雙管正激小功率電源的設計與實(shí)現

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。