山特UPS电源C3KS稳压器的直流输出电压都会保持稳定。直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展,对电子设备的供电电源提出了高的要求。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,山特UPS电源C3KS这款DC-DC稳压电源的体积很小,但它能提供2A 甚至X高达3A 的输出电流,并且其性能指标非常好,完全可以满足电子爱好者们在DIY 时的要求,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。
山特UPS电源C3KS工作原理简介
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X高可达3A,其X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,该集成电路集成电路 集成电路是采用半导体制作工艺,在一块较小的单晶硅片上制作上许多晶体管及电阻器、电容器等元器件,并按照多层布线或遂道布线的方法将元器件组合成完整的电子电路。它在电路中用字母"IC"(也有用文字符号"N"等)表示。 [全文]的外围电路也十分简单,非常容易应用。
图1 是MP1593 典型的外部应用电路及部分内部原理图图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:
山特UPS电源C3K 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,
山特UPS电源C3KMOS 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,因此加在二极管二极管 二极管又叫半导体二极管、晶体二极管,是X常用的基本电子元件之一。二极管只往一个方向传送电流,由p型半导体和n型半导体形成的p-n结构成,在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场。当不存在外加电压时,由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。 [全文]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。 电阻电阻 电阻,物质对电流的阻碍作用就叫该物质的电阻。电阻小的物质称为电导体,简称导体。电阻大的物质称为电绝缘体,简称绝缘体。 [全文]R1 与R2 组成的分压电路从输出电压Vout端取出采样电压,然后通过pin 5 端送到IC 内部的误差电压放大器Y3 的反相输入端,与IC 内部设置的加在同相端的基准电压1.22V 进行比较,SANTAK深圳山特C3KS从而使误差电压放大器Y3 的输出电压Ua 产生相应的变化,此电压Ua 被送到IC 内部的电流比较器Y2 的反相输入端;另一方面,IC 内部电阻R '通过对输出回路中的电流进行采样,取得一个采样电压。此电压经电流传感放大器Y1 进行放大后得到电压Ub,此电压被送到电流比较器Y2 的同相输入端。MOSFET管的应用
近年来,金属氧化物绝缘栅场效应管的制造工艺飞速发展,使之漏源极耐压(VDS)达kV以上,漏源极电流(IDS)达50A已不足为奇,因而被广泛用于高频功率放大和开关电路中。
SANTAK深圳山特C3KS 除此而外,还有双极性三极管与MOS FET管的混合产品,即所谓IGBT绝缘栅双极晶体管。顾名思义,它属MOS FET管作为前X、双极性三极管作为输出的组合器件。因此,IGBT既有绝缘栅场效应管的电压驱动特性,又有双极性三极管饱合压降小和耐压高的输出特性,其关断时间达到0.4μs以下,VCEO达到1.8kV,ICM达到100A的水平,目前常用于电机变频调速、大功率逆变器和开关电源等电路中。
SANTAK深圳山特C3KS 一般中功率开关电源逆变器常用MOS FET管的并联推挽电路。MOS FET管漏-源极间导通电阻,具有电阻的均流特性,并联应用时不必外加均流电阻,漏源极直接并联应用即可。而栅源极并联应用,则每只MOS FET管必须采用单X的栅极隔离电阻,避免各开关管栅极电容并联形成总电容增大,导致充电电流增大,使驱动电压的建立过程被延缓,开关管导通损耗增大。
二、MOSFET的驱动
SANTAK深圳山特C3KS近年来,随着MOS FET生产工艺的改进,各种开关电源、变换器都广泛采用MOS FET管作为高频高压开关电路,但是,X于驱动MOS FET管的集成电路国内极少见。驱动MOS FET管的要求是,低输出阻抗,内设灌电流驱动电路。所以,普通用于双极型开关管的驱动IC不能直接用于驱动场效应管。本机由5个按键组成,分别是功能键、加1键、减1键、快捷变换键和输出切换键。这5个按键的功能描述如下:
功能键:按该键进入设置状态。
加1键:未进入设置状态直接按该键时,每按一次加0.1V,可以快速连加。进入设置状态后,每按一次显示数字加1。
减1键:未进入设置状态直接按该键时,每按一次减少0.1V,可以快速连减。进入设置状态后,每按一次显示数字减1。
快捷变换键:每按一次,按预置值更改输出电压,预置值为3、5、6、9和12V。
输出切换键:当有电压输出时,按下该键立即切断输出;无电压输出时,按下并保持约1.5s后产生输出。
本机由控制板和主电源板两部分组成,下面分别介绍。