【正文】 16 和 PDIP－ 16兩種封裝形式，以適應(yīng)不同場合的要求。 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。 13 腳為功能控制端。 9腳和 1 12 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。 6 腳分別用于外接振蕩電阻和電容。當 3 腳的電平變高時， TL494 送出的驅(qū)動脈沖 寬度變窄，當 3 腳電平低時，驅(qū)動脈 沖 寬度變寬。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。 安徽財貿(mào)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 10 第 3章 開關(guān)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(qū)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(guān)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(qū)動脈沖 相差 180 度，而在單端方式時，其兩路驅(qū)動脈 沖 為同頻同相。但在開關(guān)過程中需對輸入電容充放電，仍需一定的驅(qū)動功 率。 (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 100kHz 以上，是電力電子器件中最高的。 P安徽財貿(mào)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 基區(qū)與 N 漂移區(qū)之間形成的 PN 結(jié)反偏，漏源極之間 無電流流過。 MOSFET 的結(jié)構(gòu)和工作原理 電力 MOSFET 的種類按導(dǎo)電溝道可分為 P 溝道和 N 溝道，圖 24所示為 N溝道結(jié)構(gòu)。 特點是用柵極電壓來控制漏極電流，驅(qū)動電路簡單，需要的驅(qū)動功率小，開關(guān)速度快，工作頻率高， 熱穩(wěn)定性好。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)。 ，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(jié)溫 TJM，晶體管擊穿電壓 UCEO、UCBO、 UEBO。如圖所示功率晶體管的開關(guān)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(dǎo)通時間 ton有延遲時間 td、上升時間 tr組成，關(guān)斷時間 toff有存儲時間 ts、下降時間 tf組成。 一般來說，應(yīng)用于開關(guān)狀態(tài)的功率晶體管在導(dǎo)通在導(dǎo)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(guān)斷過程的開關(guān)損耗小，因此開關(guān)狀態(tài)的功率晶體管總損耗比應(yīng)用在線性區(qū)功率晶體管損耗 P=ICUCE小。 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。 功率晶體管的特性與參數(shù) ICUCE。對于單只功率晶體管而言，晶體管集電極 IC達到元件額定電流一半以上時，電流放大倍數(shù)β明顯下降，一般會下降到β =8~10。功率晶體管的電流放大倍數(shù)β是在一定條件下測定的，使用條件不同，電流放大倍數(shù)β就不同。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。同時由于變壓器耦合，可以使用多組次級線圈，在次級得到多組直流輸出電壓。同樣經(jīng)過取樣電路將取樣電壓與基準電壓 UE 進行比較被誤差放大器放大，由誤差放大器輸出至功率開關(guān)晶體管 VT，通過控制功率開關(guān)晶體管 VT的導(dǎo)通、截止達到控制脈沖占空比的目的，從而穩(wěn)定直流輸出電壓。 并聯(lián)開關(guān)電源結(jié)構(gòu) 并聯(lián)開關(guān)電源工作原理方框圖如圖 14 所示，功率開關(guān)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(guān)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(guān)電源轉(zhuǎn)變?yōu)閺V泛使用的變壓器耦合并聯(lián)開關(guān)電源。 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)。正常工作時，功率開關(guān)晶體管 VT 在開關(guān)驅(qū)動控制脈沖的作用下周期性地在導(dǎo)通、截止之間交替轉(zhuǎn)換，使輸入與輸出之間周期性的閉合與斷開。 ：由于功率開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài)，損耗小，不需要采用大面積散熱器，電源溫升低，周圍元件不致因長期工作在高溫環(huán)境而損壞，所以采用開關(guān)電源可以提高整機的可靠性和穩(wěn)定性。合理設(shè)計電路，還可使穩(wěn)壓范圍更寬，并保證開關(guān)電源的高效率。 ：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。 圖 12 電源基本組成框圖 安徽財貿(mào)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 3 開關(guān)電源的特點 ：開關(guān)電源的功率開關(guān)調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，所以調(diào)整管的功耗小，效率高，一般在 80%— 90%，高的可達 90%以上。負載變換瞬態(tài)響應(yīng)主要由輸出端 LC 濾波器的特性決定。 DC/DC 變換器有多種電路形式，其中控制波形為方波的 PWM 變換器以及工作波形為準正弦波的諧振變換器應(yīng)用較為普遍。其中 DC/DC 變換器用以進行功率變換，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，達到穩(wěn)定輸出電壓值的目的。在各種開關(guān)電源中，以上三種脈沖占空比調(diào)節(jié)方式均有應(yīng)用。由于開關(guān)頻率不固定，所以輸出濾波電路的設(shè)計不易實現(xiàn)最優(yōu)化。由于 PWM 式的開關(guān)頻率固定，輸出濾波電路比較容易設(shè)計，易實現(xiàn)最優(yōu)化，所以 PWM 式開關(guān)電源用得較多。 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，達到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的。這個脈沖電壓經(jīng)濾波電路進行平滑濾波就可得到穩(wěn)定的直流輸出電壓 U0。 關(guān)鍵詞 ：直流磁偏 自激振蕩 TL494安徽財貿(mào)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 I 目錄 第 1 章 開關(guān)電源基礎(chǔ)技術(shù) ................................................................................. 1 開關(guān)電源概述 .