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介绍:

摩托车汽车等机动车内都有发电机,与发动机相连的发电机发出的电供电池充电或点亮车灯,由于发电机产生的电压与发动机的转速有关,发动机低速转动时,输出电压较低,而发动机高速转动时,输出电压则较高,据测,输出电压可在20V-60V之间变化,为稳定输出电压,现在常用电子稳压装置连在发电机和负载之间,常称为调压器。

本文介绍一种机动车调压器,输入电压为20V-60V,输出电压稳定为12V,并可调,最大输出电流可达8A。
调压器的完整电路如图1所示。调压器实际上是降压型DC/DC开关电源。调压器的核心是脉冲宽度调制(PWM)集成电路TL494,TL494是常见的PWM集成电路。

TL494的引脚功能如下:1、16脚和2、15脚分别是误差放大器1和误差放大器2的同相输入端和反向输入端;3脚是反馈输入端;4脚是死区时间控制端;5、6脚分别接RC振荡器的定时电容和电阻;7脚接地;8、9脚11、10脚分别是两个内部驱动三极管的集电极和发射极;12脚为电源正端;13脚为输出状态控制端,当13脚为高电平时,两个内部驱动三极管交替导通,当13脚为低电平时,两个内部驱动三极管同时导通或截止,此时只能控制一个开关管。14脚是集成电路内部输出的5V基准电压输出端。


TL494在工作时,其频率由外接在5、6脚上的锯齿波振荡器的定时电容和电阻决定,输出脉冲宽度由加在1和16脚误差放大器的同相输入端电平的高低决定。反向输入端2和15脚通过R20和R5接在基准电压输出端14脚。
调压器的稳压控制:输出电压从储能电感L的输出端,通过R23、R7接到TL494误差放大器1的同相输入端1脚上,当输出电压升高时,同相输入端1脚上的电平升高,则可使集成电路内部的两个内部驱动三极管输出的脉冲宽度变窄,从而降低输出电压。反之,则可升高电压。
过流保护控制:过流取样电阻是R18,在有输出电流时,R18上的电压是左高右低,这两端电压通过R4和R22加到误差放大器2的16和15脚上,当R18上的电压因过流而升高到一定程度,就能使输出的脉冲宽度变窄,从而起到限制输出电流的目的。
由于是13脚接地,两个内部驱动三极管同时导通或截止,所以两个内部驱动三极管是并联输出,8脚和11脚相连,9脚和10脚相连,9脚10脚为发射极输出,当9脚和10脚输出脉冲时,VT6导通,VT5截止,VT4导通,VT3也导通,输出电流通过储能电感L向负载供电;当9脚和10脚停止输出脉冲时,VT3截止,由于自感现象,续流二极管VD6导通,将储能电感L储存的磁场能转换成电能供给负载,在降压型开关电源中,续流二极管是不可缺少的元件,没有它,功率晶体管VT3和其它元件将击穿损坏。续流二极管常采用快恢复二极管或肖特基二极管。
为保证工作的可靠,由VT1组成的稳压电路为TL494提供启动电源;由VT2组成的稳压电路为功率晶体管提供启动电源,一旦输出电压已建立,这些电源将由VD4和VD5直接供给。
由上述工作原理的介绍,输出电压大小的调节可通过改变R23的阻值实现;过流保护控制的限流值由过流取样电阻R18的阻值决定。
输出功率晶体管VT3采用VMOS功率场效应管,如嫌输出电流不够或功率晶体管过热,可将两只功率场效应管并联使用,但另一只场效应管的栅极G也要串一10欧电阻再连在VT4的发射极上,两只功率场效应管的漏极D和源极S则并联。输出功率晶体管和续流二极管都应外接散热器。

如图所示机动车调压器电路原理图

机动车调压器电路原理图

 
 

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