TL494开关电源设计

设计案例分析

单端正激式开关稳压电源 或降压型开关稳压电源设计

一． 技术指标

1. 电源容量 输入：交流15~24Vac。 输入：交流 。 输出：电源电压+12V(不可调 ，纹波小于 不可调)， 输出：电源电压 不可调 150mVP-P，最大输出电流 最大输出电流0.5A(限流型保 限流型保 护)。截止型保护 。 工作频率 开关电源的工作频率为30~40kHz。 开关电源的工作频率为 。 控制电路 采用脉冲宽度调制控制集成电路。 采用脉冲宽度调制控制集成电路。

2. 3.

二． 课题的意义

1. 2. 具有实用性：几乎所有的电子设备都涉及电源设计， 具有实用性：几乎所有的电子设备都涉及电源设计，容 量较大时多采用开关电源。 量较大时多采用开关电源。 掌握一种共性技术：脉冲宽度调制技术－PWM是一项共 掌握一种共性技术：脉冲宽度调制技术－ 是一项共 性技术，应用面广，如硅整流弧焊电源控制、 性技术，应用面广，如硅整流弧焊电源控制、逆变电源 设计、恒温控制、直流电机调速等。 设计、恒温控制、直流电机调速等。 学习集成电路应用方法：TL494、SG3525A是常用的、 是常用的、 学习集成电路应用方法： 、 是常用的 典型的固定频率的脉冲宽度调制控制电路， 典型的固定频率的脉冲宽度调制控制电路，应用方法有 一定代表性。 一定代表性。 易于建立工程设计概念：课题涉及多个典型的工程要素， 易于建立工程设计概念：课题涉及多个典型的工程要素， 功率器件的最大电流、耐压、开关速度， 如：功率器件的最大电流、耐压、开关速度，磁性材料 的选择、功率电感的设计与绕制等。 的选择、功率电感的设计与绕制等。 较典型的设计验证方法和负载实验。 较典型的设计验证方法和负载实验。

3.

4.

5.

三、单端正激式开关电源的工作原理

1. 导通状态 U I UO UL I ON = t1 = t1 L L 2. 截止状态 UO UL I OFF = t2 = t2 L L 3. 输入输出关系 I ON = I OFF U O = εU I

t1 ε= t1 + t 2

ε称为占空比

四、TL494的内部结构与功能 的内部结构与功能 1. 结构

输出控制 13 VCC

8 6 振荡器

RT

D

Q

Q1

9

5

CT

触发器 死区时间比较器 CK Q

Q2

11 10

4 死区时间控制 0.12V

0.7V

PWM比较器 12

0.7mA

VCC 欠压锁定4.9V 基准调整器

3.5V

1

2

3

15

16

14 Ref输出

7

误差放大器1 反馈/PWM比较器输入 误差放大器2 图一：TL494内部框图

四、TL494的 的 内部结构与功 能

1. 结构

CT

死区时间控制 触发器 时钟

反馈/PWM比较器输入

Q

Q

Q1射极

Q2射极

输出控制 图二：TL494 时序图

2.

TL494的时序 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＜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 输入电平时， 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。 输入电平时 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 输入电压， 死区时间控制电压和反馈 输入电压 宽度。 宽度。

2. TL494的时 的时 序(续) 续

CT

死区时间控制

反馈/PWM比较器输入

触发器 时钟

当输出控制电压 =H时， Q和时 Q 时 和时 钟信号均为0时 钟信号均为 时， Q1基极获高电 Q 基极获高电 平导通， 和 平导通， /Q和 Q1射极 时钟信号均为0 时钟信号均为 时， Q2基极获 基极获 Q2射极 高电平导通， 高电平导通，两 管轮流导通，称 管轮流导通，输出控制 为推挽工作方式。 为推挽工作方式。 当输出控制电压 =L时，时钟信 时 号为0时 号为 时， Q1 和Q2基极获高 基极获高 电平导通，两管 电平导通， 同时导通，称为 同时导通， 单端工作方式。 单端工作方式。

图二：TL494时序图

3. 功能描述

含有控制开关式电源所需的主要功能块。 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 ，频率用两个外部元件 线性锯齿波振荡器 设置， 设置，近似 Ｆosc = 1.1/ (RT* CT ) 输出脉冲宽度由“死区时间控制” 输出脉冲宽度由“死区时间控制”和“反馈/PWM比较 反馈 比较 器输入”两个信号中电平较高的一个控制，控制信号电 器输入”两个信号中电平较高的一个控制， 平与电容器C 上的锯齿波进行比较， 平与电容器 T 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 控制信号电平线性增加输出晶体管 线性减少。 线性减少。 为推挽输出， “输出控制”=5V为推挽输出，最小死区时间为 输出控制” 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%。 为单端输出，最小死区时间为 为单端输出 。

五、TL494的工作条件 的工作条件

1. 工作条件

条 件 符 号 VCC VC1,VC2 IC1,IC2 Vin Ifb Iref RT CT Fosc 最小 7.0 ---0.3 --1.8 0.0047 1.0 典型 15 30 ----30 0.01 40 最大 40 40 200 VCC－2 － 0.3 10 500 10 200 单位 V V mA V mA mA k μF kHz

电源电压 集电极电压 集电极输出电流(每个三极管 集电极输出电流 每个三极管) 每个三极管 误差放大器输入共模电压 反馈 …… 此处隐藏：4261字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……