科技创新[5]讲座2：（降压型）DC-DC部分的设计和实现.ppt

* * * DAL 00-1647 科技创新[5] 指导讲座 第2讲:(降压型)DC-DC部分 的设计和实现 (Part I) 上海交通大学 电子工程系 2010年9月 Agenda Part I 工程应用背景 降压型(step down)DC-DC开关电源 简要工作原理 TL494 简要工作原理 关键指标的设计提示 Part II 几个技术问题的讨论 有关储能电感的问题讨论 补充知识：线性稳压vs开关稳压 补充知识：带电插拔 工程应用背景 例1:小型设备(如各种类型的随身听)中应用 DC-DC converter VDC1 VDC2 battery AC-DC converter 220VAC (AC adapter) DC-DC converter VDC1 VDC2 AC-DC converter 220VAC (AC adapter) chargeable battery 工程应用背景 例2:大型设备(如局用程控电话交换机)中应用 DC-DC converter VDC1 VDC2a AC-DC converter 220VAC chargeable battery DC-DC converter VDC2b DC-DC converter VDC2c 5 ~ 10 V DC PWM 20 ~ 30 V DC Vref 工作原理的 “通俗”解释 RL TL494 DC – DC 开关电源部分 蓄水池 电磁阀门（全开or全关） 液面检测 开关三极管 储能电感 电位器 用户使用（不受系统控制） Error Amp 液面高度设定 降压型DC-DC开关电源 RL 储能电感 1.电感储能 2.电感释能 电压采样 纹波 续流二极管 开关(三极)管 负载 以TL494为核心器件的电路 according to ONSEMI’s datasheet TL494工作原理 (Block Diagram in datasheet ) 基准电压产生 Push-Pull Or Single-ended/Parallel TL494的push-pull工作模式 according to ONSEMI’s datasheet TL494工作原理 基准电压产生 Push-Pull Or Single-ended/Parallel TL494工作原理 8 11 9 10 +Vin TIP42 芯片内部 芯片外部 TL494工作原理 8 11 9 10 +Vin 输出电压(分压)采样 基准参考电压 VA 对VA充电 对VA放电 PWM 矩形波——周期不变，占空比动态变化 假想电容 TIP42 TL494工作原理 8 11 9 10 +Vin 引入 2 种关断条件: 1.防止开关管常开条件 通过储能电感的须是交流电流，否则电感退化为短路导线。 所以，在1个开关周期里保证至少有Dead-Time时间是关断的。 2.输出过流保护条件 输出电流超过限定值后，通过降低输出电压保持恒流输出。 输出电流采样 基准参考电压 TIP42 TL494工作原理 提示：不同IC厂商出品的TL494有些小的差别 TL494工作原理 开关三极管 TIP42 RL +Vin=20 to 30V +Vout=5 to10V adjustable Io max = 1.0A (自绕 储能电感) 电流采样电阻 电流采样 1N5822 肖特基二极管 (导通压降小) RC确定 开关频率 降压型DC-DC开关电源——课程提供的实验电路设计 以TL494为核心器件的电路 according to ONSEMI’s datasheet 设点电压可调 关键指标的设计提示 提示:TI公司另有一份《APPLICATON REPORT》供设计者参考，比较详细介绍了TL494外围电路的设计方法，请自行有哪些信誉好的足球投注网站获取。 输出电压设点: 要设计有关分压电阻网络（重要提示：100欧姆电位器安装在PCB的R14位置！） 过流保护设点: 要设计相关的分压电阻网络 开关频率: 要设计相关的RC网络 Dead-Time: 可使用默认方案，相应引脚接地 电压调整率: 要设计相关的误差放大器的增益 关键指标的设计提示 工程设计中，总有一些指标是相互对立的：使某项指标（或功能）变好的措施常常会使另外的指标（或功能）变差。 工程设计的关键技巧 —— 如何折中，平衡诸多相互对立的因素，使之和谐共处在一个系统中。 举例：开关频率、纹波和效率 t Son-off t Vout 开关频率较低 开关频率较高 纹波（输出电压波动）较大 纹波（输出电压波动）较小 t VCE t PTIP42 ICE 单位时间内