单端正激电源设计：TL494开关电源工作原理解析

本文主要介绍了单端正激式开关电源的工作原理以及TL494开关电源设计的相关知识，包括电源的技术指标、控制电路的选择以及TL494集成电路的内部结构和功能。 单端正激式开关电源是一种常见的电源转换类型，常用于需要高效、小型化电源解决方案的场合。它在工作时，主要经历两个状态：导通状态和截止状态。在导通状态下，开关管（通常是MOSFET或IGBT）被驱动为导通，能量从输入传递到变压器的初级侧，然后通过磁耦合到次级侧，为负载供电。在截止状态，开关管关闭，能量流动停止，变压器储存的能量通过负载释放。输入输出关系中的ε（占空比）是指开关管导通时间与整个周期时间的比例，是调节输出电压的关键参数。 电源的技术指标主要包括输入电压范围、输出电压和电流、工作频率等。例如，在这个设计案例中，输入为交流15~24Vac，输出为+12V，纹波小于150mVP-P，最大输出电流0.5A，且具有限流保护。工作频率设定在30~40kHz，选择脉宽调制（PWM）控制方式，以实现高效、精确的电压调节。 TL494是一款经典的脉宽调制控制器，常用于开关电源设计。其内部结构包含了比较器、振荡器、死区时间控制、逻辑电路等多个部分，可以生成准确的PWM信号来控制开关管的导通和截止。在电路中，TL494接收来自反馈网络的信号，通过比较器与内部产生的锯齿波进行比较，根据比较结果调整PWM输出，进而改变开关管的占空比，从而调节输出电压。 TL494的工作时序是这样的：当锯齿波电平低于死区时间控制电平时，死区时间比较器产生高电平，确保开关管的交替导通不会同时发生；而当锯齿波电平低于反馈/PWM输入电平时，PWM比较器输出高电平，开关管开始导通。通过调整反馈信号，可以改变PWM输出，进而调整占空比。 理解单端正激式开关电源的工作原理和TL494的控制机制对于电源设计至关重要。这种设计不仅在实际电子设备中广泛使用，也是学习集成电路应用和工程设计思路的良好平台。通过研究和实践，可以掌握脉宽调制技术，并应用于其他领域，如弧焊电源控制、逆变电源设计等。