基于TL494开关电源设计讲解

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
Ifb
--
--
0.3
mA
基准输出电流
Iref
--
--
10
mA
计时电阻 计时电容 振荡器频率
RT
1.8
30
500
kΩ
CT
0.0047 0.01
10
μF
Fosc
七、0参数选择
1. 整流管：桥式整流，整流管工作电流=0.5负载电流，大 反向电压=输入交流电压峰值，IN4007(1A/1kV)可以满足 要求。
2. 滤波电容：RLC=(3~5)T，整流滤波后电压 VIN=18~28.8V,RL~18V/0.5A=36Ω，T＝10mS， 1000uF/35V电解电容可满足要求。最常用电解电容：1.0、 2.2、3.3、4.7、6.8及相应十百千uF，耐压有6、16、25、 35、50、63、100、120、250、400V。
IC VEC PT
VIN+VF
IECO
VSTA
tON
tOFF
t
图四：开关管开关速度与功耗分析
七、参数选择
5. 输出电压： VO=5V*(1+R17/R16)~12.1V
续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO
(VIN)max-VSTA Ipk
(IO)max
6. 保护电流： Imax = (Vref /R7)*R8/ R9~0.5A
一． 技术指标
1. 电源容量 ▪ 输入：交流15~24Vac。 ▪ 输出：电源电压+12V(不可调)，纹波小于
150mVP-P，最大输出电流0.5A(限流型保 护)。 2. 工作频率 ▪ 开关电源的工作频率为30~40kHz。 3. 控制电路 ▪ 采用脉冲宽度调制控制集成电路。
三、单端正激式开关电源的工作原理
Hale Waihona Puke Baidu
3. 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 Ｆosc = 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。
E2
PWM
3
IN1 -
2
R12 100K 4K7 R10
IN1 +
1
CONT
13
R11 4K7
+5V
14
C7
10u/16V
DEAD
4
R15
R7
R14 2K
4K7
10K
C8 100u/25V
+12
104 C10
5K1 R17
R16 3K6
5 CT 6 RT
GND 7
I N2+ 16
I N215
C5
332 R6
-VF
t
(tON)min (tOFF)max
储能充分
7. 电感量：
续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO
L
~
VO 2IO
tOFF
Ipk=2(IO)max
(VIN)max-VSTA (IO)max
L~100μH。
8. 续流二极管：快恢复二极管，反向偏压
-VF
t
(tON)min (tOFF)max
R8
47
10K
R9 图三：由TL494组成降压型开关稳压电源 0.1
过载保护－－过载时，降低输出电压使负载电流保持在保护值。
不论开关管T2是否导通，流过负载的电流都经过R9(由上向下)，R9的下端电位 为负，当负载电流达一定值时，误差放大器2的反相端电位为负，误差放大器2的 输出（即反馈/PWM端）为正，Q1管不导通，输出电压降低。
1. 导通状态
I ON
UL L
t1
UI
UO L
t1
2. 截止状态
I OFF
UL L
t2
UO L
t2
3. 输入输出关系
I ON I OFF
U O U I t1
t1 t2
ε称为占空比
CT
2. TL494的时
序(续)
触发 器
时钟
当输出控制电压
=H时， Q和时 Q
钟信号均为0时，
Q1基极获高电
临界储能
＝FR(1V0IN3)~m1axA-V/3S0TA0-VV或O，FR峰1值07电~1流A</12k(IVO)满max，续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO
足要求。
(VIN)max-VSTA
VO
(IO)max
-VF
t
(tON)min (tOFF)max
3. 工作频率：音频上限~20kHz，Fosc~33kHz， TOSC=30uS，tON=TOSCVO/(VIN-Vsta)=13.0~21.4uS。
七、参数选择
4. 开关管：
➢ 开关速度<1uS， ➢ 耐压>2(VIN)max， ➢ 电流>2(IO)max
TIP127(100V/5A,DarlL,hFE>1000,tr和td<1uS) 满足要求，内带保护二 极管可不带RC吸收回路， 需带散热器。
1.0
40
200
kHz
六、 原 理 图
稳压原理－－输出电压负反馈。L1 100uH 0.5A C8 220uF 25V
若某种原因导致输出电压过高，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，R17和R16中点电压为5V。R12/R10为误差放大器1的静态放大倍数， 影响控制精度。C6和R13影响误差放大器1的动态放大倍数，抑制瞬变。
Q
平导通， /Q和 Q1射极 时钟信号均为0
时， Q2基极获 Q2射极
高电平导通，两
管轮流导通，称 输出控制
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，称为 单端工作方式。
死区 时间控 制
反馈 /PWM比较 器输入
图二 ：TL494时序 图
▪ 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%。
五、TL494的工作条件
1. 工作条件
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
六、 原 理 图
103/250V 1A/400V C4
R2 47
L1 10mH/0.5A
10
T2
TIP1 27 (100V/ 5A/Darl-L)
R5 10K
R3
4K7
104 4K7
C6 R13
FR107
D4
C8
470u/25V
11
E1 9
C1 8
VCC 12
1000u/35V C1
C2
IC2 494