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开关电源研修报告
学号:20145295
姓名:熊成摘要:随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。近年来 ,随着功率电子器件(如IGBT、MOSFET)、PWM技术及开关电源理论的发展 ,新一代的电源开始逐步取代传统的电源电路。该电路具有体积小,控制方便灵活,输出特性好、纹波小、负载调整率高等特点。
开关电源中的功率调整管工作在开关状态,具有功耗小、效率高、稳压范围宽、温升低、体积小等突出优点,在通信设备、数控装置、仪器仪表、视频音响、家用电器等电子电路中得到广泛应用。开关电源的高频变换电路形式很多, 常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。本论文采用双端驱动集成电路——TL494输的PWM脉冲控制器设计小汽车中的音响供电电源,利用MOSFET管作为开关管,可以提高电源变压器的工作效率,有利于抑制脉冲干扰,同时还可以减小电源变压器的体积。
1、所用器件
1.1 TL494芯片 1个 电阻1Ω 1个 电阻4.7kΩ
3个 电阻33Ω 2个 电感1.0m 1个 电容 0.001C 1个 电容10C 1个 电容50C 2个 电容500C 1个 mr850二极管 2个 tip32a 三极管 2个 电压源5V
1.2 TL494简介
TL494是一种固定频率脉宽调制电路,它包含了开关电源控制所需的全部功能,广泛应用于单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源。TL494有SO-16和PDIP-16两种封装形式,以适应不同场合的要求[10]。TL494能产生PWM,能调整频率和脉宽,还有一路基准电压,这些都满足DC-DC的条件,采用不同拓扑,得到升压和降压,如图2-1所示:
1,采用推挽(push-pull)方式,升压,可以改变反馈电阻,得到其他电压;
2,采用BUCK拓扑降压,可以改变反馈电阻,得到其他电压;其外形图如图2-1
TL494其他主要特点如下:
(1)集成了全部的脉宽调制电路。
(2)片内置线性锯齿波振荡器,外置振荡元件仅两个(一个电阻和一个电容)。
(3)内置误差放大器。(4)内止5V参考基准电压源。(5)可调整死区时间。
(6)内置功率晶体管可提供500mA的驱动能力。
(7)推或拉两种输出方式。
图2-1 1.3 TL494的工作原理
TL494是一个固定频率的脉冲宽度调制电路,内置了线性锯齿波振荡器,振荡频率可通过外部的一个电阻和一个电容进行调节,输出脉冲的宽度是通过电容CT上的正极性锯齿波电压与另外两个控制信号进行比较来实现。功率输出管Q1和Q2受控于或非门。当双稳触发器的时钟信号为低电平时才会被选通,即只有在锯齿波电压大于控制信号期间才会被选通。当控制信号增大,输出脉冲的宽度将减小。控制信号由集成电路外部输入,一路送至死区时间比较器,一路送往误差放大器的输入端。死区时间比较器具有120mV的输入补偿电压,它限制了最小输出死区时间约等于锯齿波周期的4%,当输出端接地,最大输出占空比为96%,而输出端接参考电平时,占空比为48%。当把死区时间控制输入端接上固定的电压(范围在0—3.3V之间)即能在输出脉冲上产生附加的死区时间。
脉冲宽度调制比较器为误差放大器调节输出脉宽提供了一个手段:当反馈电压从0.5V变化到3.5时,输出的脉冲宽度从被死区确定的最大导通百分比时间中下降到零。两个误差放大器具有从-0.3V到(Vcc-2.0)的共模输入范围。
2、工作原理2、1 脉冲产生电路如图2-1所示,电路由tl494芯片及其外围电阻,电容共同构成。Tl494芯片的ct和rt外部的一个电阻和一个电容决定其频率大小。
图2-12、2 如图2-2所示,半桥推免电路由两个三极管TIP32c组成,在基级和发射级之间串接一个47欧的电阻为三极管提供偏置电压。
图2-2 2、3 整流滤波的方法很多,如桥堆整流,单个二极管整流等。这里使用二极管整流,加上一个470uN的电感,如图2-3所示。
图2-32、4 电路原理图如图2-4所示
图2-4
3、测量结果
4、结论
5、心得
开关电源技术是一门运用半导体功率器件实现电能的高效率变换、将粗电变成精电,以满足供电质量要求的技术。由于在开关电源中半导体功率器件工作在高频开关方式,因此它具有高效率、高功率密度、高可靠性。正是因为开关电源的突出优点,开关电源更替线性电源是发展的必然趋势,因此研究开关电源有着很重要的意义和实用价值。
参考文献
基于脉宽控制器TL494的升压开关电源 肖东升,吴东,李家旺 基于TL494PWM控制的电动车开关电源设计 秦逸平,袁惠娟
基于TL494的双向Buck-Boost BDC高效开关电源设计黄仲平,徐航,沈烨
基于TL494芯片的导航雷达开关电源设计 杨建,邓志清,李正华 基于TL494开关电源的研究 蔡广亮,宋建成,李永学,田敏
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