基于TL494开关电源设计全部说明
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
ppt课件
1
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
▪ “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ppt课时件间为96%。
8
五、TL494的工作条件
1. 工作条件
条件
符 号 最小 典型
电源电压
VCC
7.0
15
集电极电压
VC1,VC2 --
30
集电极输出电流(每个三极管) IC1,IC2
--
--
误差放大器输入共模电压
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。
死区时间控制
反馈/PWM比较器输入
图二：TL494时序图
4. 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。
ppt课件
7
源自文库
3. 功能描述
▪ 含有控制开关式电源所需的主要功能块。
4. 易于建立工程设计概念：课题涉及多个典型的工程要素， 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。
5. 较典型的设计验证方法和负载实验。
ppt课件
3
三、单端正激式开关电源的工作原理
1. 导通状态
IONU LLt1UI LUOt1 2. 截止状态
IOFFULLt2 ULOt2 3. 输入输出关系
IN2 15
C5 332 R6
10K
图三：由TL494组成降压型开关稳压电源
R8 47
R9 0.1
+1 2
104 C10
5K1 R17
R16 3K6
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
kHz
9
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，
11 C2
12
1000u/35V C1
V CC
5
CT
6
RT
GND 7
C1
IC2 494
E1
PW M
3
R12 100K
3.5V
15
16
误差放大器2
图一：TL494内部框图
14
7
Ref输出
VCC
8 9 11 10
12 VCC
ppt课件
5
四、TL494的 CT
内部结构与功
能
触发器
1. 结构
时钟
Q
Q
Q1射极
Q2射极
死区时间控制
反馈/PWM比较器输入
输出控制
图二：TL494时序图
2. TL494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。
▪ 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。
▪ 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。
▪ 采用脉冲宽度调制控制集成电路。
ppt课件
2
二． 课题的意义
1. 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。
2. 掌握一种共性技术：脉冲宽度调制技术－PWM是一项共 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。
3. 学习集成电路应用方法：TL494、SG3525A是常用的、 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。
影响控制精度。C6和R13影响误差放p大pt课器件1的动态放大倍数，抑制瞬变。
10
六、 原 理 图
103/250V 1A/400V C4
R2 47
L1 10mH/0.5A
8
9
T2
TIP127 (100V/5A/Darl-L)
R5 10K
R3
4K7
104 4K7
C6 R13
FR107
D4
C8
470u/25V
IONIOFF
UO UI
t1 t1 t2
ε称为占空比
ppt课件
4
四、TL494的内部结构与功能
1. 结构
输出控制 13
6
振荡器
DQ
RT
5
Q1
CT
死区时间比较器
触发器
CK Q
4
Q2
死区时间控制
0.12V
0.7V
PWM比较器
0.7mA
欠压锁定 4.9V
基准调整器
12
3
误差放大器1 反馈/PWM比较器输入
当锯齿波电平＜反馈/PWM输入电平时，PWM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
宽度。
ppt课件
6
CT
2. TL494的时
序(续)
触发器
时钟
3. 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
Q
平导通， /Q和 Q1射极 时钟信号均为0
Vin
-0.3
--
反馈/PWM比较器输入端电流
Ifb
--
--
基准输出电流
Iref
--
--
计时电阻 计时电容 振荡器频率
RT
1.8
CT
0.0047
Fosc
1.0
ppt课件
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 kΩ μF
输出（即反馈/PWM端）为正，Q1管不导通，输出电压降低。
ppt课件
11
六、 原 理 图
103/250V 1A/400V C4
R2 47
L1 10mH/0.5A
8
9
T2
TIP127 (100V/5A/Darl-L)
R5 10K
R3
4K7
104 4K7
C6 R13
FR107
D4
C8
470u/25V
10 E2
10 E2
11 C2
12
1000u/35V C1
V CC
5
CT
6
RT
GND 7
C1
IC2 494
E1
PW M
3
R12 100K
IN1-
2
IN1+
1
CONT
13
R11 4K7
+5 V
14
C7
10u/16V
DE AD
4
R15
R14 2K
10K
4K7 R10
R7 4K7
C8 100u/25V
IN2 + 16
单端正激式开关稳压电源 或降压型开关稳压电源设计
ppt课件
1
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
▪ “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ppt课时件间为96%。
8
五、TL494的工作条件
1. 工作条件
条件
符 号 最小 典型
电源电压
VCC
7.0
15
集电极电压
VC1,VC2 --
30
集电极输出电流(每个三极管) IC1,IC2
--
--
误差放大器输入共模电压
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。
死区时间控制
反馈/PWM比较器输入
图二：TL494时序图
4. 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。
ppt课件
7
源自文库
3. 功能描述
▪ 含有控制开关式电源所需的主要功能块。
4. 易于建立工程设计概念：课题涉及多个典型的工程要素， 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。
5. 较典型的设计验证方法和负载实验。
ppt课件
3
三、单端正激式开关电源的工作原理
1. 导通状态
IONU LLt1UI LUOt1 2. 截止状态
IOFFULLt2 ULOt2 3. 输入输出关系
IN2 15
C5 332 R6
10K
图三：由TL494组成降压型开关稳压电源
R8 47
R9 0.1
+1 2
104 C10
5K1 R17
R16 3K6
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
kHz
9
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，
11 C2
12
1000u/35V C1
V CC
5
CT
6
RT
GND 7
C1
IC2 494
E1
PW M
3
R12 100K
3.5V
15
16
误差放大器2
图一：TL494内部框图
14
7
Ref输出
VCC
8 9 11 10
12 VCC
ppt课件
5
四、TL494的 CT
内部结构与功
能
触发器
1. 结构
时钟
Q
Q
Q1射极
Q2射极
死区时间控制
反馈/PWM比较器输入
输出控制
图二：TL494时序图
2. TL494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。
▪ 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。
▪ 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。
▪ 采用脉冲宽度调制控制集成电路。
ppt课件
2
二． 课题的意义
1. 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。
2. 掌握一种共性技术：脉冲宽度调制技术－PWM是一项共 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。
3. 学习集成电路应用方法：TL494、SG3525A是常用的、 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。
影响控制精度。C6和R13影响误差放p大pt课器件1的动态放大倍数，抑制瞬变。
10
六、 原 理 图
103/250V 1A/400V C4
R2 47
L1 10mH/0.5A
8
9
T2
TIP127 (100V/5A/Darl-L)
R5 10K
R3
4K7
104 4K7
C6 R13
FR107
D4
C8
470u/25V
IONIOFF
UO UI
t1 t1 t2
ε称为占空比
ppt课件
4
四、TL494的内部结构与功能
1. 结构
输出控制 13
6
振荡器
DQ
RT
5
Q1
CT
死区时间比较器
触发器
CK Q
4
Q2
死区时间控制
0.12V
0.7V
PWM比较器
0.7mA
欠压锁定 4.9V
基准调整器
12
3
误差放大器1 反馈/PWM比较器输入
当锯齿波电平＜反馈/PWM输入电平时，PWM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
宽度。
ppt课件
6
CT
2. TL494的时
序(续)
触发器
时钟
3. 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
Q
平导通， /Q和 Q1射极 时钟信号均为0
Vin
-0.3
--
反馈/PWM比较器输入端电流
Ifb
--
--
基准输出电流
Iref
--
--
计时电阻 计时电容 振荡器频率
RT
1.8
CT
0.0047
Fosc
1.0
ppt课件
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 kΩ μF
输出（即反馈/PWM端）为正，Q1管不导通，输出电压降低。
ppt课件
11
六、 原 理 图
103/250V 1A/400V C4
R2 47
L1 10mH/0.5A
8
9
T2
TIP127 (100V/5A/Darl-L)
R5 10K
R3
4K7
104 4K7
C6 R13
FR107
D4
C8
470u/25V
10 E2
10 E2
11 C2
12
1000u/35V C1
V CC
5
CT
6
RT
GND 7
C1
IC2 494
E1
PW M
3
R12 100K
IN1-
2
IN1+
1
CONT
13
R11 4K7
+5 V
14
C7
10u/16V
DE AD
4
R15
R14 2K
10K
4K7 R10
R7 4K7
C8 100u/25V
IN2 + 16