TL494降压电路课程设计

电子技术课程设计报告设计课题：基于TL494的非隔离开关电源设计

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物理与电子工程学院

目录

1 设计任务与要求4

2 集成稳压电源和开关电源的区别4

集成稳压器的组成 4

开关电源的组成5

3 开关电源的分类6

4 常见开关电源的介绍6

基本电路7

单端反激式开关电源7

单端正激式开关电源8

自激式开关稳压电源8

推挽式开关电源9

降压式开关电源9

升压式开关电源10

反转式开关电源10

5 buck变换器11

buck工作原理11

buck变换器的参数计算12

6 TL494 脉宽调制电路14

TL494 芯片主要特征14

TL494 工作原理简述14

标准BUCK（降压）电路图15

7 性能测试结果分析16

8.结论与心得错误!未定义书签。

9.参考文献17

10.附录17

基于TL494的非隔离开关电源设计

一、设计任务与要求

1．掌握PCB制板技术、焊接技术、电路检测以及集成电路的使用方法。2．掌握TL494的非隔离开关电源的设计、组装与调试方法。

3．研究开关电源的实现方法，并按照设计指标要求进行电路的设计与仿真。具体要求如下：

分析、掌握该课题总体方案，广泛阅读相关技术资料，并提出自己的见解。

掌握开关电源的工作原理。

设计硬件系统并进行仿真，掌握系统调试方法，使系统达到设计要求。

主要技术指标

设计要求：

直流输入电压：10~40V；

输出电压：5V；

输出电流：1A；

效率：≥72%。

二、集成稳压电源和开关电源的区别

（1）、集成稳压器的组成

图1 集成稳压器的组成

电路内部包括了串联型直流稳压电路的各个组成部分,另外加上保护电路和启动电路。

1.调整管

在W7800系列三端集成稳压电路中，调整管为由两个三极管组成的复合管。这种结构要求放大电路用较小的电流即可驱动调整管发射极回路中较大的输出电流，而且提高了调整管的输入电阻。

2.放大电路

在W7800系列三端集成稳压电路中，放大管也是复合管，电路组态为共射接法，并采用有源负载，可以获得较高的电压放大倍数。

3.基准电源

在W7800系列三端集成稳压电路中，采用一种能带间隙式基准源，这种基准源具有低噪声、低温漂的特点，在单片式大电流集成稳压器中被广泛采用。

4.采样电路

在W7800系列三端集成稳压电路中，采样电路由两个分压电阻组成，它对输出

电压进行采样，并送到放大电路的输入端。

5.启动电路

启动电路的作用是在刚接通直流输入电压时，使调整管、放大电路和基准电源等部分建立起各自的工作电流。当稳压电路正常工作后，启动电路被断开，以免影响稳压电路的性能。

6.保护电路

在W7800系列三端集成稳压电路中，芯片内部集成了三种保护电路，它们是限流保护电路、过热保护电路和过压保护电路。

(2)、开关电源的组成

图2 开关电源的组成

当输出电压发生变化时，采样电路将输出电压变化量的一部分送到比较放大电路，与基准电压进行比较并将二者的差值放大后送至脉冲调制电路，使脉冲波形的占空比发生变化。此脉冲信号作为开关管的输入信号，使调整管导通和截止时间的比例也发生变化，从而使滤波后输出电压的平均值基本保持不变。

三、开关电源的分类

1、按开关管的连接方式，开关电源可分为串联型开关电源和并联型开关电源。串联型开关电源的开关管是串联在输入电压和输出负载之间，属于降压式稳压电路；而并联型开关电源的开关管是在输入电压和输出负载之间并联的，属于升压式稳压电路。

2、按激励方式，开关电源可分为自激式和他激式。在自激式开关电源中，由开关管和高频变压器构成正反馈环路，来完成自激振荡，类似于间歇振荡器；而他激式开关电源必须附加一个振荡器，振荡器产生的开关脉冲加在开关管上，控制开关管的导通和截止，使开关电路工作并有直流电压输出。

3、按调制方式，开关电源可分为脉宽调制（PWM）方式和脉频调制（PFM）方式。PWM是通过改变开关脉冲宽度来控制输出电压稳定的方式，而PFM是当输出电压变化时，通过取样比较，将误差值放大后去控制开关脉冲周期（即频率），使输出电压

稳定。

4、按输出直流值的大小，开关电源可分为升压式开关电源和降压式开关电源，也可分为高压开关电源和低压开关电源。

5、按输出波形，开关电源可分为矩形波和正弦波电路。

6、按输出性能，开关电源可分为恒压恒频和变压变频电路。

7、按开关管的个数及连接方式又可将开关电源分为单端式、推挽式、半桥式和全桥式等。单端式仅用一只开关管，推挽式和半桥式采用两只开关管，全桥式则采用四只开关管。

8、开关电源按能量传递方式又可分为正激式和反激式。

9、按软开关方式分，开关电源有电流谐振型、电压谐振型、E类与准E类谐振型和部分谐振型等。

常见开关电源的介绍

1.基本电路

开关式稳压电源的基本电路框图如下图3所示。

交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。

控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。

图3 基本电路

单端反激式开关电源

单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。

电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1 导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1 整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20－100Ｗ，可以同时输出