基于開關(guān)穩(wěn)壓型集成電路的開關(guān)電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種開關(guān)電源，特別是一種基于開關(guān)穩(wěn)壓型集成電路的開關(guān)電源。
【背景技術(shù)】
[0002]在電子愛好者的日常電子設(shè)計與制作中，需要用到電源模塊對設(shè)計產(chǎn)品進行電源供電，沒有電源任何的設(shè)備都無法工作。在平時的電源使用中，大部分都是使用線性電源，但是線性電源會面臨一個問題那就是效率低、發(fā)熱嚴重、輸出的功率一般較低。而開關(guān)電源雖然具有效率高、穩(wěn)定可靠地特點，但這些開關(guān)電源大部分都是成本高、體積大、使用復(fù)雜，不適合學(xué)生和電子愛好者使用。還有些開關(guān)電源在電路原理設(shè)計及PCB上的電磁兼容設(shè)計上還存在缺陷。如公告號為CN103326558的專利提供了一種高效大功率可調(diào)穩(wěn)壓電源，其設(shè)計時輸出電壓是可調(diào)的，且大于10V，因此需要在電路的反饋網(wǎng)絡(luò)中加入一個前饋電容，同時與輸出電壓調(diào)節(jié)電阻并聯(lián)，這個電容可以是電路格外穩(wěn)定，而公告號為CN103326558的專利并沒有采用這種設(shè)計。該專利在儲能電感的選擇上也只是說明選用大功率的電感并沒有說明選擇采用磁屏蔽設(shè)計的電感。因此該專利在電路的設(shè)計上存在一些不合理之處，若對產(chǎn)品供電將會對產(chǎn)品的調(diào)試產(chǎn)生一定的影響。
[0003]另外，在PCB設(shè)計上電磁兼容性設(shè)計不合理常見的就是手機充電器在給手機充電時發(fā)現(xiàn)手機屏幕的觸摸感應(yīng)不靈敏，甚至經(jīng)常是誤輸入。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:提供一種高效率、低成本、性能穩(wěn)定的基于開關(guān)穩(wěn)壓型集成電路的開關(guān)電源，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的效率低、成本高、體積大和電路設(shè)計不合理的不足之處。
[0005]解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是:一種基于開關(guān)穩(wěn)壓型集成電路的開關(guān)電源，包括開關(guān)穩(wěn)壓型集成電路、儲能電感L1、儲能電感L2、穩(wěn)壓二極管D1、可調(diào)電壓電阻反饋網(wǎng)絡(luò)、前饋電容電路、濾波電路，
[0006]所述的開關(guān)穩(wěn)壓型集成電路包括穩(wěn)壓器Ul，該穩(wěn)壓器Ul型號為LM2596 ；
[0007]所述的可調(diào)電壓電阻反饋網(wǎng)絡(luò)包括可調(diào)電阻Rl和固定電阻R2，
[0008]所述的前饋電容電路包括電容Cl，
[0009]所述的濾波電路包括直流輸入電源濾波電路和直流穩(wěn)壓濾波電路，其中直流輸入電源濾波電路包括并聯(lián)在一起的電解電容C2和電容C3，直流穩(wěn)壓濾波電路包括電解電容C4和電容C5 ；
[0010]所述的穩(wěn)壓器Ul第I腳與串接有儲能電感LI的直流輸入電源正極連接，穩(wěn)壓器Ul的第3腳接地線GND，第5腳外接PWM波形發(fā)生器或接地線GND，穩(wěn)壓器Ul的第2腳接穩(wěn)壓二極管Dl的陰極和儲能電感L2的一端，儲能電感L2的另一端接直流穩(wěn)壓輸出電源的正極，穩(wěn)壓二極管Dl的陽極接地線GND ;穩(wěn)壓器Ul的第4腳接可調(diào)電阻Rl和固定電阻R2的一端，可調(diào)電阻Rl的另一端接直流穩(wěn)壓輸出電源的正極，固定電阻R2的另一端接地線GND ；所述的電容Cl并聯(lián)在可調(diào)電阻Rl的兩端，所述的電解電容C2和電容C3的一端分別與串接有儲能電感LI的直流輸入電源正極連接，電解電容C2和電容C3的另一端分別與地線GND連接；電解電容C4、電容C5的一端分別與直流穩(wěn)壓輸出電源的正極連接，電解電容C4、電容C5的另一端分別與地線GND連接。
[0011]本實用新型的進一步技術(shù)方案是:所述的穩(wěn)壓器Ul型號為LM2596ADJ。
[0012]本實用新型的再進一步技術(shù)方案是:所述的儲能電感L1、儲能電感L2均采用磁屏蔽型儲能電感。
[0013]由于采用上述結(jié)構(gòu)，本實用新型之基于開關(guān)穩(wěn)壓型集成電路的開關(guān)電源與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
[0014]1.效率高:
[0015]由于本實用新型包括開關(guān)穩(wěn)壓型集成電路、儲能電感L1、穩(wěn)壓二極管D1、可調(diào)電壓電阻反饋網(wǎng)絡(luò)、前饋電容電路、濾波電路，設(shè)計所采用的是專用的開關(guān)電源芯片LM2596ADJ，其工作時的開關(guān)頻率可以達到150KHz，通過外接PWM脈沖可以控制穩(wěn)壓器內(nèi)部的開關(guān)器件進行開關(guān)輸出電壓以及具有內(nèi)部功耗小的特點使其效率可以達到70%以上，比線性電源的效率要高，同時可以提供1.2V?30V可調(diào)的輸出電壓和3A的輸出電流，在提供功率參數(shù)上可以具有較寬的應(yīng)用范圍。
[0016]2.成本低:
[0017]由于本實用新型的穩(wěn)壓器采用的型號是LM2596ADJ，該LM2596ADJ具有成本低、電路設(shè)計簡單的特點，只需在外圍添加少量的電子元件就可以組成一個完整的開關(guān)電源電路，使電路的設(shè)計簡單、成本低。因此，本實用新型在電路設(shè)計和制作上簡單，生產(chǎn)成本較低，便于普及使用。
[0018]3.性能穩(wěn)定:
[0019]由于本實用新型的輸出電壓是可調(diào)的，因此，本實用新型在可調(diào)電阻Rl的兩端并聯(lián)有由電容Cl構(gòu)成的前饋電容電路，從而可以使輸出電壓穩(wěn)定；另外，本實用新型的儲能電感L1、L2采用有磁屏蔽設(shè)計的儲能電感，在電路的設(shè)計上比較合理，從而可避免手機充電時出現(xiàn)的觸摸感應(yīng)不靈敏、誤輸入等現(xiàn)象，同時，在電路設(shè)計上考慮了電磁兼容性的設(shè)計，電源對用電設(shè)備的影響少，在具體元件上使用了前饋電容、采用磁屏蔽的儲能電感，因此，對于低成本的開關(guān)電源來說，本設(shè)計在普及使用上具有較大的優(yōu)勢。
[0020]4.設(shè)計簡單、體積小:
[0021]由于本實用新型的穩(wěn)壓器采用的型號是LM2596ADJ，該LM2596ADJ是一種在電流輸出可達到3A，輸出電壓達1.2?37V，輸入電壓可高達40V的可調(diào)開關(guān)穩(wěn)壓型集成電路，其內(nèi)部集成保護電路、電流限制、熱關(guān)斷電路等，同時，它也具有成本低、電路設(shè)計簡單的特點，只需在外圍添加少量的電子元件就可以組成一個完整的開關(guān)電源電路，使電路的設(shè)計簡單、體積小。
[0022]5.適用范圍廣:
[0023]由于本實用新型的穩(wěn)壓器采用的型號是LM2596ADJ，該LM2596ADJ集成電路具有高寬度的輸入輸出電壓，可以適應(yīng)較多場合使用，特別適合于學(xué)生和電子愛好者設(shè)計制作產(chǎn)品時一種好的供電選擇。
[0024]下面，結(jié)合附圖和實施例對本實用新型之基于開關(guān)穩(wěn)壓型集成電路的開關(guān)電源的技術(shù)特征作進一步的說明。
【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型之基于開關(guān)穩(wěn)壓型集成電路的開關(guān)電源的電路原理圖。
[0026]圖1中的加粗線在PCB布線中采用寬度大的線徑。
【具體實施方式】
[0027]實施例一:
[0028]一種基于開關(guān)穩(wěn)壓型集成電路的開關(guān)電源，包括開關(guān)穩(wěn)壓型集成電路、儲能電感L1、儲能電感L2、穩(wěn)壓二極管D1、可調(diào)電壓電阻反饋網(wǎng)絡(luò)、前饋電容電路、濾波電路。
[0029]所述的開關(guān)穩(wěn)壓型集成電路包括穩(wěn)壓器Ul，該穩(wěn)壓器Ul型號為LM2596ADJ ；
[0030]所述的儲能電感L1、儲能電感L2均采用磁屏蔽型儲能電感。
[0031]穩(wěn)壓二極管Dl采用IN5825快恢復(fù)二極管；
[0032]所述的可調(diào)電壓電阻反饋網(wǎng)絡(luò)包括可調(diào)電阻Rl和固定電阻R2，通過改變可調(diào)電阻Rl即可改變分壓比例；
[0033]所述的前饋電容電路包括電容Cl，
[0034]所述的濾波電路包括直流輸入電源濾波電路和直流穩(wěn)壓濾波電路，其中直流輸入電源濾波電路包括并聯(lián)在一起的電解電容C2和電容C3，直流穩(wěn)壓濾波電路包括電解電容C4和電容C5 ;這些電路及元件都是為了提高電路的穩(wěn)定性來進行設(shè)計的。
[0035]所述的穩(wěn)壓器Ul第I腳與串接有儲能電感LI的直流輸入電源(35V)正極連接，穩(wěn)壓器Ul的第3腳接地線GND，第5腳外接PWM波形發(fā)生器，也可以接地線GND，穩(wěn)壓器Ul的第2腳接穩(wěn)壓二極管Dl的陰極和儲能電感L2的一端，儲能電感L2的另一端接直流穩(wěn)壓輸出電源(1.2V?30V)的正極，穩(wěn)壓二極管Dl的陽極接地線GND ;穩(wěn)壓器Ul的第4腳接可調(diào)電阻Rl和固定電阻R2的一端，可調(diào)電阻Rl的另一端接直流穩(wěn)壓輸出電源的正極，固定電阻R2的另一端接地線GND ;所述的電容Cl并聯(lián)在可調(diào)電阻Rl的兩端，所述的電解電容C2和電容C3的一端分別與串接有儲能電感LI的直流輸入電源正極連接，電解電容C2和電容C3的另一端分別與地線GND連接；電解電容C4、電容C5的一端分別與直流穩(wěn)壓輸出電源的正極連接，電解電容C4、電容C5的另一端分別與地線GND連接。
[0036]在PCB布線中，反饋線要遠離電感，電路附圖中的粗線一定要短，最好用地線屏蔽，調(diào)節(jié)輸出電壓的可調(diào)電阻R1、固定電阻R2要靠近穩(wěn)壓器的第4腳。在開關(guān)調(diào)節(jié)器中，PCB版面布局也是非常重要，開關(guān)電流與環(huán)線電感密切相關(guān)，由這種環(huán)線電感所產(chǎn)生的暫態(tài)電壓往往會引起許多問題。要使這種感應(yīng)最小、地線形成回路，在圖1中所示的粗線部分在PCB板上要印制得寬一點，且要盡可能地短。為了取得最好的效果，外接元器件要盡可能地靠近開關(guān)型集成電路，最好用地線屏蔽或單點接地。
【主權(quán)項】
1.一種基于開關(guān)穩(wěn)壓型集成電路的開關(guān)電源，其特征在于:包括開關(guān)穩(wěn)壓型集成電路、儲能電感L1、儲能電感L2、穩(wěn)壓二極管D1、可調(diào)電壓電阻反饋網(wǎng)絡(luò)、前饋電容電路、濾波電路， 所述的開關(guān)穩(wěn)壓型集成電路包括穩(wěn)壓器Ul，該穩(wěn)壓器Ul型號為LM2596 ； 所述的可調(diào)電壓電阻反饋網(wǎng)絡(luò)包括可調(diào)電阻Rl和固定電阻R2， 所述的前饋電容電路包括電容Cl， 所述的濾波電路包括直流輸入電源濾波電路和直流穩(wěn)壓濾波電路，其中直流輸入電源濾波電路包括并聯(lián)在一起的電解電容C2和電容C3，直流穩(wěn)壓濾波電路包括電解電容C4和電容C5 ； 所述的穩(wěn)壓器Ul第I腳與串接有儲能電感LI的直流輸入電源正極連接，穩(wěn)壓器Ul的第3腳接地線GND，第5腳外接PWM波形發(fā)生器或接地線GND，穩(wěn)壓器Ul的第2腳接穩(wěn)壓二極管Dl的陰極和儲能電感L2的一端，儲能電感L2的另一端接直流穩(wěn)壓輸出電源的正極，穩(wěn)壓二極管Dl的陽極接地線GND;穩(wěn)壓器Ul的第4腳接可調(diào)電阻Rl和固定電阻R2的一端，可調(diào)電阻Rl的另一端接直流穩(wěn)壓輸出電源的正極，固定電阻R2的另一端接地線GND ；所述的電容Cl并聯(lián)在可調(diào)電阻Rl的兩端，所述的電解電容C2和電容C3的一端分別與串接有儲能電感LI的直流輸入電源正極連接，電解電容C2和電容C3的另一端分別與地線GND連接；電解電容C4、電容C5的一端分別與直流穩(wěn)壓輸出電源的正極連接，電解電容C4、電容C5的另一端分別與地線GND連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于開關(guān)穩(wěn)壓型集成電路的開關(guān)電源，其特征在于:所述的穩(wěn)壓器Ul型號為LM2596ADJ。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于開關(guān)穩(wěn)壓型集成電路的開關(guān)電源，其特征在于:所述的儲能電感L1、儲能電感L2均采用磁屏蔽型儲能電感。
【專利摘要】一種基于開關(guān)穩(wěn)壓型集成電路的開關(guān)電源，涉及一種開關(guān)電源，包括開關(guān)穩(wěn)壓型集成電路、儲能電感、穩(wěn)壓二極管D1、可調(diào)電壓電阻反饋網(wǎng)絡(luò)、前饋電容電路、濾波電路，所述的開關(guān)穩(wěn)壓型集成電路包括穩(wěn)壓器U1，可調(diào)電壓電阻反饋網(wǎng)絡(luò)包括可調(diào)電阻R1和固定電阻R2，前饋電容電路包括電容C1，濾波電路包括直流輸入電源濾波電路和直流穩(wěn)壓濾波電路，直流輸入電源濾波電路包括并聯(lián)在一起的電解電容C2和電容C3，直流穩(wěn)壓濾波電路包括電解電容C4和電容C5。本實用新型的開關(guān)電源效率高，可提供1.2V～30V的輸出電壓和3A的輸出電流；還具有成本低，性能穩(wěn)定、設(shè)計簡單、體積小的特點，特別適合于學(xué)生和電子愛好者設(shè)計制作產(chǎn)品時使用。
【IPC分類】H02M1-14, H02M3-156
【公開號】CN204349799
【申請?zhí)枴緾N201420794057
【發(fā)明人】肖振興, 楊志友, 黃鶯, 賈雪濤, 于維佳, 潘羽
【申請人】柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月12日