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輸出電壓穩(wěn)定的機(jī)動(dòng)車調(diào)壓器

2016-07-05 15:37

摩托車汽車等機(jī)動(dòng)車內(nèi)都有發(fā)電機(jī),,與發(fā)動(dòng)機(jī)相連的發(fā)電機(jī)發(fā)出的電供電池充電或點(diǎn)亮車燈,,由于發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān),,發(fā)動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),,輸出電壓較低,而發(fā)動(dòng)機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),,輸出電壓則較高,據(jù)測,,輸出電壓可在20V-60V之間變化,,為穩(wěn)定輸出電壓,現(xiàn)在常用電子穩(wěn)壓裝置連在發(fā)電機(jī)和負(fù)載之間,,常稱為調(diào)壓器,。 本文介紹一種機(jī)動(dòng)車調(diào)壓器,輸入電壓為20V-60V,,輸出電壓穩(wěn)定為12V,,并可調(diào),最大輸出電流可達(dá)8A,。

調(diào)壓器的完整電路如圖1所示,。調(diào)壓器實(shí)際上是降壓型DC/DC開關(guān)電源。調(diào)壓器的核心是脈沖寬度調(diào)制(PWM)集成電路TL494,,TL494是常見的

PWM集成電路,。它的外部引腳如圖2所示。

8506-1

8506-2

TL494的引腳功能如下:1,、16腳和2,、15腳分別是誤差放大器1和誤差放大器2的同相輸入端和反向輸入端;3腳是反饋輸入端,;4腳是死區(qū)時(shí)間控制端,;5、6腳分別接RC振蕩器的定時(shí)電容和電阻,;7腳接地,;8、9腳11,、10腳分別是兩個(gè)內(nèi)部驅(qū)動(dòng)三極管的集電極和發(fā)射極,;12腳為電源正端;13腳為輸出狀態(tài)控制端,,當(dāng)13腳為高電平時(shí),,兩個(gè)內(nèi)部驅(qū)動(dòng)三極管交替導(dǎo)通,當(dāng)13腳為低電平時(shí),,兩個(gè)內(nèi)部驅(qū)動(dòng)三極管同時(shí)導(dǎo)通或截止,,此時(shí)只能控制一個(gè)開關(guān)管,。14腳是集成電路內(nèi)部輸出的5V基準(zhǔn)電壓輸出端。 TL494在工作時(shí),,其頻率由外接在5,、6腳上的鋸齒波振蕩器的定時(shí)電容和電阻決定,輸出脈沖寬度由加在1和16腳誤差放大器的同相輸入端電平的高低決定,。反向輸入端2和15腳通過R20和R5接在基準(zhǔn)電壓輸出端14腳,。 調(diào)壓器的穩(wěn)壓控制:輸出電壓從儲(chǔ)能電感L的輸出端,通過R23,、R7接到TL494誤差放大器1的同相輸入端1腳上,,當(dāng)輸出電壓升高時(shí),同相輸入端1腳上的電平升高,,則可使集成電路內(nèi)部的兩個(gè)內(nèi)部驅(qū)動(dòng)三極管輸出的脈沖寬度變窄,,從而降低輸出電壓。反之,,則可升高電壓,。 過流保護(hù)控制:過流取樣電阻是R18,在有輸出電流時(shí),,R18上的電壓是左高右低,,這兩端電壓通過R4和R22加到誤差放大器2的16和15腳上,當(dāng)R18上的電壓因過流而升高到一定程度,,就能使輸出的脈沖寬度變窄,,從而起到限制輸出電流的目的。 由于是13腳接地,,兩個(gè)內(nèi)部驅(qū)動(dòng)三極管同時(shí)導(dǎo)通或截止,,所以兩個(gè)內(nèi)部驅(qū)動(dòng)三極管是并聯(lián)輸出,8腳和11腳相連,,9腳和10腳相連,,9腳10腳為發(fā)射極輸出,當(dāng)9腳和10腳輸出脈沖時(shí),,VT6導(dǎo)通,,VT5截止,VT4導(dǎo)通,,VT3也導(dǎo)通,,輸出電流通過儲(chǔ)能電感L向負(fù)載供電;當(dāng)9腳和10腳停止輸出脈沖時(shí),,VT3截止,,由于自感現(xiàn)象,續(xù)流二極管VD6導(dǎo)通,,將儲(chǔ)能電感L儲(chǔ)存的磁場能轉(zhuǎn)換成電能供給負(fù)載,,在降壓型開關(guān)電源中,,續(xù)流二極管是不可缺少的元件,沒有它,,功率晶體管VT3和其它元件將擊穿損壞,。續(xù)流二極管常采用快恢復(fù)二極管或肖特基二極管。 為保證工作的可靠,,由VT1組成的穩(wěn)壓電路為TL494提供啟動(dòng)電源,;由VT2組成的穩(wěn)壓電路為功率晶體管提供啟動(dòng)電源,一旦輸出電壓已建立,,這些電源將由VD4和VD5直接供給,。 由上述工作原理的介紹,輸出電壓大小的調(diào)節(jié)可通過改變R23的阻值實(shí)現(xiàn),;過流保護(hù)控制的限流值由過流取樣電阻R18的阻值決定。 輸出功率晶體管VT3采用VMOS功率場效應(yīng)管,,如嫌輸出電流不夠或功率晶體管過熱,,可將兩只功率場效應(yīng)管并聯(lián)使用,但另一只場效應(yīng)管的柵極G也要串一10歐電阻再連在VT4的發(fā)射極上,,兩只功率場效應(yīng)管的漏極D和源極S則并聯(lián),。輸出功率晶體管和續(xù)流二極管都應(yīng)外接散熱器。