1引言开关电源以其体积小、重量轻、变换效率高被广泛应用于电子设备中。其电路拓扑有多种形式,无工频变压器的开关电源最具吸引力,但这种电源只适用于输出电压固定或变化范围不大的场合,而不适和要求输出电压幅度变化很大或持续可调的场合。利用单片式开关稳压器LM2576-ADJ替代线性稳压器构成串联开关式稳压电源,在电路中只需新增续流二极管和储能电感等几只元器件,使电路更加简洁,除具有线性电源宽范围持续可调的优点外,同时使电源效率得到了大幅度提高,在负载较轻时,不加散热器也能正常工作,又使整机的重量和体积有所减少。
2LM2576-ADJ简介LM2576-ADJ美国NS公司生产的单片降压式开关稳压器,由振荡器、取样放大器、比较器、pWM调制器、功率开关等部分组成。采用TO-220封装,仅有5只管脚,外形和塑封晶体管差不多。其功能框图及引脚排列如图1、图2所示。
图1LM2576功能框图
图2LM2576引脚排列
LM2576-ADJ是输出电压可调型,其技术参数为:输入电压3.5～40V;输出电压1.23～37V;输出电流3A;振荡器固定频率52kHz;TTL关闭能力及低功率备用状态;具有热关闭和限流保护功能。其典型应用电路如图3所示(输出电压持续可调),当直流输出端直接接于控制端4脚时,可输出固定电压。LM2576系列产品是现流行的三端线性调整器的替代品。
图3LM2576-ADJ典型应用电路
3LM2576-ADJ构成单片开关电源
3.1工作原理交流电经电源变压器隔离降压再经桥式整流滤波后,加到LM2576-ADJ输入端1脚。稳压器控制端4脚接于电位器W和电阻R组成的分压电路上,改变W即可改变分压比,就能调节其输出电压大小。Vo=UREF(1+W/R),其中UREF为稳压器取样电路基准电压为1.23V。C1输入端滤波电容,C2、C3输出端滤波电容如图4所示。
图4高效率输出持续可调稳压电源
3.2器件选择C1的选择原则可按IOM×1000uF/A相关经验公式进行估算,即每输出1A电流就对应于1000uF的电容量,耐压为63V即可。续流二极管D的选择,正向额定电流必须大于负载电流,耐压值必须大于输入电压。
贮能电感的计算,按公式计算。其中Vi为LM2576-ADJ输入不稳定的直流,Iomin为开关稳定器输出电流的最小值,f开关管工作频率。
输出端滤波电容的计算,按公式计算。其中△Vo为开关稳定器输出电压纹波分量。
3.3使用注意事项(1)当输出电压较低时,其输出脉宽很窄,占空比很小,将新增输出电压的纹波系数。因此,变压器次级宜采取高低压抽头。(2)信号地与功率地必须分开布置,因为功率地线上流过大电流在印制板上形成压降若被引入信号端,经过开关稳压器反映到输出端,将影响稳压性能。(3)使用中应防止输出端短路,尤其是当输出电压较高、输出电流较大时,有可能造成开关稳压器损坏。
