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TL494/KA7500经典开关电源工作原理图解

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发表于 昨天 15:58 | 显示全部楼层 |阅读模式
概述
本文是我对TL494开关电源的学习总结,原版资料请参B站的 TL494(KA7500)经典明纬开关电源工作原理,该视频质量详细地描述了开关电源的工作原理。
我的目标是学习了工作原理之后,对手上的 48V/400W 开关电源进行改造,做成可调电源,支持的功能:
  • 作为通用可调电源,电压范围 0~80V,不需要更高的电压,最高80V足够使用了;电流范围 0~7A;最大功率400W。
  • 充电器模式,支持48V锂电池充电模式、60V铅酸电池充电模式;支持恒流或者恒定功率模式。


下面从工作原理开始。

电源工作原理
下图是 TL494(KA7500)经典明纬开关电源工作原理视频资料中使用的电路图:

下面对每块电路做简要说明。

输入电压切换
这部分电路用于将220V/110V交流电整流成直流电,核心是桥式整流电路和滤波电容。
这里的一个关键点是:通过波动SW转换开关,可以实现220V/110V输入切换。
滤波电容C1、C4是串联在一起的,两者配合实现支持220V和110V输入:
  • 220V模式下,交流电的每个周期都会同时给两个电容充电;
  • 110V模式下,交流电的上半个周期给C1充电,下半个周期给C4充电,最终两个电容电压加起来刚好310V。





220V输入
220V输入时,与我们通常使用的桥式整流电路工作原理完全相同,我们把C1、C4当成是一个电容就可以了。

110V输入
110V输入时交流电的上半个周期给C1充电,下半个周期给C4充电,此时整流桥只有两个二极管工作。
每个电容对应了110V的交流电,串联起来后对应了完整的220V交流电。

并联电阻
C1、C4电容旁边并联了一个电阻,此电阻用于平衡两个电容的电压,改善电容内阻不一致问题:


自激震荡
自激震荡电路用于在上电时形成初始电压以确保TL494芯片能够正常工作。
所谓的自激,就是在没有外部干涉条件下直接工作。
下面时自激震荡电路的原理图:

上管工作、下管截止
首先是上管导通,电流流向参考下图:电源电压通过R11启动电阻流向三级管和R18,此时会导致Q1的的b极电压高于e极,Q1导通。
Q1导通后的电流流向如下图:
变压器电流流向为9脚到7脚,此时变压器10号脚将产生正电动势,C12电容在通电瞬间相当于短路,所以此过程会加速Q1的导通:
随着电容C12充满电,C12的负端电压下降,Q1截止。
当左侧变压器电压消失后,电容存储的电量会通过隔离二极管D4和D3释放掉。
隔离二极管D4还有一个作用,就是防止电流通过启动电阻R11和D3流向左侧电路:
另外就是与三极管Q1的be压降组合起来有1.3V,可以有效防止外部干扰:

下管工作、上管截止
Q1截止后,C4将会对335uF的电容反向充电,反向充电电路图如下:
此过程将会导致Q4导通。
Q4的工作过程与Q1完全相同,最终Q1和Q4循环导通关闭,形成了自激震荡。
尖峰吸收电路
三极管导通瞬间变压器T1的1脚和3脚会产生脉冲尖峰,通过阻容电路可以将脉冲尖峰吸收掉:
可调电源改造
改造为可调电源后,我们使用外接电源给TL494工作,所以就不需要自激震荡电路了。
如何确保自激震荡电路不工作呢?只需要将启动电阻断开就可以了,其他的不用动。
参考下图:将R11和R21断开。







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