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TL开关电源设计BUCK电路探素


图二 :TL494时序 图
四、TL494 的内部结构 与功能
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。 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。
CT
闭环输出电压调整系数
记输出电压反馈系数为: F R16(R16 R17) TL494 误差放大器 1 的差模电压放大倍数为: k R12 R10 则 TL494 反馈/PWM 比较器输入端电压为
VPWM (k 1)FDVin kVREF
VPWM Vsm
若 TL494 锯齿波电压的幅度为Vsm ,则有
图五:电流连续、临界连续、断续状态
七、参数选择
9. 续流二极管:FR307 • 快恢复二极管 • 反向偏压=(VIN)max-VSTA • 峰值电流= (IO)max+ΔI FR307~3A/1kV满足要求。 10.软启时间:~100mS。
续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO
2ΔI
VIN-VSTA IO>IOC

0 Ae
la
Ae

Li m NBm
, AW

NI kC j
,其中 im
C7 C8
5 CT 6 RT
GND 7
I N2+ 16
I N215
10u/16V
C2
332 R3
R8
120
10K
R9
图三:由TL494组成降压型开关稳压电源
0.1
+12
104 C9
5K1 R17
R16 3K6
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。
-VF
t
(tON)min (tOFF)max
电流连续状态CCM
续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO
2IOC
VIN-VSTA
IOC
(tON)min (tOFF)max
-VF
t
临界连续状态
续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO VIN-VSTA
VO
IO<IOC
-VF
t
(tON)min (tOFF)max
2. TL494的时
序(续)
触发 器
时钟
当输出控制电压 =H时, Q和时钟 Q
信号均为0时, Q
Q1基极高电平导
通, /Q和时钟信 Q1射极
号均为0时, Q2
基极高电平导通, Q2射极
两管轮流导通,
称为推挽工作方 输出控制
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
2L0
8L0
L0
~
VINT 8I
I (10% ~ 20%)IOmax
续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO
2ΔI
VIN-VSTA IO>IOC
-VF
t
(tON)min (tOFF)max
电流连续状态CCM
续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO
2IOC
VIN-VSTA
IOC
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的输出(即反馈/PWM端)为正,Q1管不导通,输出电压降低。
六、原理图
CONT +5V
C4 682
3
2 R12 1M
1
R11 3K
13
14
R10 3K
C6
DEAD
4
R7
R4 R5
3K
10K 2K
100u/25V
C7 C8
5 CT 6 RT
GND 7
I N2+ 16
I N215
10u/16V
C2
332 R3
R8
120
10K
R9
图三:由TL494组成降压型开关稳压电源
0.1
C4 682
3
2 R12 1M
1
R11 3K
13
14
R10 3K
C6
DEAD
4
R7
R4 R5
3K
10K 2K
100u/25V
C7 C8
5 CT 6 RT
GND 7
I N2+ 16
I N215
10u/16V
C2
332 R3
R8
120
10K
R9
图三:由TL494组成降压型开关稳压电源
0.1
+12
104 C9
+12
104 C9
5K1 R17
R16 3K6
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
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,IN5399(1.5A/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,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。 3.工作频率:音频上限~20kHz,Fosc~33kHz,TOSC=30uS, tON=TOSCVO/(VIN-Vsta)=13.0~21.4uS(Vsta~1.2V)。
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,各种电源设计、恒温控制、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PWM控制电路,有一定代表性。
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
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%。
典型 15 30 ----30 0.01 40
最大 单位
40
V
40
V
200
mA
VCC-2 V
0.3
mA
10
mA
500

10
μF
200
kHz
六、原理图 3A/400 IN5399*4
3300u/35V C1
L1 270uH/2.0A
11
VCC 12
T2
TIP1 27 (100V/ 5A/Darl-L)
电流连续状态CCM
续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO
2IOC
VIN-VSTA
IOC
(tON)min (tOFF)max
-VF
t
临界连续状态
续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO VIN-VSTA
VO
IO<IOC
-VF
t
(tON)min (tOFF)max
电流断续状态DCM
3A/400 IN5399*4
3300u/35V C1
L1 270uH/2.0A
11
VCC 12
T2
TIP1 27 (100V/ 5A/Darl-L)
R1 10K
R2
104 3K C3 R6
FR307 D4
1K
103 570
C5 R13
220u/25V
10 E2 E1 9
C1 8
C2
IC2 494
PWM IN1 IN1 +
纹波0.5 ΔVP-P= ΔQ/CO, CO=(3~5)(ΔI) T/(2ΔVP-P) 产生纹波的两个因素:1.输出电容容 量有限;2.开关过程产生的过冲,这 部分较难滤除。
续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流OC
-VF
t
(tON)min (tOFF)max
(tON)min (tOFF)max
-VF
t
临界连续状态
续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO VIN-VSTA
VO
IO<IOC
-VF
t
(tON)min (tOFF)max
电流断续状态DCM
图五:电流连续、临界连续、断续状态
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