнала, CMRRне менее 65дБVсс=40 V
Коэффициент подавления пульсаций напряжения питания, PSRR100 (тип.)дБΔVсс = 33 V,

Vo = 2,5 V,

Rl = 2 kΩ

Втекающий выходной ток, Io-не менее 0,3мАVo(pin3)=0,7 V
Вытекающий выходной ток, Io+не менее 2мАVo(pin3)=3,5 V
Секция компаратора ШИМ
Пороговое напряжение входа, Vthне более 4,5 (тип.2,5)В
Ток входа, Ii-не менее 0,3мАVo(pin3)=0,7 V
Секция контроля времени Deadtime
Ток, потребляемый входом выв.4, Iib(dt)не более 10мкАVpin4=0..5,25 V
Максимальный рабочий цикл каждого вывода в пушпульном режиме, DCmax45..50%Vpin4 = 0 V,

Ct = 0,01 uF,

Rt = 12 kΩ

не более 50%Vpin4 = 0 V,

Ct = 0,001 uF,

Rt = 30 kΩ

Пороговое напряжение входа выв.4, Vthне более 3,3Внулевой рабочий цикл
не менее 0Вмаксимальный рабочий цикл
Секция генератора
Частота, fosc40кГцCt = 0,001 uF,

Rt = 30 kΩ

Стандартное отклонение частоты, δfosc3%
Изменение частоты при изменении напряжения питания, Δfosc(ΔV)0,1%Vcc=7..40 V, Ta=25 град.С
Изменение частоты при изменении температуры, Δfosc(ΔV)не более 12%При изменении Ta от минимальной до максимальной, Ct = 0,01 uF,

Rt = 12 kΩ

Секция защиты от повышения напряжения
Порог включения, Vth5,5..7ВПри возрастании Vcc,

Iref=1 mA

Общие параметры
Ток потребления покоя, Iccне более 10мАVсс=15 V
не более 15мАVсс=40 V
Средний потребляемый ток7 (тип)мАCt = 0,01 uF,

Rt = 12 kΩ,

Vpin4 = 2 V,

Vcc = 15 V

Корпус и расположение выводов

Аналоги микросхемы TL494
Два варианта исполнения микросхемы TL494

В большинстве случаев TL494 можно встретить в корпусах с выводным исполнением в двух исполнениях:

  1. Для поверхностного монтажа (чаще всего, корпус SO-16) – в этом случае к маркировке микросхемы добавляется суффикс D.
  2. Для монтажа в отверстия (DIP-16) – суффикс N.

Обе модификации не отличаются по электрическим параметрам и распиновке, которая указана на рисунке. Функциональное назначение каждого вывода приведено в таблице.

Аналоги микросхемы TL494
Расположение выводов TL494
ОбозначениеФункциональное назначение
11IN+Неинвертирующий вход усилителя ошибки 1
21IN-Инвертирующий вход усилителя ошибки 1
3FEEDBACKВыход обратной связи
4DTCУправление паузой (Dead-time)
5CTЧастотозадающий конденсатор
6RTЧастотозадающий резистор
7GNDОбщий
8C1Коллектор выходного транзистора 1
9E1Эмиттер выходного транзистора 1
10E2Эмиттер выходного транзистора 2
11C2Коллектор выходного транзистора 2
12VCCНапряжение питания
13OUTPUT CTRLВыбор режима выходного каскада
14REFВыход опорного напряжения
152IN-Инвертирующий вход усилителя ошибки 2
162IN+Неинвертирующий вход усилителя ошибки 2

Встречаются микросхемы TL494 и в других корпусах для поверхностного монтажа. Они имеют индексы NS, DB, PW. Их электрические параметры и цоколевка полностью совпадают с описанными модификациями.

Аналоги и варианты замены

Аналоги микросхемы TL494
KA7500 — полный аналог TL494

Различными производителями выпускаются клоны и аналоги классической микросхемы TL494. Среди них:

  • KA7500;
  • UTC494;
  • UC3843;
  • TL3842.

Среди отечественных элементов полноценной заменой служит К(Р)1114ЕУ4. Перечисленные микросхемы имеют взаимозаменяемый корпус, совпадающую цоколевку и схожие параметры. Помимо этого, существует элемент TL594. Он является аналогом TL494 c повышенной точностью усилителей ошибки и компаратора. Здесь прямая замена также не вызовет проблем.

Существуют и альтернативные варианты контроллеров для ШИМ (PWM). Это, например, UC2842 или SG2524. На них тоже можно строить импульсные источники питания, но прямая замена сложна и нецелесообразна из-за несовпадения корпусов, расположения выводов и внутренней структуры.

Аналоги микросхемы TL494
UC2842 в корпусе DIP-8

В большинстве случаев микросхемы с различными буквенными индексами внутри линейки взаимозаменяемы по электрическим параметрам. Например, отличие TL494CN от TL494 с другими буквенными индексами состоит в корпусе DIP и в положительном рабочем диапазоне температур. В большинстве случаев этого достаточно.

Для перемонтажа микросхем в других корпусах можно воспользоваться платами-переходниками.

Аналоги микросхемы TL494
Платы-переходники с SO-16 и SOP-16 на DIP-16

Применение и практические схемы включения

Типовая схема включения TL494CN приводится в datasheet производителя.

Аналоги микросхемы TL494
Стандартная схема включения микросхемы

Здесь на один усилитель ошибки, представляющий собой, фактически, операционный усилитель с Ку=70..90 дБ, заведено измерение значения тока (с шунтового резистора R13). Другой усилитель ошибки контролирует выходное напряжение. Вывод 13 заземлен, это значит, что выход сконфигурирован под режим Single ended. В этом режиме частота переключения внешних транзисторов совпадает с частотой генератора (в режиме Push-Pull она в два раза ниже).

В данной схеме приведено подключение в качестве внешних ключей биполярных транзисторов. Применение MOSFET потребует отдельных мер для закрывания ключевых элементов.

Аналоги микросхемы TL494
Управление полевыми транзисторами

На практике широко распространено применение микросхемы в схемах импульсных блоков питания компьютеров. Большинство БП для ПК до недавнего времени строилось на TL494 или ее клонах.

Аналоги микросхемы TL494
TL494CN в компьютерном БП

Однако TL494 применяется и в более простых импульсных устройствах. Например, в приведенной схеме сетевого блока питания для бытовой аппаратуры.

Аналоги микросхемы TL494
Схема мощного импульсного блока питания

Микросхеме присущи и определенные недостатки (неудобная синхронизация двух микросхем, медленная работа обратной связи, необходимость дополнительной обвязки для управления внешними ключами). Однако выбранная архитектура оказалась очень удачной. Микросхема получила широчайшее распространение, а ее развитие идет лишь в сторону улучшения некоторых параметров (TL594).

Фото аватара
Становой Алексей

Инженер-электроник. Работаю в мастерской по ремонту бытовых приборов. Увлекаюсь схемотехникой.

Оцените автора
( Пока оценок нет )
Запитка
Добавить комментарий