Elektronik / Elektronik Kaynakları/

TL494 Smps Kontrol Entegresi Hakkında

Sponsorlu Bağlantılar

Bir çoğumuzun tanıdığı süper bir anahtarlamalı güç kaynağı kontrol entegresi TL494 bu entegre hakkında Türkçe bilgiler tasarımlarınızda yapacağınız devrelerde ya da benzer sistemleri çözmenizde işinize yarayabilir ayrıca benzer kontrol entegrelerini çözmenizde yardımcı olacaktır örnegin SG3525 SG3524 vb.

TL494 için Texas Instruments firmasının hazırladığı detaylı uygulama notlarındaki bilgiler ve içinde bulunan 32 volt Girişli 5 volt 10 amper çıkışlı 20 KHz bir Regülatör devresi üzerinden çözebildiğim kadarı ile bilgi verilecek elimden geldiği kadar detaylı açıklama yapmaya çalıştım.

Entegre bir çok bölümden oluşmakta bir bütün olarak bakıldığında her entegre gibi çözülmesi zor ama iç açılıma bakın her şey ortada Karışıklık olmaması için yazıdaki hazırladığım şemalarda (amplifikatörler) böümleri tek tek belirttim

İngilizce Kaynak TL494 Application Report

Sizlerinde katkıları ile eksikler kapatılırsa bu entegre tam olarak çözülür :) hatırlıyorumda bir ara sadece Osilatör kapasitör ve direnç hesaplaması nasıl yapılıyor diye uzun süre araştırmıştım umarım yazının az çok faydası dokunur fazla uzatmadan başlayalım :)

border-bolme

TL494 Hakkında Özet Bilgi

TL494 ile ilk tanışmam bilgisayar güç kaynakları sayesinde oldu ilk tasarım kimindir bilmiyorum ama bir dönem sonra sadece at,atx güç kaynakları için milyonlarca üretilmiştir ne kadar eski klasik olsada hala iş görüyor ve uzun süre piyasada tutunacak tahminimce. Bir çok üretici farklı isimlerde piyasaya sürüyor bildiklerim : DBL494, MB3759, KA7500, S494

TL494 Görünümü
tl494-dip

İç yapısı bağlantı pin bilgileri
pin-connections

Besleme voltajı en az 7 volt en yüksek 42 volt ideal voltaj 12..15 volt 2 çıkışı bulunmakta kanal başına 200ma güç verebiliyor hata amplifikatörü ve 5 volt kararlı referans regülatörü bulunmakta bjt ve mosfet transistörleri kontrol edebilir fiyatı ucuz ve piyasada bolca bulunmakta

border-bolme

Osilatör Hesaplaması

Çalışmala Frekansı Osilatör 5 numaralı CT ve 6 numaralı RT pinlerine bağlanan pasif elemanlar ile sağlanır

Benim pc güç kaynaklarında gördüğüm değerler genelde 1nf ve 12k…16k arası

RT direnci 10k Olarak Belirlenip CT kondansatör değerleri aşağıdaki tabloya göre değiştirilirse çalışma frekansı :

CT 1nf 50 KHz
CT 1.5nf 40 KHz
CT 2.2nf 25 KHz

CT timing kondansatör genelde düşük değerler olur 1nf 1.5nf (uygulama notlarında 1nf sabit olarak belirlenip RT direnç hesabı yapılmış)

tl494-frekans-timing-osilator

20 KHz için CT timing kapasitör 1nf RT timing rezistör 50k

osilator-timing-rt-ct-f


Oscillator : Connecting an external capacitor and resistor to pins 5 and 6 controls the TL494 oscillator frequency. The oscillator is set to operate at 20 kHz, using the component values calculated by equations 8 and 9:

osilator-hesaplama

border-bolme

Hata Kuvvetlendirici Bölümü (Error Amplifier)

Şimdi entegreyi bir bütün olarak değil parça parça inceleyelim en basitinden opamlar transistörler ile yapılmış devre olarak düşünün

error-amplifier-hata-amplifikatoru-2

Devremizin çıkış gerilimi 5 volt Error Amplifier devresi 5 volt çıkış gerilimini karşılaştırarak çıkış gerilimi için Pals genişligini kontrol eder yayınladığım pc güç kaynağı modifiye devrelerinde pin 1 üzeindeki direnç değerlerini değiştirerek çıkış voltajını ayarlıyordum

Resimde gördüğünüz Çıkış bölümünden 5.1k 2 adet direnç ile 2.5v seviyesine düşürülen gerilimden pin 1 (non inverting giriş) bilgi alıyor iki direncin ortasındaki değer 2.5v ben bu iş için daha önce tanıttığım MiscEl programını kullanıyorum işimi kolaylaştırıyor bakınız : Süper Elektronik Hesaplama Programı MiscEl

Simple Circuit bölümünden Voltage Divider seçilir Analyze bölümünde R1 ve R2 değerleri giriş voltajı eklenir sonuç tüm detayları ile çıkar (Unloaded Vout:) Şaseye karşı bağlı olan R2 5.1k direnci yerine ayarlı direnç takılarak çıkış voltajı ayarlanabilir

voltage-divider-referans-voltaj-hesap-miscel

Çıkış voltajımız 12v olsaydı direnç değerleri 12v ile 2.5v referans voltajı almak için ayarlanacaktı

TL494 içinde bulunan 5 volt referans regülatöründeki 5 volt gerilim (pin 14) aynı yöntem ile 5.1k dirençler ile bölünür ve 2.5v elde edilir Pin 2 ya bağlanır stabilisyonun artması için hata amplifikatör çıkışından inverting girişe 51k (R4) direnç ile geri besleme yapılmıştır devrenin DC kazancı 100 dür.

Error Amplifier

The error amplifier compares a sample of the 5-V output to the reference and adjusts the PWM to maintain a constant output current

tl494-error-amplifier-section
Error-Amplifier Section

The TL494 internal 5-V reference is divided to 2.5 V by R3 and R4. The output-voltage error signal also is divided to 2.5 V by R8 and R9. If the output must be regulated to exactly 5.0 V, a 10-kΩ potentiometer can be used in place of R8 to provide an adjustment. To increase the stability of the error-amplifier circuit, the output of the error amplifier is fed back to the inverting input through R7, reducing the gain to 100.

border-bolme

Akım Sınırlama (Current limit Amplifier)

10 Amperlik çıkış akımı için Limitleme devresi aşağıda görülmektedir

current-limiting-amplifier-akim-limitleyici

10 amper yük akımı 1.5 amper indüktör akımı belirlenmiştir

akim-sinirlama-formul

R1 ve R2 dirençleri pin 14 Vref (5volt) ucundan aldığı voltajı 1 volt civarında sabitler R3 direnci şaseye seri bağlanır yani devreye bağlanan yüke – R3 üzerinden gider direnç üzerinden 10 amper akım geçtiğinde ucrarında düşecek olan 1 volt Akım sınırlamanın non inverting girişine (pin 16) gelecek ve çıkış darbe genişligi kısılacak R3 akım sınırlama direncidir genelde yüksek güçlü olur taş direnç ya da değeri çok düşük olduğu için tel kullanılır hesabı ise

akim-direnci-hesap

Current-Limiting Amplifier

The power supply was designed for a 10-A load current and an IL swing of 1.5 A; therefore, the short-circuit current should be:

akim-sinirlama-formuleri

Current-Limiting Circuit

tl494-current-limiting-circuit

Resistors R1 and R2 set the reference of about 1 V on the inverting input of the current-limiting amplifier. Resistor R11, in series with the load, applies 1 V to the noninverting terminal of the current-limiting amplifier when the load current reaches 10 A. The output-pulse width is reduced accordingly. The value of R11 is:

R11= 1V/10A=0.1 ohm

border-bolme

Soft Start

TL494 entegresinin çıkışlarını iletime yavaş geçirmek için Soft Start ramp osilatör devresi kullanılır bazı smps besleme devrelerinde ilk çalışmada çıkış voltajı kısa bir süre sonra gelir işte bunu sağlamak için soft start kullanılır genelde C2 2.2uf …4.7 uf arası RT 4.7k….10k arası R6 1k…4.7k arası

Aşağıdaki evre şemasında eğrilere bakıldığında pals genişliginin yavaş yavaş arttığı görülüyor genelde Soft start zamanı 25 ile 100 clock saat darbesi kadar R6 direnci sabit 1k olarak belirlenip 50us baz alınarak çalışma frekansı ile C2 kondansatörü hesaplanabilir

soft-start-circuit

The soft-start circuit allows the pulse width at the output to increase slowly applying a negative slope waveform to the dead-time control input (pin 4). Initially, capacitor C2 forces the dead-time control input to follow the 5-V regulator, which disables the outputs (100% dead time). As the capacitor charges through R6, the output pulse width slowly increases until the control loop takes command. With a resistor ratio of 1:10 for R6 and R7, the voltage at pin 4 after start-up is 0.1 × 5 V, or 0.5 V. The soft-start time generally is in the range of 25 to 100 clock cycles. If 50 clock cycles at a 20-kHz switching rate is selected, the soft-start time is:

t= 1/f = 1/20 KHz = 50us per us clock clyce

The value of the capacitor then is determined by:

C2 soft−start time /R6 (50 us X 50 cycles) 1 k = 2.5 us


border-bolme

Şimdilik bu kadar ne yazıkki ülkemizde üretimde çok gerideyiz bir çok firma Türkçe data sheet çıkartmaz bir çok dilde entegrelerin transişstörlerin bir çok farklı elektronik malzemenin uygulama notları bulumakta bizde elimizdeki ile yetinelim az çok teori ve uygulamalar ile sorunları çözebiliriz TL494 için en iyi kaynak pc güç kaynakları neredeyse tüm kombinasyonlar bu devrelerde uygulanmış

Örnek pc güç kaynağı devre şemaları

ATX DTK Computer PTP-2007-MACRON Power-ATX9912
pc-atx-dtk-computer-ptp-2007-macron-power-atx9912

ATX Wintech Electronics Corp WIN-235PE
pc-atx-guc-kaynagi-wintech-electronics-corp-win-235pe

ATX PC power supply EC-200X

Power Master 230W ATX
atx-230w-power-master

  • Ömer

    Güzel bir bilgi teşekkürler

  • isa_olcer

    entegreyi çözmüşsün. yakın zamanda kendi dizaynın olan smps devrelerini bekliyoruz. :D bilgiler ve emeğin için :)teşekkürler

  • Mesut

    Elinize sağlık gercekten güzel bir çalışma ilk zamanlar 494 entegresini sevmemiştim çünkü 3525 serileri gibi pals genişliğinin (duty cycle) rahat ayarlanamadığını düşünüyordum ama pdf dosyasındaki teorik bilgileri uyguladıktan sonra gördümki aslında en iyi entegrelerden biri kolay kolay bozulmuyor çok ucuz ve heryerde bulunabiliyor :) çalışmanızda başarılar

  • Ö.Değer ÖZSU

    Elinize emeğinize sağlık.Bilgi paylaşıldıkça güzeldir.Teşekkür ediyoruz.

  • dhan000

    hocam ben mi yanılıyorum ama yukarda verilen degerlerde 10k sabit iken 1nf kondansatör ile 50khz yazılmış ama ben förmüle yazınca bu deger 100khz çıkıyor..örnekte verilenleri 50k ve 1nf ile förmüle yazınca 20khz dogru çıkıyor şimdi burda bir yanlışlıklı mı var.yoksa benim göremedigim bir durum mu var?

    bir şey daha sorayım gerçi konu uygun degil gibi ama olsun EI28-33 veya EER33 gibi nüvelerin çalışma frekansı nedir en çok nereye kadar çıkabilir..ben 25-30khz diye biliyordum ama görülen o ki formülde yerine koyunca ups lerdeki degerleri 50-60 khz çıkıyor..1nf ve 12-18k için.. güzel çalışma oldugunuda belirtmek isterim okuyunca adeta entegreyi tamamen çözdüm…

  • neşet

    220v sekonder 100.oo kv pirimer trafo yağ doluakrilik kabın içinde arası 2.5mm ayarlı iki adet pirinç küreye bağlı. gerilim yükseldiginde yağın içindeki kürelerden gerilim atlaması oluştuğunda devreyi hemen kesip pirimer devreyi koruyaçak,devre şeması ğerekiyor.teşekkürler.

  • Hasan

    Elinize Emeğinize sağlık.

  • gürses70

    Ustadım bizler Türkiye de daha yeni tanışıyoruz bu tür SMPS sistemlerle çok güzel açıklamışsınız ellerinize sağlık teşekkür ederiz.

  • Cevahir

    Emeğinize sağlık hocam.Elektronik konusunda nereye baksak artık sizi görüyoruz :). Sizden yardım isteyecektim benim için zor ancak eminim sizin için kolay olacaktır.Ben tl494 ile basit bir indüksiyon fırını yapmak istiyorum ancak tasarımdan anlamadığım için yapamıyorum. Anladığım kadarı ile bu tl494 emtegresinin çıkış sinyalini pot kullanarak ayarlayabiliyoruz.tl494 ü 20 kh ve üzeirindeki freakans aralığında ayarlanabilir bir sürücü devresi şeması elinide varmı yada benzer bir şema ve bazı değişikler ile bu işi görebilecek bir devre şeması mümkünse tabi. Peşinen teşekkür ederim hocam. :)

  • Mustafa Dinç

    hocam once selam ederim.benim bir sorum olacak dead time yani olu zaman hesaplamalari ,d t degisirsa frekansta bir desiklik olurmu bu bekleme suresi kullanilan surucu transistorleri icin dinlenme suresi olarak biliyorum, bircok arkadas tabi bende dt degerlerini es gecip surucu transistorlerin yanmalari ile karsilastik

    • oktay kandemir

      Merhaba , dt ve soft start çok basit ve kullanışlı özelliklerdir.
      Soft start için kullanılan kondansatör ilk anda kısa devre gibi dvranıp şarj oldukça üzerinden geçen akım azalır ve sonunda açık devre gibi davranır. İşte bu olay dead time kontrol girişine önce 5V verip sonra voltajın yavaşça düşmesiyle oluşur. D T girişinde voltay 5V iken çıkış %0 olur , voltaj 0 a inerse %100 olmasına izin verebilir. Push pull uygulamada max. oran %50 olabilir ve değişim %0 ile %50 arasındadır. Entegre %100 ya da %50 ye izin vermiyor ama yine de mosfet sürüyorsanız biri tam iletimden tam kesime gidene kadar diğerini iletime geçirmek olası. BJT ile bu risk daha düşüktür. Küçük bir orantıyla dt ye 1V uygularsak push pull uygulamada max. %40 iletim sağlanır diyebiliriz. Bu toplam periyotun %10 unda transistörlerin hiç biri iletimde değil demek yani ölü zaman.
      Bu iki özellik periyotların % sini değiştirir. Asla toplam periyotu dolayısıyla frekansı etkilemez. pwm in temelinde Ton ve Toff süreleri değişir , biri azalırsa diğeri artar. ;) Frekans formülünde adı geçmiyorsa yoktur.
      Kolay gelsin.

  • Ahmet

    Merhaba gevv hocam,
    Benim 48 volttan 12 volta 15 amperlik bir devreye ihtiyacım var TL494 ile yayınladığınız güzel bir devre var onu yaptım ve entegreyi 48 voltta çalıştırabileceğimi düşündüm fakat malesef 27 voltu geçtiğinde devre çıkışıda yükseltmeye başladı birçok denemeler yaptım ama nafile normalde Linear Tech. firmasının bazı entegreleri ile çeşitli tasarımlar yaptım fakat yurt içinde temin edemediğim için o devreleri yapmam zor 48 voltu 12 volta çevirebileceğim 15 amper güç çektiğimde sorun çıkarmayacak bir entegre veya devre öneriniz var mıdır?

    • Merhaba,

      Tl494 beslemesi için transistörlü basit bir regülatör yapın bu tip devrelerde kontrol entegresi için düşük güçlü ayrı regüle devresi olur

  • murat şahin

    merhaba burhan hocam.
    tl494 entegre sinin 1 no lu bacagı na harici bir kaynaktan gerilim uygularsak devredeki çıkış voltajını değiştirebilir miyim. aynı durum 16 nolu bacak için akım ayarı sağlar mı. bu şekil kullanım bir sorun teşkil eder mi. hangi voltaj degerlerini kullanmam gerek. teşekkürler

    • oktay kandemir

      TL494 girişleri besleme geriliminin 2 volt eksiğine kadar kullanılabilir.
      Negatif değerde işlem yapmıyor ama -0,3V olarak verilmiş.
      Entegreyi 12V ile besliyorsanız -0,3V ila 10V uygulayabilirsiniz.
      Benim önerim , 0-5V tan şaşmayın. Harici besleme veya referans voltajını nasıl oluşturacaksınız. Mevcut besleme ve referans işinizi görür. ;)
      İşlemci kullanacaksanız , dac kullanacaksanız , mevcut beslemeyi kullanın.
      Uzaktan müdahale için tampon kullanın. (beslemesi aynı)
      Kolay gelsin.

  • öğrenci

    merhaba hocam,
    Bu entegre ile 72 volt 10 amperlik çıkış veren fly back devresi yapabilir miyim ?

    • oktay kandemir

      Merhaba
      TL494 çok geniş kullanıma sahiptir , öğrenmek için de ticari anlamda da kullanmak mümkün.
      Fly back için üretilmiş IC ler tercih edilse belki daha doğru olur.
      Şebeke gerilimi ile çalışacaksanız , bu güç için fly back yerine yukarıdaki örneklerdeki gibi half bridge ya da full bridge belki daha iyi olur.
      Benim derdim trafo sarımının daha sıkıntılı olmasından.
      Son olarak fly back ile ilgili şu linkten ve yazarın kendi yazılarından faydalanabilinir:
      http://320volt.com/flyback-converter/

      Kolay gelsin.

      • öğrenci2

        Hocam,
        kesinlikle haklısınız hocam half-full bridge topolojileri daha uygun fakat bizden proje ödevi olarak bu değerlerde fly-back yapmamız istendi. Bu yüzden feed-back için uygun entegre devresi arıyorum. Yardımcı olabilir misiniz entegre konusunda?
        Yardımlarınız için şimdeden teşekkürler

  • Terry More

    Guc kaynağı modifiye semasinda ki 1 nolu ayaga, cihazin 5v cikisindan mi elektrip verip araya direncleri baglicaz. Henuz bu tarz semalari tam kavrayamiyorum da :)

    bu akim sinirlama semasinda da ayai pot kullanabilir miyiz