由TL494构成的恒流闭环控制电路的设计与实现

　　引言

　　开关电源具有效率高、体积小、重量轻等显著特点，因此近年来获得了迅速的发展。目前，开关电源的控制方式一般采用脉宽调制方式，而控制电路的性能是适应电源整机性能要求的关键。

　　一个电源在工作过程中，当输入、输出条件变化时，电源应具有自我调节的能力，这就要求电源的主电路具有稳定输出电压和输出电流的功能。控制电路应能对主电路的输出电压和输出电流进行检测，然后将检测值同设定参考值相比较得出误差值，利用该误差值进行一定计算和处理后去控制主电路，使输出值不断接近设定值，从而达到稳定输出的目地。

　　1、设计方案及原理

　　本控制系统采用了双闭环调节控制方式，框图如图1所示。

　　

　　从图1中可以看出，内环是恒流控制，外环是恒压控制。两个控制环之间加一个电子控制开关Ｋ，当需要恒流时，打到恒流挡；当需要恒压时，打到恒压挡。

　　调节过程如下：

　　

　　可见，恒压是通过改变恒流来实现的，电压信号经放大处理，转换成电流给定信号，由恒流系统来处理。之所以采用双闭环调节系统，是为了满足一机多功能的需要。在一些生产过程中，例如电镀工艺通常要求电源具有恒流调节能力，而阳极氧化工艺，则要求电源具有恒压调节能力。在所做的大量试验中发现，采用2个单闭环（恒流和恒压）不如采用一个双闭环系统稳定，性能好；在如图1所示的系统框图中可以看出，2个闭环共用同一个PWM处理，使系统简单、安全可靠。这是本控制电路的设计特点。

　　2、系统的实现

　　在图1系统框图中可以看出，核心部件是脉宽调制器，它负责把模拟信号转换成与之相对应的脉宽信号。本系统中，脉宽调制器、放大器及误差比较器共用一块集成片TL494。

　　2.1TL494简介

　　TL494是一种频率可以任意设定的脉宽调制控制器，它含有振荡频率由外接元件RT，ＣR（6脚、5脚）确定的锯齿波振荡器，其振荡频率为式中：

　　

　　式中：RT为5~100k欧;GT为0。001~0。1uf。

　　输出脉冲的宽度调制是由电容ＣT两端的正向锯齿波和另外2个控制信号进行比较后得到的。只有当锯齿波电压小于3，4两脚输入的控制信号时，触发器输出的时钟才处于低电平。因此，随着控制信号幅值增加，输出脉冲的宽度将减小。在死区时间，控制比较器Ｃ的输入端有0．12V的失调电压，限制了输出最小死区时间（约占一个周期的4％）。

　　TL494内部有2个误差放大器EA1；，EA2（脚1，2，15，16）和一个反馈输入端（脚3），在使用时将反馈信号接入这些脚，通过调节每个脉冲的占空比来稳定输出以及进行各种保护。