基于TL494降压型开关电源的单向脉动电压线性放大的仿真电路设计-论文.pdf

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1、设计开发基于TL494降压型开关电源的单向脉动电压线性放大的仿真电路设计段海鹏许益彬(郑州大学信息工程学院河南郑州450001)摘要：多数开关电源电路输出恒定直流电压，鲜有非恒定直流电压。所以，本文将基于此设计一款输入为较小的单向脉动电压，通L~TL494降压型开关电源将其线性放大的电路。首先通过二极管包络检波电路取出DSB信号的包络，作为PWM芯片TL494误差放大器1的基准电压。将开关电源的负栽输出'~1／4采样后作为误差放大器1的同相输入。TL494芯片从而产生PWM波，来控制功率开关管的通断，来调整负载的输出，产生放大的单向脉动电压。并构成反馈环路。关键

2、词：降压型开关电源TL494包络线性放大反馈环中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1007-9416(20l5)06．0134．021系统原理较得到PWM波，来控制功率开关的通断，并构成反馈环，控制负载系统原理框图如图1所示，先将DSB信号经过二极管包络检波输出。电路取出峰值为2．5包络，再通过开关电源将其纷l生放大4倍。开关2系统设计电源的输出不是一个恒定值，而是大小变化、方向不变的单向脉动2．1二极管包络检波电路的设计电压。功率开关的占空比在动态地变化，当输入电压值较大时，开关如图2，由输入回路、二极管MR850和低通滤波器组成。输入回管导通时间较长

3、，反之较短。降压型开关电源的负载输出电压与路提供DSB信号，由、“、RI和组成。虽然二极管检波电路不能输入电压之间的关系为：用于DSB信号解调，但这里只是取得包络，而不是恢复调制信号，所U=D·U=(／T)·式。中以此电路能满足要求。输入“1=4cos(2~lt)，“2：4cos(2af2t)，其中，D是开关稳压电源的占空比，、r分别是功率开关的导通时间、工作周期。由此可知，在其他条件不变的情况下，通过改=5MHz，=5．001MHz，则输入DSB信号为：变D就可以调整的大小。UDSB=U1+“2=4cos(2nf'f)+4cos(2f)=8cos(2nfat)

4、eos(2f)而将包络信息转化为占空比信息，要用到PWM技术，不同电压式中载波频率=0．5+厂2)=5．O005MI-Iz，调制信号频率值对应于不同脉宽的PWM波。TL494可以将包络转化为PWM波。将厂n=0．5一fP=500I-Iz，R3、c】和、分别组成第一、二级滤包络作为误差放大器1的参考电压，将采样后从误差放大器1同相波。经调试cl=lnF，=3nF，R1=R2=1Q，Ra：蜀=500Q。最端输入。误差放大器1的输出电压与电容上的锯齿波电压进行比终得到包络=I2．5cos(1000nt)I，从TL494误差放大器1的2管脚输入。2．2开关电源部分设计2

5、．2．1负载，的选择开关电源电路如图3所示。要求开关电源输出功率P，=10W，且放大后包络的最大值Uo=10V。负载输出Uo=托近似正弦波，k为放大倍数。可以利用正弦波计算功率的方法近似代替输出图1系统原理框图图2二极管包络检波电路图3TL494开关电源部分电路收稿日期：2015—06—10作者简介：段海鹏(1992—)男，汉，河南偃师人，郑州大学信息工程学院本科生，研究方向：通信工程；许益彬(1993—)男，汉，河南洛阳人，郑州大学信息工程学院本科生，研究方向：通信工程。_斗lr数目曦术设计开发2．3．2反馈环路的设计误差比较器1有电压反馈调节功能。通过调整R

6、、足。来改变采样电压的大小。包络的峰值为2．5V，负载输出峰值为10V，所以应取输出电压的1／4与基准电压比较。即满足：墨0／(R+足o)=1／4此外，R、R1。值应尽量大，即玛+R10>>RL。取R9=150K~，R1o=50KQ，R11=RI2=5．1。2．3．3限流保护电路的馥计误差比较器2有限流保护作用。当误差放大器反相输入端的电t(8)图4saber仿真结果图压值大于或等于正相输入端的值时，TL494将输出过流保护。用功率计算，即：=Uo～／(2RL)，则R=5Q。来取样负载电流值，其电压与且上电压通过误差比较器2来达到限2．2．2储能电感的选择流保护

7、的目的(V输出基准电压5v)。即：流过储能电感的电流不能突变，只能近似地线性上升或下降。R8=5RI4而且电感量越大则电流的变化起伏越平滑。如果在功率开关截止的~瞬间，电感中的能量恰好释放完毕，此时的电感值称为临界电感。已知=0．1Q，本例负载的限流值为=2．1A，若L的计算公式为：R15：5．1KQ，则R4=224Q。2．3．4误差放太器杖大倍数的选择和防自激保护电路Lo=误差放大器1的输出为(足=R1)：已知RL=5Q，F：100KHz，0D≤0．833。当D=0时，t(Uo一R13有最大值Lc一=0．025mH。应该选取大于临界值的电感，则应使一=L>厶一

8、=0．025mH，这里L