Cómo funciona el  TL494

Cómo funciona el TL494

Actualizado hace un año

Ahora que ya sabemos que vamos a trabajar con el TL494, voy a explicar como funcionan cada parte de este circuito. Me ha tomado un día entender toda la información y sin embargo por ahora es todo teoría.

El TL494, a primera vista me pareció muy complejo, sin embargo, luego de analizarlo entendí que es más simple de lo que parece. está compuesto básicamente por compuertas lógicas y amplificadores operacionales.

Funcionamiento interno del TL494
Funcionamiento interno del TL494

Descripción de los Pines del TL494

Como pueden ver analizando este circuito pueden conocer el comportamiento de cada PIN, comenzare a explicar una a una sus etapas y configuraciones.

PIN 14 [REF] : Es una salida de 5V muy estable que ofrece el circuito integrado, es usada como referencia en los comparadores de error.

PIN 12 [VCC] : pin de alimentación, es capaz de manejar hasta 40 V y como mínimo puedes trabajar con 7V, no es conveniente alimentarlo con el valor máximo, en nuestro caso lo alimentaremos con 12V que es lo que ofrece una batería de auto.

PIN 7 [GND] : GND.

PIN 8 [C1] : Colector del transistor 1, soporta un máximo de 200 mA, así que no hay que exigirle mucho, se debe colocar otro que haga el trabajo pesado.

PIN 9 [E1] : Emisor del transistor 1.

PIN 11 [C2] : cumple las misma características del transistor 1.

PIN 10 [E2] : Lo mismo que el 1. 

PIN 6 [RT] : Resistencia para, generar las oscilaciones 

PIN 5 [CT] : Capacitor para generar las oscilaciones. 

Entonces como RT y CT se usar para configurar la frecuencia de conmutación su fórmula es la siguiente:

 

Fosc=1RT×CT

 

Tener en cuenta que el dispositivo es capaz de oscilar hasta un máximo de 300 KHz es mejor trabajar al 70% de la frecuencia máxima, por otra parte, el capacitor debe ser de poliéster, son más precisos y responden mejor a altas frecuencias. 

PIN 4 [DTC] : Es una especie de arranque suave, se usa para que el TL494 no arranque con la capacidad máxima de trabajo y pueda afectar a los transistores de potencia, si no que lo hace poco a poco a medida que la tensión del pin cae a un mínimo de 0,5 V. Esto tiene una explicación bonita en la hoja de datos, yo tratare de hacerlo más simple.

Arranque suave TL494
Arranque suave TL494

La cosa es que hasta que el capacitor no se cargue completamente, no se puede hacer el divisor de tensión que está ahí, así que solo cuando el capacitor ya esté cargado es cuando en el divisor es correcto decir que:

 

VDTC = 5V x 1K9.1K + 1K

 

Asi que, asi de simple, y la capacitancia decide cuánto tiempo va a estar en “tiempo muerto” no hay más que decir, se puede usar este circuito así tal cual para cualquier aplicación. 

PIN 13 [OUTPUT CONTROL] : Con este pin decidimos la forma en la que van a trabajar los transistores, sin en paralelo en push-pull. si se pone a tierra funcionan en paralelo y si se pone a VREF funcionan como push-pull. Es fácil de deducir viendo el esquemático.

 

 

tl494 cómo funciona?

 

Control de voltaje de salida con el ciclo de trabajo

 

Lo más interesante de este circuito, es la corrección de error  y no solo eso, si no que como tiene dos amplificadores operacionales se puede implementar un control de tensión y con el otro un control de corriente. explicare como funciona:

El PIN 3 [FEEDBACK] es la salida común para ambos amplificadores operacionales, con este pin podemos aumentar la ganancia de los OPAM para aumentar la sensibilidad del comparador. 

Se debe diseñar como un amplificador no inversor, ya que no es posible tener salidas negativas, para esto debemos hacer el siguiente circuito. 

 

Comparador de voltaje
Comparador de voltaje

Como pueden ver es un amplificador no-inversor en el cual su referencia está en 2.5V. este 2.5V es de un divisor de tensión con VREF (más adelante lo muestro).

La idea de este comparador es que en el PIN 1 [1IN+] se coloque la señal de voltaje de la salida, por ejemplo, si tenemos una salida de 30V debemos hacer un divisor con el cual a la entrada al PIN 1 sea de 2.5V. entonces si los 30 V aumentar el conmutador disminuirá su ciclo de trabajo y si la tensión cae por debajo de los 30V el ciclo de trabajo aumenta para compensar la caída. 

 

corrección de ciclo de trabajo en TL494
corrección de ciclo de trabajo en TL494

G1 muestra un ciclo de trabajo mínimo, esto se debe a que ha existido un aumento de la tensión a la salida, pero en G2, se observa un máximo ciclo de trabajo, esto significa que se está exigiendo más potencia a la salida. 

 

Control de corriente con TL494

 

El control de corriente funciona de la misma forma que lo hace el control de voltaje, la única diferencia es que para sensar la corriente se hace a través de una resistencia shunt 

Estas resistencias con por lo general de un valor muy bajo, 0.1 Ohm  o 0.05 Ohm, que soportan potencias elevadas, se colocan en serie con la carga, por ejemplo:

 

Comparador de corriente
Comparador de corriente

 

Al colocarse en serie con la carga, la corriente que pasa por la carga también pasa por la resistencia y genera una caída de tensión, por ejemplo, si pasan 5A por la carga en I-Sense estará apareciendo un voltaje de 0.5V. y este sería el que pasaría a ser comparado. Los valores de las resistecia para este caso serían la siguientes. 

Finalmente el circuito que montare será este, aca voy a comprobar todo lo que les estoy diciendo y finalmente aclarar algunas dudas.

 

Circuito de prueba para TL494
Circuito de prueba para TL494

Lo he configurado para tener una frecuencia de 20KHz, sin embargo, esta frecuencia dependerá mucho del núcleo toroidal que voy a usar, así que, para las pruebas estará bien. 

Datasheet de TL494

 

TL494 Datasheet pdf TI

TL494 Datasheet pdf onsemi

TL494 Datasheet pdf Fairchild

 

¿Por qué no oscila el TL494?

 

Esto puede deberse a varias causas, las principales pueden ser:

  • El capacitor de oscilación se encuentra quemado o en corto circuito
  • El comparador de corriente o de voltaje se encuentran activados
  • El voltaje de alimentación no está fuera del rango de funcionamiento 
  • Los transistores de los pines 8,9,10 y 11 se encuentran en corto

 

Estas son algunas de las causas que pueden ocasionar que el TL494 no oscile.

¿Dónde comprar el TL494?

 

Este circuito es bastante popular y se puede encontrar en cualquier tienda de electrónica local, sin embargo, si necesitas en cantidades mas grande es conveniente importar de china a un bajo costo, aca te presento un par de opciones.

MC34063API

2 unids/lote TL494IN TL494CN TL494 DIP-16

US $0.19 / lote (2 unidades)

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MC34063A

10 piezas TL494C TL494 TL494CDT SOP-16 SMD

US $1.00 / lote (10 unidades)

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El KA7500C reemplazo del TL494

 

Después de muchas búsqueda me di con la sorpresa que este circuito integrado tiene un reemplazo directo con otro numero de parte y del fabricante FAIRCHILD. es exactamente el mismo dispositivo con algunos pequeñas diferencias en el voltaje de tiempo muerto.

Reemplazar este componente en un circuito que funcione con el TL494, no implicaría hacer ningún cambio, sin embargo, si queremos ser más precisos, tendríamos que ajustar la resistencia de arranque suave.

 

KA7500 VS TL494
KA7500 VS TL494

 

Lamentablemente por ahora solo veo que lo está fabricando Fairchild, en los demás fabricantes está obsoleto.

Este es el datasheet del KA7500C por si lo quieres revisar con más detalle.


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