基于TL494構成推挽式9～15 V開關電源的設計

武子涵，姜欣欣

（延邊大學 工學院，吉林 延吉133002）

0 引 言

開關電源的功率管在控制信號的作用下實現高速的導通-截止，頻率可達到兆赫茲以上，高頻率的開關明顯降低開關管的功耗，同時儲能電感的儲能效率也得以提高[1]。一方面由于開關電源功耗低且工作效率高，省去了大容量的電容和體積較大的散熱器，另一方面開關電源沒有較重的工頻變壓器，體積重量大大降低。

開關電源的控制信號是通過脈沖調制來調節占空比，從而調節輸出電壓。同時輸出電壓的不穩定通過脈沖寬度和脈沖頻率實現解決，所以開關電源具有穩壓范圍寬、線性調整率高的特點。

1 各部分電路設計

1.1 整流濾波電路

電路中，設計了兩部分整流濾波電路。在電路輸入端口，220 V交流電信號流經保護電路流出后，進入整流橋VD1整流，再進入470μF的極性電容，通過C5和C6濾波后，可得到電壓為310 V的直流電。由于R1、R2連接方式為并聯，經計算最終分壓后得到的電壓約為150 V，并輸出給電容C7。

在電路的輸出端整流濾波電路，由上級得出的電壓經過C22～C26、C29一系列電容的濾波最終輸出平穩的12V直流電壓。

1.2 TL494電路設計

為實現輸出12 V的直流電壓，設定TL494引腳4接入102μF的定時電容，在引腳6接入22 kΩ的定時電阻，并由引腳8和引腳11輪流輸出脈沖實現分別對功率管V3和V4的驅動，同時15腳接上部分電路的反饋信號，從而保持電流的穩定輸出[2]。設定產生鋸齒波的頻率為45 kHz，經公式（1）計算：

1.3 推挽式電路的設計

直流電壓進入變壓器T1、T2的初級線圈，形成感應電動勢，驅動兩個次級繞組也形成感應電動勢，進而推挽式電路工作[3]。其中正反饋的作用使得兩個三極管V1、V2交替導通，此時構成自激型推挽式電路。但當TL494驅動V3、V4功率管工作后，經由變壓器T1作用給予功率三極管V1、V2受控信號，形成它激型推挽式轉換電路。

變壓器T1匝數計算過程為：

變壓器中柱截面積為：

1.4 反饋保護電路的設計

為設計電路的輸入保護電路，其中接有熱敏電阻RT1，然后通過兩個電容的并聯構成反饋電路，共同保證了輸入電路的安全可靠。電路中含有取樣電阻（J1、J2），以及反饋電阻R29、R30、R31，滑動變阻器VR1。通過對輸出端電壓的取樣，將取樣電壓輸送到TL494的引腳1和引腳15，形成反饋電路，從而保證了芯片電壓的輸出穩定，同時給芯片提供了電源。此電路也保障了輸出端電路的可靠性。

2 TL494推挽式12 V開關電源的實現

該開關電源集成TL494電路模塊、推挽式電路模塊、濾波整流模塊及反饋保護電路模塊四個模塊，實現了對220 V交流電壓轉換為12 V直流電壓的目的。設計的電路如圖1所示。

圖1 TL494推挽式開關轉換電路（220V-12V）

220 V交流電壓信號首先進入的是限幅電壓保護模塊，通過輸入端的電路保護，保證了整個電路的輸入安全。然后經過整流濾波電路將220 V交流電壓降為150 V穩定的直流信號，進而驅動推挽式開關轉換電路。在推挽式電路與TL494電路模塊間加入功率變壓器，實現了兩者結合。通過TL494輸出穩定的脈沖驅動V3、V4功率開關管的工作，進而為推挽式電路提供控制信號，使輸出電壓紋波和聲干擾大大降低。最后在輸出端加入濾波電路，進一步保證輸出直流電壓的穩定性。

3 結 論

圖2為設計的實物圖，圖3為實驗測試結果。

圖2 設計的實物圖

圖3 實驗測試結果

由圖2、圖3可知，在每個電路模塊加入了取樣電阻、反饋二極管及加速電容等，共同構成了電路的反饋系統。反饋系統的設計增大了推挽式電路的轉換效率，穩定了TL494的輸出電壓電流，減小了最后電壓紋波和噪聲，將輸出穩定為12 V。