0 引 言
    　線性穩(wěn)壓電路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便婴洼，輸出電壓脈動(dòng)小的優(yōu)點(diǎn)海蔽，但缺點(diǎn)是效率低钥组，一般只有20％～40％，并且比較笨重今瀑。開關(guān)型穩(wěn)壓電路能克服線性穩(wěn)壓電源的缺點(diǎn)程梦，具有效率高，一般能達(dá)到65％～90％放椰，并且體積小绵颅，重量輕，對(duì)電網(wǎng)電壓要求不高玲禾，因而在實(shí)際生活中得到廣泛應(yīng)用忙体。也正因?yàn)槠鋺?yīng)用的廣泛性，相應(yīng)專業(yè)的學(xué)生就更應(yīng)該深刻和熟練地掌握它盏掉，在此以設(shè)計(jì)脈沖寬度調(diào)制型開關(guān)電路(PWM)為基礎(chǔ)怨级，詳細(xì)解說(shuō)該系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理
  　  PWM型的開關(guān)電源整體框圖如圖1所示毙向。變壓钮核、整流、濾波模塊處理起來(lái)比較簡(jiǎn)單形负，只要采用相應(yīng)的變壓器新掸、單相全波整流、電容式濾波即可實(shí)現(xiàn)瞒礼，這里不用更多的篇幅介紹教九。此系統(tǒng)的核心模塊是方框圖中的閉合(負(fù)反饋)模塊。如果直接采用Boost型DC-DC升壓器芯勘，實(shí)現(xiàn)起來(lái)簡(jiǎn)單箱靴，但輸出／輸入電壓比太大，占空比也大荷愕，而將使輸出電壓范圍變小衡怀，難以達(dá)到較高的指標(biāo)，且為開環(huán)控制安疗。對(duì)此采用Maxim公司生產(chǎn)的專用開關(guān)芯片TL494芯片抛杨，它采用開關(guān)脈寬調(diào)制(PWM)，效率高茂契，外圍電路也較簡(jiǎn)單蝶桶，可以方便實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。

1．1 TL494工作原理
   　 TL494內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示掉冶，它是一種固定頻率可自行設(shè)置真竖，并應(yīng)用脈空調(diào)制的控制電路，其中厌小，振蕩頻率fosc=1．1／(RTCT)恢共。具體來(lái)講战秋，由于誤差放大器輸入口1，2(或3柴炉，4)的值不等辟堡，產(chǎn)生偏差，偏差送入PWM比較器與鋸齒波(鋸齒波的頻率由振蕩頻率確定青竹，幅值是定值)比較触晃，在偏差大于鋸齒波范圍內(nèi)時(shí)，9口(或10口)輸出低電平俱报，在偏差小于鋸齒波范圍內(nèi)時(shí)皂计，9口(或10口)輸出高電平。若偏差值越大哼狰，TL494輸出高電平的區(qū)間越小辉九。由此可見，通過(guò)調(diào)整誤差放大器輸入口的偏差可改變占空比痊追。

1．2 升壓變換器的工作原理
  　  如圖3所示祷书，通過(guò)控制開關(guān)管Q1的導(dǎo)通比，可控制升壓變換器的輸出電壓蛆狱。它的工作原理是：設(shè)開關(guān)管Q1由信號(hào)VG控制舔艾，當(dāng)VG為高電平時(shí)，Q1導(dǎo)通洪囤，反之喊巍，Q1關(guān)斷。當(dāng)Q1導(dǎo)通時(shí)箍鼓，電感兩端電壓VL=Vi，電感儲(chǔ)能增加呵曹，同時(shí)負(fù)載由電容供電款咖。當(dāng)Q1斷開時(shí)，因電感L上的電流不能突變奄喂，故電感電流iL向電容和負(fù)載供電铐殃，電感上儲(chǔ)存的能量傳遞到電容、負(fù)載側(cè)跨新。此時(shí)富腊，iL減小，L上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)VL<0域帐，所以Vo>Vi赘被。由此，當(dāng)Q1導(dǎo)通的時(shí)間越長(zhǎng)(即占空比越大)赚朱，電感上儲(chǔ)存的能量越多砍篇，Vo也越大以叛。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
  　  基于前面的分析，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)接線圖如圖3所示笛蛋。

    　誤差放大器的反相端2口輸入給定值(可用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)疼喝，限于篇幅，不做介紹)绢拓，用來(lái)控制輸出電壓我值；同相端1口輸入／輸出電壓的反饋電壓，形成閉環(huán)控制然怕。當(dāng)輸出電壓高于期望值時(shí)岸零，反饋輸入1口的電壓升高，誤差放大器的輸出增加胜全，占空比減杏蛘薄；當(dāng)輸出電壓減小時(shí)琅功，基本可以做到與期望值相等考余，從而維持輸出電壓的穩(wěn)定。若想增大輸出轧苫，可升高2口的電壓楚堤。控制過(guò)程如下：原系統(tǒng)穩(wěn)定含懊，當(dāng)升高2口電壓身冬，1口電壓瞬時(shí)不變，誤差放大器輸出減小岔乔，占空比變大酥筝，電壓升高。若想減小輸出雏门，可降低2口的電壓嘿歌。

3 系統(tǒng)調(diào)試
    　在確定上述總體設(shè)計(jì)后，采用分模塊的調(diào)試方法進(jìn)行電路調(diào)試茁影。
3．1 TL494性能測(cè)試
   　 按圖4接線宙帝，測(cè)試2口的輸入電壓(誤差放大器反相端2口采用基準(zhǔn)電壓輸入)，改變1口的輸入電壓募闲，觀察9步脓，3口的輸出波形。由實(shí)驗(yàn)可以得到：TL494的基準(zhǔn)電壓是3．5 V嘱庸；輸出波形為PWM波空崇；誤差放大器工作在非線性區(qū)，只有當(dāng)輸入(1描休，2)口的偏差在零到幾十個(gè)毫伏之間時(shí)掷戚，PWM才是可調(diào)的令久；改變1口的電壓，可改變PWM的占空比猫郎。

3．2 升壓變換器的工作性能測(cè)試
    　按圖5接線沧唧，給1口加入使開關(guān)管達(dá)到飽和的方波信號(hào)：
    　(1)改變方波信號(hào)的占空比和方波信號(hào)的頻率；
    　(2)給輸出端加上負(fù)載矩修。
    　由實(shí)驗(yàn)可以得到叫砚，改變占空比，可以改變輸出電壓的大小;加上負(fù)載厅揍，電壓降低铡涣，但通過(guò)調(diào)節(jié)占空比，可使電壓升高弹惦；方波信號(hào)的頻率越大否淤，改變占空比，調(diào)節(jié)輸出電壓的范圍越小棠隐。

3．3 聯(lián)調(diào)
    　在上述兩步都能得到準(zhǔn)確信息之后石抡，將兩模塊進(jìn)行聯(lián)調(diào)，見圖4助泽。若無(wú)誤啰扛，即可實(shí)現(xiàn)輸出端穩(wěn)定的電壓輸出，且可通過(guò)改變2口的給定值實(shí)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)(升壓)改變輸出電壓嗡贺。具體范圍與所選擇電感隐解、電容和系統(tǒng)工作的頻率有關(guān)，限于篇幅诫睬，這里不做介紹煞茫。
3．4 加入MOSFET(IRF640)驅(qū)動(dòng)
  　  完成上述電路后，接下來(lái)要考慮系統(tǒng)的性能指標(biāo)摄凡，除上述電容溜嗜、電感、工作頻率的參數(shù)外庇启，性能指標(biāo)的優(yōu)越還與MOSFET有關(guān)。為此兔憨，在TL494的9口和IRF9540開關(guān)管之間加入驅(qū)動(dòng)電路IR2111盛媚，如圖6所示。

4 結(jié) 語(yǔ)
    　按上述步驟進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)扶楣，不僅電路簡(jiǎn)單撤忆，可以比較深刻地掌握TL494的工作原理、開關(guān)電源的工作原理睬毒、負(fù)反饋的工作原理等矿钩，而且查找電路錯(cuò)誤也比較方便劫丧。對(duì)于該電路的性能指標(biāo)測(cè)試，由于元器件的參數(shù)不同蛀家，指標(biāo)略有不同浊待，但基本上各參數(shù)的指標(biāo)都較高，如DC-DC變換器的效率可達(dá)85％以上馅溉。

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