基于TL494的多路手机充电器设计

北部湾职业技术学校 李加旺 黄依珍 农 军



基于TL494的多路手机充电器设计

北部湾职业技术学校 李加旺 黄依珍 农 军

【摘要】介绍以T L494 为控制电路核心的开关稳压电路，实现对多路手机进行充电，电路采用电压、电流双闭环控制，既能通过电压反馈控制稳定输出电压，又能通过电流反馈对过流和输出短路故障实施可靠的保护。

【关键词】TL494；充电器；稳压电路

在学校、企业的集体宿舍，由于电源插座有限，而单位为了安全美观又不允许乱拉导线，给手机充电带来许多不便，利用多路手机充电器可有效解决这一问题。本充电器可提供40路USB充电端口，每路可输出500mA以上的充电电流，总电流达20A以上，输出电压可调。本电路以TL494 芯片作为基本控制电路的核心元件，利用TL494具有控制灵敏度和控制精度的特点，电路采用电压和电流双闭环控制电路，外环由输出电压反馈构成， 内环由电流采样和控制电路构成，这样构成的电压及电流双闭环控制系统具有瞬态响应性好、稳态精度高、结构合理、运行性能可靠等优点，可大大降低了开关功率管的损耗，可有效提高开关电源的效率和可靠性。

一、主控PWM型集成电路TL494简介

TL494内部主要由振荡器、“死区”比较器、PWM比较器、两个误差放大器1和2、触发器、逻辑门、三极管VT1、VT2、基准电压调节器以及由两个滞回比较（器施密特触发器）组成的欠压封锁电路等部分组成。其内部框图如图一所示，封装图如图二所示。

图一 内部框图

图二 封装图

各引脚功能为：1脚为误差比较放大器1的同相输入端。2脚为误差比较放大器1的反相输入端。3脚为控制比较放大器和误差比较放大器的公共输出端，输出时表现为或输出控制特性，也就是就在两个放大器中，输出幅度大者起作用。当3脚的电平变高时，TL494送出的驱动脉冲宽度变窄，当3脚电平低时，驱动脉冲宽度变宽。4脚为死区电平控制端，从4脚加入死区控制电压可对驱动脉冲的最大宽度进行控制，使其不超过180度，这样可以保护开关电源电路中的三极管。5脚用于外接振荡电阻。6脚用于外接振荡电容。7脚为接地端。8、9脚为TL494内容末级两个输出三极管的集电极。11、10脚为TL494内容末级两个输出三极管的发射极。12脚为电源供电端。13脚为功能控制端。14脚为内部5V基准电压输出端。15脚为控制比较放大器2的反相输入端。16脚为控制比较放大器2的同相输入端。

二、主电路设计

充电电路原理框图如图三所示，原理图如图四所示，电路工作原理：220V交流电源经一、二级EMI滤波电路后通过全桥电路整流，由大容量高压滤波电容滤波得到高压直流；开关电路是电源的核心部分，主要由开关管、PWM控制芯片、开关变压器和高频整流二极管组成。主控PWM型集成电路TL494的引脚8、11输出激励信号经V3、V4放大后，经激励变压器T2控制开关三极管V1、V2工作于开关状态，由开关管和PWM控制芯片构成振荡电路，经过开关三极管作用产生高频率的脉动，再经过开关变压器的变压得到低压高频交流，最后通过低压整流滤波电路输出稳定的低压直流。

图三 原理框图

图四 电路原理图

电路为了稳定输出电压及实现过流保护，引入了电压反馈及电流反馈，采用双闭环控制控制，可实现输出稳定电压的同时，进行过流保护，通过反馈电路，电路可根据输出端反馈的信号自动调整振荡频率，从而影响输出电压，当输出电压偏高时， 振荡频率会因反馈信号而降低，从而使输出电压也降低，反之亦然。电压反馈信号加到PTL494的1脚误差比较放大器1的同相输入端，电流反馈信号加到TL494的15脚误差比较放大器2的反相输入端，当电流大于设定值时，TL494内部的误差放大器2 的反相端电位为负，正向端与反向端通过比较后，误差放大器2 的输出为正，使开关管关断，输出电压为零，起到保护作用。在正常使用过程中，当TL494检测到负载处于：短路、过流、过压、欠压、过载等状态时，IC内部发出信号，使内部的振荡停止，主开关管因没有脉冲信而停止工作，从而达到保护电源的目的。电路中可根据输出电压的要求，调整VR1对输出电压进行微调，调整范围为4.5V—6V。通过调节输出电压的大小使电路处于最佳工作状态。

参考文献

［1］毋炳鑫.T L494 控制智能开关稳压电源设计［J］.中原工学院学报，2008.2.

［2］白炳良.基于TL494 开关电源的设计［J］.大学物理实验，2009.6.

［3］肖东升.基于脉宽控制器TL494的升压开关电源设计［J］.电子世界，2015.6.

作者简介：

李加旺（1961-），北部湾职业技术学校教师，研究方向：电子技术课程教学。

基金项目：北部湾职业技术学校2016年度重点项目。