基于TL494恒流源的设计 - 图文(5)

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满足要求时，与不平衡的伏秒值成正比的直流偏压将被次电容滤掉，这样在晶体管导通期间，就会平衡电压的伏秒值，达到消除偏磁的目的。

从半桥电路结构上看，选用桥臂上的两个电容C1、C2时，需要考虑电容的均压问题，尽量选用C1=C2的电容。一般情况下，还要在两个电容两端各并联一个电阻（原理图中的R1和R2）并且R1=R2进一步满足要求。电阻上流过的电流应比电容器的漏电流大5倍以上来选择电阻，以避免漏电流偏差影响均压，此时在选择阻值和功率时需要注意降额。

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2.1.2 整流电路

主电路中有两处用到整流电路，交流侧一般采用单相桥式整流电路，阀侧输出整流电路可选用全波整流电路。

1.交流侧单相桥式整流电路

整流电路中采用四个快恢复二极管组成桥式整流，将输入220V交流电压经桥式整流滤波后获得+300V左右的直流电压。滤波电容两端的波形，与电源内阻，电阻，电容，负载大小都有关系。220V交流输入时市电整流后直接接滤波电容，以得到波形较为平直的直流电压。

图2.4 输入整流滤波电路工作原理图

2.副边整流电路

选择副边整流电路主要是考虑以下几点：

（1）根据输出电压的高低，考虑管子的安全问题；

（2）功率损耗的问题，主要是开关管和副边绕组的损耗问题；

LRR1VD1C21C22U0UiC1VD2

图2.5 单相全波整流电路

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在整流电路的设计时，采用全波整流方式。全波整流电路的优点是变压器输出功率的利用率为100％，整流电路使用的器件数少，结构简单，通态损耗小，输出直流电压中的纹波电压较低。缺点是高频开关变压器必须加工有中心抽头。在整流二极管的两端并联有一电阻和电容串联的电路，其作用是滤除高频杂波信号。C21的作用是滤除交流信号。电感L对直流电无电压降，对交流电能够储藏能量。利用电感的储能作用可以减小输出电压的纹波，从而得到比较平滑的直流。电容C22为二次滤波电容，用来再次滤除交流信号。

2.1.3 EMI滤波器的设计

EMI滤波电路主要是为了滤除来自市电电网的突发脉冲和高频干扰，同时将自身产生的电磁辐射降到最低。电源噪声是电磁干扰的一种，它属于射频干扰，其传导噪声的频谱大致是为10KHz~30MHz，最高可达150MHz。根据传播方向的不同，电源噪声可以分为两大类：一类是从电源进线引入的外界干扰；另一类是由电子设备产生并经电源线传导出去的噪声。这表明噪声属于双向干扰信号，电子设备既是噪声干扰对象，又是一个噪声源。若从形式特点看，噪声干扰分差模干扰与共模干扰两种。差模干扰是两条电源线之间的噪声，共模干扰则是两条电源线对大地的噪声。因此，EMI滤波器应符合电磁兼容性的要求，也必须是双向频滤波器，一方面要滤除从交流电源线上引出的外部电磁干扰，另一方面还能避免本身设备向外部发出噪声干扰，以免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。

在一般情况下，差模模幅度小，频率低，所造成的干扰较小；共模干扰幅度大，频率高，还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大。解决这个问题最有效的方法是在开关电源输入和输出电路中加装电磁干扰滤波器。它的作用就是抑制干扰信号的通过。为此设计了下图所示的滤波器。如图2.6所示。

图2.6主电路滤波设计 其中L1 、L2 为共模扼流圈，由于它的两个线圈匝数相等，这两个电感对于差模电流和主电流所产生的磁通是方向相反、互相抵消的，因而不起作用；而对于共模干扰信号，能够得到一个大的电感量呈现高阻抗，以获得最大的滤波效果，因此对其有良好的抑制作用。它的线圈绕在低损耗、高磁导率的铁养体磁环上。为确保两个线圈的绝缘，需分别绕在磁环的两侧。C1和C2主要用来滤除差模干扰。C3和C4跨接在输出端，并将电容器的中点接通大地，能有效地抑制共模干扰。

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在这里选择L1 、L2 为20mH。C1和C2采用薄膜电容器，容量范围大致是0.01μF～0.47μF,主要用来滤除差模干扰。C3和C4跨接在输出端，并将电容器的中点接地，能有效地抑制共模干扰。C3和C4亦可并联在输入端，仍选用陶瓷电容，容量范围是2200pF～0.1μF。为减小漏电流，电容量不得超过0.1μF，并且电容器中点应和大地接通。C1～C4的耐压值均为DC 630V或AC 250V。在选择滤波元件时,一定要保证输入滤波器谐振频率低于开关电源的工作频率。由于随着电源工作频率的升高,滤波器对运行噪声将更容易抑制,所以设计中要注意滤波器在工作频率低时的抑制效果。此次参数选取均在要求范围内，可以有效的滤波。

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2.1.4 输出滤波电路

本文采用LC滤波电路。与RC滤波电路相比，这种滤波电路综合了电容滤波电路纹波小和电感滤波电路带负载能力强的优点。其电路图见图2.7

图2.7 LC滤波电路

2.2 控制电路的设计

本系统脉宽控制芯片选用TLL494芯片。TL494 是美国德克萨斯仪器公司开发的一款高性能固定频率的电压驱动型PWM脉宽调制控制电路，具有功能完善、工作性能稳定、驱动能力强等优点。它包含了控制开关电源所需的全部功能，可作为单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源的控制器。TL494广泛于1000W以下的大功率开关电源中，它既可以驱动 150W以下的单端式开关电源，也可以驱动300~1000W的桥式和半桥式电路。现结合电路的工作特点，通过对电路要点的剖析，来阐述基于TL494 芯片PWM控制电路检测的方法和技巧。

2.2.1 关于PWM控制芯片TL494的介绍

1. TL494的电路结构

TL494是有16引脚双列直插式塑料封装集成芯片，集成了全部的脉宽调制电路，内置+5V 参考基准电压源、欠压保护电路、线性锯齿波振荡器，外置振荡元件一个电阻RT和一个电容CT、脉宽调制比较器、死区时间比较器、触发器、两个误差放大器以及输出控制器等电路组成。具有其工作频率可在1~300kHz之间任选且输出电压高达40V，输出电流为250mA。输出方式有推拉或单端两种。

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