TL494在密封铅酸电池充电器中的应用

来源:网络整理 作者:2017年12月05日 17:03
  美国德克萨斯州仪器公司(TEXAS INSTRUMENT) 生产的 TL494 是一种性能优良的脉宽调制控制电路,可作为推挽式、全桥式、半桥式开关电源控制器,工作频率为 10~ 300 KMz,输出电压可达 40V。本文设计引入芯片TL494 设计的恒流恒压充电器,在密封铅酸电池的充电过程中,能有效提高电池的充电效率和使用寿命。

  1 TL494 内部结构及主要功能

  1. 1 内部结构


       TL494 是一种性能优良的脉宽调制控制器, 由 5V 基准电压、振荡器、误差放大器、比较器、触发器、输出控制电路、输出晶体管、空载时间电路构成。内部结构如图1所示。
TL494在密封铅酸电池充电器中的应用   图 1 TL494内部结构框图

  1. 2 TL494管脚配置及其功能


        如图 1, 1、2 脚是误差放大器 1 的同相和反相输入端; 3 脚是相位校正和增益控制; 4 脚为间歇期调整, 其上加 0~ 3:3V 电压时可使截止时间从 2% 线性地变化到 100% ; 5、6脚分别用于外接振荡电阻和振荡电容; 7 脚为接地端; 8、9 脚和 11、10 脚分别为 TL494 内部两个末级输出三极管的集电极和发射极; 12 脚为电源供电端; 13 脚为输出控制端, 该脚接地时为并联单端输出方式, 接 14 脚时为推挽输出方式; 14 脚为 5V 基准电压输出端, 最大输出电流 10 mA; 15、16 脚是误差放大器器的反相和同相输入端。

  1. 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。TL494 输出的脉冲宽度随着调宽电压的变化而改变, 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为脉冲调宽原理图。 TL494在密封铅酸电池充电器中的应用   图 2脉冲调宽调压波形图   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, 经隔离二极管输入到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过流保护等, 此时脚 3 应接 RC 网络, 提高整个电路的稳定性。

  2 充电器的设计与实现

  2. 1 充电器的工作原理

  由于密封铅酸蓄电池的制造成本低、容量大、价格低廉, 因此, 应用十分广泛。由于其固有的特性, 若使用不当, 寿命将大大缩短。影响铅酸蓄电池寿命的因素很多,采用正确的充电方式, 能有效延长蓄电池的使用寿命。电池充电是将电能传输到电池的过程, 能量以化学反应的形式保存下来, 但不是所有电能都转化为电池中的化学能。有一些电能将转化为热能, 对电池起加热的作用, 电池充满后, 若继续充电, 则将所有的电能转化为热能。快速充电使电池温度急速升高, 若不及时停止将造成电池的损坏。   为了实现充电的快速性并延长电池寿命, 充电过程可分为快充、慢充及涓流充三个阶段, 图3为该充电器的充电电流、电压曲线。   以 12V 铅酸电池为例, 充电过程从大电流恒流充电开始, 最初充电器输出电流为IMAX, 此时充电器连续监控电池两端的电压。当电池电压升高到 13:5~ 13:8V 时, 充电器处于恒压充电状态,充电电流持续下降。当电流下降到 250 mA 并且电池电压在14:1V 左右不变时, 电池已达到额定容量的100 %, 充电器转入浮充状态, 给电池提供的浮充电池, 抵消电池自放电的影响。当电池电压下降到转换电压 13V 时, 充电器重新开始大电流充电。 TL494在密封铅酸电池充电器中的应用
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