基于TL494驅動(dòng)芯片的雙管正激小功率電源

正激變換由于拓撲簡(jiǎn)單, 升/ 降壓范圍寬, 廣泛應用于中小功率電源變換場(chǎng)合。正激變換器的輸出功率不象反激變換器那樣受變壓器儲能的限制, 因此輸出功率較反激變換器大, 但是正激變換器的開(kāi)關(guān)管電壓應力高, 為兩倍輸入電壓, 有時(shí)甚至超過(guò)兩倍輸入電壓。過(guò)高的開(kāi)關(guān)管電壓應力成為限制正激變換器容量繼續增加的一個(gè)關(guān)鍵因素。驅動(dòng)芯片T L494 是一種價(jià)格便宜、驅動(dòng)能力強、死區時(shí)間可控, 同時(shí)帶有兩個(gè)誤差放大器, 當負載變化時(shí)來(lái)進(jìn)行電壓和電流反饋PI調節, 這樣進(jìn)一步加強了電源的穩定性。

1 雙管正激變換器電路

雙管正激變換器電路如圖1 所示。

該主電路拓撲結構有三個(gè)優(yōu)點(diǎn):

( 1) 克服了單端正激變換器中開(kāi)關(guān)電壓應力高的缺點(diǎn)。

( 2) 不需要采用特殊的磁通復位技術(shù), 避免復雜的去磁繞組的設計和減少高頻變壓器的體積, 使電路變得簡(jiǎn)潔, 也不需要加RCD 來(lái)進(jìn)行復磁箝位, 并能對電源進(jìn)行饋電, 提高了效率。

( 3) 與全橋變換器和半橋變換器相比, 每一個(gè)橋臂都是由一個(gè)二極管和一個(gè)開(kāi)關(guān)管串聯(lián)組成, 不存在橋臂直通的問(wèn)題, 可靠性高。

2 PWM驅動(dòng)芯片TL494 的特點(diǎn)

TL494 是典型的固定頻率脈寬調制控制集成電路, 它包含了控制開(kāi)關(guān)電源所需的全部功能, 可作為雙管正激式、半橋式、全橋式開(kāi)關(guān)電源的控制系統。它的工作頻率為1~ 300 kHz, 輸入電壓達40 V, 輸出電流為200 mA, 其內部原理圖如圖2 所示。

TL494 內部設置了線(xiàn)性鋸齒波振蕩器, 振蕩頻率f = 1. 1/ ( R C) , 它可由兩個(gè)外接元件R 和C 來(lái)調節( 分別接6 腳和5 腳) 。TL494 內設兩個(gè)誤差放大器,可構成電壓反饋調節器和電流反饋調節器, 分別控制輸出電壓的穩定和輸出過(guò)流的保護; 設置了5 V 1%的電壓基準( 14 腳) , 它的死區時(shí)間調節輸出形式可單端, 也可以雙端, 一般是作為雙端輸出類(lèi)型的脈寬調制PWM, TL494 作為一種PWM 控制芯片有如下特點(diǎn):

( 1) 控制信號由IC 外部輸入, 一路送到死區時(shí)間控制端, 一路送到兩路誤差放大器輸入端, 又稱(chēng)PWM比較器輸入端。

( 2) 死區時(shí)間控制比較器具有120 mV 有效輸入補償電壓, 它限制最小輸出死區時(shí)間近似等于鋸齒波周期時(shí)間的4 % 。在死區時(shí)間控制端, 設置固定電壓時(shí)( 范圍0~ 0. 3 V) 就能在輸出脈沖上產(chǎn)生附加的死區時(shí)間。

( 3) 在輸出控制13 腳接地時(shí), 這將使最大占空系數為已知輸出的96 %, 而在輸出控制13 腳接參考電平時(shí), 占空比則是給定輸出的48 % 。

( 4) 脈寬調制比較器、誤差放大器能調節輸出脈寬。

圖4 是對直流側輸出的電壓進(jìn)行采樣, 其中光耦選擇至關(guān)重要。我們選用TLP521, 內部是兩只光耦集成在一個(gè)芯片中, 其傳輸特性幾乎完全一致, 根據電流相等的原理, 這樣就能夠實(shí)現高精度的直流高壓隔離采樣。

由電路圖可知輸入輸出比:

當反饋電壓3 腳從0. 5 V~ 3. 5 V 時(shí), 輸出脈寬從被死區時(shí)間控制輸入端確定的最大導通時(shí)間里下降到零。