雙管正激小功率電源的設(shè)計與實現(xiàn)

正激變換由于拓撲簡單， 升/ 降壓范圍寬， 廣泛應(yīng)用于中小功率電源變換場合。正激變換器的輸出功率不象反激變換器那樣受變壓器儲能的限制， 因此輸出功率較反激變換器大， 但是正激變換器的開關(guān)管電壓應(yīng)力高， 為兩倍輸入電壓， 有時甚至超過兩倍輸入電壓。過高的開關(guān)管電壓應(yīng)力成為限制正激變換器容量繼續(xù)增加的一個關(guān)鍵因素。驅(qū)動芯片T L494 是一種價格便宜、驅(qū)動能力強、死區(qū)時間可控， 同時帶有兩個誤差放大器， 當負載變化時來進行電壓和電流反饋PI調(diào)節(jié)， 這樣進一步加強了電源的穩(wěn)定性。

　　1 雙管正激變換器電路

　　雙管正激變換器電路如圖1 所示。

　　該主電路拓撲結(jié)構(gòu)有三個優(yōu)點：

　　（ 1） 克服了單端正激變換器中開關(guān)電壓應(yīng)力高的缺點。

　　（ 2） 不需要采用特殊的磁通復位技術(shù)， 避免復雜的去磁繞組的設(shè)計和減少高頻變壓器的體積， 使電路變得簡潔， 也不需要加RCD 來進行復磁箝位， 并能對電源進行饋電， 提高了效率。

　?。?3） 與全橋變換器和半橋變換器相比， 每一個橋臂都是由一個二極管和一個開關(guān)管串聯(lián)組成， 不存在橋臂直通的問題， 可靠性高。

　　2 PWM驅(qū)動芯片TL494 的特點

　　TL494 是典型的固定頻率脈寬調(diào)制控制集成電路， 它包含了控制開關(guān)電源所需的全部功能， 可作為雙管正激式、半橋式、全橋式開關(guān)電源的控制系統(tǒng)。它的工作頻率為1~ 300 kHz， 輸入電壓達40 V， 輸出電流為200 mA， 其內(nèi)部原理圖如圖2 所示。

　　TL494 內(nèi)部設(shè)置了線性鋸齒波振蕩器， 振蕩頻率f = 1. 1/ （ R C） ， 它可由兩個外接元件R 和C 來調(diào)節(jié)（ 分別接6 腳和5 腳） 。TL494 內(nèi)設(shè)兩個誤差放大器，可構(gòu)成電壓反饋調(diào)節(jié)器和電流反饋調(diào)節(jié)器， 分別控制輸出電壓的穩(wěn)定和輸出過流的保護; 設(shè)置了5 V 1%的電壓基準（ 14 腳） ， 它的死區(qū)時間調(diào)節(jié)輸出形式可單端， 也可以雙端， 一般是作為雙端輸出類型的脈寬調(diào)制PWM， TL494 作為一種PWM 控制芯片有如下特點：

　?。?1） 控制信號由IC 外部輸入， 一路送到死區(qū)時間控制端， 一路送到兩路誤差放大器輸入端， 又稱PWM比較器輸入端。

　　（ 2） 死區(qū)時間控制比較器具有120 mV 有效輸入補償電壓， 它限制最小輸出死區(qū)時間近似等于鋸齒波周期時間的4 % 。在死區(qū)時間控制端， 設(shè)置固定電壓時（ 范圍0~ 0. 3 V） 就能在輸出脈沖上產(chǎn)生附加的死區(qū)時間。

　?。?3） 在輸出控制13 腳接地時， 這將使最大占空系數(shù)為已知輸出的96 %， 而在輸出控制13 腳接參考電平時， 占空比則是給定輸出的48 % 。

　?。?4） 脈寬調(diào)制比較器、誤差放大器能調(diào)節(jié)輸出脈寬。

　　圖4 是對直流側(cè)輸出的電壓進行采樣， 其中光耦選擇至關(guān)重要。我們選用TLP521， 內(nèi)部是兩只光耦集成在一個芯片中， 其傳輸特性幾乎完全一致， 根據(jù)電流相等的原理， 這樣就能夠實現(xiàn)高精度的直流高壓隔離采樣。