大功率高穩定度電源適配器設計

  目前,國內電源適配器生產廠家生產的高頻電源適配器模塊,單機功率普遍小,用于小容量直流系統,性能價格比絕對占優勢,可靠性也比較高?而對于大容量直流系統,就必須并聯許多模塊?這樣,一方面使直流系統的可靠性大大降低;另一方面使造價升高?本節介紹的電源適配器,正是為解決這兩方面的問題而設計的?

1. 控制電路

本電源控制電路采用的是 Motorola公司生產的TL494芯片,其內部結構方框圖如圖813所示,其主要管腳功能如下?

TL494內部功能框圖

  ⑩腳:接電源正端,電壓范圍為7~40V?

  ⑦腳:公共負端?

  ④腳:輸出5V基準電壓?

  ⑥腳:外接定時電阻R1,常取數千歐以上?

  ⑤腳:外接定時電容C,產生鋸齒波電壓并送至比較器和死區時間比較器,振蕩頻率為f=1/(R2C1)?

  ④腳:死區時間控制,輸入直流電壓為0~4V,控制TL494輸出脈沖的占空比(0.45~0)在此基礎上,占空比還受反饋信號控制,④腳還常用作軟啟動控制端,使輸出脈沖寬度由0逐漸達到設計值③腳:輸出方式控制,當U13=0時,用于驅動單端電路?

  TL494的內部包含兩個相同的誤差放大器,它們的輸出端經二極管隔離后送至比較器的同相端,與反相端的鋸齒電壓相比較,并決定輸出電壓的寬度,調寬過程可由③腳上的電壓來

  控制,也可分別由誤差放大器來進行控制?兩個放大器獨立使用,用于反饋電壓和過流保護,③腳接RC網絡,使整個電路的穩定性得到提高?TL494是一個固定頻率的PWM控制電路,適用于設計所有的(單端或雙端)電源適配器典型電路,其主要性能如下:①輸入電壓為DC7~40V,可用不穩壓電源作為輸入電源,從而使輔助電源簡化TL494末級兩只功率管在7~40V范圍內工作時,較大輸出電流可達250mA?因此,其負載能力較強,既可按推挽方式工作,也可將兩路輸出并聯工作,小功率時可直接驅動

  ②內部有12V電源適配器參考電壓,使用方便,參考電壓短路時,有下垂保護特性

  ③內部有一對運算放大器,可作反饋放大器及保護之用,控制很方便

  ④在高頻電源適配器中,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TL494④腳(死區時間控制端)的控制,既可調節占空比,還可作輸出軟啟動保護用

  ⑤可以選擇單端?并聯及交替三種方法輸出

  電源適配器生產廠家由圖8-13可以看出:TL494芯片的腳①及腳②為運算放大器輸入端,該電路用于電壓反饋,腳①用于反饋輸入,腳②在腳④上通過電阻從內部基準電壓(5V)取分壓,作為與腳①比較的基準?腳③用于補償校正,為PWM比較器輸入,接入電阻及電容可以抑制振蕩?腳④為死區控制端,加在腳④上的電壓越高,死區寬度越大?當其接地時,死區為零,即全輸出;當其接5V電壓時,死區,較大,無輸出脈沖?利用此特點,在腳④與腳⑩間接一電容,可達到輸出軟啟動的目的,還可以作短路保護用?腳⑤及腳⑥接振蕩器的接地電容?電阻,該電路振蕩器振蕩頻率為50kHz?腳⑩接內部參考電壓+5V?腳⑩及腳⑩接另一運算放大器輸入端,該電路既作電流反饋用,又作電流保護用,不用時,可將腳①⑤及腳⑩與地短接