基于tl494的逆變電源(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 94 內置 5V 參考基準電壓源。 可調整死區時間。 TL494 內置功率晶體管，可提供 500mA 的驅動能力。 有推或拉兩種輸出方式。 （ 2）引腳設置及其功能 TL494 的內部電路由基準電壓產生電路、振蕩器、死區時間比較器、誤差放大器（兩個）、 PWM 比較器以及輸出電路等組成，各引腳功能見表 1。 表 1 TL494 引腳功能表 引腳號 引 腳功能 2 誤差放大器 I 的同相和反相輸入端 3 相位校正和增益控制端 4 間歇期調整，其上加 ，可使截止時間從 2%線性變化到 100%；死區時間控制，輸入直流電壓為 04V，控制 TL494 輸出脈沖的占空比為。在此基礎上，占空比還受反饋信號控制，四腳還常用作軟啟動控制端，使輸出脈沖寬度由零逐漸達到設計值。 6 分別用于外接振蕩電容 Ct和振蕩電阻 Rt，產生鋸齒波電壓并送至 PWM比較器，振蕩頻率 1Fosc CtRt? ，定時電阻取值在 1KΩ 以上 7 接地端 11 分別為 TL494 內部兩個末級輸出三極管的集電極和發射極 12 電源供電端 13 輸出控制端，當該端電壓為零時，用于驅動單端電路。該端接地時為并聯單端 14 輸出方式，接 14 腳時為推挽輸出方式 1 16 5V基準電壓輸出端，最大輸出電流為 10mA 誤差放大 器 II 的反相和同相輸入端 （ 3）工作原理 TL494 是一個固定頻率 PWM 控制電路，其內部結構如圖 4 所示。 TL494 適用于設計所有的單端或雙端開關電源電路，其主要性能如下： 圖 4 TL494 內部結構圖 輸入電源電壓為 7~40V，可用穩壓電源作為輸入電源，從而使輔助電源簡化。 TL494 末級的兩只三極管在 7~40V 范圍工作時，最大輸出電流可達 250mA。因此，其帶負載能力較強，即可按推挽方式工作，也可將兩路輸出并聯工作，小功率時可直接驅動。 內部有 5V 參考電壓，使用方便，當參考電壓短路時，有保 護功能，控制很方便。 內部有一對誤差放大器，可做反饋放大及保護功能，控制非常方便。 在高頻開關電源中，輸出方波必須對稱，在其他一些應用中又需要方波人為不對稱， 即需控制方波的占空比。通過對 TL494 的 4 腳控制，即可調節占空比，還可作輸出軟啟動保護用。 可以選擇單端、并聯及交替三種輸出方式。 TL494 的 1 腳及 2 腳為誤差放大器的輸入端。由 TL494 芯片構成電壓反饋電路時， 2 腳上通過電阻從內部 5V基準電壓上取分壓，作為 1 腳比較的基準。 3 腳用于補償校正，為 PWM 比較器的輸入端，接入電阻和電容后可以抑制振 蕩， 4 腳為死區時間控制端，加在 4 腳上的電壓越高，死區寬度越大。當 4 腳接地時，死區寬度為零，即全輸出；當其接 5V 電壓時；死區寬度最大，無輸出脈沖。利用此特點，在 4 腳和 14 腳之間接一個電容，可達到輸出軟啟動的目的，還可以供短路保護用。 5 腳及 6 腳接振蕩器的接地電容、電阻。 TL494 內置線性鋸齒波振蕩器，振蕩頻率可通過外部的一個電阻和一個電容進行調節，其振蕩頻率如下： 1Fosc CtRt? (1) 輸出脈沖的寬度是通過電容 Ct 上的正極性鋸齒波電壓與另外兩個控制信號進行比較而實現的。三極管 VT1 和 VT2 受控于或非門。當雙穩態觸發器的時鐘信號為低電平時才會被選通，即只有在鋸齒波電壓大于控制信號時才會被選通。當控制信號增大時，輸出脈沖的寬度將減小。 控制信號由集成電路外部輸入，其中一條送至死區時間比較器，另一路送往誤差放大器的輸入端。死區時間比較器具有 120mV 的輸入補償電壓，它限制了最小輸出死區時間約等于鋸齒波周期的 4%。當輸出端接地時，最大輸出占空比為 96%，當輸出 端接參考電平時，占空比為 48%。在死區時間控制端上接固定電壓（在 0~ 之間）時，即能在輸出脈沖上產生附加的死區時間。 PWM 比較器為誤差放大器調節輸出脈沖寬度提供了一個手段：當反饋電壓從 變為 時，輸出的脈沖寬度由被死區確定的最大導通百分比時間下降到零。兩個誤差放大器具有從 到 的共模輸入范圍，這可從電源的輸出電壓和電流中察覺到。誤差放大器的輸出端常處于高電平，它與 PWM 比較器反相輸入端進行“或”運算。正是由于這種電路結構，誤差放大器只需最小的輸出即可支配控制回路。 當 Ct 放電時，一個正脈沖將出現在死區時間比較器的輸出端，受脈沖約束的雙穩態觸發器進行計時，同時停止 VT1 和 VT2 的工作。若輸出控制端連接到參考電壓上，那么調制脈沖交替送至兩個三極管，輸出頻率等于脈沖振蕩器的一半。如果工作于單端狀態，且占空比小于 50%時，則輸出驅動信號可分別從 VT1 和 VT2 中取得。輸出變壓器為一個反饋繞組及二極管提供反饋電壓。在單端工作模式下，當需要更大的驅動電流輸出時，可將 VT1 和 VT2 并聯使用，這時需將輸出模式控制端接地，以關閉雙穩態觸發器。在這種狀態下，輸出脈沖的頻率將等于振蕩器的頻率 。 TL494 內置一個 5V 的基準電壓產生電路，使用外置偏置電壓時，可提供高達 10mA的負載電流。在典型的 0℃ ~70℃溫度范圍和 50 mV 電壓的溫漂條件下，該基準電壓產生電路能提供177。 5%的精度。 場效應管 場效應管是一種適應開關電源小型化、高效率化和高可靠性要求的理想器件。它是利用電場效應來控制其電流大小的半導體器件 [3]。其代表符號如圖 5。這種器件不僅兼有開關速度快、無存儲時間、體積小、重量輕、耗電省、壽命長等特點，而且還有輸入阻抗高、噪聲低、熱穩定性好、抗輻射能力強和制造工藝簡單等優點，因此 大大的擴展了它的應用范圍，特別是在大規模和超大規模集成電路中得到了廣泛的應用。 MOSFET開關較快而無存儲時間，故在較高工作頻率下開關損耗較小，另外所需的開關驅動功率小，降低了電路的復雜性。本設計采用的是 N 溝道增強型 MOSFET。只有在正的漏極電源的作用下，在柵源之間加上正向電壓（柵極接正，源極接負），才能使該場效應管導通。當 Vgs 0 時才有可能有電流即漏極電流產生。即當 0Vgs? 時 MOS 管才導通。 圖 5 MOSFET 代表符號圖 三極管 本設計選用了兩種三極管，因為電路中有 50KHz 和 50Hz 兩個頻率，用于 50KHz電路的三極管選擇為 8550 型 [4]，而用于 50Hz 低頻的三極管選擇為 KSP44 型。三極管的工作狀態有截止、放大、飽和三種。此設計電路中主要運用三極管的導通截止的開關特性。 各部分支路電路設計及其參數計算 DC/DC 變換電路（附工作指示燈） 由 DC/AC和整流濾波電路組成 [5]。電路結構如圖 6， VT1和 VT2的基極分別接 TL494