引言

　　隨著信息技術(shù)與集成電路的高速發(fā)展,，電子產(chǎn)品逐漸向智能化、小型化,、低功耗方面發(fā)展,，同時(shí)電源必須做到小體積、高效率,、低功耗,，以適應(yīng)電子產(chǎn)品的高速發(fā)展。因此,，高度集成的PWM控制器在電子產(chǎn)品中得到了廣泛應(yīng)用,。

　　易亨(AnachiD)電子公司推出的降壓型PWM控制器APl510可以廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品的電源中。由于APl510芯片內(nèi)包含基準(zhǔn)電壓源,、振蕩電路,、誤差放大器、內(nèi)部PMOS開(kāi)關(guān)管等電路,，所以只須外加電感,、電容、二極管等少量元器件,，便可組成小體積,、高效率的降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。

　　l APl5lO的工作原理

　　APl510的原理框圖如圖1所示,。

        1.1 引腳功能及描述
        腳1 (FB)反饋端,，誤差放大器的反相輸入，通過(guò)分壓電阻連接電源輸出端,。
        腳2 (EN)使能端,，工作或待機(jī)控制，高電平：正常運(yùn)行,，低電平

：待機(jī)運(yùn)行,。
        腳3(OCSET)輸出電流設(shè)定端，通過(guò)外部電阻設(shè)定最大輸出電流,。
        腳4 (VCC IC)電源輸入正端,。
        腳5、6 (Output)開(kāi)關(guān)輸出端,，P溝MOS場(chǎng)效應(yīng)管漏極,，連接外部續(xù)流二極管和電感。
        腳7,、8 (VSS IC)電源輸入負(fù)端,。

　　1.2 工作原理

　　由圖1可知,，APl510由基準(zhǔn)電壓源、振蕩電路,、誤差放大器,、PWM控制器、過(guò)熱關(guān)斷控制電路以及P溝MOS場(chǎng)效應(yīng)管等部件組成,。

　　基準(zhǔn)電壓源為芯片內(nèi)部電路提供穩(wěn)定的供電電壓,，并為誤差放大器的同相輸入端提供0.8V的電壓基準(zhǔn)。它具有軟啟動(dòng)功能,，可以防止電源啟動(dòng)時(shí)的沖擊,，它還具有欠壓鎖定功能，當(dāng)輸入電壓低于3.3V時(shí)APl510停止工作,；當(dāng)輸入電壓高于3.5V時(shí),，它自動(dòng)恢復(fù)工作。

　　振蕩電路產(chǎn)生300 kHz的振蕩波形,，當(dāng)發(fā)生過(guò)流保護(hù)或短路保護(hù)時(shí),，工作頻率將從300kHz減小到30kHz。

　　輸出電壓的取樣信號(hào)進(jìn)入誤差放大器的反相輸入端,，經(jīng)比較后進(jìn)入PWM控制器，輸出占空比變化的方波去驅(qū)動(dòng)內(nèi)部的P溝M0S管：APl510調(diào)節(jié)脈沖的占空比可以從0％～100％,，這使得APl510可以在很寬的輸入電壓范圍內(nèi)正常工作,。

　　過(guò)熱關(guān)斷電路使芯片結(jié)溫達(dá)到125℃時(shí)關(guān)斷，保護(hù)芯片不會(huì)因?yàn)檫^(guò)熱而損壞,。其恢復(fù)溫度為100℃,，25℃的溫度回差確保芯片過(guò)熱保護(hù)時(shí)不會(huì)振蕩。

　　APl510內(nèi)部具有P溝MOS管的限流功能,，其計(jì)算方法為

       
        式中：
        ILOAD為內(nèi)部P溝MOS管設(shè)定的工作電流，APl51O中MOS管的最大工作電流為3 A,；
        RDS(ON)為APl510中MOS管的導(dǎo)通電阻,，其值為100mΩ；
        IOCSET為APl5lO中內(nèi)部恒流源的工作電流,，其值為100μA,；
        ROCSET為腳OCSER對(duì)地的外接電阻。

　　APl510的輸入電壓范圍為3.6～23V,，由于內(nèi)置了P溝MOS管,，所以只需外加電感、電容,、二極管等,，便可組成降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源,。由于采用固定頻率工作方式，因而內(nèi)部補(bǔ)償電路簡(jiǎn)單,，輸出紋波低,，瞬態(tài)響應(yīng)好，電源的效率也很高,。

　　2 應(yīng)用電路

　　圖2所示的電路是一個(gè)由APl510組成的典型降壓型DC／DC變換器,，其輸入電壓為12 V，輸出電壓為5V,。

　　
        圖2電路中RA,、RB為輸出電壓設(shè)定電阻，輸出電壓VOUT與RA,、RB阻值的關(guān)系如式(1)所列,。

ROCSET為MOS管最大電流設(shè)定電阻，M0S管最大電流,，IMOS與ROCET的關(guān)系如式(2)所列,。

        式中：RMOS為MOS管導(dǎo)通電阻，VIN=12V時(shí),，RMOS典型值100mΩ,。

　　對(duì)于電壓調(diào)整率要求較高的場(chǎng)合，圖2所示的電路就可能達(dá)不到要求了,，而圖3所示的電路不僅有電壓調(diào)整率補(bǔ)償功能,，而且具有待機(jī)功能。它能直接受到CPU或者其它數(shù)字電路的電平控制,，即可進(jìn)行“工作／待機(jī)”模式切換,，不需要另加接口電路。

　　
        圖3中成為補(bǔ)償電阻,，輸入電壓越高反饋越強(qiáng),，它起到電壓補(bǔ)償作用；Q1,、Q2用于“開(kāi)機(jī)／待機(jī)”控制,，同時(shí)起到待機(jī)時(shí)切斷補(bǔ)償?shù)淖饔谩?shí)際應(yīng)用過(guò)程中可以根據(jù)輸入電壓范圍不同決定R2的大小,，特別是輸入電壓較低時(shí)(如6~12V)效果顯著,，輸入電壓較高(如12~20V)則可省略。

　　3 試驗(yàn)結(jié)果

　　按圖2所示電路,，設(shè)計(jì)并調(diào)試了一個(gè)5 V輸出的穩(wěn)壓器,，測(cè)試結(jié)果如下。

        1）電壓調(diào)整率如表l所列,。

        2）負(fù)載調(diào)整率如表2所列,。

　　
        3）輸出電流與效率的關(guān)系如圖4所示,。

4）

        4）輸出紋波如圖5所示。

        5）輸入電壓與占空比的關(guān)系如圖6所示,。

        測(cè)試條件,，負(fù)載電阻：5Ω。CHl為0utput腳輸出電壓波形,，CH2為輸入電壓波形,，量程均為2.00V／div。圖6(a)中輸入電壓為5.50V,，工作頻率300 kHz,，占空比約90％。圖6(b)中輸入電壓為5.20V,，工作頻率已經(jīng)降低到50kHz,，占空比進(jìn)一步增大，占空比約95％,。圖6(c)中輸入電壓為5.15V,，占空比寬度已經(jīng)為100％，開(kāi)關(guān)管處于直通狀態(tài),。

　　由于APl510的占空比可達(dá)100%,，在VIN=5.5V時(shí)VOET=4.85V，VIN=6V時(shí)VOUT=4.89 V,，這對(duì)一般的PWM控制器來(lái)說(shuō)是很難做到的,。雖然APl510有很多優(yōu)點(diǎn)，但它的電壓調(diào)整率典型值為1％,。從電壓調(diào)整數(shù)據(jù)看來(lái)，特別是在輸入電壓較低的情況下APl510電壓調(diào)整率不是太高,。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　降壓型PWM控制器APl510集成度高,，內(nèi)部P溝MOS管導(dǎo)通電阻小，占空比能達(dá)到100％,，由它組成的降壓型穩(wěn)壓器,，電路簡(jiǎn)單、效率高,，因而在電子產(chǎn)品的電源中有著廣泛的應(yīng)用,。