在本文中,我們將嘗試了解使用ICLM1構建23.50V至2576V可調開關電源電路。
LM2576系列穩壓器是一款單片集成電路,可執行降壓開關穩壓器的所有有源操作。它提供出色的線路和負載穩定性,可處理高達3安培的負載。
這些IC可配置為產生3.3V、5V、12V、15V固定輸出電壓。此外,該芯片還可以像可變電壓電源一樣接線,最大輸出范圍為1.25V至50V。
請記住,LM2576IC有不同的版本,用于產生上述特定的固定輸出電壓和可調輸出電壓。
這意味著,5V版本只能用于產生5V固定電壓輸出,12V版本可用于產生固定的12V輸出,依此類推。
同樣,為了獲得可調輸出電壓,您必須專門選擇LM2576穩壓器IC的可調(ADJ)版本,并根據給定的電路圖對其進行配置。
為什么LM2576的可調版本更高效
LM2576的可調版本由設備上的字母ADJ表示,如上圖所示。
由于以下原因,LM2576的可調版本似乎更高效:
該芯片可配置為可調開關穩壓器,只需在其反饋引腳上配置一個電位計即可。
此外,可調版本還可用作固定輸出電壓調節器,方法是在其反饋引腳上用電阻分壓器代替電位計。
開關穩壓器與線性穩壓器有什么區別?
那么,使用基于LM2576的開關穩壓器而不是線性穩壓器(如基于LM338的穩壓器)有什么特別之處呢?
使用LM2576穩壓器的主要優點是,它在電感降壓轉換器級上使用開關PWM。電感兩端的開關PWM通過控制電感的反電動勢來產生輸出電壓調節。這使得輸出調節非常有效,散熱最小。
由于散熱最小,因此輸出端的功率損耗最小。這意味著,在開關穩壓器中,輸出VxI非常接近輸入VxI。
相反,LM338或LM317或L200等線性穩壓器IC通過其身體散發大量熱量來調節其輸出電壓。這些IC耗散的溫度取決于負載電流以及輸入電壓和輸出電壓之間的差值。隨著這種差異的增加,散熱也隨之增加。這使得線性穩壓器效率極低,除非輸出調節電壓幾乎等于輸入電壓。
功能框圖
下圖顯示了ICLM2576的功能框圖和內部配置。該圖還說明了IC的各種引腳排列需要如何與外部元件一起配置,以產生預期的穩壓輸出電壓。
上框圖顯示了可用于LM2576IC的所有固定電壓版本的基本設置配置。
引腳功能
ICLM2576引腳排列的功能和型號在以下幾點中進行了說明。
引腳#1(V在):這是連接到內部高邊晶體管的集電極引腳的電源輸入引腳。此引腳應連接到電源和C在輸入旁路電容。確保在V之間使用盡可能短的鏈接在引腳,高頻旁路CIN和GND。
引腳#2(輸出):這是內部功率晶體管的發射極引腳,它是一個開關節點。我們將外部二極管和電感的陰極連接到該引腳。
引腳#3(接地):用作接地引腳。到達C的連接在應盡可能簡短。
引腳#4(反饋):此引腳用作反饋檢測輸入引腳。它要連接到反饋分壓電阻的結點,以固定V外適用于ADJ(可調)版本。或者,該引腳也可以與固定輸出電壓版本IC的輸出電容直接連接。
引腳#5(開/關):此引腳排列用作穩壓器的使能輸入。此引腳上的高電平導致IC關斷,此引腳上的低電平允許IC保持接通狀態。該引腳排列可以簡單地與地線連接,以保持穩壓器處于使能模式。切勿保持此引腳打開或未連接。
IC標簽:此端子應與GND連接。作為IC的卡舌,必須將其擰到合適的散熱器上以實現散熱。
如何構建可調LM2576開關電源電路
零件清單
R1=1K和4.7K(1/4瓦5%)之間的任何電阻
R2=47K電位計
Cin,C1=100uF/63V電解
輸出=2200uF/63V電解
D1=1N5822肖特基二極管
集成電路=LM2576HV-ADJ
L1=150uH電感器5A
L2=20uH5A
上圖顯示了使用LM1HV-ADJIC的簡單2.50V至2576V開關電源電路,該電路可產生3A的最大輸出電流。
上述電路涉及的各種開關參數可以從以下幾點中得知:
引腳#55上施加一個未穩壓的1VDC輸入,即V在IC的引腳和引腳#3,這是IC的接地引腳。
電容器C在安裝在上述引腳排列附近,以確保IC的輸入DC引腳上具有有效的紋波抑制。
如上所述,一旦ICLM2576HV-ADJ上電,其內部PWM振蕩器就會激活。
PWM振蕩器在內部開始產生計算量的PWM。PWM的占空比取決于通過電阻分壓器電位器R4和R2施加到引腳#1的反饋電壓。
該計算出的PWM通過IC的輸出引腳#1提供給由L1、D2和Cout組成的外部降壓轉換器級。
L1、D1和C外適當地響應PWM,以產生優化的直流輸出電壓,降低到所需的水平(1.2V和50V之間)。
重要的是要知道,在最大3V或35V輸出下,電流將為50安培。這意味著,對于較低的輸出電壓,電流將成比例地增加。
引腳#5是ICLM2576HV-ADJ的開/關或關斷引腳排列。
只要該引腳排列的電位小于1.2VDC,IC就會保持正常工作和有源。
但是,如果引腳#5上的電位超過1.4V,ICLM2576將進入關斷模式。這會導致輸出電壓立即關閉。
盡管輸出電壓和電流調節極佳,但輸出端可能存在一些紋波直流成分。
為了抵消或消除這種紋波含量,可以在電路輸出端添加“可選輸出紋波濾波器”級,如電路圖所示。
使用可調版本獲得固定輸出電壓
如前所述,LM2576IC的可調版本也可以配置為獲得固定電壓輸出,只需用固定計算電阻替換R2電位器即可。
下圖中可以看到此設計的示例:
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