機動(dòng)車(chē)調壓器電路原理圖
摩托車(chē)汽車(chē)等機動(dòng)車(chē)內都有發(fā)電機，與發(fā)動(dòng)機相連的發(fā)電機發(fā)出的電供電池充電或點(diǎn)亮車(chē)燈，由于發(fā)電機產(chǎn)生的電壓與發(fā)動(dòng)機的轉速有關(guān)，發(fā)動(dòng)機低速轉動(dòng)時(shí)，輸出電壓較低，而發(fā)動(dòng)機高速轉動(dòng)時(shí)，輸出電壓則較高，據測，輸出電壓可在20V-60V之間變化，為穩定輸出電壓，現在常用電子穩壓裝置連在發(fā)電機和負載之間，常稱(chēng)為調壓器。 本文介紹一種機動(dòng)車(chē)調壓器，輸入電壓為20V-60V，輸出電壓穩定為12V，并可調，最大輸出電流可達8A。
調壓器的完整電路如圖1所示。調壓器實(shí)際上是降壓型DC/DC開(kāi)關(guān)電源。調壓器的核心是脈沖寬度調制（PWM）集成電路TL494，TL494是常見(jiàn)的PWM集成電路。它的外部引腳如圖2所示。
TL494的引腳功能如下：1、16腳和2、15腳分別是誤差放大器1和誤差放大器2的同相輸入端和反向輸入端；3腳是反饋輸入端；4腳是死區時(shí)間控制端；5、6腳分別接RC振蕩器的定時(shí)電容和電阻；7腳接地；8、9腳11、10腳分別是兩個(gè)內部驅動(dòng)三極管的集電極和發(fā)射極；12腳為電源正端；13腳為輸出狀態(tài)控制端，當13腳為高電平時(shí)，兩個(gè)內部驅動(dòng)三極管交替導通，當13腳為低電平時(shí)，兩個(gè)內部驅動(dòng)三極管同時(shí)導通或截止，此時(shí)只能控制一個(gè)開(kāi)關(guān)管。14腳是集成電路內部輸出的5V基準電壓輸出端。
TL494在工作時(shí)，其頻率由外接在5、6腳上的鋸齒波振蕩器的定時(shí)電容和電阻決定，輸出脈沖寬度由加在1和16腳誤差放大器的同相輸入端電平的高低決定。反向輸入端2和15腳通過(guò)R20和R5接在基準電壓輸出端14腳。
調壓器的穩壓控制：輸出電壓從儲能電感L的輸出端，通過(guò)R23、R7接到TL494誤差放大器1的同相輸入端1腳上，當輸出電壓升高時(shí)，同相輸入端1腳上的電平升高，則可使集成電路內部的兩個(gè)內部驅動(dòng)三極管輸出的脈沖寬度變窄，從而降低輸出電壓。反之，則可升高電壓。
過(guò)流保護控制：過(guò)流取樣電阻是R18，在有輸出電流時(shí)，R18上的電壓是左高右低，這兩端電壓通過(guò)R4和R22加到誤差放大器2的16和15腳上，當R18上的電壓因過(guò)流而升高到一定程度，就能使輸出的脈沖寬度變窄，從而起到限制輸出電流的目的。
由于是13腳接地，兩個(gè)內部驅動(dòng)三極管同時(shí)導通或截止，所以?xún)蓚€(gè)內部驅動(dòng)三極管是并聯(lián)輸出，8腳和11腳相連，9腳和10腳相連，9腳10腳為發(fā)射極輸出，當9腳和10腳輸出脈沖時(shí)，VT6導通，VT5截止，VT4導通，VT3也導通，輸出電流通過(guò)儲能電感L向負載供電；當9腳和10腳停止輸出脈沖時(shí)，VT3截止，由于自感現象，續流二極管VD6導通，將儲能電感L儲存的磁場(chǎng)能轉換成電能供給負載，在降壓型開(kāi)關(guān)電源中，續流二極管是不可缺少的元件，沒(méi)有它，功率晶體管VT3和其它元件將擊穿損壞。續流二極管常采用快恢復二極管或肖特基二極管。
為保證工作的可靠，由VT1組成的穩壓電路為T(mén)L494提供啟動(dòng)電源；由VT2組成的穩壓電路為功率晶體管提供啟動(dòng)電源，一旦輸出電壓已建立，這些電源將由VD4和VD5直接供給。
由上述工作原理的介紹，輸出電壓大小的調節可通過(guò)改變R23的阻值實(shí)現；過(guò)流保護控制的限流值由過(guò)流取樣電阻R18的阻值決定。
輸出功率晶體管VT3采用VMOS功率場(chǎng)效應管，如嫌輸出電流不夠或功率晶體管過(guò)熱，可將兩只功率場(chǎng)效應管并聯(lián)使用，但另一只場(chǎng)效應管的柵極G也要串一10歐電阻再連在VT4的發(fā)射極上，兩只功率場(chǎng)效應管的漏極D和源極S則并聯(lián)。輸出功率晶體管和續流二極管都應外接散熱器。
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