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如何设计高率大电流直流稳压电源

[ 发布日期:2022-06-29 点击:1226 来源:4166am金沙(中国)有限公司 【打印此文】 【关闭窗口】]

许多电子发烧友们在DIY时,常常需要个能输出大电流、性能优良的直流稳压电源,并且希翼这个直流稳压电源还能够比较方便的根据自己的需要随时改变输出电压的大小。如何才能拥有款这样的直流稳压电源呢。

本文先容款采用MP1593制作的DC-DC稳压电源,这款DC-DC稳压电源的体积很小,但它能提供2A 甚至达3A 的输出电流,并且其性能指标非常好,完可以满足电子爱好者们在DIY 时的要求,下面就原理及实际制作等方面的些问题做个详细的先容。

1 MP1593 的结构及工作原理概况

MP1593 是美MPS 企业(Monolithic PowerSystems,Inc) 研制生产的款降压型(Step -downDC-DC 器件,它采用8 pin 小型SOP 封装,体积很小,只有5mm×4mm×1.5mm 大小。该IC允许输入的电压范围从4.75~28V,输出电流可达3A,其工作率可达95%。该IC 典型的数据为:当输入12V,输出为5V,且电流达到2.5A时,其工作率为90%。在这样高电压差、大电流的情况下,该IC 连续工作24 小时也无需加装任何散热器,可见其功耗非常之小。另外,该集成电路的外围电路也十分简单,非常容易应用。

1 MP1593 典型的外部应用电路及部分内部原理图

该集成电路的工作原理简述如下:

输入电压Vin 从集成电路的pin 2 进入,这时如果在pin 7 Enable) 加高电平(+5V 左右),则IC 被启动进入到工作状态。在时间Ton( 导通时间) 内,输入电压通过导通的MOS V1 IC pin 3 输出,加在电感L1 的左,该电压经过L1与电容C5 组成的滤波电路向负载RL 供电,同时在电感L1 上储存了电能。在时间Toff( 关断时间) 内,MOS V1处于关断状态,这时,在储能元件电感L1 上产生的自感电压为左负右正,因此加在二管D1 上的电压是正向偏置电压,致使二管导通,于是,电感L1 与二管D1 及负载RL 形成了个放电回路,电感L1 上储存的电能向负载RL 释放,以提供负载RL 所需的电能。电路中各点的波形如(图2)所示。


输出电压Vout 的稳压控制过程简述如下。

电阻R1 R2 组成的分压电路从输出电压Vout取出采样电压,然后通过pin 5 送到IC 内部的误差电压放大器Y3 的反相输入,与IC 内部设置的加在同相的基准电压1.22V 进行比较,从而使误差电压放大器Y3 的输出电压Ua 产生相应的变化,此电压Ua 被送到IC 内部的电流比较器Y2 的反相输入;另方面,IC 内部电阻R '通过对输出回路中的电流进行采样,取得个采样电压,从而改变了电感上平均电压的大小,也就是改变了输出电压Vout 的大小,终实现了对输出电压Vout 的稳压控制。整个稳压过程实质上是个反馈控制过程。从以上所述的稳压控制过程中,大家看到:只要改变外部电阻R1 R2 的比值,就可以改变采样电压的大小,从而也就改变了输出电压Vout 的大小,事实上,该电路就是通过调节电阻R1 R2 的比值来实现对输出电压Vout 大小的调节。

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