[论文精品]基于tl494的dc-dc升压稳压变换器设计

A1A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11电力电子技术课程设计报告设计课题基于TL494的脉宽调制电路应用专业班级08电气2班学生学号学生姓名指导老师物理与电子信息工程系A1A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A12目录一、设计任务要求3二、设计方案分析321、DCDC升压变换器的工作原理422、DCDC升压变换器输入、输出电压的关系523、DCDC变换器稳压原理624、集成脉宽调制控制器TL494介绍6三、主要单元电路设计831、DCDC升压变换器主回路设计832、DCDC变换器控制电路设计10四、系统安装与调试12五、总结12六、附录13A1A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A13基于TL494的DCDC升压稳压变换器设计一、设计任务要求基于TL494设计一个将12V升高到24V的DCDC变换器。在电阻负载下，要求如下1、输出电压U024V。2、最大输出电流I0MAX1A。3、当输入UI1113V变化时，电压调整率SV2（在I01A时）。4、当I0从0变化到1A时，负载调整率SI5（在UI12V时）。5、要求该变换器的在满载时的效率70。6、输出噪声纹波电压峰峰值U0PP1V（在UI12V，U024V，I01A条件下）。7、要求该变换器具有过流保护功能，动作电流设定在12A。二、设计方案分析21、DCDC升压变换器的工作原理DCDC功率变换器的种类很多。按照输入/输出电路是否隔离来分，可分为G19762隔离G3423G2656隔离G3423G1016大类。G19762隔离G3423的DCDC变换器G2460可分为G19489压G5347、升压G5347、G7509G5627G2465G17728G5347G12573G1972种G727隔离G3423的DCDC变换器G2460可分为G2345G12483G8503G9620G5347、G2345G12483G2465G9620G5347、G2464G12483G2334G7737、G2464G12483G1852G7737G12573G1972种。下G19766G1039要G16764G16782G19762隔离G3423升压G5347DCDC变换器的工作原理。G32821（A）是升压G5347DCDC变换器的G1039电路，G4439G1039要G11013功率G5332G1863G12661VT、G1660能电G5875L、G9400波电G4493CG2656G13505流二G7509G12661VDG13464G6116。电路的工作原理是，当A1A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A14G6523G2058信G2507VG76为高电G5191时，G5332G1863G12661VTG4560G17902，能G18339从输入电G9316流入，G1660G4396于电G5875LG1025，G11013于VTG4560G17902时G1866G20293G2656压G19489很G4579，G6164G1209二G7509G12661DG2465G1571G13792G6142G8502，G8504时G4396G1660在G9400波电G4493CG1025的能G18339G18334G6930G13485负载。当G6523G2058信G2507VG76为G1314电G5191时，G5332G1863G12661VTG6142G8502，G11013于电G5875LG1025的电流G993能G12373变，G4439G6164G1147G10995的G5875G5224电G2195将阻G8502电流的G1955G4579，G5875G5224电G2195的G7509G5627是G5050负G2503G8503，G1363二G7509G12661DG4560G17902，G8504时G4396G1660在电G5875LG1025的能G18339G13475二G7509G12661DG4557G9400波电G4493CG1817电，G2528时G6564G1391G13485负载。电路G2520G9869的工作波G5430如G32821（G69）。G32821DCDC升压G5347变换器电路G2462工作波G543022、DCDC升压变换器输入、输出电压的G1863系G1563定G1660能电G5875LG1817电G3250路的电阻很G4579，G2375时G19400G5132G6980很大，当G5332G1863G12661VTG4560G17902时，G5585G11065G12661子的G4560G17902压G19489，G17902过电G5875L的电流G17829G1296是G13459G5627G3698G2164的。G2375TLUIIILVL，G1866G1025ILV是流过G1660能电G5875电流的最G4579值。在G5332G1863G12661VTG4560G17902G13479G7475时，流过电G5875L的电流为ONLVLPTLUIII，G76L的G3698G18339为ONITLU。A15A16A15A17A18A19A20A21A22A23A24A25A26在G5332G1863G12661VTG1863G7041时，G13505流二G7509G12661DG4560G17902，G1660能电G5875LG1016G12483的电压为DTDILUUULIL0，G6164G1209流过G1660能电G5875L的电流为TLUUIIILPL0，当G5332G1863G12661VTG6142G8502G13479G7475时，流过电G5875L的电流为OFFILPLVLTLUUIII0，G76L的G1955G4581G18339为OFFITLUU0。在电路G17839入G12295G5589G2530，G1660能电G5875LG1025的电流在G5332G1863G12661G4560G17902G7411G19400的G3698G18339G5224G12573于在G5332G1863G12661G6142G8502G7411G19400的G1955G18339，G2375OFFIONITLUUTLU0，G6164G1209IIONIOFFUQUTTTUTTU110，G1866G1025TTQON。可G16277G6925变G2356G12366G8616大G4579，G4613可G1209G14731G5483G6164G19668要的电压值，G11013于G2356G12366G8616G5647是G4579于1，G6164G1209输出电压G5647是大于输入电压。23、DCDC变换器G12295压原理G17902过输出电压的G1863系G5347可G1209G11487出，在输入电压G6122负载变化，要保G16789输出电压保G6357G12295定时，可G1209G18331G11004G1016种方案。G12544一可G1209G13512G6357G5332G1863G12661的G6142G8502时G19400TG50G41G41G993变，G17902过G6925变脉冲的频率F来G13512G6357输出电压U0的G12295定，这便是脉冲频率调G2058（PG41M）G6523G2058方G5347DCDC变换器G727G12544二可G1209保G6357脉冲的周G7411TG993变，G17902过G6925变G5332G1863G12661的G4560G17902时G19400TG50N，G2375脉冲的G2356G12366G8616Q，G1209实现输出电压的G12295定，这G4613是脉宽调G2058（PWM）G6523G2058方G5347DCDC变换器。G11013于目前已G13475有G2520种G3423G2507的集G6116PWMG6523G2058器，G6164G1209DCDC变换器普遍G18331G11004PWMG6523G2058方G5347。G32822是DCDC升压G12295压变换器的原理G3282，G4439G1039要有取样电路、G8616较G6930大、PWMG6523G2058器G2656DCDC升压变换器G13464G6116。G1866G12295压原理是，G1563如输入电压UIG3698大，则G17902过取样电阻将输出电压的变化（G3698大）G18331样，G2656基准电压A15A16A15A17A18A19A20A21A22A23A24A25A27相G8616较G17902过G8616较G6930大器输出信G2507去G6523G2058PWMG6523G2058器输出脉冲G2356G12366G8616Q的变化（G1955G4579），G13479果可G1363输出电压保G6357G12295定。G2465之，当输入电压G1955G4579时，PWMG6523G2058器输出脉冲G2356G12366G8616Q也自动变化（G3698大），输出电压仍能G12295定。G32822DCDC升压G12295压电路的G13464G611624、集G6116脉宽调G2058G6523G2058器TL494介绍TL494集G6116电路内部电路如G32823G6164示，G4439G11013振荡器、D触发器、死区时G19400G8616较器、PWMG8616较器、G1016个误差G6930大器、5V基准电压G9316G2656G1016个驱动三G7509G12661G12573G13464G6116。当TL494G8503G5132工作时，输出脉冲的频率取决于5脚G26566脚G6164接的电G4493G2656电阻，表达G5347为TTCFR11，在电G4493CTG1016G12483G5430G6116的是锯齿波，该锯齿波G2528时G2164G13485死区时G19400G6523G2058G8616较器G2656PWMG8616较器，死区时G19400G6523G2058G8616较器根据4脚G6164设置的电压大G4579输出脉冲的死区宽度，利G11004该脚可G1209设计电G9316的软启动电路、欠压G6122过压电路G12573。输出调G2058脉冲宽度是G11013电G4493CTG12483的G8503向锯齿波G26563、4脚输入的G1016个G6523G2058信G2507综合G8616较G2530确定的。当外接G6523G2058信G2507电压大于5脚电压时，9、10脚输出脉冲为G1314电G5191（设9、10脚为跟随器输出接法），G6164G1209随着输入G6523G2058信G2507幅值的G3698G2164，TL494输出脉A15A16A15A17A18A19A20A21A22A23A24A25A28冲G2356G12366G8616G1955G4579。13脚为输出脉冲模G5347G6523G2058G12483，当该G12483为高电G5191时，G1016路脉冲输出分别有触发器的QG2656QG12483G6523G2058，G1016路信G2507输出互补，G2375推挽输出，G8504时PWM脉冲输出频率为振荡器频率的一G2334，最大G2356G12366G8616为48。若13脚接地，触发器G6523G2058G993起作G11004，G1016路输出脉冲相G2528，G1866频率与振荡器频率相G2528，最大G2356G12366G8616为96，为了G3698大驱动电流的能力，一般G1363G11004时可将G1016路并联输出。TL494内部包含G1016个误差G6930大器，若G1016个误差G6930大器的G2465相输入G124832、15脚的参考电位一定，当G4439们的G2528相输入G12483电位升高时，输出脉冲的宽度变窄G727G2465之脉冲宽度变宽。G6164G1209一般将G1016个误差G6930大器的G2528相G2656G2465相输入G12483分别接到基准信G2507G2656G2465馈信G2507，G1363系统完G6116闭环G6523G2058，实现G6523G2058G4557象的G12295定。在实际G1363G11004G1025，G5132利G11004TL494内部基准电G9316向外G6564G13915V基准参考电压，再G17902过电阻分压网络G13485误差G6930大器G6564G1391基准电位。G32823TL494集G6116脉宽G6523G2058器内部电路G3282TL494的推荐工作条件G16277表1。表1TL494推荐工作条件A15A16A15A17A18A19A20A21A22A23A24A25A29项目名称最G4579值典G3423值最大值G2345位电G9316电压701540V集电G7509输出电压3040V集电G7509输出电流（每只晶体G12661）200MAG6930大器输入电压03UCC20VG17839入G2465馈G7041电流03MA基准G9316输出电流10MA定时电阻1830500K定时电G4493000047000110G41振荡频率1040300KHZ三、G1039要G2345元电路设计1、DCDC升压变换器G1039G3250路设计该升压电路G13479构选择G32821G6164示的电路。该变换电路设计G1039要是确定G1863键元件输出G9400波电G4493C、电G5875L、G5332G1863G12661VTG2656二G7509G12661D。输出G9400波电G4493的选择G1563如输出G9400波电G4493C必须在VTG4560G17902的TG50NG7411G19400G1391G13485G1852部负载电流，设在TG50NG7411G19400CG990的电压G19489G440U0，G440U0为要求的纹波电压。则00UTICON，G2460G3252为TUUUTION00，G6164G12090000UUFUUICI，选择G5332G1863频率G12573于50G46HZ，A30A31A30A32A33A34A35A36A37A38A39A40A41在G7424设计G13485定的条件G2462要求下，计G12651输出G9400波电G4493的值为10G41，实际选择100G41/50V的电G4493。G1660能电G5875的选择根据电路的工作波G5430，电G5875电流包G6336G11464流G5191G3355值G2656纹波分G18339G1016部分。G1563若G5585G11065电路的内部G6451G13803，则变换器的输出能G18339G2656变换器的输入能G18339相G12573，G237500IUIUII，G6164G1209LVOFFIIITTIUUII000，G2375从电G9316取出的G5191G3355电流也G4613是流入电G5875的G5191G3355电流。电G5875电流的纹波分G18339是三G16294波，在TG50NG7411G19400，电流的G3698G18339为LTUIONIG727在TG50G41G41G7411G19400，电流将下G19489，G1866G1955G4581G18339为LTUUIOFFI0G727在G12295G5589下，II。在选择G440I时，一般要求电G5875的峰值电流G993大于G1866最大G5191G3355电流的20，G1209G1825G1363电G5875G20293G2656G727G2528时流过电G5875G1025的电流最G4579值也G5224大于G6122G12573于G19658。实际设计时，选择电G5875电流的G3698G18339IONIILTUI41，G6164G1209020020000414141IUFUUUUFUIUUUUITULIIIIIIONI，在G5332G1863频率选择50KHZG2656G13485定的条件G2462要求下，计G12651电G5875G18339为42H，实际选择100H/2A的电G5875。电G5875可G1209G1092G6116G2709也可自G5061G13481G2058。G5332G1863G12661的选择G5332G1863G12661VT在电路G1025G6227G2475的最大电压是U0，考G15397到输入电压波动G2656电G5875的G2465峰G4586G2062电压的G5445G2721，G6164G1209G5332G1863G12661的最大电压G5224满G17287G73011G10412U0。实际在选定G5332G1863G12661时，G12661子的最大G1813G16780工作电压值G17836G5224G11053有G1817分的G1325地，A30A31A30A32A33A34A35A36A37A38A39A40A42A43一般选择（23）11G10412U0。G5332G1863G12661的最大G1813G16780工作电流，一般选择（23）II。G5332G1863G12661的选择，G1039要考G15397G5332G1863G12661驱动电路要G12628G2345、G5332G1863频率要高、G4560G17902电阻要G4579G12573。G7424设计选择NG8819G17959功率G3342效G5224G12661IG53G413205，该器件的VDSM55V，G4560G17902电阻G1177为8M，IDM110A，完G1852满G17287设计要求。G13505流二G7509G12661的选择在电路G1025二G7509G12661最大G2465向电压为U0，流过的电流是输入电流II，G6164G1209在选择二G7509G12661时，G12661子的G20081定电压G2656G20081定电流G18129要G11053有G1817分大的G1325地。G2490外选择G13505流二G7509G12661时G17836要求G4560G17902电阻要G4579，G5332G1863频率要高，一般要选G11004G13930G10317基二G7509G12661G2656G5567G5686G3809二G7509G12661。G7424设计选G11004MG37G5310100CT，G1866最大方向工作电压为100V，最大G8503向工作电流为10A，完G1852满G17287设计要求。2、DCDC变换器G6523G2058电路设计DCDC变换器G6523G2058电路选G11004集G6116PWMG6523G2058器TL494构G6116，调G2058脉冲的频率选择50KHZ，选择振荡电G4493CT为1000G83G41，电阻G53T为22KG2375可满G17287要求。脉冲G18331G11004G2345G12483输出方G5347，将13脚接地，为了G6564高驱动能力，从内部三G7509G12661的集电G7509输出，并将G1016路并联，G2375将8、11脚并联接电G9316（G2375输入电压UI），9、10脚并联，该G12483G2375为脉冲输出G12483。为了保G16789输出电压U0G12295定，要G5353入负G2465馈，G2375G17902过取样电阻G531、G532、G53P1将输出电压G2465馈到TL494内部误差G6930大器的G2528相输入G12483（1脚），误差G6930大器的G2465相输入G12483（2脚）接一参考电压，G3282G1025G11013电阻G533、G534、G53P2G13464G6116G727当输出电压G3698高时，G2465馈信G2507G2656参考电压G8616较G2530，误差G6930大器的输出G3698大，G13479果G1363输出脉冲的宽度变窄，G5332G1863G12661的G4560G17902时G19400变G11713，输出电压将保G6357G12295定。G3282G1025G17842接在误差G6930大器2脚G26563脚之G19400的电阻G2656电G4493是构G6116PID调G14422器，目的是A30A31A30A32A33A34A35A36A37A38A39A40A42A42G6925G2904系统的动G5589G10317G5627。在G13485定参G6980下，调G14422G53P2G136315脚电位G12573于22V，G9994G2530调G14422G53P1G2375可调G14422输出电压值。过流保护电路可G1209利G11004TL494内部G2490一误差G6930大器实现。G3282G1025电流取样电阻选择1/2W的G12946G4506电阻，G1016G12483并联一高频G9400波电G4493，误差G6930大器的G2465相G12483（15脚）接电压G12573于22V的基准电压，电流取样电阻G990的电压输入误差G6930大器的G2528相输入G12483（16脚），当电流大于12A时，16脚电压大于15脚电压，误差G6930大器输出G3698大，TL494输出脉冲宽度变窄，输出电压G1955G4579，则起到G19492流作G11004。G32824DCDC升压G12295压电路G3247、系统G4445G16025与调G16809G11只调G16809G6523G2058电路部分G121、G20330G1820将G11013TL494G13464G6116的G6523G2058电路按G32824在G19766包G7507G990G6566接调G16809，调G16809G6116A44A45A44A46A47A48A49A50A51A52A53A54A55A56功G2530G11004G83G85G82G87G72G79电路G11023G3282软件G11023出G6523G2058电路的原理G3282（1脚G17902过电位器G53P1接14脚），再G11023出PCG37G3282并作出电路G7507。2、G7828G7609G7092误G2530，12脚G216412V电G9316。16脚G17902过接地，G11004示波器G16278G45319、10脚G17842接G9869的输出脉冲的波G5430，调G14422电位器G53P2，G136315脚电位G