TL494制作的400W大功率稳压逆变器电路图

TL494 制作的 400W 大功率稳压逆变器电路图目前所有的双端输出驱动 IC 中，可以说美国德克萨斯仪器公司开发的 TL494 功能最完善、驱动能力最强，其两路时序不同的输出总电流为 SG3525 的两倍，达到 400mA 。仅此一点，使输出功率千瓦级及以上的开关电源、 DC/DC 变换器、逆变器，几乎无一例外地采用 TL494 。虽然 TL494 设计用于驱动双极型开关管，然而目前绝大部分采用 MOS FET开关管的设备，利用外设灌流电路，也广泛采用 TL494 。为此，本节中将详细介绍其功能及应用电路。其内部方框图如图 3 所示。其内部电路功能、特点及应用方法如下：A.内置 RC 定时电路设定频率的独立锯齿波振荡器，其振荡频率fo(kHz)=1.2/R(k Ω ) · C(μ F)，其最高振荡频率可达 300kHz ，既能驱动双极性开关管，增设灌电流通路后，还能驱动 MOS FET 开关管。B.内部设有比较器组成的死区时间控制电路，用外加电压控制比较器的输出电平，通过其输出电平使触发器翻转，控制两路输出之间的死区时间。当第 4 脚电平升高时，死区时间增大。C.触发器的两路输出设有控制电路，使 Q1、 Q2 既可输出双端时序不同的驱动脉冲，驱动推挽开关电路和半桥开关电路， 同时也可输出同相序的单端驱动脉冲， 驱动单端开关电路。D.内部两组完全相同的误差放大器，其同相输入端均被引出芯片外，因此可以自由设定其基准电压，以方便用于稳压取样，或利用其中一种作为过压、过流超阈值保护。E.输出驱动电流单端达到 400mA ，能直接驱动峰值电流达 5A 的开关电路。双端输出脉冲峰值为 2× 200mA ，加入驱动级即能驱动近千瓦的推挽式和桥式电路。TL494 的各脚功能及参数如下：第 1、 16 脚为误差放大器 A1 、 A2 的同相输入端。最高输入电压不超过 Vcc+0.3V 。第 2、 15 脚为误差放大器 A1 、 A2 的反相输入端。可接入误差检出的基准电压。第 3 脚为误差放大器 A1 、 A2 的输出端。集成电路内部用于控制 PWM比较器的同相输入端， 当 A1 、 A2 任一输出电压升高时， 控制 PWM 比较器的输出脉宽减小。同时，该输出端还引出端外，以便与第 2、 15 脚间接入 RC 频率校正电路和直接负反馈电路，一则稳定误差放大器的增益，二则防止其高频自激。另外，第 3 脚电压反比于输出脉宽，也可利用该端功能实现高电平保护。第 4 脚为死区时间控制端。当外加 1V 以下的电压时， 死区时间与外加电压成正比。 如果电压超过 1V ， 内部比较器将关断触发器的输出脉冲。第 5 脚为锯齿波振荡器外接定时电容端，第 6 脚为锯齿波振荡器外接定时电阻端，一般用于驱动双极性三极管时需限制振荡频率小于 40kHz 。第 7 脚为接地端。第 8、 11 脚为两路驱动放大器 NPN 管的集电极开路输出端。当第 8、 11 脚接 Vcc ，第 9、 10 脚接入发射极负载电阻到地时，两路为正极 ***腾柱式输出，用以驱动各种推挽开关电路。当第 8、 11 脚接地时，两路为同相位驱动脉冲输出。第 8、 11 脚和 9、 10 脚可直接并联，双端输出时最大驱动电流为 2× 200mA ，并联运用时最大驱动电流为 400mA 。第 14 脚为内部基准电压精密稳压电路端。输出 5V± 0.25V 的基准电压，最大负载电流为 10mA 。用于误差检出基准电压和控制模式的控制电压。 TL494 的极限参数： 最高瞬间工作电压 (12 脚 )42V ， 最大输出电流250mA ，最高误差输入电压 Vcc+0.3V ，测试 /环境温度 ≤ 45℃，最大允许功耗 1W ，最高结温 150 ℃，使用温度范围 0～ 70℃，保存温度 -65 ～ +150 ℃。TL494 的标准应用参数： Vcc( 第 12 脚 )为 7～ 40V ， Vcc1( 第 8 脚 )、 Vcc2( 第 11 脚 )为 40V ，Ic1 、 Ic2 为 200mA ， RT 取值范围 1.8 ～ 500kΩ ， CT 取值范围 4700pF ～ 10μF ，最高振荡频率 (fOSC)≤ 300kHz 。它激式变换部分采用 TL494 ， VT1 、 VT2 、 VD3 、 VD4 构成灌电流驱动电路，驱动两路各两只 60V/30A 的 MOS FET 开关管。 如需提高输出功率， 每路可采用 3～ 4 只开关管并联应用，电路不变。 TL494 在该逆变器中的应用方法如下：第 1、 2 脚构成稳压取样、 误差放大系统， 正相输入端 1 脚输入逆变器次级取样绕组整流输出的 15V 直流电压，经 R1、 R2 分压，使第 1 脚在逆变器正常工作时有近 4.7 ～ 5.6V取样电压。反相输入端 2 脚输入 5V 基准电压 (由 14 脚输出 )。当输出电压降低时， 1 脚电压降低， 误差放大器输出低电平， 通过 PWM 电路使输出电压升高。 正常时 1 脚电压值为 5.4V ，2 脚电压值为 5V ， 3 脚电压值为 0.06V 。此时输出 AC 电压为 235V( 方波电压 )。第 4 脚外接 R6、 R4 、 C2 设定死区时间。正常电压值为 0.01V 。第 5、 6 脚外接 CT 、 RT 设定振荡器三角波频率为 100Hz 。正常时 5 脚电压值为 1.75V ， 6 脚电压值为 3.73V 。第 7 脚为共地。第 8、 11 脚为内部驱动输出三极管集电极，第 12 脚为 TL494 前级供电端，此三端通过开关 S 控制 TL494 的启动 /停止， 作为逆变器的控制开关。 当 S1 关断时， TL494 无输出脉冲，因此开关管 VT4 ～ VT6 无任何电流。 S1 接通时， 此三脚电压值为蓄电池的正极电压。 第 9、10 脚为内部驱动级三极管发射极，输出两路时序不同的正脉冲。正常时电压值为 1.8V 。第13、 14、 15 脚其中 14 脚输出 5V 基准电压，使 13 脚有 5V 高电平，控制门电路，触发器输出两路驱动脉冲，用于推挽开关电路。第 15 脚外接 5V 电压，构成误差放大器反相输入基准电压，以使同相输入端 16 脚构成高电平保护输入端。此接法中，当第 16 脚输入大于5V 的高电平时，可通过稳压作用降低输出电压，或关断驱动脉冲而实现保护。在它激逆变器中输出超压的可能性几乎没有，故该电路中第 16 脚未用，由电阻 R8 接地。该逆变器采用容量为 400VA 的工频变压器， 铁芯采用 45× 60mm2 的硅钢片。 初级绕组采用直径 1.2mm 的漆包线， 两根并绕 2× 20 匝。 次级取样绕组采用 0.41mm 漆包线绕 36 匝， 中心抽头。次级绕组按 230V 计算，采用 0.8mm 漆包线绕 400 匝。开关管 VT4 ～ VT6 可用60V/30A 任何型号的 N 沟道 MOS FET 管代替。 VD7 可用 1N400X 系列普通二极管。该电路几乎不经调试即可正常工作。当 C9 正极端电压为 12V 时， R1 可在 3.6～ 4.7k Ω 之间选择， 或用 10kΩ 电位器调整， 使输出电压为额定值。 如将此逆变器输出功率增大为近 600W ，为了避免初级电流过大， 增大电阻性损耗， 宜将蓄电池改用 24V ， 开关管可选用 VDS 为 100V的大电流 MOS FET 管。需注意的是，宁可选用多管并联，而不选用单只 IDS 大于 50A 的开关管，其原因是：一则价格较高，二则驱动太困难。建议选用 100V/32A 的 2SK564 ，或选用三只 2SK906 并联应用。同时，变压器铁芯截面需达到 50cm2 ，按普通电源变压器计算方式算出匝数和线径，或者采用废 UPS-600 中变压器代用。如为电冰箱、电风扇供电，请勿忘记加入 LC 低通滤波器。