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一款高效率大电流直流稳压电源的设计与制作

2013-07-03 10:56
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  许多人在DIY时,常常需要一个能输出大电流、性能优良的直流稳压电源,并且希望这个直流稳压电源还能够比较方便的根据自己的需要随时改变输出电压的大小。如何才能拥有一款这样的直流稳压电源呢。

  本文介绍一款采用MP1593制作的DC-DC稳压电源,这款DC-DC稳压电源的体积很小,但它能提供2A 甚至最高达3A 的输出电流,并且其性能指标非常好,完全可以满足DIY er的要求,下面就原理及实际制作等方面的一些问题做一个详细的介绍。

  1、 MP1593 的结构及工作原理简介

  MP1593 是美国MPS 公司(Monolithic PowerSystems,Inc) 研制生产的一款降压型(Step -down)DC-DC 器件,它采用8 pin 小型SOP 封装,体积很小,只有5mm×4mm×1.5mm 大小。该IC允许输入的电压范围从4.75~28V,输出电流最高可达3A,其最高工作效率可达95%。该IC 典型的数据为:当输入12V, 输出为5V,且电流达到2.5A时,其工作效率为90%。在这样高电压差、大电流的情况下,该IC 连续工作24 小时也无需加装任何散热器,可见其功耗非常之小。另外,该集成电路的外围电路也十分简单,非常容易应用。

图1 MP1593 典型的外部应用电路及部分内部原理图

  该集成电路的工作原理简述如下:

  输入电压Vin 从集成电路的pin 2 端进入,这时如果在pin 7( Enable) 端加高电平(+5V 左右),则IC 被启动进入到工作状态。在时间Ton( 导通时间) 内,输入电压通过导通的MOS 管V1 从IC 的pin 3 端输出,加在电感L1 的左端,该电压经过L1与电容C5 组成的滤波电路向负载RL 供电,同时在电感L1 上储存了电能。在时间Toff( 关断时间) 内,MOS 管V1 处于关断状态,这时,在储能元件电感L1 上产生的自感电压为左负右正,因此加在二极管D1 上的电压是正向偏置电压,致使二极管导通,于是,电感L1 与二极管D1 及负载RL 形成了一个放电回路,电感L1 上储存的电能向负载RL 释放,以提供负载RL 所需的电能。电路中各点的波形如(图2)所示。

图2 电路中各点的波形图

  输出电压Vout 的稳压控制过程简述如下。

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