開關電源以高效率著稱??烧{(diào)電壓/電流電源是一個有趣的工具,可用于許多應用中,例如鋰離子/鉛酸/ NiCD-NiMH電池充電器或獨立電源。
可調(diào)開關電源是一種可以調(diào)節(jié)輸出電壓和電流的電源,它可以根據(jù)不同的應用需求,調(diào)節(jié)輸出電壓和電流,以滿足不同設備的電源要求。它的工作原理是將輸入電壓通過可調(diào)開關電源的控制電路,控制變壓器的工作,從而將輸入電壓轉(zhuǎn)換成可以滿足用戶需求的輸出電壓和電流。
可調(diào)開關電源可以根據(jù)不同的應用需求,調(diào)節(jié)輸出電壓和電流,以滿足不同設備的電源要求,而且可以有效地降低電源的損耗,提高電源的可靠性和效率。缺點是價格較高,而且由于可調(diào)開關電源的復雜性,它的維護和保養(yǎng)也比較復雜。
可調(diào)電源在電路調(diào)試中經(jīng)常用到,可調(diào)電源分為兩種2-5v(非0點可調(diào))和0-5v(低至0點可調(diào))可調(diào)兩種。
對于第一種非0點電壓的可調(diào)范圍,其主要是由于開關電源或LDO芯片輸出的最小電壓為一個固定電壓值,非0范圍。因此通過調(diào)節(jié)開關電源或LDO端的反饋電阻的設計模型,其電壓可調(diào)范圍都與芯片的參考電壓有關。
基于開關電源的可調(diào)電壓設計電路
因芯片U2的輸出參考電壓VSENSE管腳為1.22v。因此,通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R8的數(shù)值,其芯片輸出的最低電壓一定不小于1.22v。當然此種方案是手動可調(diào)輸出電壓的設計,如果我們想進行自動調(diào)節(jié)輸出電壓,可以將可調(diào)電阻R8換成數(shù)字電位器,例如MCP42100芯片,其是通過spi通信進行電阻調(diào)節(jié)的,因此其需要與MCU進行配合使用。當然對于小電流的場合,可以采用LDO芯片代替開關電源進行電壓輸出。
優(yōu)點:電源效率高,
缺點:可調(diào)電壓不能從0v可調(diào)
3. 基于0-5v的手動電壓可調(diào)的電路設計
如果可調(diào)電壓從0v開始,那么我們必須要改變參考電壓從0v開始,其思路是電阻分壓+設計跟隨電路。
因運放的輸出電流最大不超過100Ma,因此如果想要增加輸出能力,可以加一個三極管。
其實為了保證輸出電壓的輸出精度,我們一般對于可調(diào)電阻上方的VCC采用一個精度更高、紋波更小的基準穩(wěn)壓芯片,例如REF5025,固定輸出2.5v參考電壓。
優(yōu)點:電路簡單,紋波小
缺點:電源效率低。
便宜且易于構(gòu)建和使用的可調(diào)開關電源方案
恒定電流和恒定電壓調(diào)整[CC,CV]功能1.2V至25V和25mA至3A的控制范圍
易于調(diào)整參數(shù)(最佳使用可變電阻器來控制電壓和電流)
設計遵循EMC規(guī)則(輸入和輸出在同一邊沿,這意味著更低的電壓差和更低的EMI)
在LM2576上安裝散熱器很容易它使用一個真正的分流電阻器(不是PCB跡線)來感應電流,我們可以對輸入施加最大30V的電壓。LM2576-Adj(PS1)可以接受高達40V的輸入電壓,但是REG1(78L09)可以承受輸入端的最大35V(絕對最大額定值)。REG1在放大器(IC1)的穩(wěn)定性中起著重要作用,因此,從輸入電壓閾值降低10V是一個明智的決定。
要設置所需的電壓,只需將電壓表(或電壓設置中的萬用表)連接到輸出,然后旋轉(zhuǎn)R6多圈電位器。要設置所需的電流極限,只需將一個電流表(或電流設置中的萬用表)連接至輸出,然后轉(zhuǎn)動R7多圈電位計即可設置所需的電流極限。不要延長此過程,因為不建議將輸出保持在短路狀態(tài)。
基于0-5v的自動電壓可調(diào)的電路設計
自動電壓可調(diào)的電路可以采用數(shù)字電位器或者DAC進行參考電壓的輸出。采用數(shù)字電位器的電路就是將可調(diào)電阻替換為數(shù)字電阻,并增加MCU進行電阻調(diào)節(jié),不再敘述。但是采用DAC芯片進行電壓可調(diào),一般成本比較貴。另外,DAC芯片一般需要一個精度很高的參考電壓,以及跟MCU通信,因此此種設計一般不是使用。
使用可調(diào)開關電源時,應注意以下幾點:
1.確保輸入電壓與可調(diào)開關電源的輸入電壓相匹配;
2.確保輸出電壓與可調(diào)開關電源的輸出電壓相匹配;
3.確??烧{(diào)開關電源的輸入電壓和輸出電壓之間的差異不超過允許的最大值;
4.確??烧{(diào)開關電源的輸入電流和輸出電流之間的差異不超過允許的最大值;
5.確??烧{(diào)開關電源的輸入電壓和輸出電壓之間的頻率相同;
6.確保可調(diào)開關電源的輸入電流和輸出電流之間的頻率相同;
7.確??烧{(diào)開關電源的輸入電壓和輸出電壓之間的相位差異不超過允許的最大值;
8.確保可調(diào)開關電源的輸入電流和輸出電流之間的相位差異不超過允許的最大值;
9.確??烧{(diào)開關電源的輸入電壓和輸出電壓之間的功率因素相同;
10.確??烧{(diào)開關電源的輸入電流和輸出電流之間的功率因素相同。
可調(diào)開關電源的工作流程主要包括以下幾個步驟:1.輸入電源的轉(zhuǎn)換;2.開關控制;3.調(diào)節(jié)電壓;4.調(diào)節(jié)電流;5.調(diào)節(jié)功率;6.輸出電壓穩(wěn)定;7.輸出電流穩(wěn)定;8.輸出功率穩(wěn)定。