单片降压式开关稳压器LM2576-ADJ及其应用

1 　引言
开关电源以其体积小、重量轻、变换效率高被广泛应用于电子设备中。其电路拓扑有多种形式,无工频变压器的开关电源最具吸引力,但这种电源只适用于输出电压固定或变化范围不大的场合,而不适和要求输出电压幅度变化很大或连续可调的场合。利用单片式开关稳压器LM2576-ADJ 替代线性稳压器构成串联开关式稳压电源,在电路中只需增加续流二极管和储能电感等几只元器件,使电路更加简洁,除具有线性电源宽范围连续可调的优点外,同时使电源效率得到了大幅度提高,在负载较轻时,不加散热器也能正常工作,又使整机的重量和体积有所减少。

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最小值,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。