目(mu)前(qian)國(guo)內(nei)大(da)多(duo)數(shu)采(cai)用(yong)的(de)長(chang)延(yan)時(shi)熱(re)脫(tuo)扣(kou)試(shi)驗(yan)方(fang)案(an)是(shi)通(tong)過(guo)變(bian)壓(ya)器(qi)直(zhi)接(jie)對(dui)斷(duan)路(lu)器(qi)施(shi)加(jia)一(yi)個(ge)電(dian)壓(ya)以(yi)獲(huo)得(de)測(ce)試(shi)電(dian)流(liu)。在(zai)測(ce)試(shi)過(guo)程(cheng)中(zhong)，由(you)於(yu)電(dian)網(wang)電(dian)壓(ya)的(de)波(bo)動(dong)、載流電路中引線電阻變化、負載本身電阻發熱變化
，使測試電流隨之變動
，難以滿足國家標準的要求。本文介紹了一種功率穩壓逆變電源，具有工作穩定可靠、輸入功率因數高、輸出精度高、波形失真度小
、效率高的優點。

標稱功率300W的逆變電源，用於家庭電風扇、電視機
，以及日常照明等是不成問題的。300W逆變器
，利用12V/60AH蓄電池向上述家用電器供電
，一次充滿電後
，可使用近5小時。不過，即使蓄電池電壓充足

，啟動180立升的電冰箱仍有困難，因啟動瞬間輸出電壓下降為不足180V而失敗。電冰箱壓縮機標稱功率多為100W左右
，實際啟動瞬間電流可達2A以上
，若欲使啟動瞬間降壓不十分明顯，必須將輸出功率提高至600VA.如在增大輸出功率的同時，采用PWM穩壓係統，可使啟動瞬間降壓幅度明顯減小。無論電風扇還是電冰箱，應用逆變電源供電時
，均應在逆變器輸出端增設圖1中的LC濾波器，以改善波形，避免脈衝上升沿尖峰擊穿電機繞組。

采用雙極型開關管的逆變器，基極驅動電流基本上為開關電流的1/β，yincidadianliukaiguandianlubixucaiyongduojifangda，bujinshidianlufuzahua，kekaoxingyebianchaerqiesuizheshuchugonglvdezengda，kaiguanguanqudongdianliuxudayujidianjidianliude1/β

，致使普通驅動IC無法直接驅動。雖說采用多級放大可以達到目的，但是波形失真卻明顯增大，從而導致開關管的導通/截止損耗也增大。目前解決大功率逆變電源及UPS的驅動方案，大多采用MOSFET管作開關器件。

MOSFET管的應用

近年來，金屬氧化物絕緣柵場效應管的製造工藝飛速發展，使之漏源極耐壓(VDS)達kV以上，漏源極電流(IDS)達50A已不足為奇，因而被廣泛用於高頻功率放大和開關電路中。

除此而外，還有雙極性三極管與MOSFET管的混合產品，即所謂IGBT絕緣柵雙極晶體管。顧名思義，它屬MOSFET管作為前級、雙極性三極管作為輸出的組合器件。因此，IGBT既有絕緣柵場效應管的電壓驅動特性
，又有雙極性三極管飽合壓降小和耐壓高的輸出特性，其關斷時間達到0.4μs以下，VCEO達到1.8kV，ICM達到100A的水平，目前常用於電機變頻調速
、大功率逆變器和開關電源等電路中。

一般中功率開關電源逆變器常用MOSFET管的並聯推挽電路。MOSFET管漏-源極間導通電阻，具有電阻的均流特性，並聯應用時不必外加均流電阻，漏源極直接並聯應用即可。而柵源極並聯應用
，則每隻MOSFET管guan必bi須xu采cai用yong單dan獨du的de柵zha極ji隔ge離li電dian阻zu，避bi免mian各ge開kai關guan管guan柵zha極ji電dian容rong並bing聯lian形xing成cheng總zong電dian容rong增zeng大da，導dao致zhi充chong電dian電dian流liu增zeng大da
，使shi驅qu動dong電dian壓ya的de建jian立li過guo程cheng被bei延yan緩huan
，開kai關guan管guan導dao通tong損sun耗hao增zeng大da。

MOSFET的驅動

近年來，隨著MOSFET生產工藝的改進，各種開關電源
、變換器都廣泛采用MOSFET管作為高頻高壓開關電路，但是，專用於驅動MOSFET管的集成電路國內極少見。驅動MOSFET管的要求是，低輸出阻抗
，內設灌電流驅動電路。所以，普通用於雙極型開關管的驅動IC不能直接用於驅動場效應管。

目前就世界範圍來說，可直接驅動MOSFET管的IC品種仍不多
，單端驅動器常用的是UC3842係列，而用於推挽電路雙端驅動器有SG3525A(驅動 N溝道場效應管)
、SG3527A(驅動P溝道場效應管)和SG3526N(驅動N溝道場效應管)。然而在開關電源快速發展的近40年中，畢竟有了一大批優秀的、功能完善的雙端輸出驅動IC.同時隨著MOSFET管應用普及，又開發了不少新電路，可將其用於驅動MOSFET管，解決MOSFET的驅動無非包括兩個內容：一是降低驅動IC的輸出阻抗；二是增設MOSFET管的灌電流通路。為此
，不妨回顧SG3525A、SG3527A
、SG3526N以及單端驅動器UC3842係列的驅動級。

圖2a為上述IC的驅動輸出電路(以其中一路輸出為例)。振蕩器的輸出脈衝經或非門，將脈衝上升沿和下降沿輸出兩路時序不同的驅動脈衝。在脈衝正程期間，Q1導通，Q2截止
，Q1發射極輸出的正向脈衝
，向開關管柵極電容充電
，使漏-源極很快達到導通閾值。當正程脈衝過後，若開關管柵-源極間充電電荷不能快速放完，將使漏源極驅動脈衝不能立即截止。為此，Q1截止後，或非門立即使Q2導通，為柵源極電容放電提供通路。此驅動方式中，Q1提供驅動電流，Q2提供灌電流(即放電電流)。Q1為發射極輸出器
，其本身具有極低的輸出阻抗。
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為了達到上述要求，將普通用於雙極型開關管驅動輸出接入圖2b的外設驅動電路，也可以滿足MOSFETguandequdongyaoqiu。shejiqudongshuangjixingkaiguanguandejichengdianlu，changcaiyongshuangduantutengzhushishuchulianglumaichong，jilianglushuchumaichongjixingshixiangtongde，yiqudongtuiwandeliangzhiNPN型xing三san極ji管guan。為wei了le讓rang推tui挽wan兩liang管guan輪lun流liu導dao通tong，兩liang路lu驅qu動dong脈mai衝chong的de時shi間jian次ci序xu不bu同tong。如ru果guo第di一yi路lu輸shu出chu正zheng脈mai衝chong，經jing截jie止zhi後hou
，過guo一yi死si區qu時shi間jian，第di二er路lu方fang開kai始shi輸shu出chu。兩liang路lu驅qu動dong級ji采cai用yong雙shuang極ji型xing三san極ji管guan集ji射she極ji開kai路lu輸shu出chu，以yi便bian於yu取qu得de不bu同tong的de脈mai衝chong極ji性xing

，用yong於yu驅qu動dong NPN型或PNP型開關管。

前級驅動IC內部緩衝器的發射極
，在負載電阻R1上建立未倒相的正極性驅動脈衝使三極管Q截止。在驅動脈衝上升沿開始，正極性脈衝通過二極管D加到MOSFET開關管柵-源極
，對柵源極電容CGS充電，當充電電壓達到開關管柵極電壓閾值時，其漏源極導通。正脈衝持續期過後
，IC內部緩衝放大器發射極電平為零，輸出端將有一定時間的死區。此時，Q的發射極帶有CGS充電電壓
，因而Q導通，CGS通過Q的ec極放電

，Q的集電極電流為灌電流通路。R2為開關管的柵極電阻
，目的是避免開關管的柵極在Q
、D轉換過程中懸空，否則其近似無窮大的高輸入阻抗極容易被幹擾電平所擊穿。采用此方式利用普通雙端輸出集成電路，驅動MOSFET開關管，可達到比較理想的效果。為降低導通/截止損耗，D應選用快速開關二極管.Q的集電極電流應根據開關管決定，若為了提高輸出功率，每路輸出采用多隻MOSFET管並聯應用
，則應選擇ICM足夠大的灌流三極管和高速開關二極管。

TL494應用

目前所有的雙端輸出驅動IC中
，可以說美國德州儀器公司開發的TL494功能最完善、驅動能力最強，其兩路時序不同的輸出總電流為SG3525的兩倍，達到400mA.僅此一點
，使輸出功率千瓦級及以上的開關電源、DC/DC變換器、逆變器
，幾乎無一例外地采用TL494.雖然TL494設計用於驅動雙極型開關管，然而目前絕大部分采用MOSFET開關管的設備

，利用外設灌流電路，也廣泛采用TL494。為此，本節中將詳細介紹其功能及應用電路。其內部方框圖如圖3所示。其內部電路功能、特點及應用方法如下：

A.內置RC定時電路設定頻率的獨立鋸齒波振蕩器，其振蕩頻率fo(kHz)=1.2/R(kΩ)。C(μF)，其最高振蕩頻率可達300kHz,既能驅動雙極性開關管，增設灌電流通路後，還能驅動MOSFET開關管。
B.內(nei)部(bu)設(she)有(you)比(bi)較(jiao)器(qi)組(zu)成(cheng)的(de)死(si)區(qu)時(shi)間(jian)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)，用(yong)外(wai)加(jia)電(dian)壓(ya)控(kong)製(zhi)比(bi)較(jiao)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)平(ping)，通(tong)過(guo)其(qi)輸(shu)出(chu)電(dian)平(ping)使(shi)觸(chu)發(fa)器(qi)翻(fan)轉(zhuan)，控(kong)製(zhi)兩(liang)路(lu)輸(shu)出(chu)之(zhi)間(jian)的(de)死(si)區(qu)時(shi)間(jian)。當(dang)第(di)4腳電平升高時
，死區時間增大。
C.觸發器的兩路輸出設有控製電路，使Q1
、Q2既可輸出雙端時序不同的驅動脈衝，驅動推挽開關電路和半橋開關電路
，同時也可輸出同相序的單端驅動脈衝，驅動單端開關電路。
D.內nei部bu兩liang組zu完wan全quan相xiang同tong的de誤wu差cha放fang大da器qi
，其qi同tong相xiang輸shu入ru端duan均jun被bei引yin出chu芯xin片pian外wai，因yin此ci可ke以yi自zi由you設she定ding其qi基ji準zhun電dian壓ya，以yi方fang便bian用yong於yu穩wen壓ya取qu樣yang，或huo利li用yong其qi中zhong一yi種zhong作zuo為wei過guo壓ya、過流超閾值保護。
E.輸出驅動電流單端達到400mA,能直接驅動峰值電流達5A的開關電路。雙端輸出脈衝峰值為2×200mA
，加入驅動級即能驅動近千瓦的推挽式和橋式電路。

TL494的各腳功能及參數如下：第1
、16腳為誤差放大器A1、A2的同相輸入端。最高輸入電壓不超過VCC+0.3V.第2、15腳為誤差放大器A1、A2的反相輸入端。可接入誤差檢出的基準電壓。第3腳為誤差放大器A1
、A2的輸出端。集成電路內部用於控製PWM比較器的同相輸入端，當A1
、A2任一輸出電壓升高時
，控製PWM比較器的輸出脈寬減小。同時，該輸出端還引出端外，以便與第2、15腳間接入RC頻率校正電路和直接負反饋電路

，一則穩定誤差放大器的增益
，二則防止其高頻自激。另外，第3腳電壓反比於輸出脈寬
，也可利用該端功能實現高電平保護。第4腳為死區時間控製端。當外加1V以下的電壓時，死區時間與外加電壓成正比。如果電壓超過1V,內部比較器將關斷觸發器的輸出脈衝。第5腳為鋸齒波振蕩器外接定時電容端，第6腳為鋸齒波振蕩器外接定時電阻端，一般用於驅動雙極性三極管時需限製振蕩頻率小於40kHz.第7腳為接地端。第8、11腳為兩路驅動放大器NPN管的集電極開路輸出端。當第8、11腳接Vcc,第9
、10腳接入發射極負載電阻到地時
，兩路為正極性圖騰柱式輸出
，用以驅動各種推挽開關電路。當第8、11腳接地時
，兩路為同相位驅動脈衝輸出。第8、11腳和9、10腳可直接並聯，雙端輸出時最大驅動電流為2×200mA,並聯運用時最大驅動電流為400mA.第14腳為內部基準電壓精密穩壓電路端。輸出5V±0.25V的基準電壓，最大負載電流為10mA.用於誤差檢出基準電壓和控製模式的控製電壓。TL494的極限參數：最高瞬間工作電壓(12腳)42V，最大輸出電流250mA,最高誤差輸入電壓Vcc+0.3V
，測試/環境溫度≤45℃，最大允許功耗1W,最高結溫 150℃，使用溫度範圍0~70℃，保存溫度-65~+150℃。
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TL494的標準應用參數：Vcc(第12腳)為7~40V
，Vcc1(第8腳)、Vcc2(第11腳)為40V，Ic1
、Ic2為200mA，RT取值範圍1.8~500kΩ


，CT取值範圍4700pF~10μF，最高振蕩頻率(fOSC)≤300kHz。

圖4為外刊介紹的利用TL494組成的400W大功率穩壓逆變器電路。它激式變換部分采用TL494，VT1、VT2、VD3、VD4構成灌電流驅動電路

，驅動兩路各兩隻60V/30A的MOSFET開關管。如需提高輸出功率，每路可采用3~4隻開關管並聯應用
，電路不變。TL494在該逆變器中的應用方法如下：

第1、2腳構成穩壓取樣、誤差放大係統
，正相輸入端1腳輸入逆變器次級取樣繞組整流輸出的15V直流電壓，經R1、R2分壓，使第1腳在逆變器正常工作時有近4.7~5.6V取樣電壓。反相輸入端2腳輸入5V基準電壓(由14腳輸出)。當輸出電壓降低時，1腳電壓降低，誤差放大器輸出低電平，通過PWM電路使輸出電壓升高。正常時1腳電壓值為5.4V,2腳電壓值為5V,3腳電壓值為0.06V.此時輸出AC電壓為235V(方波電壓)。第4腳外接R6
、 R4
、C2設定死區時間。正常電壓值為0.01V.第5、6腳外接CT、RT設定振蕩器三角波頻率為100Hz.正常時5腳電壓值為1.75V,6腳電壓值為3.73V.第7腳為共地。第8、11腳為內部驅動輸出三極管集電極，第12腳為TL494前級供電端，此三端通過開關S控製TL494的啟動/停止，作為逆變器的控製開關。當S1關斷時

，TL494無輸出脈衝，因此開關管VT4~VT6無任何電流。S1接通時，此三腳電壓值為蓄電池的正極電壓。第9、10腳為內部驅動級三極管發射極，輸出兩路時序不同的正脈衝。正常時電壓值為1.8V.第13
、14、15腳其中14腳輸出5V基準電壓，使13腳有5V高電平，控製門電路，觸發器輸出兩路驅動脈衝，用於推挽開關電路。第15腳外接5V電壓，構成誤差放大器反相輸入基準電壓，以使同相輸入端16腳構成高電平保護輸入端。此接法中
，當第16腳輸入大於5V的高電平時
，可通過穩壓作用降低輸出電壓，或關斷驅動脈衝而實現保護。在它激逆變器中輸出超壓的可能性幾乎沒有，故該電路中第16腳未用，由電阻R8接地。

該逆變器采用容量為400VA的工頻變壓器
，鐵芯采用45×60mm2的矽鋼片。初級繞組采用直徑1.2mm的漆包線
，兩根並繞2×20匝。次級取樣繞組采用0.41mm漆包線繞36匝

，中心抽頭。次級繞組按230V計算，采用0.8mm漆包線繞400匝。開關管VT4~VT6可用60V/30A任何型號的N溝道MOSFET管代替。VD7可用1N400X係列普通二極管。該電路幾乎不經調試即可正常工作。當C9正極端電壓為12V時
，R1可在3.6~4.7kΩ之間選擇，或用10kΩ電位器 調整，使輸出電壓為額定值。如將此逆變器輸出功率增大為近600W,為了避免初級電流過大

，增大電阻性損耗
，宜將蓄電池改用24V，開關管可選用VDS為 100V的大電流MOSFET管。需注意的是，寧可選用多管並聯
，而不選用單隻IDS大於50A的開關管，其原因是：一則價格較高，二則驅動太困難。建議選用100V/32A的 2SK564,或選用三隻2SK906並聯應用。同時，變壓器鐵芯截麵需達到50cm2,按普通電源變壓器計算方式算出匝數和線徑，或者采用廢UPS- 600中變壓器代用。如為電冰箱、電風扇供電
，請勿忘記加入LC低通濾波器。

youyubenwenzhongdejiaoliuwenliuyuanshizhishangshiyigedianyaxingdianliuyuan，jitongguokuaisutiaojieshuchudianyalaishixianshuchuwenliu。dangshuchukailushi

，shuchudianyahuixunsushangshengdaodaozhiliumuxiandianyafujin
，erbuhuixiangdianliuxingdianliuyuannayangshengdehengao。jinguanruci
，fuzaikailushi，shuchudianyarenghuixunsushangsheng
，bingyinqishuchudianyayiLC諧振頻率進行振蕩，這兩者均會導致輸出波形嚴重畸變；ciwai
，dangshuchufuzaizhongxinjieshangshihuiyinqishuchushuntaiguoliu。yinci，suomiaoshudejiaoliuwenliunibiandianyuanyingyongyudiyadianqichangyanshiretuokoushiyan，shiyongyuduiduanluqi、熱繼電器等低壓電器作長延時特性的校驗和測試。

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