TL494芯片详解：原理、应用与优化

TL494是一种固定频率脉宽调制电路，它主要为开关电源电路而设计。如图7-11所示，TL494主要封装形式有贴片封装SO-16及双列直插封装PDIP-16。

图7-11　TL494封装图

1.TL494内部电路

如图7-12所示为TL494内部电路图，集成了全部的脉宽调制电路，内置有锯齿波振荡器、误差放大器、PWM比较器、5 V基准电压源、死区时间比较器、触发器电路、输出电路及欠压保护电路等。基准电压源可提供高达10 mA的负载电流，在典型的0～70℃温度条件下，该基准电源能提供±5%的精确度。输出功率晶体管可提供最大500 mA的驱动能力。

2.TL494芯片脉冲宽度调制过程

TL494芯片内置线性锯齿波振荡器，振荡频率可通过外部电阻RT（6脚）和电容CT（5脚）来进行设定，其振荡频率为：

如图7-13所示，输出脉冲的宽度通过电容CT上的正极性锯齿波电压与PWM比较器、死区电压比较器输出信号进行比较来实现。功率输出管VT1和VT2受触发器控制，仅当双稳触发器的时钟信号为低电平时才工作，亦即锯齿波电压大于控制信号期间工作，当控制信号增大时，输出的脉冲宽度将减小。

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图7-12　TL494内部电路图

图7-13　TL494脉冲调制波形

控制信号由集成电路外部输入，一路送至死区电压比较器，一路送往误差放大器输入端。死区电压比较器具有120 mV输入补偿电压，它限制了最小输出死区时间约等于锯齿波周期的4%。当输出方式控制端（第13脚）接地时，最大输出占空比为96%，而当其接参考电压UREF时，占空比为48%。当把死区时间控制输入端接上固定电压（范围在0～3.3 V之间）时，即能在输出脉冲上产生附加的死区时间。

脉冲宽度比较器为误差放大器调节输出宽度提供了一种手段，当反馈电压从0.5 V变化到3.5 V时，输出脉冲宽度从被死区确定的最大导通百分比下降到0。两个误差放大器有相同的电压输入范围，从-0.3 V到＋UCC-2，可用于检测电源输出电压和电流，误差放大器的输出端常处于高电平，它与脉冲宽度调制器的反相输入端进行或运算。

当电容CT放电，一个正脉冲出现在死区比较器的输出端，受脉冲约束的双稳触发器进行计时，同时使输出管VT1和VT2停止工作。若输出控制端连接到参考电压源UREF，那么脉冲交替输出至两个输出管，输出频率等于脉冲振荡器的频率的一半。如果工作在单端状态，且最大占空比为50%时，驱动信号分别从输出管VT1和VT2取得。当需要更高的驱动电流输出时，亦可将VT1和VT2并联使用，此时工作在单端工作模式，需要将输出方式控制脚（第13脚）接地，以关闭双稳触发器，此状态输出频率等于振荡器的频率。

3.TL494输出极限值

电源电压UCC：最大42 V；集电极输出电压UC：最大42 V；集电极输出电流IC：最大500 mA；放大器输入电压UIR：-0.3～42 V；电源耗散功率PD：最大1000 mW；引脚焊接温度TJ：最大125℃；储存温度TA：-55～＋85℃。

思考题：TL494脉宽调制芯片中，内部误差放大器有何作用？