TL494的電壓調(diào)整器技術(shù)分析

　　1 引言

　　電壓調(diào)整器是內(nèi)燃機(jī)車(chē)的重要部件之一，它的性能好壞對(duì)機(jī)車(chē)的正常運(yùn)行影響很大。電壓調(diào)整器的用途是用來(lái)控制起動(dòng)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，使其輸出電壓保持恒定。即在柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速變化范圍內(nèi)使輸出電壓穩(wěn)定在110V±2V之內(nèi)，給機(jī)車(chē)的控制、照明及蓄電池充電等提供一恒定電源。目前國(guó)內(nèi)內(nèi)燃機(jī)車(chē)使用的電壓調(diào)整器都比較落后，存在著體積大、故障多、可靠性差、通斷頻率低、反應(yīng)速度慢等缺點(diǎn)。在調(diào)節(jié)方式上采用功率管開(kāi)關(guān)頻率調(diào)整，穩(wěn)定性差，功率管易燒毀。針對(duì)以上情況，我們研究了基于TL494的新型高頻脈寬調(diào)制的電壓調(diào)整器，它具有控制精度高、反應(yīng)靈敏、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。

　　2 TL494的基本結(jié)構(gòu)

　　美國(guó)德克薩斯州儀器公司生產(chǎn)的TL494是一種性能優(yōu)良的脈寬調(diào)制器芯片，工作頻率為10～300kHz，輸出電壓可達(dá)40V。TL494的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。它由鋸齒波振蕩器、PWM比較器、脈沖控制觸發(fā)器、脈沖輸出控制門(mén)、兩個(gè)誤差放大器、一個(gè)+5V基準(zhǔn)電源以及兩個(gè)NPN輸出晶體管構(gòu)成。6腳和5腳外接RT和CT，確定了產(chǎn)生鋸齒波的振蕩頻率fOSC.

　　3 脈沖調(diào)寬調(diào)壓原理

　　振蕩器產(chǎn)生的鋸齒形振蕩波送到PWM比較器的反相輸入端，脈沖調(diào)寬電壓送到PWM比較器的同相輸入端，通過(guò)PWM比較器進(jìn)行比較，輸出一定寬度的脈沖波。當(dāng)調(diào)寬電壓變化時(shí)，TL494輸出的脈沖寬度也隨之改變，從而改變開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間TON達(dá)到調(diào)節(jié)、穩(wěn)定輸出電壓的目的。圖2為脈沖調(diào)寬調(diào)壓的波形圖。

　　脈沖調(diào)寬電壓可由3腳直接送入的電壓來(lái)控制，也可分別從兩個(gè)誤差放大器的輸入端送入，通過(guò)比較、放大，經(jīng)隔離二極管輸出到PWM比較器的正相輸入端。兩個(gè)放大器可獨(dú)立使用，如分別用于反饋穩(wěn)壓和保護(hù)等，此時(shí)3腳應(yīng)接RC網(wǎng)絡(luò)，提高整個(gè)電路的穩(wěn)定性。

　　4 電壓調(diào)整器的結(jié)構(gòu)

　　電壓調(diào)整器的框圖如圖3所示。主要有發(fā)電機(jī)電壓取樣電路、限流取樣電路、工作電源、PWM發(fā)生電路，IGBT等四部分組成。工作電源是TL494提供工作電壓，它由蓄電池電壓經(jīng)模擬電路變換而來(lái)。電機(jī)電壓取樣和限流取樣是為了實(shí)時(shí)監(jiān)視電機(jī)輸出電壓和回路電流，并將它們送到PWM發(fā)生器與整定值進(jìn)行比較，相應(yīng)地改變出脈沖的占空比通過(guò)IGBT去調(diào)節(jié)電機(jī)勵(lì)磁電流，從而以保證電機(jī)電壓輸出恒定和回路電流正常。