TL494开关电源要点.pdf
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1、闽南师范大学 TL494开关电源设计 姓名: X X X 学号: XXXXXXXXX 班级: XXXXXXXXX 指导教师:郭海燕 2013年 6 月 7 日 TL494 开关电源 1 目录 摘要. 2 1 设计任务要求 . 2 1.1 任务. 2 1.2 实现方案 . 3 2 电路图的设计 3 2.1 工作原理分析 4 2.2 器件参数选择 7 3.1 9V时各工作点的波形 .7 3.2 数据的测量 11 4 心得体会 11 5 参考资料 12 6 附录 12 TL494 开关电源 2 摘要 本设计基于 TL494设计一个开关电源。随着开关电源在计算机等 家用电器等方面的广泛运用,人们对电源
2、的效率、体积、重量及可靠 性提出了更高的要求。开关电源以其效率高、体积小等优势在很多方 面逐步取代效率低、体积笨重的线性电源。本课题介绍一种基于PWM 技术的全桥式开关电源, 通过双端驱动的集成电路TL494输出的 PWM 脉冲控制主开关的导通来控制直流输出的。 关键词: PWM、全桥电路、开关电源、TL494 TL494 开关电源 3 1、设计任务 1.1 任务 : 1. 电源容量 输入:直流1524V。 输出:电源电压512V(可调 ) ,纹波小于100mVP-P ,最大输出电流2A ( 限流型 2.2A 保护 ) 。 2. 工作频率 开关电源的工作频率为3040kHz。 3. 控制电路
3、采用 TL494 脉冲宽度调制控制集成电路。 1.2 实现方案: TL494 包括开关电源所需的全部控制电路,误差放大器、振荡器、脉宽调制器、脉冲发生 器、两只相互交替输出的开关管和电流保护电路。故采用TL494 构成开关电源。 图 1:系统框图 TL494 开关电源 4 2、电路图的设计 图 2 TL494 控制的带软启动的开关电源电路 2.1 工作原理分析 2.1.1 单端正激式开关电源的工作原理 图 3:单端正激式开关电源的工作原理图图 4: 单端正激式开关电源的输出波形 TL494 开关电源 5 当输入控制脉冲为低电平时,三极管处于导通状态 11 t L UU t L U I OIL
4、On 式( 2.1.1 ) 当输入控制脉冲为高电平时,三极管处于导通状态, 22 t L U t L U I OL OFF 式( 2.1.2 ) 根据电感充放电特点 OFFON II得, IIO UU tt t U 21 1 式( 2.1.3 ) 21 1 tt t 为占空比。 2.1.2 TL494的内部结构与功能 1、TL494 的时序 当锯齿波电平死区时间控制电平时,死区时间比较器输出高电平。 当锯齿波电平反馈/PWM输入电平时, PWM 比较器输出高电平。 死区时间控制电压和反馈/PWM 输入电压,二者中较高的电平控制触发器时钟宽度。 当输出控制电压=H 时, Q 和时钟信号均为0 时
5、,Q1 基极获高电平导通,/Q 和时钟信号均 为 0 时,Q2 基极获高电平导通,两管轮流导通,称为推挽工作方式。 当输出控制电压=L 时,时钟信号为0 时, Q1 和 Q2 基极获高电平导通,两管同时导通,称 CT RT 3.5V 4.9V 0.7V 0.12V 0.7mA Q1 Q2 13 8 9 11 10 12 7141615321 4 5 6 D CK Q Q 振荡器 死区时间比较器 PWM比较器 死区时间控制 误差放大器1反馈/PWM 比较器输入误差放大器2 基准调整器 Ref输出 欠压锁定 VCC VCC 触发器 输出控制 图一:TL494内部框图 TL494 开关电源 6 为单
6、端工作方式。 2、功能描述 含有控制开关式电源所需的主要功能块。 线性锯齿波振荡器(3V),频率用两个外部元件RT 和 CT 设置,近似osc = 1.1/ (RT* CT ) 输出脉冲宽度由“ 死区时间控制” 和“ 反馈 /PWM比较器输入” 两个信号中电平较高的一个控 制,控制信号电平与电容器CT 上的锯齿波进行比较,实现脉冲宽度的调整。 控制信号电平线性增加输出晶体管Q1 和 Q2 的导通时间线性减少。 “ 输出控制 ” =5V 为推挽输出,最小死区时间为48%;=0 为单端输出,最小死区时间为96%。 3、工作条件 2.1.3 电路图原理 1、稳压原理输出电压负反馈。 若某种原因导致输
7、出电压过高,则误差放大器1 同向端电位升高,反馈/PWM 端电位上 升, Q1 管导通时间减少,占空比减少,结果输出电压减少。最终使输出电压保持稳定,R14 和 R15 中点电压为5V。R6/R7 为误差放大器1 的静态放大倍数,影响控制精度。C4 和 R5 影 响误差放大器1 的动态放大倍数,抑制瞬变,如图5 所示。 条件符号最小典型最大单位 电源电压VCC 7.0 15 40 V 集电极电压VC1,VC2 - 30 40 V 集电极输出电流(每个三极管 ) IC1,IC2 - - 200 mA 误差放大器输入共模电压Vin -0.3 - VCC 2 V 反馈 /PWM比较器输入端电 流 I
8、fb - - 0.3 mA 基准输出电流Iref - - 10 mA 计时电阻RT 1.8 30 500 k 计时电容CT 0.0047 0.01 10 F 振荡器频率Fosc 1.0 40 200 kHz 图 5:稳压原理分析 TL494 开关电源 7 2、闭环输出电压调整系数 记输出电压反馈系数为:F=R15/(R15+R14) TL494 误差放大器1 的差模电压放大倍数为:k=R6/R7 则 TL494 反馈 /PWM 比较器输入端电压为 R EFinPWM kVVFkV)1( 若 TL494 锯齿波电压的幅度为 sm V ,则有 sm REFinsm sm PWMsm V kVVFk
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