第4章 单片开关电源
第4章 单片开关电源
4.1 典型单片开关电源
4.2 同步整流技术的低压大电流开关电源
4.3 移动电子设备电源集成电路
4.4 特殊用途开关电源
第4章 单片开关电源
4.1 典型单片开关电源
4.1.1 LM25××系列单片开关电源
1. 可调五端单片开关电源LM2576ADJ
LM2576ADJ为一种典型的单片开关电源,其基本技术
参数如下:最大允许输入电压为45 V,额定输出电压范围为
4.75~40 V,反馈控制电压为1.23 V,反馈电压变动范围为
1.217~1.243 V,最大输出峰值电流为5.8 A,平均负载电流
为3 A,开关频率为52 kHz,效率为77%。
第4章 单片开关电源
LM2576ADJ的内部结构见图4-1。其内部有基准电压稳
压器输出的1.24 V基准电压,独立的振荡器输出52 kHz的固
定频率脉冲,在比较器内部与误差放大器输出完成脉宽调
制,PWM脉冲经与门控制输出与之脉宽相同的矩形波;输
出驱动器设有关断电路,由⑤脚开关电平进行控制,通过此
功能可实现输出过压、 过流保护。芯片内还设有超温保
护,若芯片内部温度大于125℃,则自动关断驱动输出。
LM2576ADJ输出电压可调;当负载电流为1 A时,脉冲纹波
小于20 mV,输出阻抗不大于0.1 Ω;芯片和散热器支架热
阻为2℃/W。为了使稳压器正常工作,最小负载电流不大
于100 mA。
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图4-1 LM2576ADJ的内部结构
第4章 单片开关电源
2. LM2576ADJ的应用
LM2576ADJ的典型应用电路如图4-2所示。
LM2576ADJ各脚功能如下:
①脚为直流电压输入端,输入电压最高为45 V。若由低
压交流整流供电,为了避免空载时电压超出45 V,交流输入
电压应不高于32 V。
②脚为脉冲输出端,最大输出5.8 A的调宽脉冲。在正
脉冲持续期,二极管V截止,脉冲电流向L存储磁场能量,
同时向负载提供直通电流,并向C充电。在脉冲截止期,L
释放磁场能量,产生右正左负的感应电势使V导通,继续向
C充电,并向负载提供不间断的电流。输出电压值取决于输
出脉冲的幅度和占空比。
第4章 单片开关电源
图4-2 LM2576ADJ的典型应用电路
第4章 单片开关电源
③脚为输入/输出级共地端。
④脚为脉冲宽度控制端。当④脚电位升高时,输出脉冲
宽度减小,使输出电压降低。电路中由R3+R4、 R1组成输出
电压取样分压器,通过调整R3(细调)和R4(粗调),可改变输
出电压值。在上述控制过程中,输出电压Ui的表达式为
UU
i
R
1
R
4
o
R
3
V23.1
(4-1)
当输入电压和负载变动时,④脚电压可以在1.217~1.243
V之间变化,以稳定输出电压。
第4章 单片开关电源
⑤脚为待机控制端。接共地低电平时,内部脉冲输出被
关断,开关电源无输出。该电路中用此功能组成过流保护电
路,R5的值为0.22 Ω,是负载电流取样电阻。当负载电流大
于3 A时,VT1导通,其集电极输出高电平使VT2导通,⑤脚
变成低电平0.3 V,电路停止工作。在用于纹波要求较高的
情况下,可以加入LC滤波电路。由于LM2576ADJ的工作频
率较高,效率大于82%,故L的电感量不需很大。除C用大
容量电解电容以外,再并联接入一只高频特性好的无极性电
容,电容量在0.1~0.33 μF之间。