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如果保护信号出现后,会使第4脚电压上升到+4V,而使比较起A1输出高电位,使或门HM也输出高电位,使两个非门HF1和HF2都输出低电位,而使内部两个三极管Q1和Q2都截至,这样就达到了保护的目的。

图 2-2 TL494各管脚波形示意图

另外TL494内部的两个驱动三极管在工作电压7—40V范围内工作时,最大输出电流可达250mA,若将13脚和14脚相连,就可以推挽工作,如将13脚和7脚相连,则形成单端输出。为增大输出可将2个三极管并联。

为了防止半桥式变换器驱动电路中所用的一对高反压功率开关晶体管发生同时导通而被损坏要求在TL494的死区控制电平控制端4脚送一个死区控制电平。它的原则是:使得TL494输出的两路相差180度的两路驱动脉冲之间幅度为零的时间间隔(死区时间)至少要大于开关晶体管的延迟时间td,上升的时间TR和下降的时间TF。

3. 系统元件设计

3.1 输入整流与滤波电路

一次整流与滤波部分电路原理图如下:

220V AC

图3-1 输入整流滤波电路

3.1.1 一次整流电路

开关稳压电源中输入部分的工频整流电路称为开关稳压电源的一次整流部分是由四个二极管接成全桥的形式,把220V、50HZ的工频电网电压或其他的交流输入电压直接引入,进行全波整流,然后送到下一级滤波器变成直流电压输出。

在开关电源的设计中,一般都选四个整流二极管的反相耐压值600V,整流二极管的导通电流要根据所设计的开关稳压电源的输出功率和转换效率要求决定,可由下式计算;

在单相桥式不可控电路中整流二极管的最大正向与最大反向电压都为

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2Uin,所以整流二极管的能承受的最大反向击穿电压VR应满足:

VR?1.414Vin(p?p)max?1.414?242?2?2?967.7(V) (3-1) 公式中的Vin(p?p)max为输入的交流电的最大峰值电压,整流二极管的最大反向击穿电压为1000V。流经二极管的最大电流IF应该满足:

(A) (3-2)

公式中的In(DC)max为流经二极管的最大电流,考虑到二极管的额定电流要有50%的裕量,去二极管的额定电流为5A。所以二极管要取额定值为1000V/5A。

3.1.2 一次滤波部分

一次滤波部分即为一次整流部分后面的LC滤波电路。它的主要功能是将一次整流部分整流后的波动电压滤波成纹波电压符合要求的直流电压。对于滤波电容中的电容容量,如果想从所要求的纹波电压值来确定是非常困难的事,其原因在于滤波电路中所用的电解电容,从等效电路看并不是单纯的电容,而是包含有串联电阻RC和串联电感LC的电路,因此从要求输出的纹波电压值来确定滤波电容的容量主要受其等效的串联阻抗的温度和频率特性的影响,这些参数的数值又是随温度变化的,不过根据电容的允许的波纹电流值来确定滤波电容量就比较简单了。

单向整流电路的输出电压一般都含有较大的脉动成分,后接的滤波电容的一种目的是尽量抑制脉动成分,另一种目的是尽量保留直流部分,使输出电压接近理想的直流。电容量的选择与纹波系数有关,对于全波和桥式整流滤波电路,滤波电容的选择可参照以下的经验公式:设滤波电容为

Cin,则

Cin?Iin(av)8fvripple(p?p)?2.1?109?F (3-3)

8?120?20取电容的大小为110?F。电容的额定电压为UN,则

UN?1.5Vin(max)?1.5?290.3?435.5V (3-4)

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取UN=500V,所以滤波电容为一个大小为110uF,额定电压为500V的电容。

3.2 变压器的设计与计算

变压器是开关稳压电源电路最主要的元器件,按频率分有高频变压器和工频变压器,高频变压器用于开关电源电路,工频变压器是对市电交流(频率为50HZ)进行电压变换,用做一般支流电源中的电源变压器。正确选择电源变压器是设计直流电源的关键,电源变压器有市售成品可供选用,但市售成品的各种参数不一定符合拥护的要求,这就需要拥护自己设计制作。

变压器的设计要求是:

1 漏磁要小,以便能获得小的绕组漏感;

2 便于绕制,引出线及整个变压器安装方便,有利于生产和维护; 3 有利于散热;

4 传输功率要留有一定的裕量;

5 当输入电压和占空比为最大值时,磁芯不会饱和; 6 在顺向型电路中,原边线圈的电感量必须足够大;在回扫型电路中,原边线圈的电感量必须符合所需功率而规定的数值;

7 必须满足初、次绕组上的铜耗与磁芯的铁耗相等的设计原则; 电源变压器的设计步骤是:

根据所需要的输出功率,确定变压器铁心截面积的大小;再根据铁心截面积和绕组的电压值确定其匝数;最后根据各绕组所通过的电流大小,确定所需要包线的直径。

变压器磁性材料和磁芯结构的选择:

开关电源变压器通常工作在20-50KHZ,甚至更高的频率上。它要求磁性材料在工作频率上的功耗尽可能的小,此外,还要求磁性材料饱和磁感应强度高、温度稳定性好。铁氧体磁芯由于价格便宜,磁芯形式多种多样,因此得到了广泛的应用。但是,铁氧体存在着许多缺点,例如饱和磁感应强度值较低,温度稳定性差,易碎等。在体积重量、环境条件及性能指标要求高的开关稳压电源变压器中可以采用坡莫合金和非晶体态合金等材?料。坡莫合金和非晶体态合金通常制成环形铁芯,有特殊要求时也可以制成矩形或其他形状。

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