|
开关电源改调压调流三剑客之:TL494篇
最近在论坛看到很多关于固定电压输出的开关电源改输出电压值、或者是改为输出电压可调的帖子,很多坛友都改造成功了,带着无限的喜悦将成功经验分享了论坛里。也有不少坛友希望了解详细的方法,以便在应对其它没有在论坛公布改造方法的开关电源,也能大刀阔斧地从容改造。于是,我在这里献丑,谈谈各种开关电源改电压、改电流的原理。限于我的水平有限,错误在所难免,还请各位大师指正!
一、开关电源改调压调流三剑客01:TL494
集成电路TL494在开关电源中得到了广泛的应用,论坛里掀起改装热潮的“明纬S-350-27”、“贝尔S-350-24”等大功率开关电源,就是使用的TL494,电路成熟,性能稳定,功率大!
所以,我们先来说说TL494如何改变输出电压,如何控制输出电流。
一)、TL494调压
1、TL494输出电压的调整原理
图1是TL494关于调电压的局部电路图
TL494的14脚,输出5V的基准电压,经过R3、R4分压,在TL494的2脚得到一个参考电压VB,送入TL494内部电压比较器(运放)的反相输入端,
同时,开关电源输出的直流电压经过R1、R2进行分压,在TL494的1脚得到一个“取样电压”VA,送入TL494内部电压比较器(运放)的反相输入端,
VA和VB这两个电压,在TL494内部的电压比较器进行比较,用比较结果去控制脉冲宽度,从而调整输出电压。
正常工作时,两个电压VA和VB可以认为是相等的。
那么,我们改变VA或者VB,都可以改变输出电压VO,这就是我们调压的基础。
大部分情况下,我们是改变R1或者R2来改变输出电压,如果把R1或者R2换成阻值可调的电位器,其输出电压也就可以在适当范围内调节了!
参考电压计算:VB=5*R4/(R3+R4)
取样电压计算:VA=VB*(R1+R2)/R2
输出电压计算:Vo=(5*R4/(R3+R4))*(R1+R2)/R2
2、明纬S-350-27开关电源实际电路分析
下图是明纬S-350-27开关电源的稳压电路局部
参考电压计算:VB=5*R20/(R23+R20)=5*5.6/(5.6+5.6)=2.5V
当电位器SVR1调到最小值时,取样电压计算:VA=2.5V*(R32+R31+R25+SVR1)/(R25+SVR1)=2.5V*(27+2.7+2.4+0)/(2.4+0)=33.4375V
当电位器SVR1调到最大值时,取样电压计算:VA=2.5V*(R32+R31+R25+SVR1)/(R25+SVR1)=2.5V*(27+2.7+2.4+1)/(2.4+1)=24.33823529V
也就是说,该开关电源的输出电压,可以通过电位器SVR1在24.3V~33.4V之间调节,出厂时调节为27V!
3、TL494开关电源调压技巧
对于采用TL494芯片的开关电源,不管是什么厂家、什么牌子的开关电源,如果要对其输出电压进行调整,
首先找到TL494的第2脚,然后顺着电路板,找到2脚与地(7脚)的电阻、找到2脚与14脚之间的电阻,这些电阻可能是几只串联,确定参考电压值。
接着找到TL494的第1脚,然后顺着电路板,找到1脚与地(7脚)的电阻、找到1脚与输出电压之间的电阻,这些电阻可能是几只串联,确定取样电压值。
这样,就能按照上面的介绍,进行电压调整了!
4、注意事项:
通过上面的介绍,我们可以对采用TL494芯片的开关电源进行适当的调整,但随之而来的就牵连到很多问题
1)、电容的耐压,特别是输出端电解电容的耐压值,也许就不时候调压后的需求了,比如,原来输出27V的开关电源,输出端电解电容耐压估计是35V的,当调整输出电压为35V以上时,该电容就必须更换为耐压高于最大输出电压的电容!否则,电容会发生爆炸,相当危险!
2)、其它元器件耐压问题,涉及开关管、肖特基整流二极管等。
3)、过压保护电路,很多开关电源,就设置了过压保护电路,比如明纬S-350-27开关电源,就由ZD1、R54、R55、Q6、LM358等构成了过压保护电路,当输出电压超过27V时,电路就会停止工作,因此,调整输出电压时,必须考虑!
二)、TL494调流
1、TL494输出电流的调整原理
图2是TL494关于调电流的局部电路图
这电路是不是和图1的调压很像?其实基本原来是相识的,只是利用了TL494内部的另外一个比较器而已。
和图1相似,参考电压还是利用两只电阻(R8、R9)串联,对5V基准电压分压,VD送入集成电路TL494第15脚,取样电压取自R5两端,再由R6、R7分压,VC送入集成电路TL494第16脚,两者进行比较,控制脉冲宽度。
不是调整电流吗?怎么还是参考电压和取样电压呢?关键就在R5,R5串联在输出回路中,输出电流会流过R5,然后在R5两端就会得到和电流成正比的电压,实现电流与电压的转换,然后的控制就和上面介绍的调压类似了。
R5是一个阻值很小而功率很低的电阻,通常在0.1欧姆左右甚至更小,而功率高达3-10瓦!
现在,我们假设要限定该开关电源的输出电流最大值为30A,电阻R5选0.02欧姆,那么
电阻R5两端的最大电压为0.02*30=0.6V
我们必须确定R6~R9的阻值,满足VC=VD,先确定参考电压VD,VD必须小于R5两端的最大电压,我们取0.2V吧,R9取1K,
R8可以这样计算:R8=(5V-0.2V)*R9/0.2V=4.8*1/0.2=24K
接下来确定R6和R7,还是先直接定R7为1K
R6可以这样计算:R6=(0.6V-0.2V)*R7/0.2V=0.4*1/0.2=2K
2、明纬S-350-27开关电源实际电路分析
明纬S-350-27开关电源的最大输出电流(限流)电路,和上面分析的略有差异,图3是等效图
该电路的取样电阻设计在开关变压器的中心抽头上,当电流流过R5时,不是像图2那样上正下负,而是上负下正(见图3标注),为负电压!
正因为如此,所以将TL494第16脚接地,相当于取样电压为0V,正常工作时,取样电压VE大于0V,当输出电流达到最大设定值(限流值)时,TL494第16脚电压VE约等于16脚电压0V,限制了电流的最大值!
下图是明纬S-350-27开关电源的限流实际电路
L1、L2、L3实际上是并联的三只电阻,相当于图3的电流取样电阻R5,
R33、R34、R48,是取样分压电阻,我们来试着做相关的计算:
当输出电流为0A时,TL494第15脚电压为:VE=5V*R33/(R33+R34+R48)=5V*0.62/(0.62+47+2.7)=0.061605723V
当输出电流达到最大值350W/27V=12.96296296A,此时L1、L2、L3左右两端的电压刚好应该是-0.061605723V,和R33、R34、R48分压得到的+0.061605723V叠加,使VE=0V,限流电流动作启动,输出电流不会继续增加!
于是我们可以计算出L1、L2、L3并联后的等效电阻值R5:R5=0.061605723V/12.96296296A=0.004752441欧姆!
现在,假设我们要调整该开关电源的输出电压为70V,根据总功率不变的原则,按功率350W计算
L1、L2、L3并联后最大总电流为:350W/70V=5A
L1、L2、L3并联后等效电阻R5两端的电压为:-5A*0.004752441欧姆=-0.023762207V
现在,我们改变R34,调整TL494第15脚电压为0.023762207V
当输出电流为0A时,R33的电流为0.023762207V/R33=0.023762207V/0.62=0.03832614mA
R34与R48串联的总电阻为:(5V-0.023762207V)/0.03832614mA=129.8392636千欧姆,取130K!
将原来为2.7K的R48,更换为(130-47)=83K的电阻(或者近似阻值),即可实现限流5A
3、其它
当然,以上只是针对固定电压、固定限流值的计算,如果采用电位器调节阻值,则可以实现输出电压、输出电流可调!
15楼更新 SG3525、UC3842
|
本帖子中包含更多资源
您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?立即注册
x
打赏
-
查看全部打赏
|