基于MOSFET控制的PWM型直流可调电源的设计与实现

　　摘要：由于仪器所用电源的体积和重量通常受到限制，为此提出一种由MOSFET控制，并且由高频变压器隔离的开关电源设计方法。该电源具有体积小、重量轻、抗干扰性能强，输出电压稳定，调压范围广，电压动态响应快，性价比高，使用方便等特点。

　　引言

　　功率场效应管MOSFET是一种单极型电压控制器件，它不但具有自关断能力，而且具有驱动功率小，关断速度快等优点，是目前开关电源中常用的开关器件。采用MOSFET控制的开关电源具有体积小、重量轻、效率高、成本低的优势，因此，较适合作仪器电源。本文给出了一种由MOSFET控制的大范围连续可调（0～45V）的小功率稳压电源设计实例。

　　一、总体结构与主电路

　　图1为该电源的总体结构框图。工作原理如下：

　　图1　原理方框图

　　全桥整流电路将电网电压220V整流成不可调的直流电压Ud=1.2U约等于198V。两个等值滤波电容上的电压分别为99V以上，经DC/AC变换器逆变之后输出20kHz、脉宽可调的交流电压，又经高频变压器的两个副边分正负半周送入整流滤波电路，输出直流电压。该电源直流输出电压的大小靠PWM发生器的输出脉冲宽度来控制。

　　主电路如图2所示。

　　图2　主电路

　　主电路中实现DCPAC变换的关键元件是功率场效应管VT1和VT2。当VT1管开通，VT2截止时，电路中的电流从电容C1正极到VT1的D1-S1，再通过变压器原边回到电容器C1的负极形成回路，uAB为正电压。变压器的副边感应电压同名端为正，VD1导通，输出U0上正下负。

　　当VT2开通，VT1关断时，同样可推出上述结论：U0上正下负。U0的大小取决于控制电路使VT1、VT2的导通时间。

　　二、控制电路

　　控制电路功能是实现PWM波形合成及可控DC/AC变换器的隔离驱动。

　　1、PWM波形的产生

　　该电路的电源设计是以三端集成稳压器为核心的+-15V直流稳压电源。

　　（1）PWM的控制原理

　　脉宽PWM波形产生采用功能强大的TL494定频调制芯片，该芯片有16个引脚，内部电路与外围电路如图3示。

　　图3　TL494内部电路及外围电路