TL494開關(guān)電源設(shè)計-BUCK電路課件

1、設(shè)計案例分析降壓型(BUCK型)開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計技術(shù)指標(biāo)電源容量輸入：1524Vac（或1828.8Vdc）。輸出：電源電壓+12V(不可調(diào))，紋波小于150mVP-P，最大輸出電流2.0A(限流型保護(hù))。工作頻率開關(guān)電源的工作頻率為3040kHz?？刂齐娐凡捎妹}沖寬度調(diào)制控制集成電路TL494。課題的意義具有實(shí)用性：幾乎所有的電子設(shè)備都涉及電源設(shè)計，容量較大時多采用開關(guān)電源。掌握一種共性技術(shù)：脈沖寬度調(diào)制技術(shù)PWM是一項(xiàng)共性技術(shù)，應(yīng)用面廣，各種電源設(shè)計、恒溫控制、電機(jī)調(diào)速等。學(xué)習(xí)集成電路應(yīng)用方法：TL494、SG3525A是常用的、典型的固定頻率的PWM控制電路，有一定代表性。易于建立工程設(shè)

2、計概念：課題涉及多個典型的工程要素，如：功率器件的最大電流、耐壓、開關(guān)速度，磁性材料的選擇、功率電感的設(shè)計與繞制等。較典型的設(shè)計驗(yàn)證方法和負(fù)載實(shí)驗(yàn)。三、BUCK型DCDC變換器（CCM工作模式）導(dǎo)通狀態(tài)截止?fàn)顟B(tài)輸入輸出關(guān)系D稱為占空比四、TL494的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)TL494的時序(續(xù))當(dāng)輸出控制電壓=H時， Q和時鐘信號均為0時，Q1基極高電平導(dǎo)通， /Q和時鐘信號均為0時， Q2基極高電平導(dǎo)通，兩管輪流導(dǎo)通，稱為推挽工作方式。當(dāng)輸出控制電壓=L時，時鐘信號為0時， Q1和Q2基極獲高電平導(dǎo)通，兩管同時導(dǎo)通，稱為單端工作方式。功能描述含有控制開關(guān)式電源所需的主要功能塊。線性鋸齒波振蕩器(3

3、V)，頻率Fosc = 1.1/ (RT* CT )輸出開關(guān)管導(dǎo)通時間由“死區(qū)時間控制”和“反饋/PWM比較器輸入”兩個信號中電平較高的一個控制，控制信號電平與電容器CT 上的鋸齒波進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)脈沖寬度的調(diào)整?？刂菩盘栯娖骄€性增加時，Q1 和Q2 的導(dǎo)通時間線性減少?！拜敵隹刂啤?5V為推挽輸出，最小死區(qū)2%，最大占空比48%； “輸出控制” =0為單端輸出，最小死區(qū)4%。六、原理圖穩(wěn)壓原理輸出電壓負(fù)反饋。若某因致輸出電壓過高，則誤差放大器1同向端電位升高，反饋/PWM端電位上升，Q1管導(dǎo)通時間減少，占空比減少，輸出電壓減少。負(fù)反饋使輸出電壓保持穩(wěn)定，R17和R16中點(diǎn)電壓為5V。R12/R

4、10為誤差放大器1的靜態(tài)放大倍數(shù)，影響控制精度。C3和R6、C4、C5和R13補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，提高靜、動態(tài)性能。閉環(huán)輸出電壓調(diào)整系數(shù)TtONVsmVPWM六、原理圖過載保護(hù)過載時，降低輸出電壓使負(fù)載電流保持在保護(hù)值。不論開關(guān)管T2是否導(dǎo)通，流過負(fù)載的電流都經(jīng)過R9(由上向下)，R9的下端電位為負(fù)，當(dāng)負(fù)載電流達(dá)一定值時，誤差放大器2的反相端電位為負(fù)，誤差放大器2的輸出（即反饋/PWM端）為正，Q1管不導(dǎo)通，輸出電壓降低。七、參數(shù)選擇整流管：橋式整流，整流管工作電流=0.5負(fù)載電流，大反向電壓=輸入交流電壓峰值，IN5399(1.5A/1kV)可以滿足要求。濾波電容：RLC=(35)T。整流濾波后電壓V

5、IN=1828.8V，P=UoIo(V2IN/RL)*, =0.9， RL12，T=10mS，3300uF/35V電解電容可滿足要求。最常用電解電容：1.0、2.2、3.3、4.7、6.8及相應(yīng)十百千uF，耐壓有6、16、25、35、50、63、100、120、250、400V。工作頻率：音頻上限20kHz，F(xiàn)osc33kHz，TOSC=30uS，tON=TOSCVO/(VIN-Vsta)=13.021.4uS（Vsta1.2V）。七、參數(shù)選擇開關(guān)管：開關(guān)速度2(VIN)max，電流2(IO)maxTIP127（100V/5A，Darl-L，hFE1000，tr和tdIOCt續(xù)流管陰極電位VK

6、 、 電感電流IL、負(fù)載電流IO (tON)min(tOFF)max電流連續(xù)狀態(tài)CCM VIN-VSTA-VFIOC2IOCt續(xù)流管陰極電位VK 、 電感電流IL、負(fù)載電流IO (tON)min(tOFF)max臨界連續(xù)狀態(tài)VIN-VSTA-VFIOIOCt續(xù)流管陰極電位VK 、 電感電流IL、負(fù)載電流IO (tON)min(tOFF)max電流連續(xù)狀態(tài)CCM VIN-VSTA-VFIOC2IOCt續(xù)流管陰極電位VK 、 電感電流IL、負(fù)載電流IO (tON)min(tOFF)max臨界連續(xù)狀態(tài)VIN-VSTA-VFIOIOCt續(xù)流管陰極電位VK 、 電感電流IL、負(fù)載電流IO (tON)mi

7、n(tOFF)max電流斷續(xù)狀態(tài)DCM VO圖五：電流連續(xù)、臨界連續(xù)、斷續(xù)狀態(tài)2I八、電感計算方法八、電感計算方法九、設(shè)計步驟與設(shè)計驗(yàn)證根據(jù)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行理論設(shè)計繪制原理圖器件參數(shù)選擇設(shè)計PCB元件檢查、焊裝設(shè)計驗(yàn)證通電前外觀檢查空載通電試驗(yàn)觀察有否異常溫升觀測輸出電壓、鋸齒波觀測續(xù)流管陰極波形，脈沖過沖是否穩(wěn)態(tài)值改變輸入電壓，看波形占空比變化加載實(shí)驗(yàn)半滿負(fù)載，觀察溫升情況中等輸入電壓/滿載，觀測溫升和續(xù)流情況最高輸入電壓/滿載，觀測溫升和續(xù)流情況，判斷電感量是否充足；觀測開關(guān)管EC極電壓，判斷其是否工作在飽和與截止兩狀態(tài)，開關(guān)速度是否滿足要求；輸出電壓紋波是否滿足要求最小輸入電壓/滿載，觀測溫升和續(xù)流情況過載實(shí)驗(yàn)輸入電壓分別為最小、中等、最大三種情況，超負(fù)載10%，觀測過載保護(hù)是否工作，保護(hù)時的工作波形工作穩(wěn)定性長時間工作情況（30min）十、設(shè)計報告（A4紙打印）設(shè)計題目（2黑/居中）設(shè)計人姓名（4宋/居中）指導(dǎo)老師姓名（5宋/居中）設(shè)計內(nèi)容摘要（5宋/縮進(jìn)2字符）關(guān)鍵詞（5宋/縮進(jìn)2字符）報告正文（標(biāo)題4黑/左對齊，正文5宋/單倍行距）設(shè)計指標(biāo)設(shè)計方案、方案論證工作原理分析參數(shù)選擇（結(jié)