【正文】 ........................... 4 電源電路組成 ............................................................................ 4 開關電源典型結構 ..................................................................... 6 串聯(lián)開關電源結構 .......................................................... 6 并聯(lián)開關電源結構 .......................................................... 6 電力場效應晶體管 MOSFET .................................................. 7 開關電源的技術指標 ............................................................... 9 第 2 章 開關變換電路 .......................................................................... 12 推挽開關變換電路 .................................................................. 12 推挽開關變換基本電路 ............................................... 12 自激推挽式變換器 ....................................................... 13 半橋變換電路 .......................................................................... 16 正激變換電路 .......................................................................... 17 DC/DC 升壓模塊設計 ............................................................. 18 第 3 章 雙端驅動集成電路 TL494 ..................................................... 21 TL494 簡介 ............................................................................... 21 TL494 的工作原理 ................................................................... 22 TL494 內(nèi)部電路 ....................................................................... 22 TL494 管腳功能及參數(shù) ................................................. 24 TL494 構成的 PWM 控制器電路 ........................................... 25 第 4 章 TL494 在汽車音響供電電源中的應用 ................................ 27 汽車音響電源簡述 .................................................................. 27 河南科技大學畢業(yè)設計（論文） IV 汽車音響供電電源的組成 ..................................................... 29 TL494 的輔助電路設計 ................................................ 29 主電路的設計 ............................................................... 31 結 論 ....................................................................................................... 32 參考文獻 ................................................................................................. 33 致 謝 ....................................................................................................... 34 附 錄 ....................................................................................................... 35 外文資料翻譯 ........................................................................................ 36 河南科技大學畢業(yè)設計（論文） 1 前 言 電源是實現(xiàn)電能變換和功率傳遞的主要設備、在信息時代，農(nóng)業(yè)、能源、交通運輸、信息、國防教育等領域的迅猛發(fā)展，對電源產(chǎn)業(yè)提出了更多、更高的要求，如：節(jié)能、節(jié)電、節(jié)材、縮體、減重、環(huán)保、可靠、安全等。近年來 ,隨著功率電子器件 (如 IGBT、 MOSFET)、 PWM 技術及開關電源理論的發(fā)展 ,新一代的電源開始逐步取代傳統(tǒng)的電源電路。 隨著電力電子技術的高速發(fā)展，電力電子設備與人們的工作、生活的關系日益密切，而電子設備都離不開可靠的電源，進入 80 年代 計算機電源 全面實現(xiàn)了開關電源化，率先完成計算機的電源換代，進入 90 年代開關電源相繼進入各種電子、電器設備領域，程控交換機、通訊、電子檢測設備電源、控制設備電源等都已廣泛地使用了開關電源，更促進了開關電源技術的迅速發(fā)展。 50V，向汽車音響提供電源。 T 不變，只改變 TON 來實現(xiàn)占空比調(diào)節(jié)的方式叫做脈沖寬度調(diào)制 (PWM)。除此之外，開關電源還有輔助電路，包括啟動電路、過流過壓保護、輸入濾波、輸出采樣、功能指示等。 2%以下。 按電路的輸出取樣方式分類，可分為直接輸出取樣開關電源，間接輸出取樣開關電源；開關電源按功率開關管的連接方式，可分為單端正激開關電源、單端反激開關電源、半橋開關電源和全橋開關電源；按功率開關管與電源供電、儲能電感、穩(wěn)壓電壓的輸出方式，可分為串聯(lián)開關電源和并聯(lián)開關電源。由于它是由行輸出級經(jīng)直流 交流 直流的兩次變換，所以又稱為二次電源。副電源電路功率不大，在幾 W 的范圍，既可以用開關電源實現(xiàn)。 并聯(lián)開關電源 結構 并聯(lián)開關電源工作原理方框圖如圖 14 所示，功率開關晶體管 VT 與輸入電壓、輸出負載并聯(lián)，輸出電壓為： DUU i ?? 1 10 (13) 圖 14 為一種輸出升壓型開關電源，電路中有一個儲能電感，適當利用這個儲能電感，可將并聯(lián)開關電源轉變?yōu)閺V泛使用的變壓器耦合并聯(lián)開關電源。 特點是用柵極電壓來控制漏極電流，驅動電路簡單，需要的驅動功率小，開關速度快，工作頻率高， 熱穩(wěn)定性好。但在開關過程中需對輸入電容充放電，仍需一定的驅動功率。 (3)脈沖驅動變壓器 隔離效果好，但是輸出驅動波形不易控制，輸出驅動脈沖的寬度不能大范圍調(diào)節(jié)，而且輸出寬脈沖時脈沖變壓器容易飽和，因此主要應用于開關頻率不高的電路 [4]。均方根值交流電壓表來測量輸入電源電壓，眾多的數(shù)字功率計能精確計量 V、 A、 W、 PF。 綜合調(diào)整率的定義為電源供應器在輸入電壓與輸出負載電流變化時，提供其穩(wěn)定輸出電壓的能力。 例如 5V 輸出 電源 ，其輸出噪聲要求為 50mV 以內(nèi) 。單端開關電路受開關器件最大動作電流的限制以及變換效率的影響，其輸出功率一般在 200W 左右。此外當驅動脈沖頻率恒定時，紋波率也相對較小。二是推挽電路相當于單端開關電路的對稱組合，只有當開關管特性、脈沖變壓器初、次級繞組均完全對稱，脈沖變壓器磁心的磁化曲線在直角坐標第Ⅰ、Ⅱ象限內(nèi)所包括的面積，才和第Ⅲ、Ⅳ象限曲線內(nèi)面積相等，正負磁通相抵消。由于 VT2 的基極電路附加了 R2，因此 IB IC2 小于 IC IB1。 圖 22 飽和式推挽變換器基本電路 飽和型推挽變換器中，開關管 VT VT 2 必須選擇較大的 ICM。此類推挽變換器常被用于高壓變換器中。正因為如此，這種變換器的工作頻率一般只在 2021Hz 左右，以減小兩管交替導通過程中造成的共態(tài)導通損耗。為了避免截止狀態(tài)反相驅動脈沖擊穿開關管的 BE 結，必須在驅動電路增加必要的保護措施，否則即使不擊穿 BE 結，也會使開關管處于深度截止狀態(tài)，要想使其進入導通狀態(tài)，勢必增加正向驅動電流，因而使驅動功率增大，變換器效率降低。但是無論是設計還是調(diào)試，要保持這兩者的嚴密關系是十分困難的。 半橋變換電路 半橋式電路顧名思義就是取掉橋式電路中的兩只開關管，半橋變換器電路如圖 23 所示。根據(jù)上述原理，當采用相同規(guī)格開關管時，半橋式負載端電壓為 1/2Uin，輸出功率為橋式電路的 1/4。 變壓器的磁心復位時間為： onrst tNNt 13? (24) 在電感電流連續(xù)的情況下，輸出電壓表示為： lon UTNtNU 210 ? (25) 輸出電感電流不連續(xù)時，輸出電壓 U0 將高于式 (23)的計算值，并隨負載減小而升高，在負載為零的極限情況下，輸出電壓表達式為： iUNNU 210 ? (26) DC/DC 升壓模塊設計 從低壓直流到高壓交流的轉換必定要設計升壓方案。另外壓電升壓器的輸出電壓隨負載的變化波動較大，難以實現(xiàn)精確控制。當 VT 導通時，前端直流電源向電感 L 儲能，電感電流增加，感應電動勢為左正右負，負載由電容C 供電；當 VT 截止時，電感電流減小，感應電動勢為左負右正，電感中能量釋放，與輸入電壓順極性疊加經(jīng)二極管 V 向負載供電，并同時向電容充電。二極管V3 和變壓器繞組 N3 組成變壓器的磁芯復位電路，以保證在功率管再次開通之前勵磁電流能夠為零。 (4)內(nèi)止 5V 參考基準電壓源。 控制信號由集成電路外部輸入，一路送至死區(qū)時間比較器， 一路送往誤差放大器的輸入端。 TL494 內(nèi)部電路框圖見圖32。若用于驅動 MOS FET 管，則需另加 入灌流驅動電路 [12]。 3 腳電壓反比于輸出脈寬，也 可利用該端功能實現(xiàn)高電平保護。當通過外接負載電阻引出輸出脈沖時，為兩路時序不同的倒相輸出，脈沖極性為負極性，適合驅動 P 型雙極型開關管或 P 溝道 MOS FET 管。接地時為兩路同相位驅動脈沖輸出， 11 腳和 10 腳可直接并聯(lián)。經(jīng)相應的門電路去控制 TL494 內(nèi)部的兩個驅動三極管交替導通和截止，通過 8 腳和 11 腳向外輸出相位相差 180176。 TL494 內(nèi)部的穩(wěn)壓電源將外部供給的 +12V 電壓變換成 +5V 電壓，除提供芯片 內(nèi)部電路作電源外，并通 過 14 腳對外輸出 +5V 基準電 源 13 腳為輸出脈沖控制端，當 3 腳接地時，輸出脈沖最大占空比為 96%，當接高電位時，最大占空河南科技大學畢業(yè)設計（論文） 26 比為 48%。以 EXB840 為核心構成的驅動電路中，驅動模塊 EXB840的電源為 +20V，在模塊內(nèi)部將 20V 電壓變換為 +15V 和 5V 兩種電壓，供 IGBT柵 射極導通時所需正偏電壓和關斷時所需的負偏壓。 DC 變換器重出江湖。 汽車音響供電電源中采用 DCDC 變換器，而不采用升壓式開關電源，是經(jīng)過縝密考慮的?？上?，這一切為時已晚，在此過程中輸出信號難免失真，同時也增大了電源紋波脈沖，使放大器的噪聲增大。 30V/15A 的輸出可以向四聲道的放大器供電，輸出 4*60W 的有效功率其中“ Monacor HPB150為最早的產(chǎn)品，其功放變換器采用分立元件組裝成自激推挽式變換器，共采用 13 只三極管，電路較復雜，裝調(diào)也不方便。 TL494 內(nèi)部兩組驅動級，由第 9， 10 腳輸出時序不同的正向脈沖。當?shù)?2 腳輸出高電平時，誤差放大器輸出端（第 3 腳）輸出恒定的低電平，該電平在 TL494 內(nèi)部控制比較器組成的 PWM 調(diào)制器，輸出最大脈寬 45%，其余 5%作死區(qū)時間。 第 8， 11 腳通過外接電阻接至 Vcc