美國(guó)德克薩斯州儀器公司（TEXAS INSTRUMENT） 生產(chǎn)的 TL494 是一種性能優(yōu)良的脈寬調(diào)制控制電路，可作為推挽式、全橋式、半橋式開關(guān)電源控制器，工作頻率為 10~ 300 KMz，輸出電壓可達(dá) 40V。本文設(shè)計(jì)引入芯片TL494 設(shè)計(jì)的恒流恒壓充電器，在密封鉛酸電池的充電過(guò)程中，能有效提高電池的充電效率和使用壽命。

　　1 TL494 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及主要功能

　　1. 1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

? ? ? ?TL494 是一種性能優(yōu)良的脈寬調(diào)制控制器， 由 5V 基準(zhǔn)電壓、振蕩器、誤差放大器、比較器、觸發(fā)器、輸出控制電路、輸出晶體管、空載時(shí)間電路構(gòu)成。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　圖 1 TL494內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖

　　1. 2 TL494管腳配置及其功能

? ? ? ? 如圖 1， 1、2 腳是誤差放大器 1 的同相和反相輸入端; 3 腳是相位校正和增益控制; 4 腳為間歇期調(diào)整， 其上加 0~ 3:3V 電壓時(shí)可使截止時(shí)間從 2% 線性地變化到 100% ; 5、6腳分別用于外接振蕩電阻和振蕩電容; 7 腳為接地端; 8、9 腳和 11、10 腳分別為 TL494 內(nèi)部?jī)蓚€(gè)末級(jí)輸出三極管的集電極和發(fā)射極; 12 腳為電源供電端; 13 腳為輸出控制端， 該腳接地時(shí)為并聯(lián)單端輸出方式， 接 14 腳時(shí)為推挽輸出方式; 14 腳為 5V 基準(zhǔn)電壓輸出端， 最大輸出電流 10 mA; 15、16 腳是誤差放大器器的反相和同相輸入端。

　　1. 3 脈沖調(diào)寬調(diào)壓原理

　　振蕩器產(chǎn)生的鋸齒形振蕩波送到 PWM 比較器的反相輸入端， 脈沖調(diào)寬電壓送同相輸入端， 通過(guò) PWM 比較器進(jìn)行比較， 輸出一定寬度的脈沖波。TL494 輸出的脈沖寬度隨著調(diào)寬電壓的變化而改變， 從而改變開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間TON， 達(dá)到調(diào)節(jié)、穩(wěn)定輸出電壓的目的。圖 2為脈沖調(diào)寬原理圖。

　　圖 2脈沖調(diào)寬調(diào)壓波形圖

　　脈沖調(diào)寬電壓可由 3 腳直接送入的電壓來(lái)控制， 也可分別從兩個(gè)誤差放大器的輸入端送入， 通過(guò)比較、放大， 經(jīng)隔離二極管輸入到PWM 比較器的正相輸入端。兩個(gè)放大器可獨(dú)立使用， 如分別用于反饋穩(wěn)壓和過(guò)流保護(hù)等， 此時(shí)腳 3 應(yīng)接 RC 網(wǎng)絡(luò)， 提高整個(gè)電路的穩(wěn)定性。

　　2 充電器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　2. 1 充電器的工作原理

　　由于密封鉛酸蓄電池的制造成本低、容量大、價(jià)格低廉， 因此， 應(yīng)用十分廣泛。由于其固有的特性， 若使用不當(dāng)， 壽命將大大縮短。影響鉛酸蓄電池壽命的因素很多，采用正確的充電方式， 能有效延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。電池充電是將電能傳輸?shù)诫姵氐倪^(guò)程， 能量以化學(xué)反應(yīng)的形式保存下來(lái)， 但不是所有電能都轉(zhuǎn)化為電池中的化學(xué)能。有一些電能將轉(zhuǎn)化為熱能， 對(duì)電池起加熱的作用， 電池充滿后， 若繼續(xù)充電， 則將所有的電能轉(zhuǎn)化為熱能。快速充電使電池溫度急速升高， 若不及時(shí)停止將造成電池的損壞。

　　為了實(shí)現(xiàn)充電的快速性并延長(zhǎng)電池壽命， 充電過(guò)程可分為快充、慢充及涓流充三個(gè)階段， 圖3為該充電器的充電電流、電壓曲線。

　　以 12V 鉛酸電池為例， 充電過(guò)程從大電流恒流充電開始， 最初充電器輸出電流為IMAX， 此時(shí)充電器連續(xù)監(jiān)控電池兩端的電壓。當(dāng)電池電壓升高到 13:5~ 13:8V 時(shí)， 充電器處于恒壓充電狀態(tài)，充電電流持續(xù)下降。當(dāng)電流下降到 250 mA 并且電池電壓在14:1V 左右不變時(shí)， 電池已達(dá)到額定容量的100 %， 充電器轉(zhuǎn)入浮充狀態(tài)， 給電池提供的浮充電池， 抵消電池自放電的影響。當(dāng)電池電壓下降到轉(zhuǎn)換電壓 13V 時(shí)， 充電器重新開始大電流充電。