控制电路设计及常用芯片介绍
开关电源TL494控制芯片的电路设计及调试(开关电源课程设计)
开关电源TL494控制芯片的电路设计及调试(开关电源课程设计)
开关电源TL494控制芯片是一种常用的控制芯片，它能够实现开关电源的电压和电流稳定控制，是开关电源的核心控制部件。
下面是TL494控制芯片的电路设计及调试步骤：
1. 电路设计
根据开关电源的需要，设计电源的输入电压、输出电压和输出电流等参数，并选择合适的开关管、电感和电容等元件。
2. 搭建电路原型
根据电路设计图，搭建电路原型，注意元件的布局和连接方式，保证电路的稳定性和可靠性。
3. 编写程序并调试
将TL494控制芯片与MSP430单片机相连接，并编写程序。
在调试过程中，可以先将电源的输出电压和电流设定为目标值，然后逐步调整控制芯片的参数，如占空比、频率等，观察输出是否稳定和符合要求。
如果出现问题，可以通过示波器等工具进行检测和分析，找出问题所在并进行调整。
4. 完善电路和程序
在调试完成后，可以对电路和程序进行完善，如加入保护电路、优化控制算法等，以提高电源的性能和稳定性。
需要注意的是，在设计和调试过程中，应注意安全问题，如避免高压触电、防止电路短路等，以确保人身安全和电路的正常运行。
biss001芯片手册
biss001芯片手册BISS001芯片，全名为BISS001光敏电阻式控制IC芯片，是一种常用于光电传感器控制电路中的芯片。
它能够实现光敏电阻的自动控制，并广泛应用于照明、安防、电子设备等领域。
本篇文章将详细介绍BISS001芯片的特性、应用以及使用方法。
一、BISS001芯片特性1.原理简单：BISS001芯片通过检测光敏电阻的阻值变化来控制输出电平，实现自动调光、触发、开关等功能。
2.灵敏度可调：BISS001芯片内置的电阻网络可以调节芯片对光的敏感度，以适应不同环境的光照强度。
3.输出稳定：BISS001芯片采用稳压电源和低温漂的电路设计，可以保证输出的稳定性和可靠性。
4.小尺寸：BISS001芯片采用SOP-8封装，体积小巧，方便布局设计。
5.高性价比：BISS001芯片的成本较低，性能稳定可靠，是光电传感器控制领域的理想选择。
二、BISS001芯片的应用1.照明控制：BISS001芯片可以应用于智能照明系统中，通过感应环境光照强度的变化，实现灯光的自动调光，提高照明效果，并节省能源。
2.安防报警：BISS001芯片可以与红外传感器等设备配合使用，实现安防报警系统的自动布防和报警功能。
当有物体进入被监控区域时，芯片输出高电平，触发警报器发出警报信号。
3.电子设备控制：BISS001芯片也可以应用于电子设备中，如电视机、空调等。
通过感应环境光照强度的变化，自动调节设备的亮度和显示效果，提高用户的观看体验。
4.其他领域：BISS001芯片的灵活性和可调节性，使其在其他领域也有广泛的应用，如智能家居控制、工业自动化等。
三、BISS001芯片的使用方法BISS001芯片的使用方法相对简单，下面将以一个基本的照明控制电路设计为例进行说明。
1.连接电路：首先将光敏电阻连接到BISS001芯片的CDS引脚和GND引脚之间，并将Vcc引脚连接到电源正极，GND引脚连接到电源负极。
2.调节灵敏度：通过调节BISS001芯片上的电阻网络，可以调节芯片对光的敏感度。
74芯片大全
74芯片大全74芯片是一种常用的集成电路芯片，广泛应用于电子设备中。
本文将介绍一些常见的74芯片及其功能。
1. 74LS00 NAND闸门芯片：具有四个独立的两输入与非门，可用于逻辑门电路的设计与实现。
2. 74LS02 NOR闸门芯片：包含四个独立的两输入或非门，可用于逻辑门电路的搭建。
3. 74LS08 AND闸门芯片：包含四个独立的两输入与门，可用于逻辑门电路的组成。
4. 74LS32 OR闸门芯片：具有四个独立的两输入或门，用于逻辑门电路的设计。
5. 74LS74 双D触发器芯片：有两个D触发器，可用于时序电路的设计，如计数器、寄存器等。
6. 74LS86 XOR闸门芯片：含有四个两输入异或门，用于逻辑电路的设计。
7. 74LS138 3-8译码器芯片：具有三线至八线译码功能，用于地址选择和数据路复用。
8. 74LS151 8-1数据选择器芯片：有8个输入端和一个输出端，用于信号选择和数据传输。
9. 74LS161 4位二进制计数器芯片：可进行4位二进制计数和复位操作，适用于数字计数电路。
10. 74LS245 缓冲转换芯片：用于逻辑电平转换和信号缓冲，能够提供高电平和低电平的接口。
11. 74LS373 透明锁存器芯片：用于数据暂存和传输，可实现数据的存储和保持。
12. 74LS595 移位寄存器芯片：通过串行输入和并行输出，实现数据移位和存储的功能。
13. 74LS688 8位比较器芯片：用于比较两个8位二进制数的大小，并生成相应的输出信号。
14. 74LS139 双3-8译码器芯片：包含双3-8译码器，可实现高级逻辑电路的设计和实现。
15. 74LS240 缓冲器芯片：用于数据传输和信号缓冲，具有高驱动能力和低输出电平。
以上是一些常见的74芯片及其功能介绍。
这些芯片的功能多样，广泛应用于逻辑电路、计算机系统、通信设备、控制系统等领域中。
通过合理使用这些芯片，可以设计出高性能的电子设备和电路。
PWM控制芯片认识及外围电路设计实验汇编
实验三十五 PWM 控制芯片认识及外围电路设计实验（电力电子学—自动控制理论综合实验）一、 实验原理 1．PWM 控制电力电子电路控制中广泛应用着脉冲宽度调制技术（Pulse Width Modulation, 简称PWM ），将宽度变化而频率不变的脉冲作为电力电子变换电路中功率开关管的驱动信号，控制开关管的通断，从而控制电力电子电路的输出电压以满足对电能变换的需要。
由于开关频率不变，输出电压中的谐波频率固定，滤波器设计比较容易。
PWM 控制的原理可以简单通过图35-1理解。
图中，V 1为变换器输出的反馈电压与一个三角波信号V tri 进行比较，比较电路产生的输出电压为固定幅值、宽度随反馈电压的增大而减小的PWM 脉冲方波，如图中阴影部分所示。
若将该PWM 方波作为如图35-2所示的直流降压变换器的开关管的驱动信号，当输出电压升高时，输出电压方波宽度变窄，滤波后输出直流电压降低，达到稳定到某一恒定值的目的。
由PWM 控制的原理可知，实现PWM 控制应该具备以下条件：图35-1 PWM 控制原理V triV 1V 图35-2 直流－直流降压变换电路(Buck 电路)(1) 有三角波或阶梯波这样具有斜坡边的信号，作为调节宽度的调制基础信号；从图35-1可以知道，三角波的频率就是使图35-2中开关管通断的开关频率。
(2) 有比较器以便将调制基础信号和反馈电压信号进行比较产生PWM 信号；(3) 对反馈电压幅度的限制门槛电压，以使反馈电压不至于超过三角波最高幅值或低于三角波最低值。
一旦超出其最高值或低于最低值，2个信号没有交点，将出现失控情况；(4) 若同时需要控制多个开关管，尤其是桥式电路的上下桥臂上的一对开关管时，应具有死区电路。
死区即上下桥臂的两个开关管都没有开通脉冲、都不导通的时间，以便待刚关断的开关管经历恢复时间完全关断后，再让另一开关管开通； (5) 有反馈控制环节（即恒定的电压给定、误差放大器及调节器（或校正环节）、功率放大电路）；(6) 按照一定逻辑关系开放脉冲的逻辑控制电路。
常用AD芯片介绍
目前生产AD/DA的主要厂家有ADI、TI、BB、PHILIP、MOTOROLA等，武汉力源公司拥有多年从事电子产品的经验和雄厚的技术力量支持，已取得排名世界前列的模拟IC生产厂家ADI、TI 公司代理权，经营全系列适用各种领域/场合的AD/DA器件。
1. AD公司AD/DA器件AD公司生产的各种模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)(统称数据转换器)一直保持市场领导地位，包括高速、高精度数据转换器和目前流行的微转换器系统（MicroConvertersTM )。
1）带信号调理、1mW功耗、双通道16位AD转换器：AD7705AD7705是AD公司出品的适用于低频测量仪器的AD转换器。
它能将从传感器接收到的很弱的输入信号直接转换成串行数字信号输出，而无需外部仪表放大器。
采用Σ-Δ的ADC，实现16位无误码的良好性能，片内可编程放大器可设置输入信号增益。
通过片内控制寄存器调整内部数字滤波器的关闭时间和更新速率，可设置数字滤波器的第一个凹口。
在+3V电源和1MHz主时钟时， AD7705功耗仅是1mW。
AD7705是基于微控制器（MCU）、数字信号处理器（DSP）系统的理想电路，能够进一步节省成本、缩小体积、减小系统的复杂性。
应用于微处理器（MCU）、数字信号处理（DSP）系统，手持式仪器，分布式数据采集系统。
2）3V/5V CMOS信号调节AD转换器：AD7714AD7714是一个完整的用于低频测量应用场合的模拟前端，用于直接从传感器接收小信号并输出串行数字量。
它使用Σ-Δ转换技术实现高达24位精度的代码而不会丢失。
输入信号加至位于模拟调制器前端的专用可编程增益放大器。
调制器的输出经片内数字滤波器进行处理。
数字滤波器的第一次陷波通过片内控制寄存器来编程，此寄存器可以调节滤波的截止时间和建立时间。
AD7714有3个差分模拟输入（也可以是5个伪差分模拟输入）和一个差分基准输入。
单电源工作（+3V或+5V）。
逻辑芯片 常用型号
逻辑芯片常用型号全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：逻辑芯片是集成电路中的一种，用于实现逻辑功能的元器件。
它可以根据输入信号的不同组合来实现不同的逻辑运算，如与、或、非和异或等。
逻辑芯片常用于数字电路中，广泛应用于计算机、通信、控制和汽车等多个领域。
逻辑芯片的分类很多，常见的包括门电路、触发器、锁存器、计数器和寄存器等。
在门电路中，逻辑芯片通常包括与门、或门、非门、与非门、或非门和异或门等。
触发器用于存储数据，锁存器用于传输数据，计数器用于计数，寄存器用于存储数据和状态。
逻辑芯片的常用型号有很多，下面介绍几种常见的逻辑芯片型号及其特点：1. 74系列逻辑芯片74系列逻辑芯片是一类十分常见的逻辑芯片，由德州仪器公司生产。
它包括多种功能的逻辑芯片，如非门、与门、或门、异或门等。
74系列逻辑芯片的典型型号有74LS00、74LS04、74LS08、74LS32等。
74LS00是一种四输入的与门芯片，它具有高速、低功耗和可靠性等特点，广泛应用于数字电路中。
74LS04是一种六输入的非门芯片，能够将输入信号取反输出，常用于逻辑反相器。
74LS08是一种四输入的与门芯片，用于实现多个输入信号的与运算。
74LS32是一种四输入的或门芯片，用于实现多个输入信号的或运算。
2. 4000系列逻辑芯片4000系列逻辑芯片是一类广泛应用于数字电路中的逻辑芯片，由意法半导体公司生产。
它包括多种功能的逻辑芯片，如非门、与门、或门、异或门等。
4000系列逻辑芯片的典型型号有4011、4027、4030、4049等。
4011是一种四输入的与门芯片，4011B是工业级别，具有高速和低功耗等特点。
4027是一种双JK触发器芯片，用于存储数据和状态。
4030是一种四输入的异或门芯片，用于实现多个输入信号的异或运算。
4049是一种六输入的非门芯片，能够将输入信号取反输出。
3. 74HC系列逻辑芯片74HC系列逻辑芯片是一种高速CMOS逻辑芯片，由尼斯基集成电路公司生产。
IC 知 识 简 介
IC 知识简介IC知识一一、IC的分类IC按功能可分为：数字IC、模拟IC、微波IC及其他IC，其中，数字IC是近年来应用最广、发展最快的IC品种。
数字IC就是传递、加工、处理数字信号的IC，可分为通用数字IC和专用数字IC。
通用IC：是指那些用户多、使用领域广泛、标准型的电路，如存储器（DRAM）、微处理器（MPU）及微控制器（MCU）等，反映了数字IC的现状和水平。
专用IC（ASIC）：是指为特定的用户、某种专门或特别的用途而设计的电路。
目前，集成电路产品有以下几种设计、生产、销售模式。
1．IC制造商（IDM）自行设计，由自己的生产线加工、封装，测试后的成品芯片自行销售。
2．IC设计公司（Fabless）与标准工艺加工线（Foundry）相结合的方式。
设计公司将所设计芯片最终的物理版图交给Foundry 加工制造，同样，封装测试也委托专业厂家完成，最后的成品芯片作为IC设计公司的产品而自行销售。
打个比方，Fabless相当于作者和出版商，而Foundry相当于印刷厂，起到产业"龙头"作用的应该是前者。
二、世界集成电路产业结构的变化及其发展历程自1958年美国德克萨斯仪器公司(TI)发明集成电路（IC）后，随着硅平面技术的发展，二十世纪六十年代先后发明了双极型和MOS型两种重要的集成电路，它标志着由电子管和晶体管制造电子整机的时代发生了量和质的飞跃，创造了一个前所未有的具有极强渗透力和旺盛生命力的新兴产业集成电路产业。
回顾集成电路的发展历程，我们可以看到，自发明集成电路至今40多年以来，"从电路集成到系统集成"这句话是对IC产品从小规模集成电路（SSI）到今天特大规模集成电路（ULSI）发展过程的最好总结，即整个集成电路产品的发展经历了从传统的板上系统（System-on-board）到片上系统（System-on-a-chip）的过程。
在这历史过程中，世界IC产业为适应技术的发展和市场的需求，其产业结构经历了三次变革。
交流检测真有效值芯片原理介绍及实用电路
交流检测真有效值芯片原理介绍及实用电路1、真有效值数字电压表的基本原理利用真有效值(TRMS)数字仪表,可以准确、实时地测量各种波形的有效值电压,满足现代电子测量之需要。
,借助于电路对输入电压u进行“平方→ 取平均值→开平方”运算,就能获得交流电压的有效值。
因这是由有效值定义而求出的,故称之为真有效值。
目前生产的真有效值/直流转换器(如美国ADI公司的AD636、AD736,美国LT公司的LTC1966等),都是采用这种原理而设计的。
真有效值电压表比平均值电压表测量典型波形的误差更小。
下面来介绍工程上常用的LTC1966的原理及使用。
2、LTC1966工作原理LTC1966是美国凌特公司(LT)于2002年最新推出的真有效值RMS/DC转换器,与其他RMS/DC产品相比较,它在完成乘法／除法运算时,未采用通常的对数-反对数的计算方法,而是采用了全新的D-S计算技术。
LTC1966具有简单电路接法(只有一个外接平均CAVE)、灵活的输入／输出结构(差分或单端)、灵活的供电方式(2.7V~5.5V单电源,最大范围为±5.5V双电源)、高准确度(50Hz~1kHz的误差只有0.25%)、良好的线性(小于0.02%)、很宽的动态电流范围、易于校准等特性。
图1 LTC1966管脚排列及内部框图LTC1966采用MSOP-8封装,管脚排列及内部框图如图1所示,各引脚功能如下：GND—地;UIN1、UIN2—差分输入端1和2;USS—负电源端,对地接-5.5V电源或直接接地;UOUT—电压输出端。
RMS平均值是通过此引脚与COM引脚之间的平均值电容CAVE来实现转换。
COM—输出电压返回端。
输出电压的产生和该引脚的电压有关。
一般COM端接地,在AC+DC输入情况下,UOUT与COM引脚之间不平衡,该引脚应对地接一小电阻;UDD—正电源端。
电压范围为2.7V~5.5V;EN—使能控制端,低电平有效。
LTC1966内部主要包括4部分电路：D-S调制器、极性转换开关、低通滤波器(LPF)和关断控制电路。
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1
10
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5
F req uenc y (rad /s ec )
取比例系数Kp为0.03时得到系统波特图
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B ode D iagra m 50
Mag nitud e (dB ) P has e (de g)
0
-50 -45 -90 -1 35 -1 80 -2 25 10
第三节 控制电路设计
• 浙江大学电气工程学院 • 应用电子学系 • 二零一零年七月
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1
主要内容
1. 控制电路的结构4. 驱动电路设计 5. 误差放大器补偿电路的设计 6. 峰值电流控制模式 7. 平均电流控制模式
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密勒电容引起驱动电压平台
Crss
M1
Coss
Ciss
这三个电容造成开关特性延时
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9
4.3 MOSFET管驱动电路示例
VCC
VCC R2
R2 Q1
Q1
C2 Rg
R1 M1
M1
R1 TX1 20 D1 Q2A C1 1 2 Rgs
Q2A
1k
MOSFET管推挽驱动
2( M 1 + M 2 )
• 当M1 ≤ M2时，Qs≤0，系统特征根在右半平面，不稳定。 •采用斜率补偿
Qs =
π ( M 1 − M 2 + 2M c )
2( M 1 + M 2 )
保证M 1 − M 2 + 2 M c > 0
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如果占空比 D<0.5，需要 斜率补偿吗？
28
6.2 峰值电流控制设计流程：
2
10
3
10 Freq uenc y (rad /s ec )
4
10
5
比例系数Kp为0.003时得到系统波特图系统的相位裕量校 大，为100度，系统阻尼较大，超调小而响应速度偏慢（截 止频率为600Hz)。
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B ode D iagra m 40 20 Mag nitud e (dB ) Phas e (de g) 0 -20 -40 -60 -80 -45
M1和M2分别是电感电流的上升斜率和下降 斜率
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六、峰值电流控制模式（2）
• 峰值电流环主要要确定电路参数：峰值电流比较器补偿 斜率的数值：
iL = iR 1 ⎛ s ⎞ ⎛ s ⎞ 1 + Qs ⎜ ⎟ ⎟ ⎜ ⎜ω /2⎟+⎜ω /2⎟ ⎝ s ⎠ ⎝ s ⎠
2
Qs =
π (M1 − M 2 )
2
10
3
10 Freq uency (rad /sec )
4
10
5
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取比例系数Kp为0.06时得到系统波特图
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2.采用双零单极调节器
+ −
K p (τ i s + 1)(τ d s + 1)
τis
k PWM = 1
60 10−7 s 2 + 10−4 s + 1
kf =1
补偿网络要确定两个零点和比例系数三个参数，一般取一个 零点在滤波环节的谐振角频率处，另一个零点则在第一个零 点的三分之一的谐振角频率处，然后再调整增益。 采用双零单极补偿后环路带宽增大较大，动态响应特性得到 进一步改善。
一、控制电路的结构和主要组成部分
if uf i* u*
基准源 启动和保 护电路 输出反馈 补偿器 PWM控制 器选择 驱动 电路 主电路
主电路电压电流 采样电路设计
控制电路设计的目标：保证系统在各种工况下 稳定工作和要求的动态性能。
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二、PWM控制器（IC）的选择
控制集成电路主要有两类： （1）功率开关管与控制电路集成在一起的集成电路， 又称为单片集成电源芯片，如TOPSwitch和TINYSwitch 两种常见的单片集成IC。功率范围在30瓦以下的开关电 源。 （2）无功率开关的PWM控制集成电路，如常见的UC 系列控制芯片，TL494, SG3525, UC384X等等。
(s +
1 ) R2C1 s
C1
取C1＝1uF, 则R2＝316Ω,可以取R2＝300Ω 取比例系数Kp为0.003，则R1＝10kΩ,此时得到系统波特 图为：
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B ode D iagra m 20 0 Mag nitud e (dB) P has e (de g) -20 -40 -60 -80 -45 -90 -1 35 -1 80 -2 25 10
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驱动电路需要的隔离电源组数判别
D1 M1 L1 C1 Ui
Lp Ls2
TX1
1
2
Ls1
R1 C3 D2
0
C2 M2
L1 1 M3 M1 TX2 Ui C3 R1 D1 D3 2
M2 M4 D4 D2
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7
4.2 MOSFET功率管的驱动波形
ugs
iG uds
关断 开通 关断是开通的逆过程!
双极点，单零点补偿
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如果C1>>C3
1 (s + ) 1 R2C1 ≈ R1C3 s ( s + 1 ) R2C316
Ur
R
U1 +
Uc
OUT
R1 C2 R2
Uf
C1
C2
C1
双极点，双零点补偿
uc ( s ) − ur ( s ) ( R1C1s + 1)( R2C2 s + 1) = ur ( s ) − u f ( s ) R1C2 s
补偿电路有两个零点，一般在动态性能要求高的场合应用， 但是引入微分环节后容易受高频信号影响。
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课后作业：推导补偿网络的传递函数
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补偿网络的参数设计举例
L=0.1mH L1
1 M3 M1 TX2 D1 D3 2
Ui=300V Ui
C=1000uF
M2 M4 D4 D2
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Vdc
1 u(t) D1 D2
L 2
D 1
2 R1
Vo
M1
Vin
D4 D5
C1 R2
负载
0
x
PWM比较器 + C1 z=xy
D
R3
电压误差 放大器
+
Vref
X为误差信号
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误差放大器及 补偿网络
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误差放大器输出的稳态电压由主电路决定！ D=X/Vpwm X＝D*Vpwm
（积分）无静差补偿网 络，单极点
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Ur
R
U1 +
Uc
OUT
Uf
R1 R2
C1
uc ( s ) − ur ( s ) R2 = ur ( s ) − u f ( s ) R1
(s +
1 ) R2C1 s
单极点，单零点补偿
PI调节器的设计需要确定两个参 数：增益和零点，一般先确定零 点。 1 (s + ) uc ( s ) − u r ( s ) 1 R2C1 = ur ( s ) − u f ( s ) R1C3 s ( s + C3 + C1 ) R2C1C3
首先根据 开关电源的要求选择电压控制模式或 者电流控制模式，然后详细阅读相关PWM控制集 成电路的内部结构选择合适的PWM控制集成电路。
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三、电流采样
电流采样方法： （1）采样电阻 成本低，不隔离，容易引入噪声。应用于小功率 Flyback, Forward,等。 （2）电流互感器。 成本中等，实现隔离。只能采样高频脉冲电流。应 用与大功率AC-DC，DC-DC等。如半桥，全桥等。 （3）霍尔元件 成本高，需要辅助电源。可以实现直流采样。一般 用于大功率采样低频电流。
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六、峰值电流控制模式（1）
• • • • 不采用PI调节。 用电流给定信号与电感电流 比较 包含RS触发器 很难直接写出传递函数
iL = iR 1
2
近似传递函数：
⎛ s ⎞ ⎛ s ⎞ 1 + Qs ⎜ ⎜ω /2⎟+⎜ω /2⎟ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ s ⎠ ⎝ s ⎠ π (M1 − M 2 ) Qs = 2( M 1 + M 2 )
基准电压源
+
K p (τ i s + 1)
−
τis
k PWM = 1
60 10−7 s 2 + 10−4 s + 1
kf =1
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取零点位于滤波器环节的谐振角频率处，即： 1 1 = R2C1 LC
Ur
R U1 +
Uc
OUT
Uf
R1 R2
uc ( s ) − ur ( s ) R2 = ur ( s ) − u f ( s ) R1
条件：Vin=100V, Vo=40V Vpwm=2.5V, 电流工作于CCM，系统稳定。 问题：X稳态电压多少？
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Ur
R
U1 +
Uc
OUT
R1 -
Uf
uc − ur R2 = ur − u f R1