TL494 是一种固定频率脉宽调制电路，它包含了开关电源控
制所需的全部功能，广泛应用于单端正激双管式、半桥式、全桥
式开关电源。TL494 有SO-16 和PDIP-16 两种封装形式，以适应
不同场合的要求。其主要特性如下：
主要特征
集成了全部的脉宽调制电路。
片内置线性锯齿波振荡器，外置振荡元件仅两个（一个电
阻和一个电容）。
内置误差放大器。
可调整死区时间。
内置功率晶体管可提供500mA 的驱动能力。
工作原理简述
TL494 是一个固定频率的脉冲宽度调制电路，内置了线性锯齿波振
荡器，振荡频率可通过外部的一个电阻和一个电容进行调节，其振荡频
率如下：
输出脉冲的宽度是通过电容CT上的正极性锯齿波电压与另外两个控
制信号进行比较来实现。功率输出管Q1 和Q2 受控于或非门。当双稳触发器的时 钟信号为低电平时才会被选通，即只有在锯齿波电压大于控制信号期间才会被选
通。当控制信号增大，输出脉冲的宽度将减小。参见图2 。
控制信号由集成电路外部输入， 一路送至死区时间比较器， 一路送往误差放
大器的输入端。死区时间比较器具有120mV 的输入补偿电压， 它限制了最小输出
死区时间约等于锯齿波周期的4%， 当输出端接地， 最大输出占空比为96%， 而输
出端接参考电平时，占空比为48% 。当把死区时间控制输入端接上固定的电压（ 范
围在0—3.3V 之间）即能在输出脉冲上产生附加的死区时间。
脉冲宽度调制比较器为误差放大器调节输出脉宽提供了一个手段：当反馈电
压从0.5V 变化到3.5 时，输出的脉冲宽度从被死区确定的最大导通百分比时间
中下降到零。两个误差放大器具有从-0.3V 到（Vcc-2.0 ）的共模输入范围，这
可能从电源的输出电压和电流察觉得到。误差放大器的输出端常处于高电平，它
与脉冲宽度调制器的反相输入端进行“ 或” 运算， 正是这种电路结构， 放大器只
需最小的输出即可支配控制回路。
当比较器CT放电，一个正脉冲出现在死区比较器的输出端，受脉冲约束的
双稳触发器进行计时， 同时停止输出管Q1 和Q2 的工作。若输出控制端连接到参
考电压源， 那么调制脉冲交替输出至两个输出晶体管， 输出频率等于脉冲振荡器
的一半。如果工作于单端状态， 且最大占空比小于50% 时， 输出驱动信号分别从
晶体管Q1 或Q2 取得。输出变压器一个反馈绕组及二极管提供反馈电压。在单端
工作模式下，当需要更高的驱动电流输出，亦可将Q1 和Q2 并联使用，这时，需
将输出模式控制脚接地以关闭双稳触发器
。这种状态下， 输出的脉冲频率将等于
振荡器的频率。
TL494 内置一个5.0V 的基准电压源使用外置偏置电路时可提供高达10mA
的负载电流，在典型的0—70℃温度范围50mV 温漂条件下，该基准电压源能提
供±5%的精确度。
TL494 的极限参数
名称代号极限值单位
工作电压Vcc 42 V
集电极输出电压Vc1,Vc2 42 V
集电极输出电流Ic1,Ic2 500 mA
放大器输入电压范围VIR -0.3V—+42 V
功耗PD 1000 mW
热阻RθJA 80 ℃/W
工作结温TJ 125 ℃
工作环境温度
TL494B
TL494C
TL494I
NCV494B
TA
-40—+125
0—+70
-40—+85
-40—+125
℃
额定环境温度TA 40 ℃
t载体
用TL494 实现单回路控制器
摘要：介绍了以电压驱动型脉宽调制控制集成电路TL494 为核心元件
并加上简单滤波电路及RC 放电回路所构成的回路控制器。它能把脉
冲宽度变化的信号转换成与脉冲宽度成正比变化的直流信号，进而实
现闭环单回路控制。
关键词：脉宽调制回路控制低通滤波
TL494 是美国德州仪器公司生产的一种电压驱动型脉宽调制控制
集成电路，主要应用在各种开关电源中。本文介绍它与相应的输入、
输出电路等一起构成一个单回路控制器。
1 TL494 管脚配置及其功能
TL494 的内部电路由基准电压产生电路、振荡电路、间歇期调整
电路、两个误差放大器、脉宽调制比较器以及输出电路等组成。图1
是它的管脚图，其中1、2 脚是误差放大器I 的同相和反相输入端；
3 脚是相位校正和增益控制；4 脚为间歇期调理，其上加0～3.3V 电
压时可使截止时间从2% 线怀变化到100%；5、6 脚分别用于外接振荡
电阻和振荡电容；7 脚为接地端；8 、9 脚和11 、10 脚分别为TL494
内部两个末级输出三极管集电极和发射极；12 脚为电源供电端；13
脚为输出控制端，该脚接地时为并联单端输出方式，接14 脚时为推
挽输出方式；14 脚为5V 基准电压输出端，最大输出电流10mA；15、
16 脚是误差放大器II 的反相和同相输入端。
2 回路控制器工作原理
回路控制器的方框图如图2 所示。被控制量（如压力、流量、温
度等）通过传感器交换为0～5V 的电信号，作为闭环回路的反馈信号，
通过有源简单二阶低通滤波电路进行平滑、去除杂波干扰后送给
TL494 的误差放大器I 的IN+ 同相输入端。设定输入信号是由TL494
的5V 基准电压源经一精密多圈电位器分压，由电位器动端通过有源
简单二阶低通滤波电路接入TL494 的误差放大器I 的IN-反相输入端。
反馈信号和设定信号通过TL494 的误差放大器I 进行比较放大，进而
控制脉冲宽度，这个脉冲空度变化的输出又经过整流滤波电路及由集
成运算放大器构成的隔离放大电路进行平滑和放协议转换模块
壳体加工
大处理，输出一个与
脉冲宽度成正比的、变化范围为0～10V 的直流电压。这个电压就是
潜流带
所需要的输出控制电压，用它去控制执行电路，及时调整被控制量，
使被控制量始终与设定值保持一致，形成闭环单回路控制。
用TL494 实现的单回路控制器的电路原理图如图3 所示。
2.1 输入电路
两个运算放大器IC1A 、IC1B 都接成有源简单二阶低通滤电路，分
别作为反馈信号输入和设定信号输入的处理电路。在电路设计上，两
个输入电路采取完全对称的形式。将有源简单二阶低通滤波电路的截
止频率fp 设计为4Hz，根据有源简单二阶低通滤波电路中fp=0.37f0
（f0 为该滤波器的特征频率）选取C1 与C2 为1μF, 然后算得R1 与
R2 为16kΩ 。这样可以滤除由于传感器距离较远输入引线过长而带来
的高频杂波干扰和平滑传感器信号本身的波动，使加入到TL494 的管
脚1 即误差放大器I 同相输入端IN+ 的信号尽可能地平滑和相对稳定。
在有源简单二阶低通滤波电路与误差放大器I 同相输入端IN+ 之间接
有10kΩ 的限流隔离电阻。把TL494 的14 脚输出的5V 基准电压源，
用一3.3kΩ 精密多圈电位器W1 分压作为设定输入信号， 通过与处理
传感器反馈信号相同的电路，送入TL494 的管脚2，即误差放大器I
的反相输入端IN-端。实验中发现，R19 、R20 这两个限流隔离电阻必
不可少。否则，TL494 误差放大器I 的两个输入端的电位将相互影响。
另外， 实验数据还表明，TL494 误差放大器的两个输入端在低电压时
跟踪的线性不大好，故这里将两个输入运算放大器的放大倍数取为2，
以改善反馈信号与设定信号的跟踪线性。
2.2 脉宽调制电路
在本控制器中只用到了TL494 的误差放大器I ，故将误差放大器
II 的IN+（16 脚） 接地、IN-（15 脚） 接高电平。为保护TL494 的输
出三极管，经R13 和R10 分压，在4 脚加接近0.3V 的间歇调整电压。
R9 、R12 和C5 组成了相位校正和增益控制网络。经过实验，在本控
制器中振荡电阻和振荡电容分别取200kΩ 和0.1μF。输出采用并取
方式，取自发射级。整机电源取12V 单电源。
智能筷子2.3 输出电路
为了把脉宽变化的方波信号转换为大小变化的直流信号，通过开
关二极管D1 、电容C8 进行整流滤波。R15 作为整波滤波的输出负载，
还在脉冲截止期间为C8 提供放电回路，使C8 上的电压与TL494 输出
的脉宽成正比。为使输出电压进一步平滑、提高带负载能力以及使输
出电压在0～10V 之间变化，又加入了一级压控电压源二阶低通滤波
电路。在图中所示元件参数下， 最大的直流输出电压是10V，IC3A 输
出端接的10V 稳压二极管， 是保证在意外的情况下，使输出电压不
大
于10V 。
3 工作过程
当反馈信号大于设定值时，通过TL494 的脉宽调制作用，其9 脚
与10 脚并联输出信号的脉宽减小，这个输出信号再经整流滤波电路
及隔离与放大输出电路，使最后输出的直流控制信号的电压相应下
降。直流控制信号通过控制电路经执行机构（如电动机、电热管等）
使被控制量下降，再进而通过传感器使反馈信号降低， 形成单回路闭
环控制。当反馈信号小于设定值时， 上述控制过程相反。另外， 还可
以根据被控制系统的具体情况，来调整输入二阶低通滤波器的电容大
小， 使控制过程及时、准确、稳定。再有， 为使控制过程直观， 还应
加上设定量及被控制量的显示（ 指示） 电路。可从两个输入端取出信
号，然后分别通过隔离放大电路（ 如用运算放大器组成的电压跟随器）
送到表头指示。表头可采用多功能数字式电子表头成品或直接用满量
程5V 的机械表示。
4 实测数据分析
表1 ～表3 的数据是在输出端接10kΩ 负载电阻的开环条件下用
DT9102A 型数字万用表测得的。其中反馈信号及设定信号分别用精密
多圈电位器对标准5V 基准源分压来模拟，并且测量点取自IC1A 及
IC1B 的输出端即IC1 的1 脚和7 脚， 输出取自IC3A 的1 脚。所有单
位均为伏。
表1 开环的条件下实测数据组1
1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01
设定（V） 1.018
1 3 2 1 0 9 6 5 2 0
ck6661.25 1.24 1.22 1.02 1.18 1.16 1.11 1.09 1.06 1.00
反馈（V） 1.137
2 0 7 7 6 2 3 0 4 8
输出（V）0.01 1.08 1.99 3.01 4.00 5.00 6.09 7.00 8.00 9.00 9.96
表2 开环的条件下实测数据组2
设定（V）2.03 2.03 2.03 2.03 2.03 2.03 2.02 2.02 2.02 2.02 2.02
反馈（V）2.18 2.16 2.15 2.13 2.11 2.08 2.06 2.04 2.01 1.99 1.96
输出（V）0.01 0.99 2.03 3.00 4.01 5.09 6.10 7.01 8.00 9.00 9.62
表3 开环的条件下实测数据组3
设定（V）3.03 3.03 3.03 3.03 3.03 3.03 3.03 3.03 3.03 3.03 3.03
反馈（V）3.10 3.09 3.07 3.03 3.03 3.01 2.98 2.96 2.93 2.91 2.83
输出（V）0.01 1.03 2.00 3.05 4.02 5.07 6.02 7.01 7.99 9.04 9.92
对实际的回路控制器电路测量了多组数据，限于篇幅仅更出以上
三级数据。从测得的数据分析， 我们可看出， 在开环条件下该控制器
的反馈信号的动态范围很小，仅在±0.225V 范围内。当构成闭环联
回路控制时， 合理的控制系统中（ 执行机构的最大输出稳定值应为最
大设定值的1.1 至1.2 倍），可以得出反馈量与设定量一定有一个动
态平衡值，且在该平衡值睛，反馈量与设定量的一致性应非常好。也
就是说，该控制器的控制灵敏度和控制精度都很高。
经实际应用，证明了以上的分析。该控制器的控制灵敏度和控制
精度都很高，可完全取代一些成本
高、电路复杂的单回路控制器。
综上所述，用TL494 为主要元件实现的闭环单回路控制器具有构思新
颖、电路简单、成本低廉以及控制过程稳定等特点， 在很多工业控制
场合可获得广泛的应用。
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