基于TL494驅動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, 電路結構簡單, 容易實現, 并在MOSFET 橋臂增加了霍爾傳感器, 以保證輸出反饋電流環的要求。為了增加電路的通用性, 設計的電路板增加了雙路輸出的功能, 只要改變變壓器的設計, 即可以完成多路輸出。當兩個主功率開關管截止時, 原邊繞組的電壓極性相反, 使另外一橋臂的兩個二極管導通, 電壓被箝位在輸入電壓值。因此開關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, 開關管只需要選擇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 直流側電壓采樣

只要合理選擇電阻的參數值,就可以把高壓側的輸出電壓降為需要的采樣電壓值。

3. 3 流過主電路開關管的電流采樣

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流而可能出現燒壞主電路功率開關管的現象。為此, 必須對流過MOSFET 開關管的脈沖電流大小進行采樣。當發生過流時, 系統應能夠快速反應做出相應的保護措施。流過MOFET 脈沖電流經開環霍爾電流傳感器轉換為電壓信號, 再經過簡單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, 運行在推挽輸出模式。10 腳作為驅動信號輸出接口, 驅動電流可達500 mA。4 腳外圍電路是軟啟動部分。由于T L494 內部放大器15、1 6、3 腳組成的放大器構成了過流保護電路, 一旦檢測到電流過流, 則3 腳輸出高電平封閉了1、2、3腳組成的放大器。同時, 使得PWM 輸出占空比減少, 保證主電路開關管的安全。

反饋電壓的PI 調節部分的LM324 內部的一個放大器組成的電壓閉環。T L494 的1、2、3 腳組成的內部放大器構成了電流閉環。當輸出電壓偏高時, 經過了電壓閉環電路后, ULOOP 變小, 經過了電流閉環后,FB 端口電壓變大, 輸出PWM 脈寬變小, 輸出電壓調低。當變壓器原邊電流增大時, 經過了電流閉環后,FB 端口電壓變大, 輸出PWM 脈寬變小, 電流值減小,可見構成的雙環系統可以穩定的運行。

3. 5 MOSFET 驅動電路

主電路的兩個MOSFET 開關管要求同時開通, 同時關閉。主控芯片TL494 發出的控制信號, 要一分為二來驅動MOSFET。驅動信號經過推挽電路, 再經過脈沖變壓器可以很方便的得到一對同相位的控制信號。

4 試驗波形

通過調壓器在供電電源端輸入110 V 的交流電壓, 使得系統穩定的工作在30 V、1 A 的負載下, 觀察TL494 電源芯片輸出的驅動信號波形、MOSFET 開關管Ugs、Uds 、負載正常工作時的波形、以及突然加載、突然掉載情況, 其試驗波形如圖7。

5 結束語

開關電源最重要的兩個部分就是DC-DC 變換器和控制電路。文中通過樣機測試表明, 該電路實用可靠, 工作穩定。其不足之處是在提倡環保技術的今天,沒有進行PFC 和軟開關技術設計。