基于tl494的開關電源設計畢業(yè)設計(編輯修改稿)
2025-07-15 17:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 管共射極電路輸出特性飽和壓降UCES是在一定的基極驅動電流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。飽和度越深，飽和壓降UCES越小，導通損耗越小，但是導致關斷過程中退出飽和的時間延長。一般來說，應用于開關狀態(tài)的功率晶體管在導通在導通狀態(tài)集電極電流IC大，飽和壓降UCES小，截止狀態(tài)集電極電流就是漏電流，ICEO小，集電極和發(fā)射極之間的電壓UCE高，截止損耗POFF=ICEOUCE小，加上開通過程和關斷過程的開關損耗小，因此開關狀態(tài)的功率晶體管總損耗比應用在線性區(qū)功率晶體管損耗P=ICUCE小。、導通狀態(tài)、關斷過程、截止狀態(tài)四個階段中動作的快慢特點和時間參數(shù)。如圖所示功率晶體管的開關特性，有延遲時間td、上升時間tr、存儲時間ts、下降時間tf組成，其中導通時間ton有延遲時間td、上升時間tr組成，關斷時間toff有存儲時間ts、下降時間tf組成。為了加快功率晶體管的開關過程，必須優(yōu)化基極驅動電流脈沖。，主要有集電極允許通過的最大電流ICM，集電極最大允許耗散功率PCM，最大允許結溫TJM，晶體管擊穿電壓UCEO、UCBO、UEBO。UCEO是基極開路、集電極發(fā)射極間的擊穿電壓：UCBO是發(fā)射極開路、集電極基極間的擊穿電壓；UEBO是集電極開路、發(fā)射極基極間的擊穿電壓。一般來講，晶體管在應用中任何時候都不允許超過極限參數(shù)。 電力場效應晶體管（MOSFET） 電力場效應晶體管特點電力場效應晶體管簡稱電力Power Mosfet。 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。 MOSFET的結構和工作原理電力MOSFET的種類按導電溝道可分為P溝道和N溝道，圖24所示為N溝道結構。電力MOSFET的工作原理是：在截止狀態(tài)，漏源極間加正電源，柵源極間電壓為零。P基區(qū)與N漂移區(qū)之間形成的PN結反偏，漏源極之間無電流流過。在導電狀態(tài)，即當UGS大于開啟電壓或閾值電壓UT時，柵極下P區(qū)表面的電子濃度將超過空穴濃度，使P型半導體反型成N型而成為反型層，該反型層形成N溝道而使PN結消失，漏極和源極導電。(a) 內(nèi)部結構斷面示意圖 (b)電氣圖形符號圖24 電力MOSFET的結構和電氣圖形符號MOSFET開關時間在10～100ns之間，工作頻率可達100kHz以上，是電力電子器件中最高的。由于是場控器件，靜態(tài)時幾乎不需輸入電流。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。開關頻率越高，所需要的驅動功率越大。 第3章 開關電源中的TL494 TL494的內(nèi)部功能 TL494是美國德州儀器公司生產(chǎn)的電壓驅動型脈寬調(diào)制器，在顯示器、計算機等系統(tǒng)電路中作為開關電源電路，TL494的輸出三極管可接成共發(fā)射極及射極跟隨器兩種方式，因而可以選擇雙端推挽輸出或單端輸出方式，在推挽輸出方式時，它的兩路驅動脈沖相差180度，而在單端方式時，其兩路驅動脈沖為同頻同相。內(nèi)部功能如圖31所示。其引腳功能如下：2腳分別為誤差比較放大器的同相輸人端和反相輸人端。3腳為控制比較放大器和誤差比較放大器的公共輸出端，輸出時表現(xiàn)為或輸出控制特性，也就是就在兩個放大器中，輸出幅度大者起作用。當3腳的電平變高時，TL494送出的驅動脈沖寬度變窄，當3腳電平低時，驅動脈沖寬度變寬。4腳為死區(qū)電平控制端，從4腳加入死區(qū)控制電壓可對驅動脈沖的最大寬度進行控制，使其不超過180度，這樣可以保護開關電源電路中的三極管。6腳分別用于外接振蕩電阻和電容。7腳為接地端。9腳和112腳分別為TL494內(nèi)容末級兩個輸出三極管的集電極和發(fā)射極。12腳為電源供電端。13腳為功能控制端。14腳為內(nèi)部5V基準電壓輸出端。116腳分別為控制比較放大器的反相輸人端和同相輸人端。 TL494的特點TL494是一種固定頻率脈寬調(diào)制電路，它包含了開關電源控制所需的全部功能，廣泛應用于單端正激雙管式、半橋式、全橋式開關電源。TL494有SO－16和PDIP－16兩種封裝形式，以適應不同場合的要求。TL494能產(chǎn)生PWM，能調(diào)整頻率和脈寬，還有一路基準電壓，這些都滿足DCDC的條件，采用不同拓撲，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拓撲降壓，可以改變反饋電阻，得到其他電壓，如圖31所示： 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的驅動能力；推或拉兩種輸出方式。 TL494的工作原理TL494是一個固定頻率的脈沖寬度調(diào)制電路，內(nèi)置了線性鋸齒波振蕩器，振蕩頻率可通過外部的一個電阻和一個電容進行調(diào)節(jié)，輸出脈沖的寬度是通過電容CT 上的正極性鋸齒波電壓與另外兩個控制信號進行比較來實現(xiàn)。功率輸
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