基于半桥电路的48V3A电动自行车充电器设计

IR2104的特点：

（1） 自举时能够承受+600V的反向瞬变电压； （2） 栅极驱动电压范围10V~20V； （3） 具有欠压锁定；

（4） 具有3.3V、5V和15V输入逻辑兼容模式； （5） 具有跨导预防逻辑； （6） 内部设置死区时间； （7） 高端输出相位与输入同步； （8） 关闭输入则两个通道也被关闭； （9） 双通道匹配传输延迟； （10）适用于无铅工艺； 3.1.3 TL341芯片

TL431是一种由并联稳压集成电路构成可控精密稳压电源。它的输出电压在一定范围可调，通过接入两个可调电阻就可以对其实现调压，在使用时通过改变这两个电阻的值就可以实现Vref在2.5V~36V 范围中的调节。TL431的动态阻抗为0.2Ω，由于TL431的特性，我们可以用它来代替稳压二极管的工作，比如运放电路，开关电源等。而在本设计电压反馈电路中我们就用它来实现稳压的作用。

TL431内部模块示意如图3?5所示。模块图中，在运算放大器的反向输入端接入一个2.5V的基准电源Vref（2.5V）。由运算放大器的工作特性可知，只有当REF端的输入电压大于Vref（2.5V）时，运算放大器的输出端输出的才是正向电压，此时三极管因承受正向电压而处于开通状态，电路导通；而当REF端的输入电压小于2.5V时，运算放大器输出的是反向电压，三极管因承受反向电压而处于截止状态，电路断路。TL431在实际工作时，通过三极管的电流随着REF端输入电压的变化而在1mA~100mA内变化。

17

图3?5TL341 内部结构模块示意图

（a） (b)

(c)

图3?6 TL341 内部等效电路图

TL431内部等效电路图如图3?6所示。前面我们已经说了TL431可代替稳压二极管用在一些电路中，之所以能代替稳压二极管，是由他的结构决定的，它内部电路结构的等效电路如下图所示。图3?6(a)可以等效为一个2.5V基准源，图3?6(b)可以等效为一个可调基准源，其中电阻R2和R3与输出电压的关系为：

??2

????=(1+)2.5V 3?2

??3

TL431的工作原理：由于输出电压与输入电压是成正比的，所以由于输入电压的增大，输出电压也跟着增大，导致输出采样随着输出电压增大，这时内部电

18

路的电流也增大，导致限流电阻的电流也跟着增大，电压限流电阻的压降也增大，使得输出电压减小，最终实现了TL431的稳压功能。

TL431的特点：

（1） 输出电压最高值40V；

（2） 动态输出阻抗低，代表值为0.2Ω； （3） 阴极电流为0.1mA~100mA；

（4） 温度特性平坦，代表值为 50ppm∕℃； （5） 噪声输出电压低； （6） 可以快速开态响应； （7） ESD 电压为 2000V； （8） 输出电压计算公式：

????=(1+

??2

)2.5V 3?3 ??3

19

3.2电路原理介绍 3.2.1主电路电路原理

图3?7电动自行车充电器主电路图

主电路图如图3-7所示。本设计是基于SG3525的半桥充电器电路，市电在经过整流之后接入半桥电路，通过SG3525和IR2104的控制与驱动得到一系列的脉冲电流，再经过变压和整流电路的二次整流之后得到我们需求的直流电压，然后从整流桥引出两个端口做成电动自行车的充电接口。为了保证电路的可靠性和

稳定性，电路还添加了电压反馈环节和电流反馈环节。其中电压反馈环节接在二次整流的输出端，以TL431和光耦互感器做为核心，设计了一个电压反馈电路，通过光耦互感器将反馈电压反馈至SG3525，SG3525对反馈信号进行分析处理之后，发出相应的脉冲波控制IR2104芯片来驱动半桥电路工作，使之输出的电压始终在允许的范围内，防止过电压对电路中的电子器件造成烧毁，从而保证主电路的正常工作；电流反馈电路是以两个比较放大器为核心设计的，采样端接在半

20