基于MOSFET控制的PWM型直流可调电源的设计与实现

来源:网络整理 作者:2017年12月06日 16:31
关键词:TL494PWMMOSFET
  摘要:由于仪器所用电源的体积和重量通常受到限制,为此提出一种由MOSFET控制,并且由高频变压器隔离的开关电源设计方法。该电源具有体积小、重量轻、抗干扰性能强,输出电压稳定,调压范围广,电压动态响应快,性价比高,使用方便等特点。

  引言

  功率场效应管MOSFET是一种单极型电压控制器件,它不但具有自关断能力,而且具有驱动功率小,关断速度快等优点,是目前开关电源中常用的开关器件。采用MOSFET控制的开关电源具有体积小、重量轻、效率高、成本低的优势,因此,较适合作仪器电源。本文给出了一种由MOSFET控制的大范围连续可调(0~45V)的小功率稳压电源设计实例。

  一、总体结构与主电路

  图1为该电源的总体结构框图。工作原理如下: 基于MOSFET控制的PWM型直流可调电源的设计与实现   图1 原理方框图   全桥整流电路将电网电压220V整流成不可调的直流电压Ud=1.2U约等于198V。两个等值滤波电容上的电压分别为99V以上,经DC/AC变换器逆变之后输出20kHz、脉宽可调的交流电压,又经高频变压器的两个副边分正负半周送入整流滤波电路,输出直流电压。该电源直流输出电压的大小靠PWM发生器的输出脉冲宽度来控制。   主电路如图2所示。 基于MOSFET控制的PWM型直流可调电源的设计与实现   图2 主电路   主电路中实现DCPAC变换的关键元件是功率场效应管VT1和VT2。当VT1管开通,VT2截止时,电路中的电流从电容C1正极到VT1的D1-S1,再通过变压器原边回到电容器C1的负极形成回路,uAB为正电压。变压器的副边感应电压同名端为正,VD1导通,输出U0上正下负。   当VT2开通,VT1关断时,同样可推出上述结论:U0上正下负。U0的大小取决于控制电路使VT1、VT2的导通时间。

  二、控制电路

  控制电路功能是实现PWM波形合成及可控DC/AC变换器的隔离驱动。

  1、PWM波形的产生

  该电路的电源设计是以三端集成稳压器为核心的+-15V直流稳压电源。   (1)PWM的控制原理   脉宽PWM波形产生采用功能强大的TL494定频调制芯片,该芯片有16个引脚,内部电路与外围电路如图3示。 基于MOSFET控制的PWM型直流可调电源的设计与实现   图3 TL494内部电路及外围电路
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