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1、一、设计课题：一、设计课题：DC/DCDC/DCPWMPWM 控制电路的设计控制电路的设计二、设计要求：二、设计要求：1、设计基于 PWM 芯片的控制电路，包括外围电路。按照单路输出方案进行设计，开关频率设计为 10KHZ；具有软启动功能、保护封锁脉冲功能，以及限流控制功能。电路设计设计方案应尽可能简单、可靠。2、实验室提供面包板和器件，在面包板或通用板上搭建设计的控制电路。3、设计并搭建能验证你的设计的外围实验电路，并通过调试验证设计的正确性。4、扩展性设计：增加驱动电路部分的设计内容。5、Buck 电路图如下图：Buck 电路图三、设计方案三、设计方案本次课程设计基于 PWM 芯片 TL4
2、94 进行设计，通过查阅该芯片的相关资料，了解其各引脚功能，结合设计要求进行电路设计。首先建立最基本的电路，然后在其上面进行改进，得到进一步满足条件与实际应用的电路，根据原理图在实验板上搭建电路进行试验，得出结果进行分析验证，最后得出 DC/DCPWM 控制电路。四、设计原理图四、设计原理图如图所示为设计原理图，通过调节电位器 Rp 进行控制输出，从Vo 端得到输出驱动电压的波形。设计原理图五、五、TL494TL494 各引脚功能各引脚功能TL494 的个引脚功能图如下表TL494TL494 引脚功能表引脚功能表引脚号引脚号1 12 23 34 45 56 67 78 8功能功能误差放大器误差
3、放大器 1 1 的同相输入端的同相输入端误差放大器误差放大器 1 1 的反相输入端的反相输入端输出波形控制端输出波形控制端死区控制信号输入端死区控制信号输入端振荡器外接震荡电容连接端振荡器外接震荡电容连接端振荡器外接震荡电阻连接端振荡器外接震荡电阻连接端接地端接地端末极输出三极管集电极端末极输出三极管集电极端引脚号引脚号9 91010111112121313141415151616功能功能末极输出三极管发射极端末极输出三极管发射极端末极输出三极管发射极端末极输出三极管发射极端末极输出三极管集电极端末极输出三极管集电极端电源供电端电源供电端输出控制端输出控制端基准电压输出端基准电压输出端误差放大
4、器误差放大器 2 2 的反相输入端的反相输入端误差放大器误差放大器 2 2 的同相输入端的同相输入端六、各部分功能及工作原理六、各部分功能及工作原理首先设计其振荡电路，根据振荡公式 f=1.1/（R3XC2）=10Khz，取 R3=1K,则电容 C2=0.1uF；然后，将同样大小的电容电阻串联并加以电压接地后，在电容电阻中间引出一根信号线作为第四脚的输入端，作为死区控制信号的输入。接着，通过示波器测量振荡电路的波形如图所示:震荡电路波形图根据实验所测得的波形图及 TL494 芯片的内部结构,可得振荡电路的峰值为 2.88V，若要对其输出波形进行控制，则在第三脚接入的电压需小于2.88-0.7=
5、2.18V，即第三脚输入电压变化范围约为0-2.2V。如原理图所示，将 1K电阻与 1-10K电位器按照如原理图所示方式进行串联即可得到 0-2.2V 范围内变化的电压，从而得到应有的波形。最后，将末级三极管的集电极接电源，发射极通过 1K电阻接地，即可得到如下图所示的方波信号：输出驱动波形图1 1、输出电压为、输出电压为 20V20V 至至 6060功能的实现功能的实现要想使得 Buck 电路的输出在 20V 至 60V 间变化，则根据其电压转换公式：Uo=Ui得其驱动波形占空比变化范围为 0.2-0.6。根据 公式：5/（1+Rp）=2.2x（1-）可得：当。当。之间。当分别取不同值时，输
6、出驱动波形如下图所示：2 2、当、当 Z Zl l短路或者短路或者 Z Zmaxmax=5A=5A 的控制的控制当Buck电路的Zl短路时,电流过高会造成器件的损害或者烧毁，此时必须对驱动电路的加以控制，使得在这种情况下的电压输出为0V，从而保护电路。要使输出电压输出为 0V，则 TL494 输出的驱动脉冲为 0。此时，通过电流传感器将由于短路形成的大电流转化成芯片第三引脚输入电势的最大值（2.2V 或者大于 2.2V），这样所得的输出驱动波形为 0，使得 Buck 电路的输出为 0。当第三引脚输入电势为2.2V 时，第三脚输入电位值为 2.2V，则流经 R1电流大小：I1=U/R1则，通过电
7、流传感器作用，引入反馈回路，使得流经R1的电流值大于等于 2.2mA,从而使得驱动电路输出为 0。3 3、Ui=80Ui=80 120V 120V 且保持且保持 Uo=50VUo=50V 的控制的控制当 Buck 电路的 Ui 的输入值大小在 80V 至 120V 间变化时，需将电路输出稳定在 50。根据变换公式：Uo=Ui可得占空比的变化范围为 5。由第三脚电位公式：U=2.2(1-)可得当=0.417 时，可算得流经 R1电流大小为 1.28 mA当=0.625 时，可算得流经 R1电流大小为 0.825 mA因此，在输入端电压变化时，要想获得输出电压稳定为 50V，则通过电压传感器的作用
8、，引入反馈回路，调节流经R1的电流值，使之在 0.825 mA-1.28 mA 间变化，即可将电压输出稳定在 50V。七、设计体会及建议七、设计体会及建议这次的电力电子技术课程设计，是基于TL494 芯片来设计PWM 的控制电路。结合设计要求，首先要自己搭建电路进行实验，通过不断地调试及修改，最终得到正确的驱动电路和波形，要充分结合理论与实际，把平时学到的知识运用到实际中。这次的课程设计用到了数字电路中学到的器件管脚知识，以及如何搭建正确的电路，测试合理的测试点，这样才能得到正确的波形。通过这次的课程设计，知道我们的基础知识学的不牢固，其实就是蛮简单的问题，只是时间长了都忘记了。所以想提的建议是，希望老师能多指导我们，给我们清晰的讲解实验要求及做法，这样我们才能更清楚更快的完成要求，并真正从中学到实用的东西。