基于tl494的開關(guān)電源設(shè)計_畢業(yè)設(shè)計(存儲版)
【正文】 生磁通 ф2， ф2的方向與 ф1相反，起了互相抵消的作用，使鐵芯中總的磁通量有所減少，從而使初級自感 電壓 E1減少，其結(jié)果使 I1增大，可見初級電流與次級負(fù)載有密切關(guān)系。 V1 和 V2不能同時導(dǎo)通，否則直流側(cè)短路，所以要引入一個“死去電壓”。負(fù)半橋兩邊的管腳上兩個二極管的負(fù)極，即交流輸入端；中間管腳是兩個二極管的正極，即直流輸出端的“負(fù)極”。消除共模干擾可以通過 L C C3 來實現(xiàn)，消除差模干擾可以通過 C C4來實現(xiàn)。 ，其同相輸入端和反相輸入端均被引出 芯片外，因此可以自由設(shè)定其基準(zhǔn)電壓，以方便用于穩(wěn)壓取樣，或用其中 一種作為過壓、過流的超閾值保護(hù)。 圖 32 TL494 的測試波形 TL494 內(nèi)部電路 TL494 是一種電壓控制模式的 PWM 控制和驅(qū)動集成電路芯片，由于它具有兩路 相位相差 180176。如果工作于單端狀態(tài)，且最大占空比小于 50％時，輸出驅(qū)動信號分別從晶體管 V1 或 V2 取得?？刂菩盘栍杉呻娐吠獠枯?入 ，一路送至死區(qū)時間比較器，一路送往誤差放大器的輸人端。 1 16 腳分別為控制比較放大器的反相輸人端和同相輸人端。當(dāng) 3 腳的電平變高時， TL494 送出的驅(qū)動脈沖 寬度變窄，當(dāng) 3 腳電平低時，驅(qū)動脈 沖 寬度變寬。 (a) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖 (b)電氣圖形符號 圖 24 電力 MOSFET的結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號 MOSFET 開關(guān)時間在 10～ 100ns 之間，工作頻率可達(dá) 100kHz 以上，是電力電子器件中最高的。一般來講，晶體管在應(yīng)用中任何時候都不允許超過極限參數(shù)。 圖 23 功率晶體管共射極電路輸出特性 安徽財貿(mào)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 8 飽和壓降 UCES 是在一定的基極驅(qū)動電流 IB，功率晶體管處于飽和狀態(tài)下，集電極和發(fā)射極之間的電壓。功率晶體管內(nèi)部結(jié)構(gòu)和圖形符號如圖21所示，功率晶體管模塊如圖 22所示： 圖 21 功率晶體管內(nèi)部結(jié)構(gòu)和圖形符號 圖 22功率晶體管模塊 （ a）單管模塊電路；（ b）雙管模塊電路 安徽財貿(mào)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 功率晶體管的工作原理 功率晶體管和小信號晶體管一樣都有電壓和電流放大的重要功能，基本原理類似，都是電流控制雙極型器件。 U0和功率開關(guān)晶體管 VT 的脈沖占空比 D有關(guān)，見式 (1－ 2)。 ：開關(guān)電源的交流輸入電壓在 90— 270V 范圍變化時，輸出電壓的變化在177。其中 DC/DC 變換器用以進(jìn)行功率變換，是開關(guān)電源的核心部分；驅(qū)動器是開關(guān)信號的放大部分，對來自信號源的開關(guān)信號放大 ，整形，以適應(yīng)開關(guān)管的驅(qū)動要求；信號源產(chǎn)生控制信號，由它激或自激電路產(chǎn)生，可以是 PWM 信號，也可以是 PFM信號或其它信號；比較放大器對給定信號和輸出反饋信號進(jìn)行比較運算，控制開關(guān)信號的幅值，頻率，波形等，通過驅(qū)動器控制開關(guān)器件的占空比，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓值的目的。 開關(guān)電源直流輸出電壓 U0與輸入電壓 Ui之間有如下關(guān)系： DUU iO ? (12) 由 (12)式可以看出，若開關(guān)周期 T 一定，改變開關(guān) S 的導(dǎo)通時間 TON，即可改變脈沖占空比 D，達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的。該電路具有體積小， 控 制方便靈活，輸出特性好、紋波小、負(fù)載調(diào)整率高等特點 。 本論文是基于 TL494的 12V 開關(guān)電源設(shè)計 ，利用 MOSFET 管作為開關(guān)管，可以提高電源變壓器的工作效率，有利于抑 制脈沖干擾，同時還可以減小電源變壓器的體積。若保持 TON不變，利用改變開關(guān)頻率 f=1/T實現(xiàn)脈沖占空比調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)輸出直流電壓 U0穩(wěn)壓的方法，稱做脈沖頻率調(diào)制 (PFM)方式開關(guān)電源。 開關(guān)電源與線性電源相比，輸入的瞬態(tài)變換比較 多地表現(xiàn)在輸出端，在提高開關(guān)頻率的同時，由于反饋放大器的頻率特性得到改善，開關(guān)電源的瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)也能得到改善。 ：在開關(guān)電源中，由于可以方便的設(shè)置各種形式的保護(hù)電路，所以當(dāng)電源負(fù)載出現(xiàn)故障時，能自動切斷電源，保護(hù)功能可靠。 安徽財貿(mào)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 圖 14 并聯(lián)開關(guān)電源原理圖 變壓器耦合并聯(lián)開關(guān)電源工作框圖如圖 15 所示；功率開關(guān)晶體管 VT 與開關(guān)變壓器初級線圈相串聯(lián)接在電源供電輸入端，功率開關(guān)晶體管 VT 在開關(guān)脈沖信號的控制下，周期性地導(dǎo)通與截止，集電極輸出的脈沖電壓通過變壓器耦合在次級得到脈沖電壓，這個脈沖電壓經(jīng)整流濾波后得到直流輸出電壓 U0。一般來說，集電極電流IC越小，電流放大倍數(shù)β就大；集電極電流 IC越大，電流放大倍數(shù)β就小。 、導(dǎo)通狀態(tài)、關(guān)斷過程、截止?fàn)顟B(tài)四個階段中動作的快慢特點和時間參數(shù)。但是電流容量小，耐壓低，一般適用于功率不超過 10kW 的電源電子裝置。開關(guān)頻率越高，所需要的驅(qū)動功率越大。 7 腳為接地端。 TL494 能產(chǎn)生 PWM，能調(diào)整頻率和脈寬，還有一路基準(zhǔn)電壓，這些都滿足 DCDC 的條件，采用不同拓?fù)?，得到升壓和降壓，采用推挽?pushpull）方式，升壓，可以改變反饋電阻，得到其他電壓；采用 BUCK 拓?fù)浣祲?，可以改變?饋電阻，得到其他電壓 ， 如圖 31 所示 ： 安徽財貿(mào)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 11 1 2 3 4 5 6 7 891 0 1 1 1 2 1 3 1 41 51 6I N +I N F B G N DV c c V r e fE 2C 2E 1C 1C O NR tC tTI N +I N T L 4 9 4 圖 31 TL494外形圖 TL494 其他主要特點如下： 集成了全部的脈寬調(diào)制電路 ； 片內(nèi)置線性鋸齒波振蕩器 ；外置振蕩元件僅兩個（一個電阻和一個電容） ； 內(nèi)置誤差放大器 ； 內(nèi)止 5V參考基準(zhǔn)電壓源 ； 可調(diào)整死區(qū)時間 ； 內(nèi)置功率晶體管可提供 500mA 的驅(qū)動能力 ； 推或拉兩種輸出方式。脈 沖 寬度調(diào)制比較器為誤差放大器調(diào)節(jié)輸出脈寬提供了一個手段：當(dāng)反饋電壓從 時，輸出的脈 沖 寬度從被死區(qū)確定的最大導(dǎo)通百分比時間中下降到零。這種狀態(tài)下，輸出的脈 沖 頻率將等于振蕩器的頻率。 TL494 內(nèi)部電路框圖見圖 33。若用于驅(qū)動 MOS FET 管，則需另加入灌流驅(qū)動電路。它分為全橋和半橋。本電路設(shè)計所采用的是半橋電路，它的作用就是將交流變成直流。那么， N 個周期積累的能量就為 EN△ ，當(dāng)某個周期來臨時，就會大于它的最大儲存能量，這樣就達(dá)到了磁通飽和。變壓器能根據(jù)需要通過改變次級線圈的圈數(shù)而改變次級電壓，但是不能改變允許負(fù)載消耗的功率。通過計算可知 IO大約為 29A。首先，按照老師的建議，完成提 綱的設(shè)計，這樣使自己的整體思路都很清晰。還有我的同學(xué)，我們相互幫助，相互學(xué)習(xí)，讓我感受到了他們的熱情，使我們的友誼更加牢固， 因此我要對 你們 表示衷心的感謝 和溫馨的祝福 。 我相信通過這次的畢業(yè)設(shè)計，能夠讓我的大學(xué)生涯畫上一個完美的句號，也必將是我終身難忘的一次設(shè)
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