基于TL494构成推挽式9～15 V开关电源的设计

武子涵，姜欣欣

（延边大学 工学院，吉林 延吉133002）

0 引 言

开关电源的功率管在控制信号的作用下实现高速的导通-截止，频率可达到兆赫兹以上，高频率的开关明显降低开关管的功耗，同时储能电感的储能效率也得以提高[1]。一方面由于开关电源功耗低且工作效率高，省去了大容量的电容和体积较大的散热器，另一方面开关电源没有较重的工频变压器，体积重量大大降低。

开关电源的控制信号是通过脉冲调制来调节占空比，从而调节输出电压。同时输出电压的不稳定通过脉冲宽度和脉冲频率实现解决，所以开关电源具有稳压范围宽、线性调整率高的特点。

1 各部分电路设计

1.1 整流滤波电路

电路中，设计了两部分整流滤波电路。在电路输入端口，220 V交流电信号流经保护电路流出后，进入整流桥VD1整流，再进入470μF的极性电容，通过C5和C6滤波后，可得到电压为310 V的直流电。由于R1、R2连接方式为并联，经计算最终分压后得到的电压约为150 V，并输出给电容C7。

在电路的输出端整流滤波电路，由上级得出的电压经过C22～C26、C29一系列电容的滤波最终输出平稳的12V直流电压。

1.2 TL494电路设计

为实现输出12 V的直流电压，设定TL494引脚4接入102μF的定时电容，在引脚6接入22 kΩ的定时电阻，并由引脚8和引脚11轮流输出脉冲实现分别对功率管V3和V4的驱动，同时15脚接上部分电路的反馈信号，从而保持电流的稳定输出[2]。设定产生锯齿波的频率为45 kHz，经公式（1）计算：

1.3 推挽式电路的设计

直流电压进入变压器T1、T2的初级线圈，形成感应电动势，驱动两个次级绕组也形成感应电动势，进而推挽式电路工作[3]。其中正反馈的作用使得两个三极管V1、V2交替导通，此时构成自激型推挽式电路。但当TL494驱动V3、V4功率管工作后，经由变压器T1作用给予功率三极管V1、V2受控信号，形成它激型推挽式转换电路。

变压器T1匝数计算过程为：

变压器中柱截面积为：

1.4 反馈保护电路的设计

为设计电路的输入保护电路，其中接有热敏电阻RT1，然后通过两个电容的并联构成反馈电路，共同保证了输入电路的安全可靠。电路中含有取样电阻（J1、J2），以及反馈电阻R29、R30、R31，滑动变阻器VR1。通过对输出端电压的取样，将取样电压输送到TL494的引脚1和引脚15，形成反馈电路，从而保证了芯片电压的输出稳定，同时给芯片提供了电源。此电路也保障了输出端电路的可靠性。

2 TL494推挽式12 V开关电源的实现

该开关电源集成TL494电路模块、推挽式电路模块、滤波整流模块及反馈保护电路模块四个模块，实现了对220 V交流电压转换为12 V直流电压的目的。设计的电路如图1所示。

图1 TL494推挽式开关转换电路（220V-12V）

220 V交流电压信号首先进入的是限幅电压保护模块，通过输入端的电路保护，保证了整个电路的输入安全。然后经过整流滤波电路将220 V交流电压降为150 V稳定的直流信号，进而驱动推挽式开关转换电路。在推挽式电路与TL494电路模块间加入功率变压器，实现了两者结合。通过TL494输出稳定的脉冲驱动V3、V4功率开关管的工作，进而为推挽式电路提供控制信号，使输出电压纹波和声干扰大大降低。最后在输出端加入滤波电路，进一步保证输出直流电压的稳定性。

3 结 论

图2为设计的实物图，图3为实验测试结果。

图2 设计的实物图

图3 实验测试结果

由图2、图3可知，在每个电路模块加入了取样电阻、反馈二极管及加速电容等，共同构成了电路的反馈系统。反馈系统的设计增大了推挽式电路的转换效率，稳定了TL494的输出电压电流，减小了最后电压纹波和噪声，将输出稳定为12 V。