降压型开关稳压器APl510及其应用

随着信息技术与集成电路的高速发展，电子产品逐渐向智能化、小型化、低功耗方面发展，同时电源必须做到小体积、高效率、低功耗，以适应电子产品的高速发展。因此，高度集成的控制器在电子产品中得到了广泛应用。易亨电子公司推出的降压型控制器可以广泛应用于电子产品的电源中。由于芯片内包含基准电压源、振荡电路、误差放大器、内部开关管等电路，所以只须外加电感、电容、二极管等少量元器件，便可组成小体积、高效率的降压型开关稳压电源。的工作原理的原理框图如图所示。引脚功1能.及1描述脚 反馈端，误差放大器的反相输入，通过分压电阻连接电源输出端。脚 使能端，工作或待机控制，高电平：正常运行，低电平：待机运行。脚 输出电流设定端，通过外部电阻设定最大输出电流。脚 电源输入正端。脚、 开关输出端，沟 场效应管漏极，连接外部续流二极管和电感。脚、 电源输C）端。1.2工作原理由图1可知， 5由基准电压源、振荡电路、误差放大器、 控制器、过热关断控制电路以及沟 场效应管等部件组成。基准电压源为芯片内部电路提供稳定的供电电压，并为误差放大器的同相输入端提供0 的电压基准。它具有软启动功能，可以防止电源启动时的冲击，它还具有欠压锁定功能，当输入电压低于 时 5停止工作；当输入电压高于5V，它自动恢复工作。振荡电路产生00的振荡波形，当发生过流保护或短路保护时，工作频率将从00减小到0。输出电压的取样信号进入误差放大器的反相输入端，经比较后进入控制器，输出占空比变化的方波去驱动内部的沟0管： 5调节脉冲的占空比可以从0%〜100%,这使得 5可以在很宽的输入电压范围内正常工作。过热关断电路使芯片结温达到125℃时关断，保护芯片不会因为过热而损坏。其恢复温度为100℃,25℃的温度回差确保芯片过热保护时不会振荡。5内部具有沟 管的限流功能，其计算方法为/hOADXRdS(ON)=/OCSETX/?OCSKT式中：为内部沟 管设定的工作电流， 5中 管的最大工作电流为3；A为5O0 管的导通电阻，其值为100。；为 S中内部恒流源的工作电流，其值为100.a为脚 对地的外接电阻。的输入电压范围为〜2,由于内置了沟管，所以只需外加电感、电容、二极管等,便可组成降压型开关稳压电源。由于采用固定频率工作方式,因而内部补偿电路简单,输出纹波低,瞬态响应好,电源的效率也很高。2应用电路图2所示的电路是一个由 组成的典型降压型/变换器，其输入电压为12,输出电压为5。

图2API510的应用电路之一图电路中、 为输出电压设定电阻，输出电压 与、阻值的关系如式（1所）列。Vout=VfrX(1+Ra/Rn)=0.8Vx(I+6.8/L3)=5V(1)=0.8Vx(I+6.8/L3)=5V(1)为 管最大电流设定电阻， 管最大电流，与 的关系如式（2所）列。/mos=100jjlAXRocset/Amos=3A式中：为 管导通电阻， 时，典型值。。对于电压调整率要求较高的场合，图2所示的电路就可能达不到要求了，而图3所示的电路不仅有电压调整率补偿功能，而且具有待机功能。它能直接受到或者其它数字电路的电平控制，即可进行“工作/待机”模式切换，不需要另加接口电路。

0L 0L(3470uF104图3中成为补偿电阻，输入电压越高反馈越强，它起到电压补偿作用；1用于“开机/待机”控制，同时起到待机时切断补偿的作用。实际应用过程中可以根据输入电压范围不同决定的大小，特别是输入电压较低时如效果显著，输入电压较高如 则可省略。3试验结果按图所示电路，设计并调试了一个输出的稳压器，测试结果如下。）电压调整率如表所列。表表1电压调整率（测试条件&=5。）5.05.05.5:;1314151617输入电压/V 输出电压/V4.714854.894.894.924.934.934.944.954.964984.984.984.99）负载调2整率如表2所列。表表2负载调整率（测试条件乙二12V）输出电流/A0.250.5L05053.0晒出电压/V5.0285.0285.0265.0245.0225.0195.017）输出电3流与效率的关系如图4所示。输出电流与效率的关系4）输出纹4波如图5所示。★rou(=12V;Jou!=5OV;Amr0.2ATek停止A:14.8mV@:6,00mVA:23.2mVA:23.2mV@:8.40mV(a)轻载时★厂山=12V：D=5.0V;/m=3ATek停止）输入电5压与占空比的关系如图6所示。(a)输入电压5.5V,工作频率300kHz,占空比90%(b)输入电压5.2V,工作频率50kHz，占空比95%[ek •Stop 丫Pos:°.°°QsMEASUREIII_IFiIII_-测试条件，负载电阻：。。为脚输出电压波形， 为输入电压波形，量程均为 / 。图 中输入电压为 ，工作频率H占空比约%。图中输入电压为 2工作频率已经降低到，占空比进一步增大，占空比约％。图中输入电压为 ，占空比宽度已经为10%0，开关管处于直通状态。由于的占空比可达 ，在 时 ，时4这对一般的―控制器来说是很难做到的。虽然 有很多优点，但它的电压调整率