基于TL494驅(qū)動(dòng)芯片的雙管正激小功率電源

3 電源電路

3. 1 電源主電路

從圖3 可以看出, 電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 容易實(shí)現(xiàn), 并在MOSFET 橋臂增加了霍爾傳感器, 以保證輸出反饋電流環(huán)的要求。為了增加電路的通用性, 設(shè)計(jì)的電路板增加了雙路輸出的功能, 只要改變變壓器的設(shè)計(jì), 即可以完成多路輸出。當(dāng)兩個(gè)主功率開(kāi)關(guān)管截止時(shí), 原邊繞組的電壓極性相反, 使另外一橋臂的兩個(gè)二極管導(dǎo)通, 電壓被箝位在輸入電壓值。因此開(kāi)關(guān)管承受的電壓與輸入電壓相同。在輸入電壓最大值低于350 V時(shí), 開(kāi)關(guān)管只需要選擇450 V 的耐壓值即可。這里我們選用N 溝道MOSFET , IRF830( 4. 5 A/ 500 V) 。

3. 2 直流側(cè)電壓采樣

只要合理選擇電阻的參數(shù)值,就可以把高壓側(cè)的輸出電壓降為需要的采樣電壓值。

3. 3 流過(guò)主電路開(kāi)關(guān)管的電流采樣

圖5 中4R1接主電路上的霍爾傳感器, 有效地避免因變壓器原邊電流過(guò)流而可能出現(xiàn)燒壞主電路功率開(kāi)關(guān)管的現(xiàn)象。為此, 必須對(duì)流過(guò)MOSFET 開(kāi)關(guān)管的脈沖電流大小進(jìn)行采樣。當(dāng)發(fā)生過(guò)流時(shí), 系統(tǒng)應(yīng)能夠快速反應(yīng)做出相應(yīng)的保護(hù)措施。流過(guò)MOFET 脈沖電流經(jīng)開(kāi)環(huán)霍爾電流傳感器轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào), 再經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單RC 濾波和同相比例放大器得到需要的電流采樣值。

3. 4 主控制電路

主控芯片電路如圖6。T L494 的13 腳接到高電平, 運(yùn)行在推挽輸出模式。10 腳作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出接口, 驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)500 mA。4 腳外圍電路是軟啟動(dòng)部分。由于T L494 內(nèi)部放大器15、1 6、3 腳組成的放大器構(gòu)成了過(guò)流保護(hù)電路, 一旦檢測(cè)到電流過(guò)流, 則3 腳輸出高電平封閉了1、2、3腳組成的放大器。同時(shí), 使得PWM 輸出占空比減少, 保證主電路開(kāi)關(guān)管的安全。

反饋電壓的PI 調(diào)節(jié)部分的LM324 內(nèi)部的一個(gè)放大器組成的電壓閉環(huán)。T L494 的1、2、3 腳組成的內(nèi)部放大器構(gòu)成了電流閉環(huán)。當(dāng)輸出電壓偏高時(shí), 經(jīng)過(guò)了電壓閉環(huán)電路后, ULOOP 變小, 經(jīng)過(guò)了電流閉環(huán)后,FB 端口電壓變大, 輸出PWM 脈寬變小, 輸出電壓調(diào)低。當(dāng)變壓器原邊電流增大時(shí), 經(jīng)過(guò)了電流閉環(huán)后,FB 端口電壓變大, 輸出PWM 脈寬變小, 電流值減小,可見(jiàn)構(gòu)成的雙環(huán)系統(tǒng)可以穩(wěn)定的運(yùn)行。

3. 5 MOSFET 驅(qū)動(dòng)電路

主電路的兩個(gè)MOSFET 開(kāi)關(guān)管要求同時(shí)開(kāi)通, 同時(shí)關(guān)閉。主控芯片TL494 發(fā)出的控制信號(hào), 要一分為二來(lái)驅(qū)動(dòng)MOSFET。驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)推挽電路, 再經(jīng)過(guò)脈沖變壓器可以很方便的得到一對(duì)同相位的控制信號(hào)。

4 試驗(yàn)波形

通過(guò)調(diào)壓器在供電電源端輸入110 V 的交流電壓, 使得系統(tǒng)穩(wěn)定的工作在30 V、1 A 的負(fù)載下, 觀察TL494 電源芯片輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形、MOSFET 開(kāi)關(guān)管Ugs、Uds 、負(fù)載正常工作時(shí)的波形、以及突然加載、突然掉載情況, 其試驗(yàn)波形如圖7。

5 結(jié)束語(yǔ)

開(kāi)關(guān)電源最重要的兩個(gè)部分就是DC-DC 變換器和控制電路。文中通過(guò)樣機(jī)測(cè)試表明, 該電路實(shí)用可靠, 工作穩(wěn)定。其不足之處是在提倡環(huán)保技術(shù)的今天,沒(méi)有進(jìn)行PFC 和軟開(kāi)關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)。