基于TL494的高压放电设计

曹 鹏

（1.电子信息测试技术安徽省重点实验室，安徽 蚌埠 233010；2.中国电子科技集团公司第四十一研究所，安徽 蚌埠 233010）

文章介绍的高压放电是以集成电路T蕴494为核心构成的，输出特性好，电压稳定可调、调试方便，具有较高的实用价值。

1 脉宽调制推挽电路

文章选用T蕴494集成电路芯片作为高压发生电路的核心元器件，可以实现双端推挽方式输出，为高压放电产生电路的升压变压器初级提供稳定的直流电压。T蕴494是一个电压驱动型脉冲宽度调制控制集成电路，内部结构如图1所示。

图1 TL494内部结构图

各引脚说明如下：1.IN1+内部1#误差放大器同相输入端；2.IN1-内部1#误差放大器反相输入端；3.VO内部两误差放大器的输出端；4.RD死区时间设置端；5，6.CT、RT设定振荡器频率用电容与电阻接端；7.GND工作参考地；8，11.P+、P-正脉冲输出端和负脉冲输出端；9.GND+对应引脚8输出脉冲参考地端；10.GND-对应引脚11输出脉冲参考地端；12.VCC工作电源连接端；13.C工作方式选择端；14.VREF基准电压输出端；15，16.IN2-、IN2+内部2#误差放大器反相与同相输入端

2 Boost变换器电路

Boost变换器（Boost Converter）基本原理如图2所示。

图2 Boost变换器原理图

充电时，电感吸收能量，放电时电感放出能量。如果电容量足够大，那么该电路就可以在放电过程中保持一个持续的电流。如果这个通断的过程不断重复，就可以在电容两端得到高于输入电压的电压。Boost电路的升压过程就是一个电感的能量传递过程。

文章所使用的Boost变换器为连续电流输出模式，即在晶体管开关 截止期间，电感中的电流不为零，且在截止期间的剩余时间内电感中存储的能量也不为零，输出端的负载就会有连续不断的电流流过。

3 倍压整流电路

Boost升压电路输出电压到变压器的初级端后，通过变压器升压电路将电压升高，从而实现高压放电，一般采用倍压整流进行升压。图3是一个二倍压整流电路。

图3 二倍压整流电路示意图

在变压器负半周，变压器次级上端为负下端为正，截止，导通，此时通过充电，充电后两端的电压接近两端的电压与变压器次级峰值电压之和，其上端为负，下端为正；在变压器正半周，变压器次级上端为正下端为负，导通，截止，通过充电，充电后的两端电压接近变压器次级电压峰值，其左端为正，右端为负，由于负载与电容并联，当负载足够大时，其两端的电压接近于变压器次级电压的两倍。

4 放电控制系统

高压放电产生的电压（电弧）大小受控于一个自动控制电路。为了稳定目标放电电压值与负载电压变化（放电强弱）引起的不平衡，需要引入一个闭环控制系统。该系统对高压放电进行采样反馈，再通过误差放大器和参考值进行比较，产生一个控制信号对高压尖端放电进行控制。原理图如图4所示。

图4 高压放电控制电路原理框图

在整个的闭环回路中，输出（放电）电压经过采样电路与给定的基准电压Vref进行比较，并将误差信号放大，引入到脉宽调制电路T蕴494的中，从而通过比较器输出信号控制T蕴494的输出，进而稳定放电电压。

5 结语

文章对高压放电控制技术进行了研究，并给出了一种实现方案。该放电控制系统能够稳定的工作，能够实现放电能量的自动控制。

［1］ 王康乐，罗萍，邱双杰，等.一种用于高压开关电源的高精度电流采样电路［J］.微电子学，2018，48（1）：23-27.

［2］ 刘硕，刘启帆，杨立永.无桥Boost PFC变换器变占空比控制方法的研究［J］.电力电子技术，2018，（2）：121-124.

［3］ 詹雅斌，杨海马，刘瑾，等.基于数字PID的熔接器放电控制系统设计［J］.电子测量技术，2018，41（1）：29-34.

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