1、摩托车汽车等机动车内都有发电机,与发动机相连的发电机发出的电供电池充电或点亮车灯,由于发电机产生的电压与发动机的转速有关,发动机低速转动时,输出电压较低,而发动机高速转动时,输出电压则较高,据测,输出电压可在 20V-60V 之间变化,为稳定输出电压,现在常用电子稳压装置连在发电机和负载之间,常称为调压器。 本文介绍一种机动车调压器,输入电压为 20V-60V,输出电压稳定为 12V,并可调,最大输出电流可达 8A。 调压器的完整电路如图 1 所示。调压器实际上是降压型 DC/DC 开关电源。调压器的核心是脉冲宽度调制(PWM)集成电路 TL494,TL494 是常见的PWM 集成电路。它的外
2、部引脚如图 2 所示。TL494 的引脚功能如下: 1、16 脚和 2、15 脚分别是误差放大器 1 和误差放大器2 的同相输入端和反向输入端;3 脚是反馈输入端;4 脚是死区时间控制端;5、 6 脚分别接 RC 振荡器的定时电容和电阻;7 脚接地;8、9 脚 11、10 脚分别是两个内部驱动三极管的集电极和发射极;12 脚为电源正端;13 脚为输出状态控制端,当 13 脚为高电平时,两个内部驱动三极管交替导通,当 13 脚为低电平时,两个内部驱动三极管同时导通或截止,此时只能控制一个开关管。14 脚是集成电路内部输出的 5V 基准电压输出端。 TL494 在工作时,其频率由外接在 5、6 脚
3、上的锯齿波振荡器的定时电容和电阻决定,输出脉冲宽度由加在 1和 16 脚误差放大器的同相输入端电平的高低决定。反向输入端 2 和 15 脚通过R20 和 R5 接在基准电压输出端 14 脚。 调压器的稳压控制:输出电压从储能电感 L 的输出端,通过 R23、R7 接到 TL494 误差放大器 1 的同相输入端 1 脚上,当输出电压升高时,同相输入端 1 脚上的电平升高,则可使集成电路内部的两个内部驱动三极管输出的脉冲宽度变窄,从而降低输出电压。反之,则可升高电压。 过流保护控制:过流取样电阻是 R18,在有输出电流时,R18 上的电压是左高右低,这两端电压通过 R4 和 R22 加到误差放大器
4、 2 的 16 和 15 脚上,当R18 上的电压因过流而升高到一定程度,就能使输出的脉冲宽度变窄,从而起到限制输出电流的目的。 由于是 13 脚接地,两个内部驱动三极管同时导通或截止,所以两个内部驱动三极管是并联输出,8 脚和 11 脚相连,9 脚和 10 脚相连,9 脚 10 脚为发射极输出,当 9 脚和 10 脚输出脉冲时,VT6 导通,VT5 截止,VT4 导通,VT3 也导通,输出电流通过储能电感 L 向负载供电;当 9 脚和 10 脚停止输出脉冲时,VT3 截止,由于自感现象,续流二极管 VD6 导通,将储能电感 L 储存的磁场能转换成电能供给负载,在降压型开关电源中,续流二极管是
5、不可缺少的元件,没有它,功率晶体管 VT3 和其它元件将击穿损坏。续流二极管常采用快恢复二极管或肖特基二极管。 为保证工作的可靠,由 VT1 组成的稳压电路为 TL494 提供启动电源;由 VT2 组成的稳压电路为功率晶体管提供启动电源,一旦输出电压已建立,这些电源将由 VD4 和 VD5 直接供给。 由上述工作原理的介绍,输出电压大小的调节可通过改变 R23 的阻值实现;过流保护控制的限流值由过流取样电阻 R18 的阻值决定。 输出功率晶体管 VT3 采用VMOS 功率场效应管,如嫌输出电流不够或功率晶体管过热,可将两只功率场效应管并联使用,但另一只场效应管的栅极 G 也要串一 10 欧电阻再连在 VT4的发射极上,两只功率场效应管的漏极 D 和源极 S 则并联。输出功率晶体管和续流二极管都应外接散热器。