基于tl494的開關(guān)電源設(shè)計畢業(yè)設(shè)計-在線瀏覽
2025-08-05 17:19本頁面
【正文】 期中的導(dǎo)通時間。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)。若保持TON不變，利用改變開關(guān)頻率f=1/T實現(xiàn)脈沖占空比調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)輸出直流電壓U0穩(wěn)壓的方法，稱做脈沖頻率調(diào)制(PFM)方式開關(guān)電源。既改變TON，又改變T，實現(xiàn)脈沖占空比的調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓方式稱做脈沖調(diào)頻調(diào)寬方式。 開關(guān)電源的組成開關(guān)電源由以下四個基本環(huán)節(jié)組成，見圖12所示。除此之外，開關(guān)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。開關(guān)電源與線性電源相比，輸入的瞬態(tài)變換比較多地表現(xiàn)在輸出端，在提高開關(guān)頻率的同時，由于反饋放大器的頻率特性得到改善，開關(guān)電源的瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)也能得到改善。所以可以通過提高開關(guān)頻率、降低輸出濾波器LC的方法改善瞬態(tài)響應(yīng)態(tài)。：由于開關(guān)電源省掉了笨重的電源變壓器，節(jié)省了大量的漆包線和硅鋼片，電源的重量只有同容量線性電源的1/5，體積也大大縮小。2%以下。：在開關(guān)電源中，由于可以方便的設(shè)置各種形式的保護電路，所以當(dāng)電源負(fù)載出現(xiàn)故障時，能自動切斷電源，保護功能可靠。 關(guān)電源典型結(jié)構(gòu) 串聯(lián)開關(guān)電源結(jié)構(gòu)串聯(lián)開關(guān)電源工作原理的方框圖如圖13所示；功率開關(guān)晶體管VT串聯(lián)在輸入與輸出之間。輸入不穩(wěn)定的直流電壓通過功率開關(guān)晶體管VT后輸出為周期性脈沖電壓，再經(jīng)濾波后，就可得到平滑直流輸出電壓U0。圖13 串聯(lián)開關(guān)電源原理圖輸入交流電壓或負(fù)載電流的變化，會引起輸出直流電壓的變化，通過輸出取樣電路將取樣電壓與基準(zhǔn)電壓相比較，誤差電壓通過誤差放大器放大，控制脈沖調(diào)寬電路的脈沖占空比D，達到穩(wěn)定直流輸出電壓U0的目的。圖14 并聯(lián)開關(guān)電源原理圖變壓器耦合并聯(lián)開關(guān)電源工作框圖如圖15所示；功率開關(guān)晶體管VT與開關(guān)變壓器初級線圈相串聯(lián)接在電源供電輸入端，功率開關(guān)晶體管VT在開關(guān)脈沖信號的控制下，周期性地導(dǎo)通與截止，集電極輸出的脈沖電壓通過變壓器耦合在次級得到脈沖電壓，這個脈沖電壓經(jīng)整流濾波后得到直流輸出電壓U0。由于采用變壓器耦合，所以變壓器的初、次級側(cè)可以相互隔離，從而使初級側(cè)電路地與次級側(cè)電路地分開，做到次級側(cè)電路地不帶電，使用安全。圖15 變壓器耦合并聯(lián)開關(guān)電源原理圖 第2章 開關(guān)電源主控元件 功率晶體管（GTR） 功率晶體管的結(jié)構(gòu)達林頓NPN功率晶體管就是將幾只單個晶體管在元件內(nèi)部做成射極跟隨器，晶體管模塊是指將幾級達林頓晶體管集成在一起，對外構(gòu)成一定電路形式的一個組合單元，目前功率晶體管模塊的電流/電壓已達1000V/1200V。對于共射極電路，基極注入一定的基極電流IB，器件進入“開通”的飽和狀態(tài)，集電極電流IC產(chǎn)生，集電極和發(fā)射極之間的壓降UCES就很低；基極電流IB消失或者注入一定的反向電流，器件立刻進入“關(guān)斷”的截止?fàn)顟B(tài)，集電極電流IC為零，集電極和發(fā)射極之間能承受較高的電壓UCEO。一般來說，集電極電流IC越小，電流放大倍數(shù)β就大；集電極電流IC越大，電流放大倍數(shù)β就小。因此功率晶體管在一定要求的基極脈沖電流IB的作用下，就能夠在開通過程、導(dǎo)通狀態(tài)、關(guān)斷過程、截止?fàn)顟B(tài)四種不同階段中轉(zhuǎn)換，完成功率晶體管開關(guān)的動作。功率晶體管共射極電路輸出特性ICUCE如圖23所示，有截止區(qū)、線性區(qū)、準(zhǔn)飽和區(qū)、深飽和區(qū)組成，分別對應(yīng)不同的基極驅(qū)動電流IB。飽和度越深，飽和壓降UCES越小，導(dǎo)通損耗越小，但是導(dǎo)致關(guān)斷過程中退出飽和的時間延長。、導(dǎo)通狀態(tài)、關(guān)斷過程、截止?fàn)顟B(tài)四個階段中動作的快慢特點和時間參數(shù)。為了加快功率晶體管的開關(guān)過程，必須優(yōu)化基極驅(qū)動電流脈沖。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。 電力場效應(yīng)晶體管（MOSFET） 電力場效應(yīng)晶體管特點電力場效應(yīng)晶體管簡稱電力Power Mosfet。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。電力MOSFET的工作原理是：在截止?fàn)顟B(tài)，漏源極間加正電源，柵源極間電壓為零。在導(dǎo)電狀態(tài)，即當(dāng)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(dǎo)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(jié)消失，漏極和源極導(dǎo)電。由于是場控器件，靜態(tài)時幾乎不需輸入電流。開關(guān)頻率越高，所需要的驅(qū)動功率越大。內(nèi)部功能如圖31所示。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。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(qū)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(guān)電源電路中的三極管。7腳為接地端。12腳為電源供電端。14腳為內(nèi)部5V基準(zhǔn)電壓輸出端。 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(guān)電源控制所需的全部功能，廣泛應(yīng)用于單端正激雙管式、半橋式、全橋式開關(guān)電源。TL494能產(chǎn)生PWM，能調(diào)整頻率和脈寬，還有一路基準(zhǔn)電壓，這些都滿足DCDC的條件，采用不同拓?fù)?，得到升壓和降壓，采用推挽（push
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