大功率可调开关电源

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1、！题目：可调稳压器大功率可调开关电源指导老师：陈德胜队员及年级：罗国颖徐业刘胜玥张军光王凤华李飞（2007级）学校及院系：陕西理工学院物理系摘要本系统稳压与限流部分均用TL494控制，系统层次简洁明了，电路结构简单且所采用电子元件均是常用的，市场上均有销售，使电路实现更具有可行性。本系统电压可调范围0—33V，电流可调范围0—5A，最大输出功率120W，整机效率63.99%。主要适用于对输出电流和输出功率要求大，但对电压调整率和负载调整率不是很高的电子设备。由于采用了开关式控制，为了提高效率,调整管就要用高频开关管。又因为输出电流要求大，所以我们采用复合的方式。经过考虑，我们采用了IRFP9

2、240高频开关场效应管和2SC3320高频开关三极管复合而成。在实际设计过程中，可调电压部分我们采用了LM317作为可调基准与TL494内部的误差放大器构成误差放大环节；可调电流部分，我们利用TL494内部的控制比较放大器和其内部基准电压组成误差放大环节，电路简单而性能优越。在输出电压和电流显示方面，我们采用高精度数字表头；在散热方面我们采用风扇和金属散热板辅助。一、0V~+33V稳压电源1、方案选择（1）串联式稳压电源方式我们首先想到的是用三端可调稳压器先提供稳定电压和小电流，再经过三极管扩流方式达到大功率输出。且集成可调稳压器具备了各种保护功能，所以外围电路就可简化。但由于本系统要求输出

3、电压范围较大，电流也大，这种方式的输出电流与流过集成可调稳压器电流相同，当输入与输出压差太大时，集成可调稳压器的发热量也相当大，也降低了效率。若选此种方案，应考虑采用换档切换调压方式，以减少输入与输出电压差。但这样未免增加了系统的复杂性，效率同样难以达到理想效果。（2）开关电源方式这种方式的电源效率高，但一般纹波较大。而我们要求的重点是高效率，所以根据实际情况，综上后，我们决定采用了方案（2）。经过此选择，开关控制方式采用PWM，而控制IC采用TL494。电路结构图如下图所示(电路结构图)82、分析与计算电路图如下图所示(电路图)本电路由核心芯片TL494作控制的单端PWM降压型开关稳压电路

4、。TL494是一种固定频率脉宽调制电路，它包含了开关电源控制所需的全部功能。电路图中R7与C3决定开关电源的开关频率。电阻R12为限流保护电阻，其上的压降接入控制比较放大器的同相输入端，控制比较放大器的反相输入端通过5.1K电阻接到片内基准，然后再通过RP1和RP2两电位器接地。其片内误差放大器的反相输入端（2脚）接可调三端稳压器的输出端（2脚），其同相输入端(1脚)直接接输出电压的正极输出端。（TL494内部结构示意图）工作原理：在恒定频率的PWM通断中，控制开关通断状态的控制信号是通过一个控制电压UCON与锯齿波信号相比较而产生的。控制电压则是通过偏差获得的。锯齿波的峰值固定不变的，其重

5、复频率就是开关的通断频率。在PWM控制中，这一频率保持不变，本电路频率为。当锯齿波电压大于控制信号期间才会被选通，否则开关处于关断状态。当后级反馈电压高于LM317可调基准（0~33V）时，片内误差放大器输出电压增加，将导致TL494内T1和T2管导通时间减小，使输出电压下降到与基准电压基本相等，从而维持输出电压稳定，反之亦然。可调稳流部分的原理与其相同。8（1）整流滤波电路我们采用可承受大电流和耐高压冲击的BR104的桥堆进行桥式整流，整流后经LC滤波网输出，其中电感是用可承受大电流环型电感，电感量为760uH，电容采用63v/10000uF的电解电容，这种滤波方式的特点是可抑制整流管的冲

6、击电流，R1的作用是释放电容与电感所存储的能量，以保护桥堆和调整管。整流滤波后v=1.2×40v=48v。电源v是TL494和LM317的专用电源；功率要求低，但稳定度要求高，故V2整流滤波后经LM317稳压输出，况且LM317具有各种保护功能，为其提供一个良好而安全的电源环境，也简化了外围电路。（2）采样电阻计算因为V2整流滤波后为42v，而v要求为38v，又v1.25×，即R==5.4K而实测R取4.87K比较接近。对于可调基准，其输出电压最高要求为33v，则33v≈，令R=360，R=180，则算得≈4.4k但经过实测=500，=2K已可满足条件。这可能是由于电子元件的参数漂移引起的。

7、由于LM317的最低输出电压为1.25v，所以为了使基准能调到0v，设当=0时，串入一个电阻，使得LM317输出电压为5v，即5v≈·1.25，解得:=720，但经实测取360已可满足。然后用一个负端5v三端稳压管（7905）串在LM317的1脚，即可抵消，使LM317输出为0v。8（3）调整管参数的计算I。=5A，则要求Ice>5A，设推动管Q的=3，则I=1.7A，而TL494内部驱动管最大电流为500m