小型控制系统设计课介绍.doc

《小型控制系统设计课》 设计的题目:采用TL494构成脉宽调制降压稳压电源电路 设计任务及目的: 设计任务:掌握开关电源的工作原理及特性,设计脉宽调制降压稳压电源电路.要求输出5V/1A,掌握TL494芯片的工作原理及特点,了解TL494的技术指标. TL494芯片的技术指标:功率少、稳压范围宽、体积小重量轻、安全可靠最大绝对值如下图: 参数 TL494 单位 电源电压Vcc 41 V 放大器输入电压V1 Vcc+0.3 V 集电极输出电压V0 41 V 集电极输出电流I 250 MA 封装热阻R D封装 73 ℃ N封装 88 NS封装 64 PW封装 108 引线离壳体1.6㎜，10s焊接温度 D，N或PW封装 260 ℃ 存储温度Tstg -65--150 ℃ 推荐工作条件: 参数 最小 最大 单位 电源电压Vcc 7 40 V 放大器输入电压V1 -0.3 Vcc-2 V 集电极输出电压V0 40 V 集电极输出电流（每个晶体管） 200 MA 电流进入反馈内 0.3 MA 振荡器频率f 1 300 KHZ 定时电容Ct 0.47 10000 Nf 定时电阻Rt 1.8 500 K 设计目的:熟悉相关元器、芯片的功能和典型应用.通过本课程设计,学生能够了解电子产品的生产过程,掌握电子技能的基本知识和实践技能.从而加深对电子技术的理解.训练学生的分析具体问题的能力.对学生进行基本技能训练.使学生理论联系实际,提高动手能力和分析问题、解决问题的能力. 设计过程：（一）开关电源、（二）TL494 I.开关电源的工作原理:1交流电源输入经整流滤波成直流;2通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器 初级上;3开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载;4输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的.交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰;在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出;一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源.II．开关电源的分类： 按负载的连接方式分类　1.串联型：开关电源中开关晶体管与负载串联起来　2.并联型：开关电源中开关晶体管与负载并联起来 按稳压控制方式分类 1.脉冲宽度控制式：利用加到开关调整脉冲宽度的不同，控制开关调整的导通时间，达到稳定的输出目的 2.频率控制式：控制振荡器的重复周期，达到稳压的目的。目前生产的彩电电视机绝大部分是采用脉冲宽度控制式,频率控制式采用得少 按激励方式： 他激式：需要开关电源外的激励信号来启动开关调整的方式自激式：由开关调整管自激振荡来启动开关调整管的方式一般他激式都是由逆程脉冲作为开关调整管导通的激励信号，部分自激式开关电源为了使振荡频率与行频同步，也采用行逆程脉冲做为触发电平 按输出波形分： 分矩形波和正弦波电路 按开关管的个数和连接方式分：单端式、推挽式、半桥式全桥式 III.开关稳压电源的结构IV．开关稳压电源的优点A.优点: [1].功耗小，效率高。在图1中的开关稳压电源电路中，晶体管V在激励信号的激励下，它交替地工作在导通—截止和截止—导通的开关状态，转换速度很快，频率一般为50kHz左右，在一些技术先进的国家，可以做到几百或者近1000kHz。这使得开关晶体管V的功耗很小，电源的效率可以大幅度地提高，其效率可达到80%。[2].体积小，重量轻。从开关稳压电源的原理框图可以清楚地看到这里没有采用笨重的工频变压器。由于调整管V上的耗散功率大幅度降低后，又省去了较大的散热片。由于这两方面原因，所以开关稳压电源的体积小，重量轻。[3].稳压范围宽。从开关稳压电源的输出电压是由激励信号的占空比来调节的，输入信号电压的变化可以通过调频或调宽来进行补偿，这样，在工频电网电压变化较大时，它仍能够保证有较稳定的输出电压。所以开关电源的稳压范围很宽，稳压效果很好。此外，改变占空比的方法有脉宽调制型和频率调制型两种。这样，开关稳压电源不仅具有稳压范围宽的优点，而且实现稳压的方法也较多，设计人员可以根据实际应用的要求，灵活地选用各种类型的开关稳压电源。[4].滤波的效率大为提高，使滤波电容的容量和体积大为减少。开关稳压电源的工作频率目前基本上是工作在50kHz，是线性稳压电源的1000倍，这使整流后的滤波效率几乎也提高了1000倍。就是采用半波整流后加电容滤波，效率也提高了500b倍。在相同的纹波输出电压下，采用开关稳压电源时，滤波