如何設計高率大電流直流穩壓電源

許多電子發(fā)燒友們在DIY時(shí)，常常需要個(gè)能輸出大電流、性能優(yōu)良的直流穩壓電源，并且希望這個(gè)直流穩壓電源還能夠比較方便的根據自己的需要隨時(shí)改變輸出電壓的大小。如何才能擁有款這樣的直流穩壓電源呢。

本文介紹款采用MP1593制作的DC-DC穩壓電源，這款DC-DC穩壓電源的體積很小，但它能提供2A 甚至達3A 的輸出電流，并且其性能指標非常好，完可以滿(mǎn)足電子愛(ài)好者們在DIY 時(shí)的要求，下面就原理及實(shí)際制作等方面的些問(wèn)題做個(gè)詳細的介紹。

1、 MP1593 的結構及工作原理簡(jiǎn)介

MP1593 是美MPS 公司（Monolithic PowerSystems,Inc） 研制生產(chǎn)的款降壓型（Step -down）DC-DC 器件，它采用8 pin 小型SOP 封裝，體積很小，只有5mm×4mm×1.5mm 大小。該IC允許輸入的電壓范圍從4.75~28V，輸出電流可達3A，其工作率可達95％。該IC 典型的數據為：當輸入12V,輸出為5V，且電流達到2.5A時(shí)，其工作率為90％。在這樣高電壓差、大電流的情況下，該IC 連續工作24 小時(shí)也無(wú)需加裝任何散熱器，可見(jiàn)其功耗非常之小。另外，該集成電路的外圍電路也十分簡(jiǎn)單，非常容易應用。

圖1 是MP1593 典型的外部應用電路及部分內部原理圖

該集成電路的工作原理簡(jiǎn)述如下：

輸入電壓Vin 從集成電路的pin 2 進(jìn)入，這時(shí)如果在pin 7（ Enable） 加高電平（+5V 左右），則IC 被啟動(dòng)進(jìn)入到工作狀態(tài)。在時(shí)間Ton（ 導通時(shí)間） 內，輸入電壓通過(guò)導通的MOS 管V1 從IC 的pin 3 輸出，加在電感L1 的左，該電壓經(jīng)過(guò)L1與電容C5 組成的濾波電路向負載RL 供電，同時(shí)在電感L1 上儲存了電能。在時(shí)間Toff（ 關(guān)斷時(shí)間） 內，MOS 管V1處于關(guān)斷狀態(tài)，這時(shí)，在儲能元件電感L1 上產(chǎn)生的自感電壓為左負右正，因此加在二管D1 上的電壓是正向偏置電壓，致使二管導通，于是，電感L1 與二管D1 及負載RL 形成了個(gè)放電回路，電感L1 上儲存的電能向負載RL 釋放，以提供負載RL 所需的電能。電路中各點(diǎn)的波形如（圖2）所示。

輸出電壓Vout 的穩壓控制過(guò)程簡(jiǎn)述如下。

電阻R1 與R2 組成的分壓電路從輸出電壓Vout取出采樣電壓，然后通過(guò)pin 5 送到IC 內部的誤差電壓放大器Y3 的反相輸入，與IC 內部設置的加在同相的基準電壓1.22V 進(jìn)行比較，從而使誤差電壓放大器Y3 的輸出電壓Ua 產(chǎn)生相應的變化，此電壓Ua 被送到IC 內部的電流比較器Y2 的反相輸入；另方面，IC 內部電阻R ＇通過(guò)對輸出回路中的電流進(jìn)行采樣，取得個(gè)采樣電壓，從而改變了電感上平均電壓的大小，也就是改變了輸出電壓Vout 的大小，終實(shí)現了對輸出電壓Vout 的穩壓控制。整個(gè)穩壓過(guò)程實(shí)質(zhì)上是個(gè)反饋控制過(guò)程。從以上所述的穩壓控制過(guò)程中，我們看到：只要改變外部電阻R1 與R2 的比值，就可以改變采樣電壓的大小，從而也就改變了輸出電壓Vout 的大小，事實(shí)上，該電路就是通過(guò)調節電阻R1 與R2 的比值來(lái)實(shí)現對輸出電壓Vout 大小的調節。

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