TL494用在正激电源中 散发能量无限大
本文基于TL494驱动芯片的双管正激小功率电源,首先来说说正激变换吧,正激变换的拓扑简单,升压、降压范围宽,所以被广泛应用于中小功率电源变换场合。正激变换与TL494可谓天作之合,具有着同样特点而且是我今天介绍的主角——TL494闪亮登场,驱动芯片TL494是一种成本低廉、驱动能力强、死区时间可控,并带有两个误差放大器。当负载变化时进行电压和电流反馈PI调节,这样就进一步加强了电源稳定性。
1 双管正激变换器电路
双管正激变换器电路如图1所示。
该主电路拓扑结构有三个优点:
(1) 克服了单端正激变换器中开关电压应力高的缺点。
(2) 不需要采用特殊的磁通复位技术,避免复杂的去磁绕组的设计和减少高频变压器的体积,使电路变得简洁,也不需要加RCD来进行复磁箝位,并能对电源进行馈电,提高了效率。
(3) 与全桥变换器和半桥变换器相比,每一个桥臂都是由一个二极管和一个开关管串联组成,不存在桥臂直通的问题,可靠性高。
2 PWM驱动芯片TL494 的特点
TL494是典型的固定频率脉宽调制控制集成电路,它包含了控制开关电源所需的全部功能,可作为双管正激式、半桥式、全桥式开关电源的控制系统。它的工作频率为1~ 300 kHz,输入电压达40V,输出电流为200mA,其内部原理图如图2 所示。
TL494 内部设置了线性锯齿波振荡器,振荡频率f = 1. 1/ ( R C) ,它可由两个外接元件R 和C 来调节( 分别接6 脚和5 脚) 。TL494 内设两个误差放大器,可构成电压反馈调节器和电流反馈调节器,分别控制输出电压的稳定和输出过流的保护; 设置了5V 1%的电压基准( 14 脚) ,它的死区时间调节输出形式可单端, 也可以双端,一般是作为双端输出类型的脉宽调制PWM,TL494作为一种PWM 控制芯片有如下特点:
(1) 控制信号由IC 外部输入,一路送到死区时间控制端,一路送到两路误差放大器输入端,又称PWM比较器输入端。
(2) 死区时间控制比较器具有120 mV 有效输入补偿电压,它限制最小输出死区时间近似等于锯齿波周期时间的4% 。在死区时间控制端,设置固定电压时( 范围0~ 0. 3 V) 就能在输出脉冲上产生附加的死区时间。
(3) 在输出控制13 脚接地时,这将使最大占空系数为已知输出的96 %,而在输出控制13 脚接参考电平时,占空比则是给定输出的48 % 。
(4) 脉宽调制比较器、误差放大器能调节输出脉宽。
图4 是对直流侧输出的电压进行采样,其中光耦选择至关重要。我们用TLP521,内部是两只光耦集成在一个芯片中,其传输特性几乎完全一致,根据电流相等的原理,这样就能够实现高精度的直流高压隔离采样。
TL494 内部设置了线性锯齿波振荡器,振荡频率f = 1. 1/ ( R C) ,它可由两个外接元件R 和C 来调节( 分别接6 脚和5 脚) 。TL494 内设两个误差放大器,可构成电压反馈调节器和电流反馈调节器,分别控制输出电压的稳定和输出过流的保护; 设置了5V 1%的电压基准( 14 脚) ,它的死区时间调节输出形式可单端, 也可以双端,一般是作为双端输出类型的脉宽调制PWM,TL494作为一种PWM 控制芯片有如下特点:
(1) 控制信号由IC 外部输入,一路送到死区时间控制端,一路送到两路误差放大器输入端,又称PWM比较器输入端。
(2) 死区时间控制比较器具有120 mV 有效输入补偿电压,它限制最小输出死区时间近似等于锯齿波周期时间的4% 。在死区时间控制端,设置固定电压时( 范围0~ 0. 3 V) 就能在输出脉冲上产生附加的死区时间。
(3) 在输出控制13 脚接地时,这将使最大占空系数为已知输出的96 %,而在输出控制13 脚接参考电平时,占空比则是给定输出的48 % 。
(4) 脉宽调制比较器、误差放大器能调节输出脉宽。
图4 是对直流侧输出的电压进行采样,其中光耦选择至关重要。我们用TLP521,内部是两只光耦集成在一个芯片中,其传输特性几乎完全一致,根据电流相等的原理,这样就能够实现高精度的直流高压隔离采样。
由电路图可知输入输出比:
当反馈电压3 脚从0. 5V~ 3.5V时,输出脉宽从被死区时间控制输入端确定的最大导通时间里下降到零。
3 电源电路
3. 1 电源主电路
从图3 可以看出,电路结构简单,容易实现,并在MOSFET 桥臂增加了霍尔传感器,以保证输出反馈电流环的要求。为了增加电路的通用性, 设计的电路板增加了双路输出的功能,只要改变变压器的设计,即可以完成多路输出。当两个主功率开关管截止时,原边绕组的电压极性相反,使另外一桥臂的两个二极管导通,电压被箝位在输入电压值。因此开关管承受的电压与输入电压相同。在输入电压最大值低于350 V时,开关管只需要选择450 V 的耐压值即可。这里我们选用N 沟
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