TL494的電壓調整器技術分析

　　1 引言

　　電壓調整器是內燃機車的重要部件之一，它的性能好壞對機車的正常運行影響很大。電壓調整器的用途是用來控制起動發(fā)電機的勵磁電流，使其輸出電壓保持恒定。即在柴油機的轉速變化范圍內使輸出電壓穩(wěn)定在110V±2V之內，給機車的控制、照明及蓄電池充電等提供一恒定電源。目前國內內燃機車使用的電壓調整器都比較落后，存在著體積大、故障多、可靠性差、通斷頻率低、反應速度慢等缺點。在調節(jié)方式上采用功率管開關頻率調整，穩(wěn)定性差，功率管易燒毀。針對以上情況，我們研究了基于TL494的新型高頻脈寬調制的電壓調整器，它具有控制精度高、反應靈敏、結構簡單的優(yōu)點。

　　2 TL494的基本結構

　　美國德克薩斯州儀器公司生產的TL494是一種性能優(yōu)良的脈寬調制器芯片，工作頻率為10～300kHz，輸出電壓可達40V。TL494的內部結構框圖如圖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、兩個誤差放大器、一個+5V基準電源以及兩個NPN輸出晶體管構成。6腳和5腳外接RT和CT，確定了產生鋸齒波的振蕩頻率fOSC.

　　3 脈沖調寬調壓原理

　　振蕩器產生的鋸齒形振蕩波送到PWM比較器的反相輸入端，脈沖調寬電壓送到PWM比較器的同相輸入端，通過PWM比較器進行比較，輸出一定寬度的脈沖波。當調寬電壓變化時，TL494輸出的脈沖寬度也隨之改變，從而改變開關管的導通時間TON達到調節(jié)、穩(wěn)定輸出電壓的目的。圖2為脈沖調寬調壓的波形圖。

　　脈沖調寬電壓可由3腳直接送入的電壓來控制，也可分別從兩個誤差放大器的輸入端送入，通過比較、放大，經隔離二極管輸出到PWM比較器的正相輸入端。兩個放大器可獨立使用，如分別用于反饋穩(wěn)壓和保護等，此時3腳應接RC網絡，提高整個電路的穩(wěn)定性。

　　4 電壓調整器的結構

　　電壓調整器的框圖如圖3所示。主要有發(fā)電機電壓取樣電路、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，它由蓄電池電壓經模擬電路變換而來。電機電壓取樣和限流取樣是為了實時監(jiān)視電機輸出電壓和回路電流，并將它們送到PWM發(fā)生器與整定值進行比較，相應地改變出脈沖的占空比通過IGBT去調節(jié)電機勵磁電流，從而以保證電機電壓輸出恒定和回路電流正常。