使用TL494的PWM逆变电路

逆变器是将 直流电（DC）转换为交流电（AC）的电路。甲PWM逆变器是一种类型的电路的使用改性方波模拟交流电（AC）的作用，这是适用于大多数的家用电器供电。我之所以这么说是因为，通常存在两种类型的逆变器，第一种是所谓的改进的方波逆变器，顾名思义，输出是方波而不是正弦波，而不是纯正弦波。 ，如果您尝试给交流电动机或TRIACS供电，则会引起其他问题。

第二种类型称为纯正弦波逆变器。因此，它可以毫无问题地用于各种交流电器。在此处了解有关不同类型逆变器的更多信息。

但是我认为，您不应将逆变器作为DIY项目来构建。如果您要问为什么？，然后继续学习！，在本项目中，我将使用流行的TL494芯片构建一个简单的改进型方波PWM逆变器电路，并在最后解释这种逆变器的优缺点，我们将看到为什么不将修改后的方波逆变器电路作为DIY项目。

警告！该电路的构建和演示仅用于教学目的，绝对不建议为商用设备构建和使用这种电路。

警告！如果要制作这种类型的电路，请特别注意输入波的非正弦特性所产生的高电压和电压尖峰。

逆变器如何工作？

上面显示了逆变器电路的非常基本的示意图。正电压连接到变压器的中间引脚，该中间引脚用作输入。并且另外两个引脚与用作开关的MOSFET连接。

现在，如果启用MOSFET Q1，通过在栅极端子上施加电压，电流将沿箭头的一个方向流动，如上图所示。因此，还将在箭头方向感应出磁通量，并且变压器的铁心将通过次级线圈中的磁通量，并且我们将在输出端获得220V的电压。

现在，如果我们禁用MOSFET Q1并启用MOSFET Q2，电流将沿上图中所示的箭头方向流动，从而使铁芯中的磁通量方向反向。在此处了解有关MOSFET工作的更多信息。

现在，我们都知道变压器是通过磁通量变化来工作的。因此，同时打开和关闭MOSFET，将它们彼此反向并每秒进行50次，将在变压器铁芯内部产生良好的振荡磁通量，并且变化的磁通量将在次级线圈中感应出电压，如下所示：我们通过法拉第定律知道。这就是基本逆变器的工作方式。

逆变IC TL494

现在在构建基于TL494 PWM控制器的电路之前，让我们学习PWM控制器TL494的工作原理。

TL494 IC具有8个功能块，如下所示。

1. 5V参考稳压器

5V内部基准电压调节器输出是REF引脚，它是IC的引脚14。基准电压调节器在那里为内部电路（如脉冲转向触发器，振荡器，空载时间控制比较器和PWM比较器）提供稳定的电源。调节器还用于驱动误差放大器，这些误差放大器负责控制输出。

注意！该参考电压在内部编程为初始精度为±5％，并在7V至40V的输入电压范围内保持稳定。对于低于7V的输入电压，调节器会在输入的1V范围内饱和并对其进行跟踪。

2.振荡器

振荡器产生并向死区控制器和PWM比较器提供锯齿波，以提供各种控制信号。

可以通过选择定时分量R T和C T来设置振荡器的频率。

振荡器的频率可以通过以下公式计算

Fosc = 1 /（RT * CT）

为简单起见，我制作了一个电子表格，您可以通过它非常轻松地计算频率。

注意！ 仅对于单端应用，振荡器频率等于输出频率。对于推挽式应用，输出频率为振荡器频率的一半。

3.死区时间控制比较器

停滞时间或简单地说是停工时间控制提供了最小的停滞时间或停工时间。当输入端的电压大于振荡器的斜坡电压时，空载时间比较器的输出将阻止开关晶体管。向DTC引脚施加电压会施加额外的死区时间，因此，当输入电压从0V变为3V时，其死区时间将从最小值的3％变为100％。简而言之，我们可以更改输出波的占空比，而无需调整误差放大器。

注意！ 110 mV的内部偏移可确保空载时间控制输入接地，最小空载时间为3％。

4.误差放大器

两个高增益误差放大器均从VI电源轨接收其偏置。这使得共模输入电压范围比VI低–0.3 V至2V。两个放大器的特性均表现为单端单电源放大器，因为每个输出仅高电平有效。

5.输出控制输入

输出控制输入确定输出晶体管是以并联还是推挽模式工作。通过将引脚13的输出控制引脚接地，可以将输出晶体管设置为并行操作模式。但是通过将此引脚连接到5V-REF引脚，可以将输出晶体管设置为推挽模式。

6.输出晶体管

该集成电路具有两个内部输出晶体管，分别处于集电极开路和发射极开路状态，通过它们可以提供或吸收高达200mA的最大电流。

注意！在共射极配置中，晶体管的饱和电压小于1.3 V，在射极跟随器配置中，晶体管的饱和电压小于2.5V。

特征

• 完整的PWM功率控制电路
• 200 mA灌电流或源电流的非承诺输出
• 输出控制选择单端或推挽操作
• 内部电路在任一输出处均禁止双脉冲
• 可变死区时间可控制总范围
• 内部稳压器提供稳定的5V
• 具有5％公差的参考电源
• 电路架构可轻松实现同步

注意！内部大部分原理图和操作说明均摘自数据手册，并进行了一定程度的修改，以更好地理解。

所需组件

编号	部分	类型	数量
1个	TL494	我知道了	1个
2	IRFZ44N	莫斯费	2
3	螺丝端子	螺丝端子5mmx2	1个
4	螺丝端子	螺丝端子5mmx3	1个
5	0.1uF的	电容器类	1个
6	5万，1％	电阻器	2
7	560R	电阻器	2
8	10K，1％	电阻器	2
9	15万，1％	电阻器	1个
10	覆板	通用50x 50mm	1个
11	PSU散热器	泛型	1个

TL494逆变器电路原理图

TL494CN逆变器电路结构

在本演示中，借助于原理图和PCB设计文件，电路是在自制PCB上构建的。请注意，如果将很大的负载连接到变压器的输出，则大量的电流将流经PCB走线，并且走线有可能烧坏。因此，为防止PCB迹线烧坏，我提供了一些跳线，以帮助增加电流。

计算方式

使用TL494的逆变电路的理论计算很少。但是，我们将在电路部分的测试中进行一些实际的计算。

要计算振荡器频率，可以使用以下公式。

Fosc = 1 /（RT * CT）

注意！为简单起见，给出了一个电子表格，您可以通过该电子表格轻松计算振荡器频率。

测试TL494 PWM逆变器电路

为了测试电路，使用以下设置。

1. 12V铅酸电池。
2. 具有6-0-6抽头和12-0-12抽头的变压器
3. 100W白炽灯泡作为负载
4. Meco 108B + TRMS万用表
5. Meco 450B + TRMS万用表
6. Hantek 6022BE示波器
7. 还有连接示波器探头的Test-PCB。

MOSFET输入

设置TL494芯片后，我已经测量了到MOSFET栅极的输入PWM信号，如下图所示。

空载变压器的输出波形（我已经连接了另一个次级变压器来测量输出波形）

如您在上图中所看到的，该系统在12.97W的绕线附近消耗功率，而没有附加任何负载。

因此，从以上两个图像中，我们可以很容易地轻松计算出逆变器的效率。

效率约为65％

这还不错，但也不好。

因此，您可以看到输出电压下降到我们商用交流电源输入的一半。

幸运的是，我使用的变压器包含6-0-6编带和12-0-12编带。

因此，我想为什么不使用6-0-6编带来增加输出电压。

从上图可以看出，空载功耗为12.536W

现在变压器的输出电压处于致命水平

警告！在高压下工作时要格外小心。这样的电压肯定可以杀死您。

当连接100W灯泡作为负载时再次输入功耗

此时，我的万用表的微弱探针不足以通过10.23Amps的电流，因此我决定将1.5sqmm的电线直接插入万用表端子。

输入功耗为121.94瓦

再次连接100W灯泡作为负载时的输出功耗

负载消耗的输出功率为80.70W。如您所见，灯泡发出的光芒非常明亮，这就是为什么我将其放在桌子旁边。

再说一次，如果我们计算效率，大约是67％

现在百万美元的问题仍然存在

为什么不将修改后的方波逆变器电路作为DIY项目？

现在，在查看了以上结果之后，您必须认为该电路足够好了吗？

让我告诉你，绝对不是这样，因为

首先，效率真的很差。

取决于负载，所述输出电压，所述输出频率，和所述的波形状的变化，因为没有反馈频率补偿和在输出到清洁东西没有LC滤波器。

目前，我无法测量输出峰值，因为峰值会杀死我的示波器和所连接的笔记本电脑。而且，我告诉您，通过观看Afrotechmods视频，我肯定知道变压器会产生巨大的尖峰。这意味着将逆变器输出连接到6-0-6 V端子已达到超过1000V的峰峰值电压，这会危及生命。

现在，只是想想了供电CFL灯，一个手机充电器，或10W的灯泡与此逆变器，它会立即炸毁。

我在互联网上发现的许多设计在输出处都带有一个高压电容器作为负载，可以减少电压尖峰，但这也行不通。由于1000V的尖峰会立即使电容器烧断。如果将其连接到笔记本电脑充电器或SMPS电路，则内部的金属氧化物压敏电阻（MOV）会立即爆炸。

这样一来，我就可以继续进行整天的弊端。

这就是为什么我不建议构建和使用这些类型的电路的原因，因为它不可靠，不受保护并且可能永远伤害您。尽管以前，我们制造的逆变器对于实际应用来说也不够好。取而代之的是，我将告诉您花一些钱购买具有大量保护功能的商用逆变器。

进一步增强

对此电路唯一可以做的增强就是将其完全丢弃，并使用称为SPWM（正弦脉冲宽度调制）的技术对其进行修改，并添加适当的反馈频率补偿和短路保护等。但这是另一个项目的主题，该项目即将推出。

TL494逆变电路的应用

阅读完所有这些内容后，如果您正在考虑应用程序，那么在紧急情况下，我将告诉您，它可用于为手机笔记本电脑和其他物品充电。

希望您喜欢本文并学到新知识。继续阅读，继续学习，继续建设，我将在下一个项目中与您会面。