理论分析与计算 - 基于TL494开关电源的电路设计

　　2理论分析与计算

　　2.1PWM脉宽调制电路

　　PWM控制电路主要由集成PWM控制芯片TL494、单片机PIC16F877A和电压电流反馈电路组成。电路原理图如图3所示。单片机通过控制数字电位器MCP41010的输出值，数字电位器作为D/A转换器，实现电压的步进调整，TL494根据电压反馈的输入值调整输出脉冲的宽度，最终实现电压的稳定输出。除此之外，TL494的外围电路还可实现各种保护功能。

　　主干路上输出的电压经过图4所示电路后再经过TTL494内部的误差放大器1构成反馈回路。其在A点的电压值为

　　

　　若因某种原因导致输出电压过高，则电压反馈端输入的值增大，使得误差放大器1同相端电位升高，反馈/PWM端电位上升，TTL494内部三极管Q2导通时间减少，输出信号占空比减小，结果使输出电压减少，最终使输出电压保持稳定。

　　

　　图3PWM脉定调制电路原理图

　　2.2过流保护与阈值参数计算

　　本设计路具有双重的过流保护功能，当输出电流大于1.5A小于2A时，流过采样电阻R的电流从右至左，如图3所红色箭头所示。R的右端电位为0则左端为为负，当电流I大于1.5A时，TTL494内部的误差放大器2的反相端电位为负，正向端与反向端通过比较后，误差放大器2的输出（即反馈/PWM端）为正，Q2管不导通，则开关管关断，输出电压降低。当输出电流大于2A时，单片机根据采样进来的电流信号，通过软件设计，将主干路上的继电器J1置为常闭状态，使主干路断开，起到保护作用。

　　过流保护电路原理图如图3所示，取样电阻值R=0.05欧，其两端的电压为IR，误差放大2的输入端电压U1为：

　　

　　取R8=10K，R9=91欧，Rw1=60欧，带入计算得I=1.5A。当电流大于1.5A时，R两端电压值增大，U1《0，则电路起到保护作用，所以阈值电流为1.5A。

　　2.3软启动

　　软启动的设计分为两部分：主干路上设有一个单刀继电器J1、一个双刀继电器J2和一个电阻R1，上电后通过按键使单片机输出信号，J1、J2工作常开状态，电路通过R1对稳压电容C3和滤波电容C5充电，充电时间T1设为1S，输出电压可从0V升到18V;1S后使J2工作在常闭状态，R1被短路同时TL494得到工作电压开始工作。TL494的第5脚接电容C15，TL494上电后C15充电需要一定时间，死区电压由高逐渐变低，Q2管的导通时间逐渐增大，输出电压逐渐升高至30V，充电时间为T2=10K×4.7uF=47ms。

　

　　图4电压取样电路原理图