TL494开关电源设计-BUCK电路课件

1、设计案例分析降压型(BUCK型)开关稳压电源设计技术指标电源容量输入：1524Vac（或1828.8Vdc）。输出：电源电压+12V(不可调)，纹波小于150mVP-P，最大输出电流2.0A(限流型保护)。工作频率开关电源的工作频率为3040kHz。控制电路采用脉冲宽度调制控制集成电路TL494。课题的意义具有实用性：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。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。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。易于建立工程设

2、计概念：课题涉及多个典型的工程要素，如：功率器件的最大电流、耐压、开关速度，磁性材料的选择、功率电感的设计与绕制等。较典型的设计验证方法和负载实验。三、BUCK型DCDC变换器（CCM工作模式）导通状态截止状态输入输出关系D称为占空比四、TL494的内部结构与功能结构TL494的时序(续)当输出控制电压=H时， Q和时钟信号均为0时，Q1基极高电平导通， /Q和时钟信号均为0时， Q2基极高电平导通，两管轮流导通，称为推挽工作方式。当输出控制电压=L时，时钟信号为0时， Q1和Q2基极获高电平导通，两管同时导通，称为单端工作方式。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(3

3、V)，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%。六、原理图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/R

4、10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。闭环输出电压调整系数TtONVsmVPWM六、原理图过载保护过载时，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。七、参数选择整流管：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。滤波电容：RLC=(35)T。整流滤波后电压V

5、IN=1828.8V，P=UoIo(V2IN/RL)*, =0.9， RL12，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。工作频率：音频上限20kHz，Fosc33kHz，TOSC=30uS，tON=TOSCVO/(VIN-Vsta)=13.021.4uS（Vsta1.2V）。七、参数选择开关管：开关速度2(VIN)max，电流2(IO)maxTIP127（100V/5A，Darl-L，hFE1000，tr和tdIOCt续流管阴极电位VK

6、 、 电感电流IL、负载电流IO (tON)min(tOFF)max电流连续状态CCM VIN-VSTA-VFIOC2IOCt续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO (tON)min(tOFF)max临界连续状态VIN-VSTA-VFIOIOCt续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO (tON)min(tOFF)max电流连续状态CCM VIN-VSTA-VFIOC2IOCt续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO (tON)min(tOFF)max临界连续状态VIN-VSTA-VFIOIOCt续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO (tON)mi

7、n(tOFF)max电流断续状态DCM VO图五：电流连续、临界连续、断续状态2I八、电感计算方法八、电感计算方法九、设计步骤与设计验证根据技术指标进行理论设计绘制原理图器件参数选择设计PCB元件检查、焊装设计验证通电前外观检查空载通电试验观察有否异常温升观测输出电压、锯齿波观测续流管阴极波形，脉冲过冲是否稳态值改变输入电压，看波形占空比变化加载实验半满负载，观察温升情况中等输入电压/满载，观测温升和续流情况最高输入电压/满载，观测温升和续流情况，判断电感量是否充足；观测开关管EC极电压，判断其是否工作在饱和与截止两状态，开关速度是否满足要求；输出电压纹波是否满足要求最小输入电压/满载，观测温升和续流情况过载实验输入电压分别为最小、中等、最大三种情况，超负载10%，观测过载保护是否工作，保护时的工作波形工作稳定性长时间工作情况（30min）十、设计报告（A4纸打印）设计题目（2黑/居中）设计人姓名（4宋/居中）指导老师姓名（5宋/居中）设计内容摘要（5宋/缩进2字符）关键词（5宋/缩进2字符）报告正文（标题4黑/左对齐，正文5宋/单倍行距）设计指标设计方案、方案论证工作原理分析参数选择（结