文档介绍：基于TL494的boost型DC-DC变换电路
整体方案论证
概述
Boost型DC-DC变换电路是一种能够升高直流电压的电路。它的基本原理是通过开关元件的控制作用,交替地使储能元件储存与释放,其中主要利用电感元件的电压泵升作用及电容元件的电压维持作用达到输出较高直流电压的目的。
控制电路输出可靠的PWM波是该变换电路很重要的一方面,本设计采用TL494作为核心控制元件。TL494是一种性能优良的电压型PWM控制器。电压型PWM控制器的原理是将电源输出电压Uo 与基准值比较,得到误差电压Ue ,该误差电压送入调节器,由调节器输出控电压U,控制电压与锯齿波发生器产生的锯齿波信号进行比较,改变PWM的输出占空比,进而控制开关管的通断改变输出电压。
该电路主要由电源电路,主电路,控制及驱动电路三部分构成。电源电路采用电容滤波的二极管不控整流电路,220V单相交流电经220V/24V变压器,降为24V交流电,再经二极管不控整流电路及滤波电容滤波后,变为平直的直流电,其幅值在22V~36V之间。主电路采用boost型变换电路。控制及驱动部分采用TL494产生固定频率占空比可调的PWM波,并通过简单的三极管和二极管构成的驱动电路后驱动MOSFET。
详细电路设计
电源电路设计
电源电路需要得到供给主电路的24~36V的直流电以及供给控制电路的15V直流电。其中供给主电路的直接由交流电降压、整流、滤波后即可获得,供给控制电路的电压需要降压、整流、滤波后再经过7815稳压芯片稳压后得到。电路图如图1。
主电路设计
本系统采用Boost 电路进行DC- DC变换。利用调节开关管的占空比来控制输出电压。开关管关断与开通交替进行,电感L将交替的存储和释放能量,电感L储能后使电压上升。而电容C则将输出电压保持平衡,输出输入电压关系为:Uo =Uin(ton +toff)/ toff 。只需要通过改变开关管通断占空比即可得到所需输出电压[1]。其电路图如图1。
(电感及电容容量的选取)
(PWM波频率及占空比的要求)
图1
控制及驱动电路设计
控制电路是本设计的核心部分,根据主电路对相关指标的需求,需要考虑一下问题:输出PWM波频率有下限的要求,以防止电感电流饱和过热;输出占空比能够在0~65%范围可调,不能超过其上限;输出PWM应有足够的驱动能力,因为虽然MOSFET是场控型器件,但由于寄生电容的存在,开关过程需要对其进行充放电,满足这样的条件才能达到快速可靠地开关。
本设计采用的PWM芯片TL494其主要特性如下。TL494 的内部电路由基准电压产生电路、振荡电路、间歇期调整电路、两个误差放大器、脉宽调制比较器以及输出电路等组成。基准电压电路产生了5V基准电压,从14脚输出,可对其分压产生脉宽调制信号;*Ct的内部振荡脉冲,在芯片单端输出时,即为PWM波的频率,在芯片推挽输出时是PWM波频率的两倍;间歇期调整电路需要在4脚输入0~,该电压会限制芯片输出的PWM波占空比的最大值,当单端输出时,占空比范围是0~96%,双端推挽输出时每个通道都能输出0~48%占空比范围的波形;1,2脚分别是误差放大器Ⅰ的同相端和反相端,16,15脚分别是误差放大器Ⅱ的同相端和反