一種開(kāi)關(guān)電源培訓(xùn)用Buck變換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種開(kāi)關(guān)電源培訓(xùn)用Buck變換器，其主電路與控制電路相連，并受控制電路控制，可把一種大小直流電壓轉(zhuǎn)換為另一種大小的直流電壓；所述控制電路，包含芯片TL494；所述芯片TL494的16腳和15腳和外圍元件形成保護(hù)電路；所述振蕩電路由芯片TL494的5腳和與其相連的電容及與芯片TL494的6腳和與其相連的電容電阻組成；所述電壓給定電路由芯片TL494的14腳輸出的基準(zhǔn)電壓通過(guò)電阻R2與芯片TL494的2腳相連形成；所述電壓反饋電路對(duì)輸出電壓進(jìn)行采樣后送芯片TL494的1腳，與芯片TL494的2腳得到由電壓給定電路提供的給定電壓經(jīng)芯片TL494內(nèi)部誤差放大器形成誤差放大信號(hào)；本發(fā)明還設(shè)置測(cè)量點(diǎn)A、B、C；本發(fā)明可方便培訓(xùn)使用，同時(shí)本發(fā)明成本低，且可多次重復(fù)使用。
【專利說(shuō)明】-種開(kāi)關(guān)電源培訓(xùn)用Buck變換器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種開(kāi)關(guān)電源的部件改進(jìn)，特別是一種成本低，適用于培訓(xùn)用的開(kāi)關(guān) 電源培訓(xùn)用Buck變換器。

【背景技術(shù)】
[0002] 開(kāi)關(guān)電源以其自身諸多優(yōu)點(diǎn)在當(dāng)下應(yīng)用非常廣泛，且可以預(yù)見(jiàn)將來(lái)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng) 需求是有增無(wú)減。因此，很多學(xué)校、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)和工廠企業(yè)都有相應(yīng)的培訓(xùn)內(nèi)容，但目前市場(chǎng) 情況是開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品非常多，現(xiàn)有的開(kāi)關(guān)電源是為使用而生產(chǎn)制作，為培訓(xùn)考慮的很少，不 易弄明白關(guān)鍵元件的作用，且元件間隙很小，且未留測(cè)量點(diǎn)，不便于學(xué)員學(xué)習(xí)；另外，現(xiàn)有開(kāi) 關(guān)電源產(chǎn)品成本相對(duì)比較高，為此，我們研發(fā)了一種成本低，適用于培訓(xùn)用的開(kāi)關(guān)電源培訓(xùn) 用Buck變換器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是：提出了一種成本低，適用于培訓(xùn)用的 開(kāi)關(guān)電源。 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種開(kāi)關(guān)電源培訓(xùn)用Buck變換器，包含控制電 路、主電路、振蕩電路、電壓給定電路、電壓反饋電路；所述主電路與控制電路相連，并受控 制電路控制，可把一種大小直流電壓轉(zhuǎn)換為另一種大小的直流電壓；所述控制電路，包含芯 片TL494 ;所述芯片TL494的1腳和2腳分別對(duì)應(yīng)著其中一個(gè)誤差放大同向輸入端和反向 輸入端，16腳和15腳對(duì)應(yīng)著另外一個(gè)誤差放大器，3腳是兩誤差放大器的輸出端；14腳輸 出的基準(zhǔn)電壓通過(guò)電阻R2與2腳相連；所述電壓反饋電路通過(guò)電阻R5與電位器RP1與芯 片TL494的1腳相連；所述芯片TL494的16腳和15腳和外圍元件形成保護(hù)電路，起過(guò)流保 護(hù)作用；所述振蕩電路可產(chǎn)生幅值固定的鋸齒波信號(hào)，由芯片TL494的5腳和與其相連的電 容及與芯片TL494的6腳和與其相連的電容電阻組成；所述電壓給定電路由芯片TL494的 14腳輸出的基準(zhǔn)電壓通過(guò)電阻R2與芯片TL494的2腳相連形成，其為芯片內(nèi)的誤差放大 比較電路提供基準(zhǔn)；所述電壓反饋電路對(duì)輸出電壓進(jìn)行采樣后送芯片TL494的1腳，與芯片 TL494的2腳得到由電壓給定電路提供的給定電壓經(jīng)芯片TL494內(nèi)部誤差放大器形成誤差 放大信號(hào)；與TL494的5腳相連的導(dǎo)線上設(shè)置有測(cè)量點(diǎn)B，與芯片TL494的8腳相連的導(dǎo)線 上設(shè)置有測(cè)量點(diǎn)A ;與TL494的3腳相連的導(dǎo)線上設(shè)置有測(cè)量點(diǎn)C ;與輸出電壓的正負(fù)極相 邊的導(dǎo)線上出分別設(shè)有測(cè)量點(diǎn)0UT+、OUT-。
[0004] 優(yōu)選的，所述主電路為Buck電路。
[0005] 優(yōu)選的，所述芯片TL494的13腳接地，使芯片TL494的11腳和8腳輸出信號(hào)一致， TL494的11腳和8腳并聯(lián)可增加驅(qū)動(dòng)能力，共同驅(qū)動(dòng)PNP型功率管Q1。
[0006] 由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)： 本發(fā)明的開(kāi)關(guān)電源用的Buck變換器設(shè)置了多個(gè)測(cè)試點(diǎn)和多個(gè)拔動(dòng)開(kāi)關(guān)，引入了兩個(gè) 電位器，可方便培訓(xùn)使用，同時(shí)本發(fā)明成本10元左右，且可多次重復(fù)使用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明： 附圖1為本發(fā)明所述的開(kāi)關(guān)電源培訓(xùn)用Buck變換器的電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0008] 下面結(jié)合附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明。
[0009] 如附圖1所示為本發(fā)明所述的一種開(kāi)關(guān)電源培訓(xùn)用Buck變換器，包含控制電路、 主電路、振蕩電路、電壓給定電路、電壓反饋電路；所述主電路為Buck電路；所述主電路與 控制電路相連，并受控制電路控制，可把一種大小直流電壓轉(zhuǎn)換為另一種大小的直流電壓； 所述控制電路，包含芯片TL494 ;所述芯片TL494的1腳和2腳分別對(duì)應(yīng)著其中一個(gè)誤差放 大同向輸入端和反向輸入端，16腳和15腳對(duì)應(yīng)著另外一個(gè)誤差放大器，3腳是兩誤差放大 器的輸出端；14腳輸出的基準(zhǔn)電壓通過(guò)電阻R2與2腳相連；所述反饋電壓電路通過(guò)電阻R5 與電位器RP1與芯片TL494的1腳相連；所述芯片TL494的16腳和15腳和外圍元件形成 保護(hù)電路，起過(guò)流保護(hù)作用；所述振蕩電路可產(chǎn)生幅值固定的鋸齒波信號(hào)，由芯片TL494的 5腳和與其相連的電容及與芯片TL494的6腳和與其相連的電容電阻組成；所述電壓給定 電路由芯片TL494的14腳輸出的基準(zhǔn)電壓通過(guò)電阻R2與芯片TL494的2腳相連形成，其 為芯片內(nèi)的誤差放大比較電路提供基準(zhǔn)；所述電壓反饋電路對(duì)輸出電壓進(jìn)行采樣后送芯片 TL494的1腳，與芯片TL494的2腳得到由電壓給定電路提供的給定電壓經(jīng)芯片TL494內(nèi) 部誤差放大器形成誤差放大信號(hào)；與TL494的5腳相連的電線上設(shè)置有測(cè)量點(diǎn)B，與芯片 TL494的8腳相連的電線上設(shè)置有測(cè)量點(diǎn)A ;與TL494的3腳相連的電線上設(shè)置有測(cè)量點(diǎn)C ; 與輸出電壓的正負(fù)極相邊的導(dǎo)線上出分別設(shè)有測(cè)量點(diǎn)〇UT+、OUT-。所述芯片TL494的13腳 接地，使芯片TL494的11腳和8腳輸出信號(hào)一致，芯片TL494的11腳和8腳并聯(lián)可增加驅(qū) 動(dòng)能力，共同驅(qū)動(dòng)PNP型功率管Q1。附圖1中的R9和C3起到改善誤差放大器性能作用。 [0010] 工作時(shí)，誤差放大信號(hào)和振蕩電路形成的幅值固定的鋸齒波通過(guò)芯片TL494內(nèi)的 比較器后形成PWM信號(hào)；當(dāng)輸出電壓變化，電壓反饋電路獲得的采樣電壓也變化，反饋電壓 與給定電壓形成的誤差放大信號(hào)也變化，形成的PWM信號(hào)占空比也相應(yīng)變化，從而使輸出 電壓穩(wěn)定。
[0011] 本實(shí)施中的開(kāi)關(guān)電源用的Buck變換器的輸入電壓在10-40V變化時(shí)，也可使輸出 穩(wěn)定在5V。主電路，包含開(kāi)關(guān)管Q1、電感L1、電容C5與C6、二極管D1，主電路元件均可根據(jù) 由滿足要求的元件替換?？刂齐娐芬訲L494為核心；開(kāi)關(guān)5152、53、54、55和電位器1^1、 RP2都是為了滿足開(kāi)關(guān)電源的培訓(xùn)而引入的；圖1中A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)、0UT+和OUT-是相應(yīng) 的測(cè)量點(diǎn)，電路制作時(shí)應(yīng)留出相應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)。電路正常工作時(shí)(非常測(cè)試培訓(xùn)狀態(tài)下)，各 開(kāi)關(guān)狀態(tài)為：S1閉合；S2斷開(kāi)；S3閉合；S4閉合；S5斷開(kāi)；電位器RP1和RP2可放在任意位 置。芯片TL494的1腳和2腳分別對(duì)應(yīng)著其中一個(gè)誤差放大同向輸入端和反向輸入端，16 腳和15腳對(duì)應(yīng)著另外一個(gè)誤差放大器，3腳是兩誤差放大器的輸出端；14腳輸出的基準(zhǔn)電 壓通過(guò)R2與2腳相連，而反饋電壓通過(guò)R5與RP1與芯片1腳相連；16腳和15腳和外圍元 件起過(guò)流保護(hù)作用；芯片13腳接地，使芯片11腳和8腳輸出信號(hào)一致，這里11腳和8腳并 聯(lián)增加驅(qū)動(dòng)能力，共同驅(qū)動(dòng)PNP型功率管Q1 ;芯片5腳與6腳接的電容電阻決定了振蕩頻 率也就決定了芯片輸出的PWM信號(hào)的頻率。
[0012] 本發(fā)明的開(kāi)關(guān)電源培訓(xùn)用Buck變換器的培訓(xùn)步驟如下：（1)開(kāi)關(guān)狀態(tài)為：S1閉 合；S2斷開(kāi)；S3閉合；S4閉合；S5斷開(kāi)；電位器RP1和RP2可放在任意位置，此時(shí)輸入端輸 入20V左右的直流電，測(cè)輸出端0UT+、OUT-輸出電壓是否是5V，若是5V電壓說(shuō)明電路制 作成功，否則制作失??；（2)各個(gè)開(kāi)關(guān)和電位器狀態(tài)和（1)同。輸出端接入一電阻性負(fù)載， 在直流10V-40V范圍內(nèi)改變輸入電壓，并用示波器測(cè)量A點(diǎn)與OUT-之間電壓波形，記錄輸 入電壓與此時(shí)之對(duì)應(yīng)A點(diǎn)與OUT-之間電壓波形的占空比，輸出（0UT+和OUT-之間）電壓， 記錄幾組數(shù)據(jù)，此步驟目的測(cè)輸入電壓、輸出電壓和開(kāi)關(guān)管占空比之間關(guān)系(此過(guò)程中負(fù)載 保持不變）及負(fù)載(外加可調(diào)電阻作為負(fù)載接在0UT+、OUT-之間，下同）不變時(shí)輸入電壓對(duì) 輸出電壓和影響(非常?。惠斎腚妷翰蛔?，改變負(fù)載并記下此時(shí)與之對(duì)就的輸出電壓，目的 是為測(cè)輸入電壓不變時(shí)負(fù)載變化時(shí)輸出電壓的變化(非常?。?；此步驟注意事項(xiàng)：負(fù)載電阻 阻值大小滿足其上電流不大于1A，且功率夠；在直流10V-40V范圍內(nèi)改變輸入電壓，輸入電 壓超過(guò)40V會(huì)燒壞芯片，小于10V則芯片不能工作；（3)和前兩步相比，開(kāi)關(guān)狀態(tài)和電位器 狀態(tài)，只改變一個(gè)，即把S4由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)，把濾波電容C5和C6從電路中斷開(kāi)，輸入電壓 15V，加阻性負(fù)載，測(cè)負(fù)載上（0UT+和0UT-)壓波形；（4)在（3)的基礎(chǔ)上，把S2由斷開(kāi)變?yōu)?閉合，把電感L1短路，測(cè)負(fù)載上（0UT+和0UT-)壓波形；步驟（3)和（4)目的是為了掌握輸 出端濾波電容和電感在開(kāi)關(guān)電源中的作用；（5)輸入電壓15V，輸出開(kāi)路，關(guān)狀態(tài)和電位器 狀態(tài)在⑴的基礎(chǔ)上，把開(kāi)關(guān)S5由斷開(kāi)變?yōu)殚]合，改變RP1，測(cè)輸出（0UT+和OUT-之間）電 壓，此步驟目的在于掌握反饋電路的作用；芯片誤差放大器1腳電阻非常大，S5閉合才能通 過(guò)調(diào)節(jié)電位器RP1改變芯片1腳得到的電壓反饋信號(hào)。（6)部分地測(cè)試T1494。此步驟只 要開(kāi)關(guān)S1處于斷開(kāi)狀態(tài)就可以了，電位器和其它開(kāi)關(guān)可處于任意位置。C點(diǎn)和輸出地0UT-外加一直流電壓（0-4V之間)，用雙蹤示波器同時(shí)測(cè)量A點(diǎn)、B點(diǎn)分別對(duì)輸出地OUT-的電壓 波形。C點(diǎn)和輸出地OUT-電壓固定時(shí)，調(diào)節(jié)RP2觀察A點(diǎn)、B點(diǎn)分別對(duì)輸出地OUT-的電壓 波形變化；改變C點(diǎn)和輸出地OUT-電壓，觀察A點(diǎn)、B點(diǎn)分別對(duì)輸出地OUT-的電壓波形；此 步驟特別強(qiáng)調(diào)，C點(diǎn)和輸出地OUT-外加一直流電壓絕對(duì)不對(duì)超過(guò)4. 5V，否則會(huì)燒壞TL494 心/T 〇
[0013] 由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)： 本發(fā)明的開(kāi)關(guān)電源用的Buck變換器設(shè)置了多個(gè)測(cè)試點(diǎn)和多個(gè)拔動(dòng)開(kāi)關(guān)，引入了兩個(gè) 電位器，可方便培訓(xùn)使用，同時(shí)本發(fā)明成本10元左右，且可多次重復(fù)使用。
[0014] 上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人 士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明 精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種開(kāi)關(guān)電源培訓(xùn)用Buck變換器，其特征在于：包含控制電路、主電路、振蕩電路、 電壓給定電路、電壓反饋電路；所述主電路與控制電路相連，并受控制電路控制，可把一種 大小直流電壓轉(zhuǎn)換為另一種大小的直流電壓；所述控制電路，包含芯片TL494 ;所述芯片 TL494的1腳和2腳分別對(duì)應(yīng)著其中一個(gè)誤差放大同向輸入端和反向輸入端，16腳和15腳 對(duì)應(yīng)著另外一個(gè)誤差放大器，3腳是兩誤差放大器的輸出端；14腳輸出的基準(zhǔn)電壓通過(guò)電 阻R2與2腳相連；所述電壓反饋電路通過(guò)電阻R5與電位器RP1與芯片TL494的1腳相連； 所述芯片TL494的16腳和15腳和外圍元件形成保護(hù)電路，起過(guò)流保護(hù)作用；所述振蕩電路 可產(chǎn)生幅值固定的鋸齒波信號(hào)，由芯片TL494的5腳和與其相連的電容及與芯片TL494的 6腳和與其相連的電容電阻組成；所述電壓給定電路由芯片TL494的14腳輸出的基準(zhǔn)電壓 通過(guò)電阻R2與芯片TL494的2腳相連形成，其為芯片內(nèi)的誤差放大比較電路提供基準(zhǔn)；所 述電壓反饋電路對(duì)輸出電壓進(jìn)行采樣后送芯片TL494的1腳，與芯片TL494的2腳得到由 電壓給定電路提供的給定電壓經(jīng)芯片TL494內(nèi)部誤差放大器形成誤差放大信號(hào)；與TL494 的5腳相連的導(dǎo)線上設(shè)置有測(cè)量點(diǎn)B，與芯片TL494的8腳相連的導(dǎo)線上設(shè)置有測(cè)量點(diǎn)A ; 與TL494的3腳相連的導(dǎo)線上設(shè)置有測(cè)量點(diǎn)C ;與輸出電壓的正負(fù)極相邊的導(dǎo)線上出分別 設(shè)有測(cè)量點(diǎn)OUT+、OUT-。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)電源培訓(xùn)用Buck變換器，其特征在于：所述主電路為 Buck電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開(kāi)關(guān)電源培訓(xùn)用Buck變換器，其特征在于：所述芯片 TL494的13腳接地，使芯片TL494的11腳和8腳輸出信號(hào)一致，TL494的11腳和8腳并聯(lián) 可增加驅(qū)動(dòng)能力，共同驅(qū)動(dòng)PNP型功率管Q1。
【文檔編號(hào)】H02M3/155GK104143912SQ201410313180
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
【發(fā)明者】張波, 汪義旺, 宋佳, 高金生 申請(qǐng)人:蘇州市職業(yè)大學(xué)