【文章內(nèi)容簡介】 振后，可在5腳所接定時(shí)電容CT上產(chǎn)生鋸齒波電壓，其頻率是f=，該鋸齒波在片內(nèi)分別送到比較器1和2的同相輸入端一般為開關(guān)穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓控制、過流保護(hù)控制、過壓保護(hù)控制等采樣電壓是加在誤差放大器的同相輸入端（1或16腳）或死區(qū)控制端（4腳）的。因此，在片內(nèi)誤差放大器的輸出電平和鋸齒波在比較器2中進(jìn)行比較，而死區(qū)控制電平與鋸齒波在比較器1中進(jìn)行比較二者的輸出分別得到一串具有一定寬度的矩形脈沖。它們同時(shí)送入門電路，經(jīng)D觸發(fā)器分頻后再經(jīng)響應(yīng)的門電路去控制TL494芯片內(nèi)部的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)三極管交替導(dǎo)通和截止，經(jīng)8腳和11腳向外輸出相位差為180度的脈寬調(diào)制脈沖。工作波形如下圖所示：若TL494內(nèi)部的兩個(gè)誤差放大器的反相輸入端（2腳和15腳）的參考電位一定，當(dāng)它們的同相輸入端的電平升高時(shí)，則可使片內(nèi)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)三極管輸出的脈寬調(diào)治控制脈沖的寬度變窄；反之，可使脈沖寬度變寬。另外死區(qū)控制端的電位高于CT上的電壓時(shí)，片內(nèi)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)三極管截止；當(dāng)死區(qū)控制端電位不斷下降時(shí)，則可使兩個(gè)驅(qū)動(dòng)三極管輸出的脈沖寬度增加。在實(shí)際中，多利用TL494的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓電源向外提供5V基準(zhǔn)參考電壓，再通過設(shè)置不同的電阻分壓器來為兩個(gè)誤差放大器的反相輸入端提供參考電位。另外TL494內(nèi)部的兩個(gè)三極管再工作電壓7～40V范圍內(nèi)工作時(shí)，最大輸出電流可達(dá)到250mA，將13腳和14腳相連，就可推挽工作，若13腳和7腳相連，就形成單端輸出想要增大輸出可將兩個(gè)三極管并聯(lián)。如果保護(hù)信號(hào)出現(xiàn)后，會(huì)使第4腳電壓上升到＋4V,而使比較起A1輸出高電位，使或門HM也輸出高電位，使兩個(gè)非門HF1和HF2都輸出低電位，而使內(nèi)部兩個(gè)三極管Q1和Q2都截至，這樣就達(dá)到了保護(hù)的目的。 圖 22 TL494各管腳波形示意圖另外TL494內(nèi)部的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)三極管在工作電壓7—40V范圍內(nèi)工作時(shí)，最大輸出電流可達(dá)250mA，若將13腳和14腳相連，就可以推挽工作，如將13腳和7腳相連，則形成單端輸出。為增大輸出可將2個(gè)三極管并聯(lián)。為了防止半橋式變換器驅(qū)動(dòng)電路中所用的一對高反壓功率開關(guān)晶體管發(fā)生同時(shí)導(dǎo)通而被損壞要求在TL494的死區(qū)控制電平控制端4腳送一個(gè)死區(qū)控制電平。它的原則是：使得TL494輸出的兩路相差180度的兩路驅(qū)動(dòng)脈沖之間幅度為零的時(shí)間間隔（死區(qū)時(shí)間）至少要大于開關(guān)晶體管的延遲時(shí)間td,上升的時(shí)間TR和下降的時(shí)間TF。3． 系統(tǒng)元件設(shè)計(jì) 輸入整流與濾波電路一次整流與濾波部分電路原理圖如下：220V AC圖31 輸入整流濾波電路 一次整流電路開關(guān)穩(wěn)壓電源中輸入部分的工頻整流電路稱為開關(guān)穩(wěn)壓電源的一次整流部分是由四個(gè)二極管接成全橋的形式，把220V、50HZ的工頻電網(wǎng)電壓或其他的交流輸入電壓直接引入，進(jìn)行全波整流，然后送到下一級濾波器變成直流電壓輸出。在開關(guān)電源的設(shè)計(jì)中，一般都選四個(gè)整流二極管的反相耐壓值600V，整流二極管的導(dǎo)通電流要根據(jù)所設(shè)計(jì)的開關(guān)穩(wěn)壓電源的輸出功率和轉(zhuǎn)換效率要求決定，可由下式計(jì)算；在單相橋式不可控電路中整流二極管的最大正向與最大反向電壓都為，所以整流二極管的能承受的最大反向擊穿電壓應(yīng)滿足：(V) (31)公式中的為輸入的交流電的最大峰值電壓，整流二極管的最大反向擊穿電壓為1000V。流經(jīng)二極管的最大電流應(yīng)該滿足：(A) (32)公式中的為流經(jīng)二極管的最大電流，考慮到二極管的額定電流要有50%的裕量，去二極管的額定電流為5A。所以二極管要取額定值為1000V/5A。 一次濾波部分一次濾波部分即為一次整流部分后面的LC濾波電路。它的主要功能是將一次整流部分整流后的波動(dòng)電壓濾波成紋波電壓符合要求的直流電壓。對于濾波電容中的電容容量，如果想從所要求的紋波電壓值來確定是非常困難的事，其原因在于濾波電路中所用的電解電容，從等效電路看并不是單純的電容，而是包含有串聯(lián)電阻RC和串聯(lián)電感LC的電路，因此從要求輸出的紋波電壓值來確定濾波電容的容量主要受其等效的串聯(lián)阻抗的溫度和頻率特性的影響，這些參數(shù)的數(shù)值又是隨溫度變化的，不過根據(jù)電容的允許的波紋電流值來確定濾波電容量就比較簡單了。單向整流電路的輸出電壓一般都含有較大的脈動(dòng)成分，后接的濾波電容的一種目的是盡量抑制脈動(dòng)成分，另一種目的是盡量保留直流部分，使輸出電壓接近理想的直流。電容量的選擇與紋波系數(shù)有關(guān)，對于全波和橋式整流濾波電路，濾波電容的選擇可參照以下的經(jīng)驗(yàn)公式：設(shè)濾波電容為，則 (33)取電容的大小為110。電容的額定電壓為，則 (34)取=500V，所以濾波電容為一個(gè)大小為110uF,額定電壓為500V的電容。 變壓器的設(shè)計(jì)與計(jì)算變壓器是開關(guān)穩(wěn)壓電源電路最主要的元器件，按頻率分有高頻變壓器和工頻變壓器，高頻變壓器用于開關(guān)電源電路，工頻變壓器是對市電交流（頻率為50HZ）進(jìn)行電壓變換，用做一般支流電源中的電源變壓器。正確選擇電源變壓器是設(shè)計(jì)直流電源的關(guān)鍵，電源變壓器有市售成品可供選用，但市售成品的各種參數(shù)不一定符合擁護(hù)的要求，這就需要擁護(hù)自己設(shè)計(jì)制作。變壓器的設(shè)計(jì)要求是：1 漏磁要小，以便能獲得小的繞組漏感；2 便于繞制，引出線及整個(gè)變壓器安裝方便，有利于生產(chǎn)和維護(hù)；3 有利于散熱；4 傳輸功率要留有一定的裕量；5 當(dāng)輸入電壓和占空比為最大值時(shí)，磁芯不會(huì)飽和；6 在順向型電路中，原邊線圈的電感量必須足夠大；在回掃型電路中，原邊線圈的電感量必須符合所需功率而規(guī)定的數(shù)值；7 必須滿足初、次繞組上的銅耗與磁芯的鐵耗相等的設(shè)計(jì)原則；電源變壓器的設(shè)計(jì)步驟是：根據(jù)所需要的輸出功率，確定變壓器鐵心截面積的大??；再根據(jù)鐵心截面積和繞組的電壓值確定其匝數(shù)；最后根據(jù)各繞組所通過的電流大小，確定所需要包線的直徑。變壓器磁性材料和磁芯結(jié)構(gòu)的選擇：開關(guān)電源變壓器通常工作在2050KHZ，甚至更高的頻率上。它要求磁性材料在工作頻率上的功耗盡可能的小，此外，還要求磁性材料飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度高、溫度穩(wěn)定性好。鐵氧體磁芯由于價(jià)格便宜，磁芯形式多種多樣，因此得到了廣泛的應(yīng)用。但是，鐵氧體存在著許多缺點(diǎn)，例如飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度值較低，溫度穩(wěn)定性差，易碎等。在體積重量、環(huán)境條件及性能指標(biāo)要求高的開關(guān)穩(wěn)壓電源變壓器中可以采用坡莫合金和非晶體態(tài)合金等材料。坡莫合金和非晶體態(tài)合金通常制成環(huán)形鐵芯，有特殊要求時(shí)也可以制成矩形或其他形狀。 開關(guān)變壓器的設(shè)計(jì) 主電路是半橋式變換器，所以開關(guān)變壓器應(yīng)按半橋式變換器中的變壓器進(jìn)行設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)要求： 開關(guān)頻率fs=100kHz. 輸入源電壓VAC：220V15%. 輸出電壓V0：16V。 輸出電流I0：4A。 整流電路：全波整流，整流管壓降VDF=。 工作效率：80%。 濾波電感：10H。預(yù)先估計(jì)；1 額定輸出功率: P0ut=4A（16+）V=66W (35)2 估計(jì)輸入功率： Pin=66w/= （36）3 直流輸入電壓： Vin(min)=187V= (37) Vin(max)= 253=4 平均輸入電流： Lin(max)=66W/= (38) Lin(min)=66W/=5 估計(jì)最大峰值電流： I pk= kPout/ Vin(low)=控制器選用電流控制器TL494，工作頻率為100KHz，在這種場合下，用得最普遍的是EE型磁芯。對于這種功率等級的磁芯足夠了，這里選用了Mangnetig 公司的 F 磁芯材料 。所選用的磁芯型號(hào)為 F43515EC磁芯(因?yàn)檫@種磁芯的繞線面積最大)；PCb3515L1骨架.1. 一次電感最小值為： = = =1363H （39）： ===（310）最接近這個(gè)氣隙的磁芯是AL為100mH/1000 ，氣隙為67mil的磁芯最后選擇的型號(hào)為：F43515EC02：.設(shè)一次繞組的匝數(shù)為NP,則一次繞組的匝數(shù)可由下式計(jì)算： = （311） ==（匝）其中輸入最大直流工作電壓所用的磁芯的有效橫截面積最大的工作磁通密度線圈匝數(shù)應(yīng)該取整數(shù)，要滿足要求一次繞組的匝數(shù)取42匝。設(shè)二次繞組為NS，因?yàn)槭前霕蚴阶儞Q器，所以， === （312）其中 VDF預(yù)先估計(jì)的輸出整流電路的正向壓降D預(yù)先估計(jì)的最大占空比，預(yù)期的最小輸入電壓由所得數(shù)據(jù)最終取NS為6匝。 導(dǎo)線線徑的選取根據(jù)輸入輸出的估算,初線線