一种单片式开关稳压器LM2576-ADJ的设计和实现

 

　　1 　引言

　　随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源。开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。

　　开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。

　　2 　LM2576-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1 　LM2576 功能框图

图2 　LM2576 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（输出电压连续可调） ,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3 　LM2576-ADJ 典型应用电路

　　3 　LM2576-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 　高效率输出连续可调稳压电源

 

　　3. 2 　器件选择

　　C1 的选择原则可按IOM×1000uF/A 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，将增加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） 使用中应避免输出端短路，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。