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1、开关电源基础与实验教程,第2章开关型DC/DC变换原理主讲：周党培,内容提要,电磁感应定律电磁感应现现象电感的伏安特性2个重要公式电感的电压变换作用降压式DC/DC变换升压式DC/DC变换开关稳压控制原理脉宽调制（PWM）控制器TL494简介,五邑大学.周党培,第2页,2014.9,电磁感应,电磁感应现象,五邑大学.周党培,2014.9,第3页,开关闭合时，G指针动了一下。开关断开时，G指针反方向动了一下,电感的伏安特性,电感线圈,五邑大学.周党培,2014.9,第4页,电生磁,磁生电,电感的伏安特性：电压与电流变化率成线性关系,电感电压在电路中的变化,降压式（Buck）DC/DC变换器,五邑
2、大学.周党培,2014.9,第5页,ON,D1降压,OFF,例题：推导Uo与Uin的关系式。,五邑大学.周党培,2014.9,第6页,D1升压,作业2,试推导下图中的输出电压Uo与输入电压Uin的关系式。,五邑大学.周党培,2014.9,第7页,开关DC/DC变换的工作波形,五邑大学.周党培,2014.9,第8页,OFF,ON,Uin-Uo,-Uo,Io,On,Off,+,-,关注点：不同于以往的主要包括直流和正弦波,开关DC/DC变换的稳压控制,输出电压不稳的原因输入电压不稳负载变化干扰信号元件参数漂移,五邑大学.周党培,2014.9,第9页,D1升压,解决思路：自动调节D（例如当Uo变高，
3、则调高D）,开关稳压控制,开关信号的产生与控制（3个环节）,五邑大学.周党培,2014.9,第10页,检测输出电压是否有波动,根据输出电压波动的方向调节占空比,反方向调节输出电压，达到动态的稳定,实施方案,五邑大学.周党培,2014.9,第11页,采样电压与输出电压成正比,Gnd,误差放大器提高对输出电压波动响应灵敏度,Uo升高，Ue减小,比较器输出方波Ue减小，占空比减小，Uo下降,PWM信号的产生,五邑大学.周党培,2014.9,第12页,稳压控制的过程（占空比变化）,五邑大学.周党培,2014.9,第13页,D,D,Uo,Uo,复习：电压比较器（PWM比较器）,五邑大学.周党培,2014
4、.9,第14页,复习：误差放大器,五邑大学.周党培,2014.9,第15页,1、流入输入端电流极小，相当于断开，“虚断”,分析方法：由于输入电阻很大,2、两输入端电压降极小，相当于短路，“虚短”,其中,KCL,KVL,举例说明,五邑大学.周党培,2014.9,第16页,Gnd,若：,已知：,则：,设：,设：,则：,R1？,R2？,由,得,则：,稳压控制回路有哪些参数，及其与输入输出电压的关系,R1、R2远大于R_load,虚短,峰值3V,1.5V,0 0.5 1,2V,在稳压控制回路的控制下，输出电压只与参考电压和采样电阻有关（输入电压可变）,求R1R2,PWM控制器的基本元素误差放大器（2个
5、）基准电压源（5V）PWM比较器锯齿波振荡器（CT、RT）。开关管驱动电路,PWM控制器TL494简介,五邑大学.周党培,2014.9,第17页,TL494的内部结构,五邑大学.周党培,2014.9,第18页,5V,Uref,Usam,误差放大器参考电压PWM比较器锯齿波振荡器输出驱动电路,16脚（DIP16、SOP16封装）,TL494工作原理（稳压控制）,五邑大学.周党培,2014.9,第19页,1,2,TL494工作原理（欠压保护）,五邑大学.周党培,2014.9,第20页,开关电源害怕输入电压过低（相同功率时输入电流更大，造成电感饱和、开关过热）,当电压下降到某值时要关断当电压回升到某
6、值时要开启,上升至大于 时，反转为0，下降至 时，反转为高电平Vcc,输入电压在Uref附近波动会造成开关不断地通断，电源无法正常工作,迟比滞较,小,大,单值比较器？,抖动,叠加原理,有2个值（高、低电平），因此：,TL494工作原理（输出控制）,五邑大学.周党培,2014.9,第21页,D触发器,把输入波形分为2种相反的波形输出,当13脚为低电平时，为“单端”输出,五邑大学.周党培,2014.9,第22页,0,1,0,0,0,0,0,D触发器不起作用,，Q1、Q2输出相同的波形,，可并联输出,当13脚为高电平时，输出配置为“双端”（推挽）,五邑大学.周党培,2014.9,第23页,1,1,0
7、,1,1,1,0,Q1、Q2轮流导通，输出2个互为“推挽”的PWM信号,基于TL494的降压变换器例子,五邑大学.周党培,2014.9,第24页,主,switch,L,Uin,Uo,C,D,Io,ON,OFF,无死区时间控制“单端”输出两管并联输出,PWM,5V,主回路（开/关）、输出配置、反馈回路（稳压控制、保护电路）？,稳压控制,输出过流保护,本章小结,电磁感应现象电生磁、磁生电电感的伏安特性降压变换器（Buck）电路结构、工作原理（输出电压与输入电压的关系式、推导）主要工作波形（开关控制信号、电感电压、电感电流）升压变换器（Boost）电路结构、原理、工作波形等（同上）稳压控制系统的电路结构、工作原理关键技术名词磁通量、电感、感生电动势、脉宽调制（PWM）、开关频率、占空比、电压比较器、误差放大器、锯齿波、参考电压、死区、滞回比较器、触发器、单端双端输出重要知识点开关DC/DC变换器的工作原理（输出电压与输入电压关系公式的推导）开关DC/DC变换器的稳压控制原理（误差放大、PWM比较器的输出波形关系）熟悉PWM控制器TL494结构和原理、配置方法、构成Buck变换器电路原理,五邑大学.周党培,2014.9,第25页,
