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激光電源

雙管正激小功率電源的設計與實現(一)

星之球激光 來源:21ic2011-12-26 我要評論(0 )   

正激變換由於(yu) 拓撲簡單, 升/ 降壓範圍寬, 廣泛應用於(yu) 中小功率電源變換場合。正激變換器的輸出功率不象反激變換器那樣受變壓器儲(chu) 能的限製, 因此輸出功率較反激變換器大...

正激變換由於(yu) 拓撲簡單, 升/ 降壓範圍寬, 廣泛應用於(yu) 中小功率電源變換場合。正激變換器的輸出功率不象反激變換器那樣受變壓器儲(chu) 能的限製, 因此輸出功率較反激變換器大, 但是正激變換器的開關(guan) 管電壓應力高, 為(wei) 兩(liang) 倍輸入電壓, 有時甚至超過兩(liang) 倍輸入電壓。過高的開關(guan) 管電壓應力成為(wei) 限製正激變換器容量繼續增加的一個(ge) 關(guan) 鍵因素。驅動芯片T L494 是一種價(jia) 格便宜、驅動能力強、死區時間可控, 同時帶有兩(liang) 個(ge) 誤差放大器, 當負載變化時來進行電壓和電流反饋PI調節, 這樣進一步加強了電源的穩定性。

  1 雙管正激變換器電路

  雙管正激變換器電路如圖1 所示。

  雙管正激變換器

  該主電路拓撲結構有三個(ge) 優(you) 點:

  ( 1) 克服了單端正激變換器中開關(guan) 電壓應力高的缺點。

  ( 2) 不需要采用特殊的磁通複位技術, 避免複雜的去磁繞組的設計和減少高頻變壓器的體(ti) 積, 使電路變得簡潔, 也不需要加RCD 來進行複磁箝位, 並能對電源進行饋電, 提高了效率。

  ( 3) 與(yu) 全橋變換器和半橋變換器相比, 每一個(ge) 橋臂都是由一個(ge) 二極管和一個(ge) 開關(guan) 管串聯組成, 不存在橋臂直通的問題, 可靠性高。

  2 PWM驅動芯片TL494 的特點

  TL494 是典型的固定頻率脈寬調製控製集成電路, 它包含了控製開關(guan) 電源所需的全部功能, 可作為(wei) 雙管正激式、半橋式、全橋式開關(guan) 電源的控製係統。它的工作頻率為(wei) 1~ 300 kHz, 輸入電壓達40 V, 輸出電流為(wei) 200 mA, 其內(nei) 部原理圖如圖2 所示。

  TL494內(nei) 部功能方框圖

  TL494 內(nei) 部設置了線性鋸齒波振蕩器, 振蕩頻率f = 1. 1/ ( R C) , 它可由兩(liang) 個(ge) 外接元件R 和C 來調節( 分別接6 腳和5 腳) 。TL494 內(nei) 設兩(liang) 個(ge) 誤差放大器,可構成電壓反饋調節器和電流反饋調節器, 分別控製輸出電壓的穩定和輸出過流的保護; 設置了5 V 1%的電壓基準( 14 腳) , 它的死區時間調節輸出形式可單端, 也可以雙端, 一般是作為(wei) 雙端輸出類型的脈寬調製PWM, TL494 作為(wei) 一種PWM 控製芯片有如下特點:

  ( 1) 控製信號由IC 外部輸入, 一路送到死區時間控製端, 一路送到兩(liang) 路誤差放大器輸入端, 又稱PWM比較器輸入端。

  ( 2) 死區時間控製比較器具有120 mV 有效輸入補償(chang) 電壓, 它限製最小輸出死區時間近似等於(yu) 鋸齒波周期時間的4 % 。在死區時間控製端, 設置固定電壓時( 範圍0~ 0. 3 V) 就能在輸出脈衝(chong) 上產(chan) 生附加的死區時間。

  ( 3) 在輸出控製13 腳接地時, 這將使最大占空係數為(wei) 已知輸出的96 %, 而在輸出控製13 腳接參考電平時, 占空比則是給定輸出的48 % 。

  ( 4) 脈寬調製比較器、誤差放大器能調節輸出脈寬。

  雙管正激變換的主電路

  圖4 是對直流側(ce) 輸出的電壓進行采樣, 其中光耦選擇至關(guan) 重要。我們(men) 選用TLP521, 內(nei) 部是兩(liang) 隻光耦集成在一個(ge) 芯片中, 其傳(chuan) 輸特性幾乎完全一致, 根據電流相等的原理, 這樣就能夠實現高精度的直流高壓隔離采樣。

  直流側(ce) 輸出電壓隔離采樣

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