LM系列開(kāi)關(guān)電源集成電路
LM1572是一個(gè)頻率為500kHz降壓型開(kāi)關(guān)脈寬調制穩壓電路，可驅動(dòng)1.5A的負載，占用較小的PCB空間，有極好的電流響應特性和較寬的工作電壓范圍，是美國國半公司采用先進(jìn)的模擬雙極形CMOS與DMOS處理工藝制造，能夠較高的開(kāi)關(guān)頻率下提供較高的效率。內置150mΩ場(chǎng)效應功率管可在較小的封裝中提供較大的功率。
LM1572具有可編程軟啟動(dòng)和防浪涌沖擊電流的頻率反饋電路，可按次序實(shí)現與TTL兼容的切斷功能。待機狀態(tài)具有2.3mA的上拉電流，切斷狀態(tài)耗電僅為26uA。LM1572的TSSOP-16封裝形式可實(shí)現輸出可調或固定輸出為5.0V和3.3V。而可調形式則能實(shí)現2.42V至5.0V連續可調。其主要特性如下：
主要特征
500kHz的開(kāi)關(guān)時(shí)鐘和小型封裝形式。
內置150Ω場(chǎng)效應功率管MOSFET。
能驅動(dòng)1.5A的電流負載。
電流控制模式。
可編程軟啟動(dòng)功能。
內置斜率補償功能。
兼容TTL電路。
固定5V和3.3V或可調輸出。
關(guān)閉狀態(tài)耗電僅為26uA。
逐周電流抑制功能。
短路和超溫保護電路。
TSSOP-16封裝形式。
線(xiàn)性穩壓電源效率低，所以通常不適合于大電流或輸入、輸出電壓相差大的情況。開(kāi)關(guān)電源的效率相對較高，而且效率不隨輸入電壓的升高而降低，電源通常不需要大散熱器，體積較小，因此在很多應用場(chǎng)合成為必然之選。開(kāi)關(guān)電源按轉換方式可分為斬波型、變換器型和電荷泵式，按開(kāi)關(guān)方式可分為軟開(kāi)關(guān)和硬開(kāi)關(guān)。
斬波型開(kāi)關(guān)電源
斬波型開(kāi)關(guān)電源按其拓撲結構通�？梢苑譃�3種：降壓型(Buck)、升壓型(Boost)、升降壓型(Buck-boost)。降壓型開(kāi)關(guān)電源電路通常如圖1所示。
圖1中，T為開(kāi)關(guān)管，L1為儲能電感，C1為濾波電容，D1為續流二極管。當開(kāi)關(guān)管導通時(shí)，電感被充磁，電感中的電流線(xiàn)性增加，電能轉換為磁能存儲在電感中。設電感的初始電流為iL0，則流過(guò)電感的電流與時(shí)間t的關(guān)系為：
iLt= iL1+(Vi-Vo-Vs)t/L，Vs為T(mén)的導通電壓。
當T關(guān)斷時(shí)，L1通過(guò)D1續流，從而電感的電流線(xiàn)性減小，設電感的初始電流為iL1，則則流過(guò)電感的電流與時(shí)間t的關(guān)系：
iLt=iL1-(Vo+Vf)t/L，Vf為D1的正向飽和電壓。
圖1 降壓型開(kāi)關(guān)電源基本電路
34063的特殊應用
● 擴展輸出電流的應用
DC/DC轉換器34063開(kāi)關(guān)管允許的峰值電流為1.5A，超過(guò)這個(gè)值可能會(huì )造成34063永久損壞。由于通過(guò)開(kāi)關(guān)管的電流為梯形波，所以輸出的平均電流和峰值電流間存在一個(gè)差值。如果使用較大的電感，這個(gè)差值就會(huì )比較小，這樣輸出的平均電流就可以做得比較大。例如，輸入電壓為9V，輸出電壓為3.3V，采用220μH的電感，輸出平均電流達到900mA，峰值電流為1200mA。
單純依賴(lài)34063內部的開(kāi)關(guān)管實(shí)現比900mA更高的輸出電流不是不可以做到，但可靠性會(huì )受影響。要想達到更大的輸出電流，必須借助外加開(kāi)關(guān)管。圖2和圖3是外接開(kāi)關(guān)管降壓電路和升壓電路。
圖2 升壓型達林頓及非達林頓接法
圖3 降壓型達林頓及非達林頓接法
采用非達林頓接法，外接三極管可以達到飽和，當達到深度飽和時(shí)，由于基區存儲了相當的電荷，所以三極管關(guān)斷的延時(shí)就比較長(cháng)，這就延長(cháng)了開(kāi)關(guān)導通時(shí)間，影響開(kāi)關(guān)頻率。達林頓接法雖然不會(huì )飽和，但開(kāi)關(guān)導通時(shí)壓降較大，所以效率也會(huì )降低�？梢圆捎每癸柡万寗�(dòng)技術(shù)，圖4所示，此驅動(dòng)電路可以將Q1的Vce保持在 0.7V以上，使其導通在弱飽和狀態(tài)。
圖4 抗飽和驅動(dòng)電路
利用一片34063就可以產(chǎn)生三路電壓輸出，如圖5所示。
圖5 輸出3路電壓的34063電路
+VO的輸出電壓峰值可達2倍V_IN，-VO的輸出電壓可達-V_IN。需要注意的是，3路的峰值電路不能超過(guò)1.5A，同時(shí)兩路附加電源的輸出功率和必須小于V_IN·I·(1-D)，其中I為主輸出的電流，D為占空比。在此兩路輸出電流不大的情況下，此電路可以很好地降低實(shí)現升壓和負壓電源的成本。
● 具有關(guān)斷功能的34063電路
34063本身不具有關(guān)斷功能，但可以利用它的過(guò)流飽和功能，增加幾個(gè)器件就可以實(shí)現關(guān)斷功能，同時(shí)還可以實(shí)現延時(shí)啟動(dòng)。
圖6是具有關(guān)斷功能的34063電路，R4取510Ω，R6取3.9kΩ。當控制端加一個(gè)高電平，則34063的輸出就變成0V，同時(shí)不影響它的過(guò)流保護功能的正常工作。
將此電路稍加改動(dòng)，就可以得到具有延時(shí)啟動(dòng)功能的34063電路，如圖7所示。
取C11為1μF，R10為510Ω，就可以達到200～500ms的啟動(dòng)延時(shí)(延時(shí)時(shí)間和輸入電壓有關(guān))。這個(gè)電路的缺點(diǎn)就是當峰值電流過(guò)流時(shí)無(wú)法起到保護作用，只能對平均電流過(guò)流起保護作用。
● 恒流恒壓充電電路
恒壓恒流充電電路如圖8所示，可用于給蓄電池進(jìn)行充電，先以500mA電流恒流充電，充到13.8V后變?yōu)楹銐撼潆�，充電電流逐漸減小。
34063的局限性
由34063構成的開(kāi)關(guān)電源雖然價(jià)格便宜、應用廣泛，但它的局限性也是顯而易見(jiàn)的。主要有以下幾點(diǎn)：
(1)效率偏低。對于降壓應用，效率一般只有70%左右，輸出電壓低時(shí)效率更低。這就使它不能用在某些對功耗要求嚴格的場(chǎng)合，比如USB提供電源的應用。
(2)占空比范圍偏小，約在15%～80%，這就限制了它的動(dòng)態(tài)范圍，某些輸入電壓變化較大的應用場(chǎng)合則不適用。
(3)由于采用開(kāi)環(huán)誤差放大，所以占空比不能鎖定，這給電路參數的選擇帶來(lái)麻煩，電感量和電容量不得不數倍于理論計算值，才能達到預期的效果。雖然34063有許多缺點(diǎn)，但對產(chǎn)品利潤空間十分有限的制造商來(lái)說(shuō)，它還是設計開(kāi)關(guān)電源的很好選擇。
圖6 具有關(guān)斷功能的34063電路
圖7 具有延時(shí)啟動(dòng)功能的34063電路
圖8 恒壓恒流充電電路
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