采用LM2576構(gòu)成的高效開關(guān)電源電路介紹|壹芯微

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。現(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(lái)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(guò)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(wú)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(guò)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(wú)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(lái)說(shuō)，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?，使成為一個(gè)DC無(wú)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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