TL494的电压调整器技术分析

　　1 引言

　　电压调整器是内燃机车的重要部件之一，它的性能好坏对机车的正常运行影响很大。电压调整器的用途是用来控制起动发电机的励磁电流，使其输出电压保持恒定。即在柴油机的转速变化范围内使输出电压稳定在110V±2V之内，给机车的控制、照明及蓄电池充电等提供一恒定电源。目前国内内燃机车使用的电压调整器都比较落后，存在着体积大、故障多、可靠性差、通断频率低、反应速度慢等缺点。在调节方式上采用功率管开关频率调整，稳定性差，功率管易烧毁。针对以上情况，我们研究了基于TL494的新型高频脉宽调制的电压调整器，它具有控制精度高、反应灵敏、结构简单的优点。

　　2 TL494的基本结构

　　美国德克萨斯州仪器公司生产的TL494是一种性能优良的脉宽调制器芯片，工作频率为10～300kHz，输出电压可达40V。TL494的内部结构框图如图1所示。它由锯齿波振荡器、PWM比较器、脉冲控制触发器、脉冲输出控制门、两个误差放大器、一个+5V基准电源以及两个NPN输出晶体管构成。6脚和5脚外接RT和CT，确定了产生锯齿波的振荡频率fOSC.

　　3 脉冲调宽调压原理

　　振荡器产生的锯齿形振荡波送到PWM比较器的反相输入端，脉冲调宽电压送到PWM比较器的同相输入端，通过PWM比较器进行比较，输出一定宽度的脉冲波。当调宽电压变化时，TL494输出的脉冲宽度也随之改变，从而改变开关管的导通时间TON达到调节、稳定输出电压的目的。图2为脉冲调宽调压的波形图。

　　脉冲调宽电压可由3脚直接送入的电压来控制，也可分别从两个误差放大器的输入端送入，通过比较、放大，经隔离二极管输出到PWM比较器的正相输入端。两个放大器可独立使用，如分别用于反馈稳压和保护等，此时3脚应接RC网络，提高整个电路的稳定性。

　　4 电压调整器的结构

　　电压调整器的框图如图3所示。主要有发电机电压取样电路、限流取样电路、工作电源、PWM发生电路，IGBT等四部分组成。工作电源是TL494提供工作电压，它由蓄电池电压经模拟电路变换而来。电机电压取样和限流取样是为了实时监视电机输出电压和回路电流，并将它们送到PWM发生器与整定值进行比较，相应地改变出脉冲的占空比通过IGBT去调节电机励磁电流，从而以保证电机电压输出恒定和回路电流正常。