逆變電源畢業(yè)設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)-閱讀頁
2025-02-08 01:40本頁面
【正文】 大輸出電流可達(dá) 250mA。 通過對(duì) TL494 的 4 腳控制，即可調(diào)節(jié)占空比，還可作輸出軟啟 動(dòng)保護(hù)用。 可以選擇單端、并聯(lián)及交替三種輸出方式。由 TL494 芯片構(gòu)成電壓反饋電路時(shí)， 2 腳上通過電阻從內(nèi)部 5V基準(zhǔn)電壓上取分壓，作為 1 腳比較的基準(zhǔn)。當(dāng) 4 腳接地時(shí)，死區(qū)寬度為零，即全輸出；當(dāng)其接 5V 電壓時(shí)；死區(qū)寬度最大，無輸出脈沖。 5 腳及 6 腳接振 蕩器的接地電容、電阻。三極管 VT1 和 VT2 受控于或非門。當(dāng)控制信號(hào)增大時(shí)，輸出脈沖的寬度將減小。死區(qū)時(shí)間比較器具有 120mV 的輸入補(bǔ)償電壓，它限制了最小輸出死區(qū)時(shí)間約等于鋸齒波周期的 4%。在死區(qū)時(shí)間控制端上接固定電壓（在 0~ 之間）時(shí)，即能在輸出脈沖上產(chǎn)生附加的死區(qū)時(shí)間。兩個(gè)誤差放大器具有從 到 的共模輸入范圍，這可從電源的輸出電壓和電流中察覺到。正是由于這種電路結(jié)構(gòu)，誤差放大器只需最小的輸出即可支配控制回路。若輸出控制端連接到參考電壓上，那么調(diào)制脈沖交替送至兩個(gè)三極管，輸出頻率等于脈沖振蕩器的一半。輸出變壓器為一個(gè)反饋繞組及二極管提供反饋電壓。在這種狀態(tài)下，輸出脈沖的頻率將等于振蕩器的頻率。在典型的 0℃ ~70℃溫度范圍和 50 mV 電壓的溫漂條件下，該基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路能提供177。 場(chǎng)效應(yīng)管 內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 場(chǎng)效應(yīng)管是一種適應(yīng)開關(guān)電源 小型化、高效率化和高可靠性要求的理想器件。其代表符號(hào)如圖 5。 MOSFET開關(guān)較快而無存儲(chǔ)時(shí)間，故在較高工作頻率下開關(guān)損耗較小，另外所需的開關(guān)驅(qū)動(dòng)功率小，降低了電路的復(fù)雜性。只有在正的漏極電源的作用下，在柵源之間加上正向電壓（柵極接正，源極接負(fù)），才能使該場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通。即當(dāng) 0Vgs? 時(shí) MOS 管才導(dǎo)通。三極管的工作狀態(tài)有截止、放大、飽和三種。 各部分支路電路設(shè)計(jì)及其參數(shù)計(jì)算 DC/DC 變換電路（附工作指示燈） 由 DC/AC和整流濾波電路組成 [5]。中心器件變壓器 T1，實(shí)現(xiàn)電壓由 12V脈沖電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?220V脈沖電壓。變壓器 T1 的工作頻率選為 50KHz 左右 [4]，因此 T1 可選用 EI33 型的高頻鐵氧體磁心變壓器，變壓器的內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 匝數(shù)比為 12 220 0 05? ? ? ，變壓器選擇為 E 型，可自制。 10 190 0 05? ? ? 即滿足變壓器匝數(shù)比約為 。因?yàn)樽儔浩鬟x擇為 E 型，這樣使變壓器工作在推挽狀態(tài)，VT3 和 VT4 以頻率為 50KHz 交替導(dǎo)通，使變壓器的初級(jí)輸入端有 50KHz 的交流電。當(dāng) VT1 導(dǎo)通時(shí)， VT2 截止，場(chǎng)效應(yīng)管 VT3 因?yàn)闁艠O無正偏壓而截止，而此時(shí) VT2 截止，導(dǎo)致場(chǎng)效應(yīng)管 VT4 柵極有正偏壓而導(dǎo)通。當(dāng)電路工作不正常時(shí)， TL494輸出控制端為低電平時(shí)， TL494 的兩個(gè)內(nèi)置晶體管的集電極（ 8 腳和 9 腳）有 12V 正偏壓，基極為高電平，導(dǎo)致兩晶體管同時(shí)導(dǎo)通。極性電容 C1 濾去 12V 直流中的交流成分，降低輸入干擾。 R R R3 起 限流作用， 取值為 KΩ 。四只整流二極管 D1~D4 接成電橋的形式，稱單相橋式整流電路 [2]。根據(jù)電容標(biāo)稱值選擇 C2 為 10μF 。 內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 6 直流變換電路圖 輸入過壓保護(hù)電路 電路結(jié)構(gòu)如圖 7，由 DZ電阻 R1 和電阻 R電容 C二極管 VD1 組成。因?yàn)檩斎腚妷褐苯記Q定了輸出電壓的值，對(duì)輸入端電壓的保護(hù)也是對(duì)輸出端子間過大電壓進(jìn)行負(fù)載保護(hù)。當(dāng) C1 和 R1 充電完成， C1 和 R2 支路開始處于放電狀態(tài)，當(dāng) C1 放電完成時(shí)， TL494 芯片 I 的同相輸入端由低電平翻轉(zhuǎn)為高電平，導(dǎo)致 TL494芯片 I 的 3 腳即反饋輸入端為高電平狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致 TL494 芯片內(nèi)部的 PWM 比較器、或門、或非門的輸出均發(fā)生翻轉(zhuǎn)， TL494 芯片內(nèi)置功率輸出級(jí)三極管 VT1 和 VT2 均轉(zhuǎn)為截止?fàn)顟B(tài)。同時(shí) TL494 的 4 腳為高電平狀態(tài)， 4 腳為高電平時(shí)，將抬高芯片內(nèi)部死區(qū)時(shí)間比較器同相輸入端的電位，使該比較器的輸出為恒定的高電平，由 TL494 芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)知，芯片內(nèi)置三極管截止，從而停止后繼電路的工作。穩(wěn)壓管 DZ1 的穩(wěn)壓值決定了該保護(hù)電路的啟動(dòng)門限電壓值。在此取為 15V，穩(wěn)壓管的功率為 。 圖 7 輸入過壓電路保護(hù)圖 輸出過壓保護(hù)電路 電路結(jié)構(gòu)如圖 8，當(dāng)輸出電壓過高時(shí)將導(dǎo)致穩(wěn)壓管 DZ1 擊穿，使 TL494 芯片 II 的4 腳對(duì)地的電壓升高，啟動(dòng) TL494 芯片 II 的保護(hù)電路，切斷輸出。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值一般規(guī)定為輸出電壓的 130%~150%[7]。 內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 8 輸出過壓電路保護(hù)圖 DC/AC 變換電路 電路結(jié)構(gòu)如圖 9，該變換電路為全橋橋式電路 [6]。圖中 8 腳和 11 腳分別接入了上下兩部分完全對(duì)稱的橋式電路，因?yàn)閮扇龢O管交替工作，工作頻率為 50Hz，所以選用橋式電路，目的在于得到 50Hz 交流電。選其中一部分作為說明。圖中 VT0為 TL494 芯片 II 的一個(gè)內(nèi)置三極管設(shè)為 VT00，另一個(gè)設(shè)為 VT01。而 VT4 因?yàn)闁艠O無正偏壓截止，輸出 220V 電壓。 VT3 的柵極無正偏電壓，從而使 VT3 截止。因?yàn)?VT3 截止， 220V 電壓無法送至輸出。因?yàn)榇藭r(shí) TL494 芯片 II 的另一個(gè)內(nèi)置三極管 VT01 導(dǎo)通，它的集電極即第 11 腳使逆變電路 I 有 220V 電壓輸出。上下兩部分以頻率為 50Hz 而交替導(dǎo)通，從而使電路有 220V/50Hz 的交流電輸出。 VT VT VT VT VT VT6 應(yīng)選擇低頻小功率型的。限流電阻可選擇 10 KΩ 、 1 KΩ 、 、 的經(jīng)典取值。 C1 和 C2 可取為 10μF ， C3 取為 。 15 腳為芯片 TL494 的反相輸入端， 16 為同相輸入端，電路正常情況下 15 腳電壓應(yīng)略高于 16 腳電壓才能保證誤差比較器 II 的輸出為低電平，才能使芯片內(nèi)兩個(gè)三極管正常工作。所以 15 腳電壓應(yīng)高于 5V。這里取 200? 。符合要求。 C2 即為 Ct ， R3 即為 Rt 。 圖 11 TL494芯片 I 外圍電路 TL494 芯片 ?? 外圍 電路 電路結(jié)構(gòu)如圖 12，同樣 15 腳為芯片 TL494 的反相輸入端， 16 腳為同相輸入端，電路正常情況下 15 腳電壓應(yīng)略高于 16 腳電壓才能保證誤差比較器 II 的輸出為低電平，才能使芯片內(nèi)兩個(gè)三極管正常工作。芯片內(nèi)置比較器 II 的輸出為低電平。因?yàn)橐馆敵鲱l率為 50Hz，由公式 ? ?1Fosc CtR t??內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 知：當(dāng) Rt 取為 220KΩ 時(shí)， 9 10 μFCt ??? ，可取為 。芯片的 8 腳和 11 腳接逆變電路 II，4 腳接輸入過壓保護(hù)電路。 圖 12 TL494芯片 II外圍電路 該逆變電源的整機(jī)電路原理圖 (附錄 A) 該電路的元件參數(shù)表 (附錄 B)內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 3 調(diào)試 該逆變電源在接通 12V 直流電源后， LED 指示燈亮，說明電路工作正常。若發(fā)生輸入電流過大、輸出電壓過大或者電路工作環(huán)境過熱的情況均會(huì)使 LED 指示燈變暗，說明逆變電路停止工 作。該電路的 PCB 板 [10]示意圖見附錄
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