手机太阳能充电器的设计毕业设计(编辑修改稿)

手机太阳能充电器的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

Instruments)就是改良 SG3524 而推出 TL494PWM 控制电路，其所提供的特色为可调整截止时间的控制电路，输出晶体管具有高输出或高输入的能力，改进电流限制的控制能力，及输出操控电路等。 以我们所介绍过的功率型 MOSFET 来说，首先 PWM 控制电路是以 图腾极 (totempole)输出，出现能够直接驱动双极式，而且也能够直接来驱动 MOSFETs。 例如 SG1525A 与 SG1526 系列，除了先前所提到控制电路的一 些 特色外，而这些新的 IC 亦增加了一些特色，如欠压锁定 (undervoltage lookout)，可规划性的柔性启动，数字电流限制，以及操作频率可达至 400kHz。 虽然以上所叙的所有电路可被应用于流行的切换模式技术上，但是最近有些公司已推出极佳的 PWM 控制器，在顺向式或驰反式功率转换器上具有很高的效率此种电 路为 Motorola 公司的 MC34060PWM 控制器，此种控制器包含所有的特色。 因此仅需使用极少量的外部组件，就能实现完成顺向式或反驰式的设计。 另外一种电路为 Unitrode 公司的 UC1840 系列，此种控制电路在单端式功率转换器的设计上具有很好的效果。 而且 PWM 控制电路包含所有的控制、驱动、侦测与保护的效果。 因此仅需在外部再增加一些被动组件，就能够成一个完整的切换式电源供应器。 此种控制器的特色为低电流，非在线启动电路。 而且具有过电压(overvoltage)、欠电压 (undervoltage)与过电 (overcurrent)保护电路。 而前馈的线稳压率 (feedforward line regulation) 17 可超过 4:1 的输入范围操作频率可达 500kHz 等。 脉波宽频调变实作 直流至直流转换器责任周期之调整可以藉由 PWM 来达成。 PWM 之原理如图 (31)所示，利用控制电压 Vcon 与锯齿波 Vtri 做比较以得到开关之切换信号 T。 开关之切换 信号 T 图 33 PWM 原理 使用材料 TL494 1 LM311 1 LM351 1 电阻： 2KΩ 1 电阻： 30KΩ 1 电阻： 10KΩ 1 可变电阻： 100KΩ 1 电容： 1 18 图 34 TL494PWM 控制电路原理图 TL494PWM 控制电路 19 TL494 为固定频率的 PWM 电路，它结合了全部方块图所之功能，在切换式电源供应器里可单端式或双波道式的输出控制。 如图 31 所示为 TL494 控制器的内部结构与方块图其内部的线性锯齿波 震荡器乃为频率可规划式 (frequency programmable)，在脚 5 与脚 6 连接两个外部组件 RT与 CT，既可获得所需之频率其频率可由 (32)式计算得知 fOSC= 电容器 CT 截止时间比较器 回授 PWM 比较器 正反器时钟输入 正反器 Q 正反器 Q￣ Q1射极输出 Q2射极输出 输出模控 图 35 TL494 控制器的内部结构与方块图 输出脉波宽度调变之达成可藉在电容器 CT 端的正锯齿波与两个控制信号中的任一个做比较而得知。 电路中的 NOR 闸可用来驱动输出电晶体 Q1 与 Q2，而且仅当正反器的时钟输出信号是在 20 低标准位时，此闸才会在有效状态，此种情况的发生也是仅当锯齿波电压大于控制信号电压期间里。 当控制信号的振幅增加时，此时也会一致引起输出脉波宽度的线性减少，如图 38 所示的波形图。 外部输入端的控制信号可输入至脚 4 的截止时间控制端，与脚 1 16 误差放大器的输入端，其输入端点的抵补电压为 120mV，其可限制输出截止时间至最小值，大约为最初锯齿波周期时间的 4％。 当教 13的输出模控制端接地时，可获得 96％最大工作周 期，而当第 13 接脚接至参考电压时，可获得 48％最大工作周期。 如果我们在第 4 脚截止时间控制输入端设定一个固定电压，其范围由 0V 制 之间，则附加的截止时间一定出现在输出上。 PWM 比较器提供一个方法给误差放大器，乃由最大百分比的导通时间来做输出脉波宽度的调整，此乃借着设定截止时间控制输入端降至零电位，而此时再回授输入脚的电压变化可由 至 之间，此两个误差放大器有其模态 (monmode)输入范围由 至 (Vcc2)V，而且可用来检知电源供应器的输出电压与电流。 误差放大器的输出会处于高主动状态，而且在 PWM 比较器的非反相输入端与其误差放大器输出乃为或门 (OR)运算结合，通常第一个误差放大器都使用参考电压和稳压输出的，电压做比较，其回路增益可依靠回授来控制。 而第 3 脚通常用做频率的补偿，它主要目的是为了整个环路的稳定度，特别注意的是运用回授时必须避免第 3 脚的输入过宰电流大于 600181。 A，否则最大脉波宽度将会被不正常的限制，此两种误差放大器，都可利用不管是正相或反相放大器都可用来稳压。 第二个误差放大器可用来做过电流检知回路，可使用检知电阻来与参考电 压源做比较，这回路的工作电压接近地端，而此误差放大器的转换率 (slew rate)在 7V 之 Vcc 为 2V/us，但无论 21 如何在高频运用中。 由于脉波宽度比较器和控制逻辑的传播延迟使得他不能用为动态电流限制器。 它可运用于恒流限制电路或者外加组件作为电流回迭 (current feedback)的限流装置，而动态电流限制最好能使用截止时间控制输入端的第 4 脚。 当电容器 CT 放电时，在截止时间比较器输出端会有正脉波信号输出，此时钟脉波可控制操作正反器，且会溢至输出晶体管 Q1 与 Q2，若将输出模控 制的第 13 脚连接到参考电压准位线此时在推挽式操作下，则两个输出晶体管在脉波信号调变下会交替导通，这时每一个输出的转换频率是震荡器频率的一半。 当以单端方式 (singleended)操作时，最大工作周期须少于 50﹪，此时输出驱动可至晶体管 Q1 或 Q2 取得，若在单端方式操作下需要较高的输出电流，可以将 Q1 与 Q2 晶体管以并联方式，而且输出模控制的第 13 脚必须接地，则使正反器在失 (disable)状态，此时输出的转换频率乃相当于震荡器之频率。 因此 TL494 约两个输出级可以用单端方 式或是推挽方式来输出，两个输出关西是不被拘束的，两个集极和射极都有输出端可兹利用，在共射极下状态下，集极和射极电流在 200mA 时，集极和射极电压大约在 ，而在共集极结构下的电压是 15V，在输出过宰之下两个输出都有保护作用，一般这两个输出在共射极的转换时间为 tr=150ns， tf=50s，所以我们可以知道其转换率速度非常的快，操作频率可达 300KHz，再 25℃时输出漏电流ㄧ般都小于 1181。 A。 22 图 36 TL494 接脚图 脚位功能说明 第 2脚是误差放大器大器的同相输入端和反相输入端。 第 3 脚是相位校正和增益控制。 第 4 脚为死区控制，其上加 0～ 电压时可使截止时间从 2%线性变化到 100%。 第 6 脚分别用于外接振荡电阻和振荡电容。 第 7 脚为接地端。 第 9 脚为 TL494 内部两个末级输出三极管集极。 第 11 脚为 TL494 内部内部两个末级输出三极管射极。 第 12 脚为电源供电端。 第 13 脚为输出控制端，该 脚接地时为并联单端输出方式，接 14 脚时为推挽输出方式。 第 14 脚为 5V 基准电压输出端，最大输出电流 10mA。 第 1 16 脚分别为控制比较放大器的反相输入端和同相输入端。 23 第 4 章 充电器 转换器电路设计 CCM 与 DCM 模拟与实作 在做电路实作之前，我们必须要知道各数据的考量以及。