眾所周知,一個(gè)性能優(yōu)良的電源,是所有電子設(shè)備的能源保障?,F(xiàn)在電子技術(shù)發(fā)展迅猛,對(duì)電源的要求更趨苛刻,特別是一些大電流、寬電壓輸入范圍之電源更是如此。原來的串聯(lián)穩(wěn)壓電源由于其體積大、效率低、發(fā)熱嚴(yán)重等缺點(diǎn)已被逐步淘汰出局,設(shè)計(jì)者轉(zhuǎn)而關(guān)注并采用輕巧、效率高的開關(guān)電源電路,并逐步延伸到各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用。本文介紹了由LM2576構(gòu)成的輕巧高效的開關(guān)電源電路。
1.LM2576概述
LM2576芯片性能比較優(yōu)良,能在很寬的電源范圍下工作;普通型的上限達(dá)到40V,而LM2576HV能達(dá)到60V,輸出電流均在3A左右(散熱條件良好情況下)。而且,該芯片外圍元件少,調(diào)試容易,所以為很多人所采用,特別是在DC-DC變換器上應(yīng)用最廣泛。
圖1 LM2576外形
2.電路原理
簡(jiǎn)易電路具體結(jié)構(gòu)介紹如下圖所示。其中,R1、Q1、D1、Q2組成24V簡(jiǎn)易穩(wěn)壓電路。C3為濾波電容。該電源為L(zhǎng)M2576提供穩(wěn)定23V電源。當(dāng)電源輸入低于25V時(shí)不能穩(wěn)壓,但仍能在20V以上電壓工作。如欲工作于低電源電壓,可降低D1穩(wěn)壓值,實(shí)驗(yàn)可低到10V應(yīng)用,而不影響電路工作,但Rl須調(diào)整阻值,使穩(wěn)壓管正常工作。由于該電源僅提供小電流輸出的LM2576芯片,所以Q2不需裝散熱片。
圖2 電路圖
在電源上限不超過芯片輸入電壓上限值時(shí)(LM2576HV-60V,LM2576-40V)可省略穩(wěn)壓電路,電池直接LM2576電源端。
LM2576輸出由R2、R3分壓驅(qū)動(dòng)Q7導(dǎo)通與截止。Q7導(dǎo)通時(shí),電流從VCC流出經(jīng)D3、D2、R4、Q7到地。D3產(chǎn)生15V電壓供給Q3~Q5柵壓,而Q6因D2導(dǎo)通而反偏充分截止。截止時(shí)的高阻不構(gòu)成Q3~Q5柵壓的旁路。從而使Q3~Q5充分導(dǎo)通,C2充電。Q7截止時(shí),VCC→D3→D2→R4電流回路被切斷,D3無壓降使Q3~Q5柵壓消失,而D2截止,不構(gòu)成對(duì)Q6反偏箝位。Q6因R6供電導(dǎo)通,致使Q3~Q5柵極同源極短接,從而迫使Q3~Q5迅速關(guān)斷,C2仍由D4產(chǎn)生下正上負(fù)的感生電壓通過L1充電。
此狀態(tài)直至Q7重新導(dǎo)通結(jié)束。
Q7由LM2576輸出端口經(jīng)R2、R3分壓驅(qū)動(dòng),高電平時(shí)導(dǎo)通,低電平截止。由于VMOS管驅(qū)動(dòng)電流很小,因此5551驅(qū)動(dòng)3~4個(gè)VMOS是沒有問題的。必要時(shí)更換TIP41驅(qū)動(dòng)能力更大,能驅(qū)動(dòng)更多的VMOS管。
LM2576-ADJ(ADJ為輸出電壓可調(diào)型)的電壓調(diào)整機(jī)理,由R7、R5阻值調(diào)整構(gòu)成調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
其公式VOUT(V)=1.23*(R7/R5+1),附加的電子開關(guān)不影響其數(shù)值。電路中R7為42K,R5為1.8K;實(shí)測(cè)輸出電為30.3V。同計(jì)算值非常接近。
電路調(diào)試結(jié)果:品質(zhì)極其良好,基本上合乎設(shè)計(jì)要求;輸出電壓穩(wěn)定,發(fā)熱很小;在不加散熱片情況下,3個(gè)IRF9540并聯(lián)輸出4A時(shí)工作3小時(shí)管子不燙手;而LM2576和20100肖特基二極管根本無溫升。裝上散熱片后,可輸出7.0A電流。轉(zhuǎn)換效率同lm2576單獨(dú)應(yīng)用相仿。其性能竟?jié)M足了要求極其苛刻的軍方要求:輸入電壓22~80V;輸出電流1~7A;全天候工作溫升<27℃的來說,系統(tǒng)提升應(yīng)用效果相當(dāng)成功。
此外,本電路還可派生出很多應(yīng)用電路,如可以用作有刷直流電機(jī)控制器;R7改成電位器可平穩(wěn)的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,R5并接適當(dāng)阻值負(fù)溫?zé)崦綦娮韬螅钩蔀橐粋€(gè)DC無刷風(fēng)機(jī)控制器;可根據(jù)器件溫升自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速等等。
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