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如何使用TL494实现开关电源的设计
魏梦婷
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开关电源主回路将输入的 15VAC 电压整流滤波所得的直流电压通过升压斩波电路， 变换为 25~ 30VDC 输出。主控制器为 PIC16F877A 单片机。整个系统由整流滤波电路、DC- DC 变换器、控制电路、按键显示等模块组成。主控制器和 TL494 以闭环形式控制 DC- DC 变换电路， 实现输出电压稳定可调。该电源还具有过流保护、自恢复、软启动和短路报警功能。
DC- DC 变换器电路拓扑结构
将降压后的交流电压进行升压变换， 这里选择了升压斩波电路， 其电路原理图如图 1 所示。此拓扑结构电路结构简单， 仅由开关管、二极管、电感、电解电容等元件组成， 只要控制合适的占空比， 就能够以较高的效率进行升压， 而且此电路稳压性能优、转换效率高。因此， 选择升压轨波电路作为 DC- DC 变换的主拓扑结构。
系统实现方案及结构框图
系统设计框图如图 2 所示。设计中以升压斩波电路为主回路， 该电路实现将整流滤波后的输入电压变为 25V~ 30V 的输出电压。整个系统以单片机 PIC16F73 和 PWM 调制芯片TL494 构成控制系统。TL494 产生的脉冲信号控制DC- DC 变换器， 同时还通过外围电路实现稳压、过流保护、自恢复、软启动和短路报警等功能。单片机与电压反馈模块配合， 通过控制数字电位器 MCP41010 的输出值， 实现输出电压值的设定和步进的调整， 单片机还通过A/ D 模块， 实现输出电压、电流值的数显。在 DC- DC 变换电路中， 采用了导通电阻非常小的 MOSFET 作为开关管， 快恢复二极管作为续流管， 通过以上方法有效的提高了电路的效率。
PWM 脉宽调制电路
PWM 控制电路主要由集成 PWM 控制芯片 TL494、单片机 PIC16F877A 和电压电流反馈电路组成。电路原理图如图 3 所示。单片机通过控制数字电位器MCP41010 的输出值， 数字电位器作为 D/ A 转换器， 实现电压的步进调整，TL494 根据电压反馈的输入值调整输出脉冲的宽度， 最终实现电压的稳定输出。除此之外， TL494 的外围电路还可实现各种保护功能。
主干路上输出的电压经过图 4 所示电路后再经过 TTL494 内部的误差放大器 1 构成反馈回路。其在 A 点的电压值为 R18+ Rw3 R 17+ R 18+ Rw3 U0= 1 10 U0。若因某种原因导致输出电压过高， 则电压反馈端输入的值增大， 使得误差放大器 1 同相端电位升高， 反馈/ PWM 端电位上升，TTL494 内部三极管 Q2 导通时间减少， 输出信号占空比减小， 结果使输出电压减少， 最终使输出电压保持稳定。
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