基于tl494dc-dc升压稳压变换器设计

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1、电力电子技术课程设计报告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:学生学号:学生姓名:指导老师:漳州师范学院物理与电子信息工程系13电力电子技术课程设计报告目录一、设计任务要求………………………………………………3二、设计方案分析………………………………………………32.1、DC-DC升压变换器的工作原理………………………42.2、DC-DC升压变换器输入、输出电压的关系…………52.3、DC-DC变换器稳压原理………………………………62.4、集成脉宽调制控制器TL494介绍……………………6三、主要单元

2、电路设计…………………………………………83.1、DC-DC升压变换器主回路设计………………………83.2、DC-DC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…………………………………………………………1313电力电子技术课程设计报告基于TL494的DC-DC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DC-DC变换器。在电阻负载下,要求如下:1、输出电压U0=24V。2、最大输出电流I

3、0max=1A。3、当输入UI=11~13V变化时,电压调整率SV≤2%(在I0=1A时)。4、当I0从0变化到1A时,负载调整率SI≤5%(在UI=12V时)。5、要求该变换器的在满载时的效率η≥70%。6、输出噪声纹波电压峰-峰值U0PP≤1V(在UI=12V,U0=24V,I0=1A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1.2A。二、设计方案分析2.1、DC-DC升压变换器的工作原理DC-DC功率变换器的种类很多。按照输入/输出电路是否隔离来分,可分为非隔离型和隔离型两大类。非隔离型的DC-DC变换器又可分为降压式

4、、升压式、极性反转式等几种;隔离型的DC-DC变换器又可分为单端正激式、单端反激式、双端半桥、双端全桥等几种。下面主要讨论非隔离型升压式DC-DC变换器的工作原理。图1(a)是升压式DC-DC变换器的主电路,它主要由功率开关管VT、储能电感L、滤波电容C和续流二极管VD组成。13电力电子技术课程设计报告电路的工作原理是,当控制信号Vi为高电平时,开关管VT导通,能量从输入电源流入,储存于电感L中,由于VT导通时其饱和压降很小,所以二极管D反偏而截止,此时存储在滤波电容C中的能量释放给负载。当控制信号Vi为低电平时,开关管VT截止,由于电感L

5、中的电流不能突变,它所产生的感应电势将阻止电流的减小,感应电势的极性是左负右正,使二极管D导通,此时存储在电感L中的能量经二极管D对滤波电容C充电,同时提供给负载。电路各点的工作波形如图1(b)。图1DC-DC升压式变换器电路及工作波形2.2、DC-DC升压变换器输入、输出电压的关系假定储能电感L充电回路的电阻很小,即时间常数很大,当开关管VT导通时,忽略管子的导通压降,通过电感L的电流近似是线性增加的。即:,其中ILV是流过储能电感电流的最小值。在开关管VT导通结束时,流过电感L的电流为:,iL的增量为。13电力电子技术课程设计报告在开关

6、管VT关断时,续流二极管D导通,储能电感L两端的电压为,所以流过储能电感L的电流为:,当开关管VT截止结束时,流过电感L的电流为,iL的减少量为。在电路进入稳态后,储能电感L中的电流在开关管导通期间的增量应等于在开关管截止期间的减量,即,所以:,其中。可见改变占空比大小,就可以获得所需要的电压值,由于占空比总是小于1,所以输出电压总是大于输入电压。2.3、DC-DC变换器稳压原理通过输出电压的关系式可以看出,在输入电压或负载变化,要保证输出电压保持稳定时,可以采用两种方案。第一可以维持开关管的截止时间TOFF不变,通过改变脉冲的频率f来维持

7、输出电压U0的稳定,这便是脉冲频率调制(PFM)控制方式DC-DC变换器;第二可以保持脉冲的周期T不变,通过改变开关管的导通时间TON,即脉冲的占空比q,以实现输出电压的稳定,这就是脉宽调制(PWM)控制方式DC-DC变换器。由于目前已经有各种型号的集成PWM控制器,所以DC-DC变换器普遍采用PWM控制方式。图2是DC-DC升压稳压变换器的原理图,它主要有取样电路、比较放大、PWM控制器和DC-DC升压变换器组成。13电力电子技术课程设计报告其稳压原理是,假如输入电压UI增大,则通过取样电阻将输出电压的变化(增大)采样,和基准电压相比较通

8、过比较放大器输出信号去控制PWM控制器输出脉冲占空比q的变化(减小),结果可使输出电压保持稳定。反之,当输入电压减小时,PWM控制器输出脉冲占空比q也自动变化(增大),输出电压仍

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