自制車載電源直流變換器應用

本文介紹的直流變換器電路簡單實用，容易制作，成本低，效率可達96％ 。在汽車上使用或沒有市電的地方使用非常簡便。

直流變換器比逆變器成本要低得多，在很多地方都可以用直流變換器替代逆變器，如在汽車上使用手機充電器、衛星接收機、筆記本電腦。如果把直流變換器的輸出設計成直流300V就和220V交流經整流濾波后的電壓相一致了。
　　電路如圖1所示。該電路核心器件是脈寬調制控制芯片TL494CN，它是— 個開關振蕩和穩壓控制的集成電路。其9腳、10腳輸出相位相反的開關脈沖。分別控制VT1～VT4。當10腳為正脈沖時，VT1截止、VT3導通，VT2導通、VT4截止。9腳為正脈沖時，VT2截止、VT4導通。在變壓器的次級產生了被升高的高頻電壓，再經橋式整流、濾波變成約300V的直流高壓輸出。集成電路TL494CN的1腳、16腳和2腳、15腳分別是該集成電路內部兩個比較器的同相輸入端和反相輸入端。利用這兩個比較器實現該電路的超溫保護和過壓保護。

1．超溫保護電路：
　　14腳是集成電路內的5V基準電壓。16腳與此電壓相連，也是5V，電路翻轉的條件就在于15腳的電位是不是低于16腳的5V電壓，低于這個電壓則電路翻轉，輸出停止。本電路加入了穩壓二極管VD8使超溫保護電路不受12V電壓下降的影響。常溫下15腳電壓為U×R1÷(R1+R5+Rt)，U為穩壓管VD8的穩定電壓，可取9V，計算結果15腳的電壓約為5.97V，略高于16腳5V的電位。當功率管出現溫度超高時，正溫度系數的熱敏電阻阻值變大，15腳的電壓下降，直到低于5V后比較器翻轉，輸出停止。

2．超壓保護電路。
　　超壓保護電路是由VD9、R8、VD1、R4、C2組成，就是利用TL494CN內部的另一個比較器來完成的，當輸入電壓超過15V時VD8導通，TL494CN的2腳電位高于1腳電位使比較器翻轉，停止輸出。這兩個比較器翻轉都表現在TL494CN的3腳上，比較器翻轉后3腳的電位升高，當3腳變為高電位后給C3充電，當導致比較器翻轉的因素消失后，C3通過R8放電，因為放電需要一定時間，所以保護電路還能維持一段時間，有利于輸出管的安全。
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　　制作過程中比較關鍵的是高頻變壓器，筆者選的高頻鐵氧體磁芯為EI33型，因為本電路的工作頻率約為54kHz，這個頻率是由TL494CN的5腳上的電容C4與6腳上的電阻R7決定的。因為頻率較高，所以二極管要用快恢復的，特別是輸出端的4個橋式整流二極管VD4～VD7和VD2、VD3必須用快恢復二極管。變壓器線圈的繞制方法是：先用Φ0.49mm漆包線繞140匝，作為次級，再用Φ0.96mm的漆包線雙線并繞6+6匝，中間抽頭。
　　熱敏電阻采用正溫度系數的，使用時一定要緊貼在功率管上。如果電路安裝沒問題，肯定能一次通電成功，不用調試。本產品的功率150W，功率管一定要加散熱片。電路中的輸出端必須接一個1MΩ的電阻R12，有的初學者可能認為沒什么用處，其實不然，沒有它輸出電壓會上升到400多伏，會超出輸出濾波電容的耐壓值。輸出濾波電容的選取大一些好，可在10uF～100uF之間選取，這樣在輸出瞬間短路時電流大，對輸出管是一種保護，電路做好后在引出線上串個保險絲就安全多了。如不成功就用萬用表測一下3腳電壓，正常時不能出現1V以上的電壓。
注：本電源變換器輸出為直流300V，只適用于供小功率開關電源使用。