一种适合教学的开关电源设计及调试

1、一种适合教学的开关电源设计及调试线性稳压具有结构容易，调节便利，输出脉动小的优点，但缺点是效率低，普通惟独2040，并且比较粗笨。开关型稳压电路能克服线性的缺点，具有效率高，普通能达到6590，并且体积小，分量轻，对电网电压要求不高，因而在实际生活中得到广泛应用。也正由于其应用的广泛性，相应专业的同学就更应当深刻和娴熟地把握它，在此以设计脉冲宽度调制型开关电路()为基础，具体解说该系统的调试过程。1 系统设计原理pwm型的整体框图1所示。变压、整流、滤波模块处理起来比较容易，只要采纳相应的、单相全波整流、式滤波即可实现，这里不用更多的篇幅介绍。此系统的核心模块是方框图中的闭合(负反馈)模块。假

2、如挺直采纳boost型dc-dc升压器，实现起来容易，但输出输入电压比太大，占空比也大，而将使输出电压范围变小，难以达到较高的指标，且为开环控制。对此采纳公司生产的专用开关芯片tl494芯片，它采纳开关脉宽调制(pwm)，效率高，外围电路也较容易，可以便利实现闭环控制。11 tl494工作原理tl494内部结构2所示，它是一种固定频率可自行设置，并应用脉空调制的控制电路，其中，振荡频率fosc=11(rtct)。详细来讲，因为误差输入口1，2(或3，4)的值不等，产生偏差，偏差送入pwm与锯齿波(锯齿波的频率由振荡频率确定，幅值是定值)比较，在偏差大于锯齿波范围内时，9口(或10口)输出低电平

3、，在偏差小于锯齿波范围内时，9口(或10口)输出高电平。若偏差值越大，tl494输出高电平的区间越小。由此可见，通过调节误差放大器输入口的偏差可转变占空比。12 升压变换器的工作原理3所示，通过控制开关管q1的导通比，可控制升压变换器的输出电压。它的工作原理是：设开关管q1由信号vg控制，当vg为高电平常，q1导通，反之，q1关断。当q1导通时，两端电压vl=vi，电感储能增强，同时负载由电容供电。当q1断开时，因电感l上的不能突变，故电感电流il向电容和负载供电，电感上储存的能量传递到电容、负载侧。此时，il减小，l上的感应电动势vl0，所以vovi。由此，当q1导通的时光越长(即占空比越大

4、)，电感上储存的能量越多，vo也越大。2 系统总体设计基于前面的分析，设计的系统接线图3所示。误差放大器的反相端2口输入给定值(可用实现，限于篇幅，不做介绍)，用来控制输出电压；同相端1口输入输出电压的反馈电压，形成闭环控制。当输出电压高于期望值时，反馈输入1口的电压上升，误差放大器的输出增强，占空比减小；当输出电压减小时，基本可以做到与期望值相等，从而维持输出电压的稳定。若想增大输出，可上升2口的电压。控制过程如下：原系统稳定，当上升2口电压，1口电压瞬时不变，误差放大器输出减小，占空比变大，电压上升。若想减小输出，可降低2口的电压。3 系统调试在确定上述总体设计后，采纳分模块的调试办法举行

5、电路调试。31 tl494性能测试按图4接线，测试2口的输入电压(误差放大器反相端2口采纳基准电压输入)，转变1口的输入电压，观看9，3口的输出波形。由试验可以得到：tl494的基准电压是35 v；输出波形为pwm波；误差放大器工作在非线性区，惟独当输入(1，2)口的偏差在零到几十个毫伏之间时，pwm才是可调的；转变1口的电压，可转变pwm的占空比。32 升压变换器的工作性能测试按图5接线，给1口加入使开关管达到饱和的方波信号：(1)转变方波信号的占空比和方波信号的频率；(2)给输出端加上负载。由试验可以得到，转变占空比，可以转变输出电压的大小;加上负载，电压降低，但通过调整占空比，可使电压上

6、升；方波信号的频率越大，转变占空比，调整输出电压的范围越小。33 联调在上述两步都能得到精确信息之后，将两模块举行联调，见图4。若无误，即可实现输出端稳定的电压输出，且可通过转变2口的给定值实现在一定范围内(升压)转变输出电压。详细范围与所挑选电感、电容和系统工作的频率有关，限于篇幅，这里不做介绍。34 加入(irf640)驱动完成上述电路后，接下来要考虑系统的性能指标，除上述电容、电感、工作频率的参数外，性能指标的优越还与mosfet有关。为此，在tl494的9口和irf9540开关管之间加入驱动电路ir2111，6所示。4 结 语按上述步骤举行系统设计，不仅电路容易，可以比较深刻地把握tl494的工作原理、开关电源的工作原理、负反馈的