近些年来 , 随着电子技术的迅猛发展 , 开关稳压电源已作为一种较理想的电源为人们所使用 .然而 当前的开关稳压电源 , 虽然体积小 , 效率高 , 但输出电压的纹波较大 [ 1 ] , 难以保证输出电压的高稳定 性 .为此 , 笔者设计了一种新的开关稳压电源 .
1 电路设计原理
该开关稳压电源的电路原理框图如图 1 所示 , 整 流滤波电路采用单相全波桥式整流 , 其输出电压高 , 变压器利用效率高 , 脉动小 , 交流分量小 , 从而可以 减小输出噪声纹波 .其电路图如图 2 所示 . 为了实现输出电压范围 20 ～ 36V , 采用软硬件结 合的方法对产生的直流电压信号进行处理 .由于专用 开关芯片 TL494 [ 2 ] 能辅助调节晶体管的开关脉冲占空 比 , 效率较高 , 外围电路也比较简单 , 比较容易实 现 , 故采用该芯片实现 , 其原理图如图 3 所示 . 振荡 频率的计算公式为 : f osc = 11 1/ ( Rt ·Ct )
2007 年 9 月 第 4 卷 第 3 期 长江大学学报 ( 自科版) 理工卷 Journal of Yangtze University ( Nat Sci Edit) Sci & Eng V Sep1 2007 , Vol1 4 No1 3
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一种开关稳压电源的设计
卢亚玲 , 杨雄伟 , 颜冬明 , 余铭德 (武汉工业学院电气信息工程系 ,
湖北 武汉 430023 )
[ 摘要 ] 设计了一种以 TL494 作为核心部件 ,A T89C52 单片机作为控制部件的开关稳压电源 .该稳压电
源具有在一定范围内可调 ,结构简单 , 工作可靠的特点 , 同时又具有线性稳压电源的稳压特性好的特点 , 适合在教学实验仪器中应用 , 是一种较为理想的实用化电源 .
[ 关键词 ] 开关稳压电源 ; 整流滤波 ; DC2DC 转换 [ 中图分类号 ] TN86

[ 收稿日期 ] 2007206212 [ 基金项目 ] 湖北省教育厅教学研究项目 (20040242) . [ 作者简介 ] 卢亚玲 (19722) , 女 , 1997 年大学毕业 , 硕士 , 讲师 , 现主要从事数字信号处理方面的教学与研究工作 .
[ 文献标识码 ] A [ 文章编号 ] 167321409 ( 2007) 032N091202
图1 电路原理框图
图2 整流滤波电路
图 3 2DC 变换电路 DC
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长江大学学报 ( 自科版) 理工卷
2007 年 9 月
在恒定频率的 PWM ( 脉冲调宽) 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 与锯 齿波相比较产生的 , 控制电压则是通过偏差值获得 .当放大的偏差信号的电平高于锯齿波时 , 比较器输 出高电平 , 从而导致开关通断 ; 当反馈电压高于 TL494 基准电压时 , 片内误差放大器输出电压增大 , 将导致外接晶体管 T 和 TL494 的内部 2 个晶体管的导通时间缩短 , 使得输出电压降到与基准电压基本 相等 , 从而维持输出电压基本保持稳定 . 为了实现过电流保护 , 一般需要用取样电阻串联在电路中 , 但这会影响电源的效率 , 多用于小功率 开关稳压器 , 而在大功率的开关稳压电源中 , 考虑到功耗 , 应尽量避免取样电阻的接入 .因此 , 通常将 过电流保护转换为过 ,欠电压保护 .过流保护的电路原理图如图 4 所示 .通过接入取样电阻将过电流保 护转换为过电压保护 , 从而实现过流保护 .
图4 过流保护电路
2 系统软件设计与试验
系统软件设计采用结构化程序设计方法 , 软件主体流程图如图 5 所示 .系 统首先完成系统硬件和系统变量的初始化 ( 包括变量设定 , 设置控制键 , 设置 功能键等) , 再由单片机读取设定的值 , 进行数据的 D/ A 转换处理 , 后送至 TL494 , 再由单片机 A/ D 转换处理 , 最后由 A T89C52 单片机控制显示接口芯 片 , 显示输出的电压值 , 即为开关稳压电源的输出值 . 在实验室中 , 对该稳压电源进行了测试 .其基本指标为 : ① 输出电压范围 20～36V ; ② 最大输出电流 11 8A ; ③ 电压调整率 ≤ % ; ④ 2 负载调整率 ≤ % ; 5 ⑤ 输出噪声纹波电压峰2峰值 ≤ 1 7V ; ⑥ 2DC 变换器的效率 ≥ % ; ⑦ 0 DC 85 具有 过流保护功能 .可见 , 该电源的稳压性能指标较高 , 特别是纹波控制较好 .

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