基于MOSFET控制的PWM型直流可调电源的研制

1、基于mosfet控制的pwm型直流可调电源的研制功率是一种单极型控制器件，它不但具有自关断能力，而且具有驱动功率小，关断速度快等优点，是目前中常用的开关器件。采纳mosfet 控制的开关电源具有体积小、分量轻、效率高、成本低的优势，因此，较适合作仪器电源。本文给出了一种由mosfet 控制的大范围延续可调(045v) 的小功率设计实例。总体结构与主图1 为该电源的总体结构框图。工作原理如下：图1 原理方框图全桥整流电路将电网电压220v 整流成不行调的直流电压ud = 1. 2u约等于198v。两个等值滤波上的电压分离为99v 以上，经dc/ac 变换器逆变之后输出20khz、脉宽可调的沟通电

2、压，又经高频的两个副边分正负半周送入整流滤波电路，输出直流电压。该电源直流输出电压的大小靠 发生器的输出脉冲宽度来控制。主电路2 所示。图2 主电路主电路中实现dcpac 变换的关键元件是功率场效应管vt1 和vt2 。当vt1 管开通，vt2 截止时，电路中的从电容c1 正极到vt1 的d1 - s1 ，再通过变压器原边回到c1 的负极形成回路，uab为正电压。变压器的副边感应电压同名端为正，vd1 导通，输出u0 上正下负。当vt2 开通，vt1 关断时，同样可推出上述结论：u0 上正下负。u0 的大小取决于控制电路使vt1 、vt2 的导通时光。(1) pwm的控制原理脉宽pwm波形产生

3、采纳功能强大的tl494 定频调制芯片，该芯片有16 个引脚，内部电路与外围电路3 示。图3 tl494 内部电路及外围电路tl494 芯片的引脚13 低电平常，引脚8 和11 同步工作，单端输出；引脚13 高电平常，引脚8 和11推挽工作，双路输出。本电路采纳后种工作方式。该芯片的最高工作频率为300khz ，实际工作频率由引脚5、6 所接的与电容打算，其振荡频率算式为f = 1.1p(rtct ) ，本设计挑选的振荡频率为20khz ，锯齿波在片内被送到1 和2 的反相端。锯齿波与片内的误差的输出在pwm 比较器2 中比较，而死区控制电平与锯齿波在死区时光比较器1 中比较，两者的输出分离为

4、一定宽度的矩形波，它们同时送到或门电路，经分频器分频后，再经相应的门电路去控制内部交替导通，使得引脚8 和11 向外输出相位互差180°的pwm 波形。其工作波形4 所示。图4 工作波形误差放大器1 的反相端(引脚2) 接可调给定电压ug 。转变ug ，可转变引脚3 的电压值，从而转变pwm比较器2 输出波形的宽度，实现u0 从045v延续可调。(2) 死区时光的控制为了保证开关器件vt1 与vt2 在一只管子关断另一只管子开通时有足够的时光间隔，防止功率开关元件上下直通造成的直流侧短路，该电路用引脚4 控制两个开关器件的死区时光。由内部基准源引脚14 串联电容器c5 提供死区电压参

5、考数值，并通过r5 接地来共同打算死区时光最小值toff (min) 。另外，在输入电源刚接通时，r5 与c5 又构成软起动器。因为电容上的电压不能突变，所以起动眨眼，死区控制端4 与内部基准电压14 端等电位，为高电平，死区比较器1 也输出高电平，封锁输出端的两个晶体管；随着电容电压的不断升高，4 端电位逐渐降低，这两个晶体管才逐渐开通，使得该电源的输出电压不会突变，实现软起动。正常工作时，r5 上的电压约为0。这时主电路开关元件的导通时光(它打算正常工作时的输出电压值) 将由接入误差放大器1 反相端的给定电压ug 和接入同相端的反馈电压uf 比较确定。隔离、驱动电路vt1 、vt2 采纳专用集成驱动模块ir2110 来驱动，隔离驱动电路5 所示：图5 ir2110 驱动模块及外部接线电路过压过流庇护为转变负载曲线，庇护mosfet的平安运行，防止过电压和减小du/dt ，在mosfet 的d1 - s1 间并入电阻、迅速和电容组成的过电压汲取电路。过流信号从主电路检出，从引脚16 送向误差放大器2的同相端，引脚15 为比较基准，当浮现过流时，引脚16 的电压升高，则比较器2的输出引脚3为高电平，封锁脉宽信号。结束语该电源尽量采纳在工业环境下具有高牢靠性的常用及功率模块，以易实现、易