开关式集成稳压电路

1、开关式集成稳压电路 模拟电子技术 开关式集成稳压电路1.1 开关式集成稳压电路结构及工作原理开关式稳压电源一般由电网电压直接整流后成为高压直流电，再经高频变压器和晶体管开关变换为低压、高频率交流电，再经整流滤波，输出稳定的直流电压。因此，开关式稳压电路由输入电路、变换电路、输出电路和控制电路等4部分组成，如下图所示。 开关式集成稳压电路-1.1 结构及工作原理1、输入电路这部分电路的功能是将来自电网的50Hz交流电整流为直流电，其组成包括：线路滤波器、浪涌电流抑制电路和整流电路。 一种常用的开关电源输入电路如图所示。F1为熔断丝，EIMI是带磁芯扼流圈，C1、C2为电容，三者用来抑制电网噪声，

2、和开机瞬间的浪涌电流。VD1VD4为整流二极管，接成桥式整流，输出直流电。 开关式集成稳压电路-1.1 结构及工作原理2、变换电路和输出电路变换电路是开关式稳压电路的最关键部件，它的作用是将来自输入电路的未经稳压的直流电压转换为交变电压，同时通过一个高频变压器完成与电网的隔离并将高压的交变电压变换为低压高频电压。 一种简单的转换、输出电路如图所示。 开关式集成稳压电路-1.1 结构及工作原理2、变换电路和输出电路转换电路由输出变压器和三极管组成，变压器的初级线圈与三极管相连接，次级与输出电路相连接，输出电路的功能是对变压器输出的高频信号进行整流、滤波，形成直流输出电压U0，加在负载电阻两端。

3、开关式集成稳压电路-1.1 结构及工作原理变换电路和输出电路的工作原理如下： 1、在控制信号的作用下，三极管VT1交替导通和截止，变压器初级电流随之相应变化，在变压器次级即可得到高频的交流电压。 开关式集成稳压电路-1.1 结构及工作原理变换电路和输出电路的工作原理如下： 2、在变压器次级得到高频交变电压，经整流滤波后即可在负载上得到直流电压。 开关式集成稳压电路-1.1 结构及工作原理变换电路和输出电路的工作原理如下： 3、脉冲控制信号如何调控输出电压？ 可以证明，输出电压U0与输入电压Ui之间的关系为：-脉冲的占空比n-变压器初、次级线圈的匝数比 可见调节控制脉冲占空比即可调控输出电压。

4、开关式集成稳压电路-1.1 结构及工作原理变换电路和输出电路的工作原理如下： 4、这种电路有什么优点？右边输入输出电压关系表明，输出电压U0与来自控制电路的脉冲的占空比成正比，只要调节占空比，输出电压就可以得到控制。由于电路的工作频率很高（可达几十或几百千赫），因此变换电路中变压器的体积可以做得很小，滤波电容的容量也可以很小。这也就是为什么开关集成稳压电路能制成体积小、重量轻的稳压电源的主要原因。输入输出电压关系： 开关式集成稳压电路-1.1 结构及工作原理3、控制电路控制电路的主要作用是向变换电路提供控制脉冲，并根据稳压电路输出电压U0的变化随时调整脉冲的占空比。当输出电压下降时，根据检测到

5、的这种下降，控制电路增大控制脉冲的占空比，则输出电压上升，若检测到输出电压高于设定值，控制电路调低脉冲的占空比，电压上升趋势就会得到抑制，于是就能达到稳压的目的。 开关式集成稳压电路-1.2 开关式集成稳压电路分类单片开关集成稳压电路的品种日益增多，性能越来越好，功能也越来越强。由于集成稳压电路只是近十几年才开始大量设计、制造并得到广泛的应用，还没有明确的分类方法。 集成稳压电路由输入电路、输出电路、变换电路和控制电路组成，其中输入电路和输出电路的类型变化相对较少，变换电路和控制电路则有很多变化。 1、变换电路分类按驱动方式划分，变换电路分为自激式和他激式，前面介绍的变换电路即属他激式；按照变

6、换电路的工作方式划分，可分为隔离型和非隔离型两大类。隔离型的，变换电路与输出电路之间用变压器隔离（前面讨论的即属此类）。非隔离的，则没有这种变压器时，这时，输出端与稳压电路输入存在电连接，如果输入电路直接连电网，输出也将与电网相连。 开关式集成稳压电路-1.2 开关式集成稳压电路分类 2、控制电路分类控制电路按照控制方式分类，可分为脉冲宽度控制（PWM）方式、磁放大器混合控制方式等。各种不同的变换电路和控制电路之间的不同组合，可以构成各种不同类型的集成稳压电路，我们限于介绍三种有代表性的小功率集成稳压电路。 开关式集成稳压电路 1.3 LM2576系列开关集成稳压电路 LM2576系列开关集成

7、稳压电路是美国国家半导体公司的产品，内含固定频率振荡器和基准稳压器，具有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等，利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。LM2576系列包括 LM2576（最高输入电压40V）及LM2576HV（最高输入电压60V）二个系列。各系列均包括固定输出电压和可调工作电压的产品，固定电压的规格有3.3V、5V、12V及15V等。由于性能优良、效率高，LM2576系列电路是线性三端集成稳压电路LM7800和LM7900系列的替代产品。 开关式集成稳压电路 1.3 LM2576系列开关集成稳压电路 1、封装和引脚功能LM2576系列电路采用TO-220和TO-

8、263两种封装，外型如图所示。各引脚功能如下：1脚： 输入端 2脚：输出端3脚： 地 4脚：反馈信号端5脚： 控制信号输入端 开关式集成稳压电路 1.3 LM2576系列开关集成稳压电路 2、主要参数 最大输出电流：3A；最高输入电压：LM2576为40V，LM2576HV为60V；输出电压：固定3.3V、5V、12V、15V可选，或输出电压可调；变换电路工作频率：52kHz； 转换效率：75%88%（不同电压输出时的效率不同）； 工作温度范围：-40 +125工作模式控制：控制信号输入端高电平时，电路关闭，输出电压为零，控制信号输入端低电平（或接地）时电路正常工作；所需外部元件：固定电压输出

9、时仅四个，可调电压输出时需六个；器件保护：有过热自动关断及电流限制功能。 开关式集成稳压电路 1.3 LM2576系列开关集成稳压电路 3、典型应用电路固定输出电压时，典型稳压应用电路如下图所示，该图以输出+5V电压为例，输出电压不同时，部分元件的规格将不同。图中C1、C2为铝介电容，耐压分别为75V和25V。 开关式集成稳压电路 1.3 LM2576系列开关集成稳压电路 3、典型应用电路输出电压可调方式的电路见下图，输出电压等于： 开关式集成稳压电路 1.4 MAX8614单片开关集成稳压电路 这是一种用于数码相机的开关式集成稳压电路，其功能是将电池电压转换为稳定的电压输出，根据数码相机的需

10、要，这种电路有两组稳定的电压输出，输入电压2.7V5.5V（电池电压），输出电压为7.5V和+15V。由于输入输出都是直流电压，这类电路也称DC-DC变换器。1、封装和引脚功能14脚TDFN薄型贴片封装，大小只有2.3mm1.5mm，厚0.7mm，是尺寸最小的集成稳压电路之一，各引脚功能见下一页的图。2、主要特性参数输入电压：2.7V5.5V；输出电压：可产生最高+24V正电压和10V负电压，通过外接电阻设定；输出电流：最大输出电流100mA。 开关式集成稳压电路 1.4 MAX8614单片开关集成稳压电路 3、典型应用电路下图应用于数码相机时的电路，两组输出电压是：+15V/50mA，-75

11、V/100mA，输出电压通过外接电阻调节。正输出电压U+决定于R1和R2的比值，它们之间的关系如下： 图中同时标出了各引脚的功能。 开关式集成稳压电路 1.5 TOPSwitch单片开关集成稳压电路TOPSwitch单片开关集成稳压电路是美国动力（Power）公司1997年开发的产品，包括TOP100系列（TOP100YTOP104Y），TOP200系列（TOP200YTOP202Y，TOP214Y），TOP209210系列和TOPSwitch系列（TOP221TOP227）。具有外围电路简单、性能指标优良、能构成无工频变压器开关电源等显著优点。可广泛用于仪器仪表、笔记本电脑、移动电话、电视机

12、、VCD和DVD、摄录像机、手机电池充电器、功率放大器等领域，并能构成各种小型化、高密度、价格上能与线性稳压电源相竞争的ACDC电源变换模块。下面以TOP200系列为例，介绍TOPSwitch单片开关集成稳压电路的应用。 开关式集成稳压电路 1.5 TOPSwitch单片开关集成稳压电路1、封装和引脚功能TOP200系列稳压电路有三种形式封装：TO-220封装、DIP（双列直插）和SMD（表面贴片）封装，如图13-32所示。TOP200系列稳压电路是三端集成稳压电路，尽管其内部线路相当复杂，但对外只有三个引脚，分别称为：D漏极；S源极；C控制极，图中已标出引脚的排列。注意对于8脚封装的电路，1、2、3、6、7、8脚是内部相连的。 开关式集成稳压电路 1.5 TOPSwitch单片开关集成稳压电路2、主要特性参数（1