基于TL494開關(guān)電源設(shè)計

技術(shù)指標(biāo)電源容量輸入：交流15~24Vac。輸出：電源電壓+12V(不可調(diào))，紋波小于150mVP-P，最大輸出電流0.5A(限流型保護)。工作頻率開關(guān)電源的工作頻率為30~40kHz?？刂齐娐凡捎妹}沖寬度調(diào)制控制集成電路。三、單端正激式開關(guān)電源的工作原理導(dǎo)通狀態(tài)截止?fàn)顟B(tài)輸入輸出關(guān)系

ε稱為占空比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基極獲高電平導(dǎo)通，/Q和時鐘信號均為0時，Q2基極獲高電平導(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(3V)，頻率用兩個外部元件RT

和CT

設(shè)置，近似Ｆosc=1.1/(RT*

CT)輸出脈沖寬度由“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

上的鋸齒波進行比較，實現(xiàn)脈沖寬度的調(diào)整?？刂菩盘栯娖骄€性增加輸出晶體管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)時間為48%；=0為單端輸出，最小死區(qū)時間為96%。五、TL494的工作條件工作條件條件符號最小典型最大單位電源電壓VCC7.01540V集電極電壓VC1,VC2--3040V集電極輸出電流(每個三極管)IC1,IC2----200mA誤差放大器輸入共模電壓Vin-0.3--VCC－2V反饋/PWM比較器輸入端電流Ifb----0.3mA基準輸出電流Iref----10mA計時電阻RT1.830500kΩ計時電容CT0.00470.0110μF振蕩器頻率Fosc1.040200kHz六、原理圖穩(wěn)壓原理－－輸出電壓負反饋。L1100uH0.5AC8220uF25V

若某種原因?qū)е螺敵鲭妷哼^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，結(jié)果輸出電壓減少。最終使輸出電壓保持穩(wěn)定，R17和R16中點電壓為5V。R12/R10為誤差放大器1的靜態(tài)放大倍數(shù)，影響控制精度。C6和R13影響誤差放大器1的動態(tài)放大倍數(shù)，抑制瞬變。六、原理圖過載保護－－過載時，降低輸出電壓使負載電流保持在保護值。

不論開關(guān)管T2是否導(dǎo)通，流過負載的電流都經(jīng)過R9(由上向下)，R9的下端電位為負，當(dāng)負載電流達一定值時，誤差放大器2的反相端電位為負，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、0參數(shù)選擇整流管：橋式整流，整流管工作電流=0.5負載電流，大反向電壓=輸入交流電壓峰值，IN4007(1A/1kV)可以滿足要求。濾波電容：RLC=(3~5)T，整流濾波后電壓VIN=18~28.8V,RL~18V/0.5A=36Ω，T＝10mS，1000uF/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)osc~33kHz，TOSC=30uS，tON=TOSCVO/(VIN-Vsta)=13.0~21.4uS。七、參數(shù)選擇開關(guān)管：開關(guān)速度<1uS，耐壓>2(VIN)max，電流>2(IO)max

TIP127(100V/5A,Darl-L,hFE>1000,tr和td<1uS)滿足要求，內(nèi)帶保護二極管可不帶RC吸收回路，需帶散熱器。IC

VEC

PTtONtOFFtVIN+VFVSTAIECO圖四：開關(guān)管開關(guān)速度與功耗分析七、參數(shù)選擇輸出電壓：VO=5V*(1+R17/R16)~12.1V保護電流：Imax=(Vref/R7)*R8/R9~0.5A電感量：L~100μH。續(xù)流二極管：快恢復(fù)二極管，反向偏壓＝(VIN)max-VSTA-VO，峰值電流<2(IO)max，F(xiàn)R103~1A/300V或FR107~1A/1kV

滿足要求。(VIN)max-VSTA-VF(IO)maxIpkt續(xù)流管陰極電位VK

、電感電流IL、負載電流IO

(tON)min(tOFF)max儲能充分

(VIN)max-VSTA-VF(IO)maxIpk=2(IO)maxt續(xù)流管陰極電位VK

、電感電流IL、負載電流IO

(tON)min(tOFF)max臨界儲能(VIN)max-VSTA-VF(IO)maxt續(xù)流管陰極電位VK

、電感電流IL、負載電流IO

(tON)min(tOFF)max儲能不足

VO圖五：最大輸入/滿負荷時的續(xù)流波形七、參數(shù)選擇輸出電容：一個工作周期共向輸出電容充電荷⊿Q~0.5(IO)max(0.5TOSC)紋波0.5⊿VP-P=⊿Q/CO，

CO=(3~5)(IO)maxTOSC/2⊿VP-P

CO=C8=220uF能滿足要求注產(chǎn)生紋波的兩個因素：1.輸出電容容量有限；2.開關(guān)過程產(chǎn)生的過沖，這部分較難濾除。軟啟時間：~100mS。(VIN)max-VSTA-VF(IO)maxIpkt續(xù)流管陰極電位VK

、電感電流IL、負載電流IO

(tON)min(tOFF)max儲能充分

(VIN)max-VSTA-VF(IO)maxIpk=2(IO)maxt續(xù)流管陰極電位VK

、電感電流IL、負載電流IO

(tON)mi