TL494开关电源设计--BUCK电路教案.pptVIP

设计案例分析 降压型(BUCK型)开关稳压电源设计 技术指标 电源容量 输入：15~24Vac（或18~28.8Vdc）。 输出：电源电压+12V(不可调)，纹波小于150mVP-P，最大输出电流2.0A(限流型保护)。 工作频率 开关电源的工作频率为30~40kHz。 控制电路 采用脉冲宽度调制控制集成电路TL494。 课题的意义 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。 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，各种电源设计、恒温控制、电机调速等。 学习集成电路应用方法：TL494、SG3525A是常用的、典型的固定频率的PWM控制电路，有一定代表性。 易于建立工程设计概念：课题涉及多个典型的工程要素，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。 较典型的设计验证方法和负载实验。 三、BUCK型DC－DC变换器（CCM工作模式） 导通状态 截止状态 输入输出关系 　　　 D称为占空比　 四、TL494的内部结构与功能 结构 四、TL494的内部结构与功能 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。 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。 TL494的时序(续) 当输出控制电压=H时， Q和时钟信号均为0时，Q1基极高电平导通， /Q和时钟信号均为0时， Q2基极高电平导通，两管轮流导通，称为推挽工作方式。 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。 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Fosc = 1.1/ (RT* CT ) 输出开关管导通时间由“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时，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2%，最大占空比48%； “输出控制” =0为单端输出，最小死区4%。 五、TL494的工作条件 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 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 RT 1.8 30 500 kΩ 计时电容 CT 0.0047 0.01 10 μF 振荡器频率 Fosc 1.0 40 200 kHz 六、原理图 稳压原理－－输出电压负反馈。 若某因致输出电压过高，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，输出电压减少。负反馈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。C3和R6、C4、C5和R13补偿网络，提高静、动态性能。 闭环输出电压调整系数 T tON Vsm VPWM 六、原理图 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。 六、原理图 软启动－－上电时输出电压由低到高建立，需要一定时间。 　　上电时，C6充电需要一定时间，死区电压由高逐渐变低，Q1管的导通时间逐渐增大，输出电压逐渐升高。 七、参数选择 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，IN5399(1.5A/1kV)可以满足要求。 滤波电容：RLC=(3~5)T。 整流滤波后电压VIN=18~28.8V，P=UoIo~(V2IN/RL)*η, η=0.9， RL~12Ω，T=10mS，3300uF/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。 工作频率：音频上限~20kHz，Fosc~33kHz，TOSC=30uS，tON=TOSCVO/(VIN-Vsta)=13.0~21.4uS（Vsta~1.2V）。