TL494开关电源毕业设计

1、2011沈阳工业大学XX上传摘褥子随着开关电源在计算机、通信、航空、仪表和家用电器中的广泛使用，对需求的需求增加，对电源的效率、体积、重量和可靠性的要求也越来越高。开关电源具有高效、小型、轻量等优点，在很多方面逐渐取代了效率低下、迟钝、较重的线性电源。电力电子技术的发展，特别是高功率设备IGBT和MOSFET的迅速发展，将开关电源的工作频率提高到了相当高的水平，具有高可靠性和高性价比等特点。开关电源技术的主要用途之一是为信息产业提供服务。信息技术的发展对电力技术提出了另一个高要求，促进了开关电源技术的发展。开关电源的高频转换电路有很大的多样性，常用的转换电路有推拉、全桥、半桥、单前向和单端反激

2、形式。其中，在半桥变换器电路中，变压器在一个周期内通过电流充分利用核心。本文介绍了基于PWM技术的半桥开关电源。提出了高频变压器、PWM控制和驱动电路的详细设计方法和设计思路，设计了输出电压自由调节的开关电源。关键字：PWM；半桥电路；打开电源ABSTRACTwith the switch power source extensive use in the field of computer，communicate by letter，aerons and astrons，Instrument appearance，people increases by gradually to whose

3、need amounts，Have brought forward higher request to aspect such as power source efficiency，bulkthe electric power electronic technology development，Specally high efficiency component IGBT and the MOSFET rapid development，EnhancecesThe information technology development also set a higher request to T

4、he power source technology，Thus promoted The switching power supply technologythe detailed design method of high frequency transformer，Pwm control and drive electric circuit and design way of thinking were providedKeywords: PWMHalf bridge circuitSwitch power source目录1简介11.1背景和含义11.2开关电源状态和趋势11.3主题研究

5、的意义32脉宽调制电路设计42.1设计基本理念42.2主电路设计52.2.1输入过滤电路62.2.2整流器和过滤电路62.2.3逆变电路62.2.4输出过滤电路62.2.5控制驱动电路63脉宽调制芯片TL49483.1 TL494针脚附图83.2 TL494内部电路简介83.3 TL494针脚功能和参数93.4 TL494脉宽电压调节原理114脉宽调制硬件设计134.1高压滤波电路设计134.2 PWM控制电路设计144.3启动电路部分设计164.4输出电路设计194.5主电路设计和分析215 PCB设计生产和电路调试245.1原理图设计阶段245.2放置特殊元件265.3布线处理275.4调

6、试计划29结论31审计32参考文献33附件33附录a英文原版33附录b中文翻译33附录c实物图33引言11.1背景和意义电源作为电子设备的心脏部分，质量好坏直接影响电子设备的可靠性，电子设备60%的缺陷发生在电源上，因此电源的重要性越来越大。开关电源的调节在开关状态下工作，转换效率为70%-95%是主要优点。因此，现在空间技术、计算机、通信、雷达、电视和家用电器的电源逐渐被开关电源所取代。开关电源的优越性主要表现在功耗小、电压调节范围大、尺寸小、重量轻。传统的线性电源具有稳压器性能、低输出纹波电压、稳定使用等优点，但工频变压器往往体积大，管子工作在线放大，功耗大，效率低，散热大。开关电源使用电

7、源管作为开关设备在开关状态下工作，因此损耗小。由于数十到数千赫兹的工作频率，滤波电容和电感的数值也很小。因此，开关电源具有功耗低、尺寸小的优点。另外，功耗低，机器内温度上升低，提高了整个机器的稳定性和可靠性。此外，开关电源对电网的适应性强，一般线性电源允许电网有220v(110%)的波动范围，而开关电源在电网电压100260V范围内变化时，可以获得稳定的输出电压。开关电源具有上述优点，在现代电子系统中应用越来越广泛。但是，开关电源由于理论复杂性，设计过程需要更多的实践经验，设计过程中出现的许多主要问题往往是通过经验丰富的电源工程师丰富的经验解决的。一些核心链路设计倾向于确定一个电源是否能稳定可

8、靠地工作，但这些链路理论往往不系统化或与实际应用脱节，导致开关电源的设计成为一个大问题，并成为高级电源工程师的“专利”。为此，将更好的理论与实际联系起来，开发更好的性能，开发更有效的东西尤为重要。1.2开关电源的现状和趋势目前常用的直流电源和开关电源两大类别。开关电源本身消耗的能源较少，电源效率比普通线性电源提高了一倍，广泛应用于电子计算机、通信、家电等各种行业。交换机模式电源(SMPS)被称为高效节能电源，代表了正常电源的发展方向，目前已成为电源的主流。半个世纪以来，开关电源大体上经历了四个开发阶段。早期的开关电源都是由单独的组件组成的，不仅开关频率低、效率高，而且电路复杂，不容易调试。20

9、世纪70年代开发的脉宽调制器集成电路只集成到开关电源种类的控制电路中1。20世纪80年代出现的单片开关电压调节器本质上属于交流/直流电源转换器。随着多种类型的单片开关电源集成电路的出现。AC/DC电源转换器的集成成为现实。随着全球对能源问题的关注，电子产品的能源消耗问题越来越突出，减少大气能耗、提高电源效率成为当前迫切需要解决的问题。传统线性电源的缺点是电路结构简单、稳定，但效率低、体积大、铜铁消耗量大、工作温度高、调节范围小。开关电源的效率比线性电源高得多。因为这样可以节省能源，所以人们更喜欢。但是也有复杂的电路修复困难，电路污染严重的缺点。电源噪声大，不适用于某些低噪声电路。开关电源的技术

10、追求和发展趋势可以概括为以下四个方面：小型化、小型化、轻量化、高频。开关电源的体积、重量主要由能源存储设备(磁性组件和电容)决定，因此开关电源的小型化本质上可以减少能源存储设备的体积。可以在一定范围内完成，节约能源，受到人们的关注。但是也有电路复杂，难以修理，对电路的污染严重的缺点。电源噪声大，不适用于某些低噪声电路。开关电源的技术追求和发展趋势可以概括为以下四个方面：1)小型化、修身化、轻量化、高频化。开关电源的体积、重量主要由能源存储设备(磁性组件和电容)决定，因此开关电源的小型化本质上是将能源存储设备的体积降至最低。在一定范围内，开关频率的增加不仅可以有效地减小电容器、电感和变压器的大小

11、，还可以抑制干扰，提高系统的动态性能，故高频化是开关电源的主要发展方向。2)高可靠性。开关电源的可靠性比连续工作电源使用的大部分组件的10倍低。从寿命角度来看，电解电容器、光电耦合器和风扇等设备的寿命决定了电源的寿命。因此，将重点放在使用尽可能少的设备、提高集中度、使用模块化技术满足分布式电源系统要求，从而提高系统稳定性的设计上。3)低噪音。开关电源的缺点之一是噪音大，单纯追求高频化，噪音也会变大。使用部分谐振转换环路技术，原则上可以提高频率，降低噪音，因此将噪声的影响降到最低是开关电源的另一个发展方向。4)使用计算机辅助设计和控制。在电路中引入微机检测和控制，可以配置实时检测、记录和自动报警

12、等多功能监控系统。5)低输出电压技术。随着半导体制造技术的发展，微处理器和便携式电子设备的操作越来越低，未来的DC-DC转换器必须能够提供低输出电压，以满足微处理器和便携式电子设备的电力要求。开关电源的开发总是与半导体器件和磁性元件等的开发有关，高频的实施需要相应的高速半导体器件和性能优良的高频电磁元件。开发电力M O S F E T、I G B T等新型高速装置，开发高周波用低损耗磁性材料，改进磁性元件的结构和设计方法，改善滤波电容的介电常数，减少等效串联电阻的工作，对开关电源的小型化总是起到很大的推动作用。总之，人们在开关电源技术领域开发低损耗电路技术的同时，开发了新的组件，这两者都以每年

13、两位数以上的市场增长率向小、薄、高频、低噪音、高可靠性方向发展。1.3主题研究的意义在开关电源电路中，由于开关电源管在开关状态下工作而产生的高频交流电压和电流通过电路的其他组件产生最高干扰和谐振噪音。这种干扰和噪音可能严重影响整个设备的正常运行，除非对抑制、消除和屏蔽采取某些措施。此外，开关电源电路中的振荡器没有工频降压变压器隔离，因此，这些干扰和噪音将通过工频电网进行通道，从而对附近的其他电子设备、设备和家电造成严重干扰。此外，这种高频干扰通过开关电源电路的磁性元件(例如电感和开关变压器)辐射到空间中，因此周围的其他电子设备、设备和家电也会受到同样严重的干扰。没有工频变压器的开关电源电路的高压、高温电解电容器、高反压、高电流电源开关管、高频开关变压器的磁性材料、高反压、高电流、快速恢复肖特基二极管等设备在我国也尚处于研究、开发和试制阶段。在一些技术发达的国家，开关电源有所发展，但在实际应用中，仍然存在一些非常令人满意的问题。由此可见开关电源的另一个缺点，即电路结构复杂，故障率高，维修麻烦。对此，