手機(jī)太陽能充電器的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-15 12:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 且具特色的 PWM 控制電路，例如德州儀器公司(Texas Instruments)就是改良SG3524 而推出 TL494PWM 控制電路，其所提供的特色為可調(diào)整截止時(shí)間的控制電路，輸出晶體管具有高輸出或高輸入的能力，改進(jìn)電流限制的控制能力，及輸出操控電路等。以我們所介紹過的功率型 MOSFET 來說，首先 PWM 控制電路是以 圖騰極(totempole)輸出，出現(xiàn)能夠直接驅(qū)動雙極式，而且也能夠直接來驅(qū)動MOSFETs。例如 SG1525A 與 SG1526 系列，除了先前所提到控制電路的一 些 特色外，而這些新的 IC 亦增加了一些特色，如欠壓鎖定(undervoltage lookout)，可規(guī)劃性的柔性啟動，數(shù)字電流限制，以及操作頻率可達(dá)至400kHz。雖然以上所敘的所有電路可被應(yīng)用于流行的切換模式技術(shù)上，但是最近有些公司已推出極佳的 PWM 控制器，在順向式或馳反式功率轉(zhuǎn)換器上具有很高的效率此種電路為 Motorola 公司的 MC34060PWM 控制器，此種控制器包含所有的特色。因此僅需使用極少量的外部組件，就能實(shí)現(xiàn)完成順向式或反馳式的設(shè)計(jì)。另外一種電路為 Unitrode 公司的 UC1840 系列，此種控制電路在單端式功率轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)上具有很好的效果。而且 PWM 控制電路包含所有的控制、驅(qū)動、偵測與保護(hù)的效果。因此僅需在外部再增加一些被動組件，就能夠成一個(gè)完整的切換式電源供應(yīng)器。此種控制器的特色為低電流，非在線啟動電路。而且具有過電壓(overvoltage)、欠電壓(undervoltage)與過電(overcurrent)保護(hù)電路。而前饋的線穩(wěn)壓率(feedforward line regulation)可超過 4:1 的輸入范圍操作頻率可達(dá) 500kHz 等。 脈波寬頻調(diào)變實(shí)作直流至直流轉(zhuǎn)換器責(zé)任周期之調(diào)整可以藉由 PWM 來達(dá)成。PWM 之原理如圖(31)所示，利用控制電壓 Vcon 與鋸齒波 Vtri 做比較以得到開關(guān)之切換信號 T。開關(guān)之切換信號 T 圖 33 PWM 原理使用材料TL494 1LM311 1 LM351 1 電阻：2K? 1 電阻：30K? 1 電阻：10K? 1 可變電阻：100K? 1 電容： 1 圖34 TL494PWM控制電路原理圖 TL494PWM控制電路 TL494 為固定頻率的 PWM 電路，它結(jié)合了全部方塊圖所之功能，在切換式電源供應(yīng)器里可單端式或雙波道式的輸出控制。如圖 31 所示為TL494控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與方塊圖其內(nèi)部的線性鋸齒波震蕩器乃為頻率可規(guī)劃式(frequency programmable)，在腳 5 與腳 6 連接兩個(gè)外部組件 RT與 CT，既可獲得所需之頻率其頻率可由(32)式計(jì)算得知fOSC=電容器CT截止時(shí)間比較器回授PWM比較器正反器時(shí)鐘輸入正反器Q正反器Q￣Q1射極輸出Q2射極輸出輸出?？貓D 35 TL494 控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與方塊圖輸出脈波寬度調(diào)變之達(dá)成可藉在電容器 CT 端的正鋸齒波與兩個(gè)控制信號中的任一個(gè)做比較而得知。電路中的 NOR 閘可用來驅(qū)動輸出電晶體 Q1 與 Q2，而且僅當(dāng)正反器的時(shí)鐘輸出信號是在低標(biāo)準(zhǔn)位時(shí)，此閘才會在有效狀態(tài)，此種情況的發(fā)生也是僅當(dāng)鋸齒波電壓大于控制信號電壓期間里。當(dāng)控制信號的振幅增加時(shí)，此時(shí)也會一致引起輸出脈波寬度的線性減少，如圖 38 所示的波形圖。外部輸入端的控制信號可輸入至腳 4 的截止時(shí)間控制端，與腳 116 誤差放大器的輸入端，其輸入端點(diǎn)的抵補(bǔ)電壓為 120mV，其可限制輸出截止時(shí)間至最小值，大約為最初鋸齒波周期時(shí)間的 4％。當(dāng)教 13的輸出?？刂贫私拥貢r(shí)，可獲得 96％最大工作周期，而當(dāng)?shù)?13 接腳接至參考電壓時(shí)，可獲得 48％最大工作周期。如果我們在第 4 腳截止時(shí)間控制輸入端設(shè)定一個(gè)固定電壓，其范圍由 0V 制 之間，則附加的截止時(shí)間一定出現(xiàn)在輸出上。PWM 比較器提供一個(gè)方法給誤差放大器，乃由最大百分比的導(dǎo)通時(shí)間來做輸出脈波寬度的調(diào)整，此乃借著設(shè)定截止時(shí)間控制輸入端降至零電位，而此時(shí)再回授輸入腳的電壓變化可由 之間，此兩個(gè)誤差放大器有其模態(tài)(monmode) 至(Vcc2)V，而且可用來檢知電源供應(yīng)器的輸出電壓與電流。誤差放大器的輸出會處于高主動狀態(tài)，而且在 PWM 比較器的非反相輸入端與其誤差放大器輸出乃為或門(OR)運(yùn)算結(jié)合，通常第一個(gè)誤差放大器都使用參考電壓和穩(wěn)壓輸出的，電壓做比較，其回路增益可依靠回授來控制。而第 3 腳通常用做頻率的補(bǔ)償，它主要目的是為了整個(gè)環(huán)路的穩(wěn)定度，特別注意的是運(yùn)用回授時(shí)必須避免第 3 腳的輸入過宰電流大于600181。A，否則最大脈波寬度將會被不正常的限制，此兩種誤差放大器，都可利用不管是正相或反相放大器都可用來穩(wěn)壓。第二個(gè)誤差放大器可用來做過電流檢知回路，可使用檢知電阻來與參考電壓源做比較，這回路的工作電壓接近地端，而此誤差放大器的轉(zhuǎn)換率(slew rate)在 7V 之 Vcc 為 2V/us，但無論如何在高頻運(yùn)用中。由于脈波寬度比較器和控制邏輯的傳播延遲使得他不能用為動態(tài)電流限制器。它可運(yùn)用于恒流限制電路或者外加組件作為電流回迭(current feedback)的限流裝置，而動態(tài)電流限制最好能使用截止時(shí)間控制輸入端的第 4 腳。當(dāng)電容器 CT 放電時(shí)，在截止時(shí)間比較器輸出端會有正脈波信號輸出，此時(shí)鐘脈波可控制操作正反器，且會溢至輸出晶體管 Q1 與 Q2，若將輸出模控制的第 13 腳連接到參考電壓準(zhǔn)位線此時(shí)在推挽式操作下，則兩個(gè)輸出晶體管在脈波信號調(diào)變下會交替導(dǎo)通，這時(shí)每一個(gè)輸出的轉(zhuǎn)換頻率是震蕩器頻率的一半。當(dāng)以單端方式(singleended)操作時(shí)，最大工作周期須少于 50﹪，此時(shí)輸出驅(qū)動可至晶體管 Q1 或 Q2 取得，若在單端方式操作下需要較高的輸出電流，可以將 Q1 與 Q2 晶體管以并聯(lián)方式，而且輸出?？刂频牡?13 腳必須接地，則使正反器在失(disable)狀態(tài)，此時(shí)輸出的轉(zhuǎn)換頻率乃相當(dāng)于震蕩器之頻率。因此 TL494 約兩個(gè)輸出級可以用單端方式或是推挽方式來輸出，兩個(gè)輸出關(guān)西是不被拘束的，兩個(gè)集極和射極都有輸出端可茲利用，在共射極下狀態(tài)下，集極和射極電流在 200mA 時(shí)，集極和射極電壓大約在 ，而在共集極結(jié)構(gòu)下的電壓是15V，在輸出過宰之下兩個(gè)輸出都有保護(hù)作用，一般這兩個(gè)輸出在共射極的轉(zhuǎn)換時(shí)間為 tr=150ns，tf=50s，所以我們可以知道其轉(zhuǎn)換率速度非常的快，操作頻率可達(dá) 300KHz，再 25℃時(shí)輸出漏電流ㄧ般都小于 1181。A。 圖36 TL494 接腳圖 腳位功能說明第2腳是誤差放大器大器的同相輸入端和反相輸入端。第 3 腳是相位校正和增益控制。第 4 腳為死區(qū)控制，其上加 0～ 電壓時(shí)可使截止時(shí)間從 2%線性變化到 100%。第 6 腳分別用于外接振蕩電阻和振蕩電容。第 7 腳為接地端。第 9 腳為 TL494 內(nèi)部兩個(gè)末級輸出三極管集極。第 11 腳為 TL494 內(nèi)部內(nèi)部兩個(gè)末級輸出三極管射極。第 12 腳為電源供電端。第 13 腳為輸出控制端，該腳接地時(shí)為并聯(lián)單端輸出方式，接 14 腳時(shí)為推挽輸出方式。第 14 腳為 5V 基準(zhǔn)電壓輸出端，最大輸出電流 10mA。 第116 腳分別為控制比較放大器的反相輸入端和同相輸入端。 第4章 充電器轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計(jì) CCM 與 DCM
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