电力电子课程设计124.docVIP

1 系统总体方案设计 1.1 工作原理 1.1.1 TL494介绍 TL494是一个固定频率的脉冲宽度调制电路，内置了线性锯齿波振荡器，振荡频率可以通过外部的一个电阻和一个电容进行调节。 输出电容的脉冲其实是通过电容上的正极性锯齿波电压与另外2个控制信号进行比较来实现。功率输出管Q1和Q2受控于或非门。当双稳触压器的时钟信号为低电平时才会被通过，即只有在锯齿波电压大于控制信号期间才会被选通。当控制信号增大，输出脉冲的宽度将减小。 控制信号由集成电路外部输入，一路送至时间死区时间比较器，一路送往误差放大器的输入端。死区时间比较器具有120mV的输入补偿电压，它限制了最小输出死区时间约等于锯齿波的周期4%，当输出端接地，最大输出占空比为96%，而输出端接参考电平时，占空比为48%。当把死区时间控制输入端接上固定的电压，即能在输出脉冲上产生附加的死区时间。 脉冲宽度调制比较器为误差放大器调节输出脉宽提供了一个手段：当反馈电压从0.5V变化到3.5时，输出的脉冲宽度从被死区确定的最大导通百分比时间中下降为零。2个误差放大器具有从—0.3V到(vcc—2.0)的共模输入范围，这可能从电源的输出电压和电流察觉的到。误差放大器的输出端常处于高电平，它与脉冲宽度调智器的反相输入端进行“或”运算，正是这种电路结构，放大器只需最小的输出即可支配控制电路。 图1（TL494内部电路原理图） 1.1.2 TL494的使用 12端接输入工作电压，7端接地，14端可得到内部标准电压5伏，13端为输出方式控制端: ①若13端接地、V13为低电位时，P=0，D=0，E=0，G1= =G2，Ta、Tb两路输出相同，如图1中所示。即单路输出，本实验中只驱动一个开关管，故将13点接地用单路输出，若将两路并联可扩大输出容量。 ②若13点接+5V，V13为高电位时，P=1，， 在C=1时，G1=0，G2=0，T1，T2都截止，无驱动信号。 若C=0，Q=0时，G1=1，驱动T1，G2=0，T2截止 若C=0，=0时，G2=1，驱动T2，G1=0，T1截止 这时G1 G2的输出相差180°，为双路输出。双路输出时G1 G2的电位或T1、T2的通、断状况与RS触发器状态有关。 当6端外接电阻,5端外接时，5端将产生频率=1.1/的锯齿波； 2、1两端引入DC/DC变换器输出电压的给定值和反馈值；3端为电压调节器输出的误差电压，＝K（），送至PWM比较器的同相端，反相端电压为0.7V＋。 图1中，当（+0.7V）时，PWM比较器输出电压＝1（高电位），C点高电位，或非门输出G1、G2点电位为零，Ta、Tb截止，无输出信号，主开关管T1、T2截止。 当（+0.7V）时，PWM比较器输出电压＝0（低电位），C点为零，G1、G2点为高电位，Ta、Tb有信号输，主开关管T1、T2导通。 4端为输出脉冲封锁控制端，当4端电位 加0.12V高于锯齿波电压 时，死区时间比较器的输出J为高电位，使C端为高电位，两个或非门的输出G1、G2点为零电位，Ta、Tb截止，无输出信号，即封锁输出脉冲，停机； 正常工作时，要G1、G2为高电位，使主开关T1、T2被驱动导通，必要条件是图中C=0，这就一定要J=0；要J=0，必要条件是 （ +0.12V）。正常工作时，图中 已被充电到＋15V，起动和保护电路的输出端4点电压， 。因此要T1、T2被驱动导通的必要条件是 0.12V。图中锯齿波电压 在一个开关周期 中从零线性上升到最大值 。图1.2，1.3中在 0.12V的 期间，J为高电位、C为高电位，G1= G2=0，封锁脉冲，T1、T2都截止。故 被称为死区时间。由于 ，T1、T2被驱动导通的最大脉宽时间 。 4端还是软起动控制端。起动开始，一旦起动电路内部使输出端4从接地点断开，在＋15V电源经对充电过程中，从＋15V逐渐下降为零。由图1可以看到，在任何一个开关周期中，从零上升至，仅在瞬时值+0.12V时J=0，才能使G1 G2为高电位开启驱动信号。所以在起动过程的逐个周期中、J=0，G1 、G2的脉宽时间从零逐渐增大，使输出电压逐渐上升实现软起动。 1.1.3 Buck电路原理 将快速通断的晶体管置于输入与输出之间，通过调节通断比例（占空比）来控制输出直流电压的平均值。该平均电压由可调宽度的方波脉冲构成，方波脉冲的平均值就是直流输出电压。 图3（Buck电路原理图） Q导通： 输入端电源通过开关管及电感器L对负载供电，并同时对电感器L充电 电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路，对负载R继续供电，从而保证了负载端获得连续的电流。导通时Q电流 闭合时C的电流 L的电流和输出电流的关系 输出电压与输入电压的关系