以TL494为控制核心的脉宽调制技术

随着电力电子技术的发展，脉宽调制（PWM）技术的应用引起了越来越多的关注。

本文介绍了一种以TL494为控制核心的脉宽调制技术，并将其应用于直流电机控制系统。

分析了系统的工作原理，实现电路以及PWM控制芯片的结构和具体应用。

1.控制系统的工作原理与实现1.1系统的工作原理控制系统的基本设计思想是采用降压斩波电路，如图1所示。

图1降压斩波电路其波形为直流电源Ud，负载为电动机（M），当触发开关装置（VT）导通时，直流电压被加到电动机上，并持续t1次。

当现场开关设备关闭时，负载上的电压为零，持续t2时间。

如果定义占空比T = t1 + t2，占空比k = t / T，则直流斩波电路的波形图和原理如下：系统输出电压Uo的平均值为：有效其输出电压（U）的值为：该系统采用的脉宽调制（PWM）工作模式，保持T不变并改变t1。

控制系统的原理框图如图2所示。

图2控制系统的原理框图。

在该系统中，电源使电机通过电源驱动电路工作，电源驱动电路的通断由PWM控制芯片控制；该系统对电动机电流进行采样，并将其反馈给PWM控制芯片，然后将电路的电流与电流值比较进行比较，以控制PWM信号输出，从而达到调速的目的。

该系统还对电源电压进行采样，并将其反馈给PWM控制芯片，并将其与电压比较电路的电压值进行比较，以控制PWM信号输出，从而达到欠压保护的效果。

功率驱动电路采用普通的降压电路，开关管采用功率MOSFET。

通过控制设备的开启时间来实现其输出电压的调节。

考虑到电机电感的影响，输出电流相对稳定，能耗低。

1.2 PWM控制芯片的选择在实现电机PWM控制系统的控制电路中，本系统采用TL494芯片。

TL494芯片具有抗干扰能力强，结构简单，可靠性高，价格低廉的特点。

TL494的内部电路（如图3所示）由参考电压产生电路，振荡电路，间歇周期调整电路，两个误差放大器，脉宽调制比较器和输出电路组成。

图3 TL494的内部结构图。

其中，引脚1和2是误差放大器1的同相和反相输入端子。

引脚3是相位校正和增益控制；引脚4是间歇性调节，当施加0〜3.3V电压时可以将其断开。

时间从2％变为100％。

引脚5和6分别用于连接振荡电阻RT和振荡电容CT，以确定振荡器产生的锯齿波的频率fosc。

其中RT和CT的取值范围为：RT = 5〜100kQ，CT = 0.001〜0.1μF。

针脚7是接地端子；针脚7是接地端子。

引脚8、9和11、10是TL494内部两个最终输出晶体管的集电极和发射极;引脚12为电源端子；引脚13是输出控制端子。

当该引脚接地时，它是并行单端输出模式，连接到引脚14时为推挽输出模式；当引脚接地时，则为推挽输出模式。

引脚14为5V参考电压输出端子，最大输出电流为10mA；引脚15和16是误差放大器2的反相和同相输入端子。

1.3系统的实现电路控制系统的特定实现电路如图4所示。

该系统使用电流负反馈来跟踪速度。

电机，并通过电源电压的负反馈，系统具有欠压保护功能。

图4中系统的实现电路检测到电动机电流并将其反馈到TL494内部误差放大器1的引脚1，将其与引脚2的电流参考信号进行比较，并控制TL494的PWM输出以实现该功能。

调节电动机速度的功能。

通过调节可调电阻器（RES1）的电阻值，即改变设置的电流参考信号的大小，可以调节PWM输出信号的占空比，从而达到调节电动机速度的目的。

通过对电源电压进行采样并将其反馈到内部误差放大器2的引脚15