開關(guān)電源是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置，是電源供應(yīng)器的一種。其功能是將一個位準的電壓，透過不同形式的架構(gòu)轉(zhuǎn)換為用戶端所需求的電壓或電流;其以體積小、重量輕、變換效率高被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中。其電路拓撲有多種形式，無工頻變壓器的開關(guān)電源最具吸引力，但這種電源只適用于輸出電壓固定或變化范圍不大的場合，而不適和要求輸出電壓幅度變化很大或連續(xù)可調(diào)的場合。
本文介紹了利用單片式開關(guān)穩(wěn)壓器LM2576-ADJ 替代線性穩(wěn)壓器構(gòu)成串聯(lián)開關(guān)式穩(wěn)壓電源，在電路中只需增加續(xù)流二極管和儲能電感等幾只元器件，使電路更加簡潔，除具有線性電源寬范圍連續(xù)可調(diào)的優(yōu)點外，同時使電源效率得到了大幅度提高，在負載較輕時，不加散熱器也能正常工作，又使整機的重量和體積有所減少。
1.LM2576-ADJ 簡介
LM2576-ADJ 單片降壓式開關(guān)穩(wěn)壓器，由振蕩器、取樣放大器、比較器、PWM 調(diào)制器、功率開關(guān)等部分組成。采用TO-220 封裝，僅有5只管腳，外形和塑封晶體管差不多。其功能框圖及引腳排列如圖1、圖2 所示。
圖1 LM2576功能框圖
圖2 LM2576引腳排列圖
LM2576-ADJ 是輸出電壓可調(diào)型，其技術(shù)參數(shù)為：輸入電壓3. 5～40V ;輸出電壓1. 23～37V ;輸出電流3A ;振蕩器固定頻率52kHz ;TTL 關(guān)閉能力及低功率備用狀態(tài);具有熱關(guān)閉和限流保護功能。 其典型應(yīng)用電路如圖3 所示(輸出電壓連續(xù)可調(diào)) ,當直流輸出端直接接于控制端4 腳時，可輸出固定電壓。LM2576系列產(chǎn)品是現(xiàn)流行的三端線性調(diào)整器的替代品。
圖3 LM2576-ADJ 典型應(yīng)用電路
2.電路原理
交流電經(jīng)電源變壓器隔離降壓再經(jīng)橋式整流濾波后，加到LM2576-ADJ 輸入端1 腳。穩(wěn)壓器控制端4 腳接于電位器W和電阻R 組成的分壓電路上，改變W即可改變分壓比，就能調(diào)節(jié)其輸出電壓大小。Vo = UREF(1 +W/R) ,其中UREF為穩(wěn)壓器取樣電路基準電壓為1. 23V。C1 輸入端濾波電容， C2 、C3 輸出端濾波電容如圖4 所示。
圖4 高效率輸出連續(xù)
3.器件選擇
C1 的選擇原則可按IOM×1000uF/A 經(jīng)驗公式進行估算，即每輸出1A電流就對應(yīng)于1000uF 的電容量，耐壓為63V 即可。續(xù)流二極管D的選擇，正向額定電流必須大于負載電流，耐壓值必須大于輸入電壓。
貯能電感的計算，按公式計算。其中Vi為LM2576-ADJ輸入不穩(wěn)定的直流，Iomin為開關(guān)穩(wěn)定器輸出電流的最小值，f 開關(guān)管工作頻率。
輸出端濾波電容的計算， 按 公式計算。其中△Vo 為開關(guān)穩(wěn)定器輸出電壓紋波分量。
4.使用注意事項
(1) 當輸出電壓較低時，其輸出脈寬很窄，占空比很小，將增加輸出電壓的紋波系數(shù)。因此，變壓器次級宜采取高低壓抽頭。
(2) 信號地與功率地必須分開布置，因為功率地線上流過大電流在印制板上形成壓降若被引入信號端，經(jīng)過開關(guān)穩(wěn)壓器反映到輸出端，將影響穩(wěn)壓性能。
(3) 使用中應(yīng)避免輸出端短路，尤其是當輸出電壓較高、輸出電流較大時，有可能造成開關(guān)穩(wěn)壓器損壞。
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