一種基于L4970A的雙路10A輸出的開關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計

　　11腳：反饋輸入端，直接接Uo時輸出電壓Uo為固定51V，如果經(jīng)分壓器時Uo可獲得40V以下的輸出電壓。

　　12腳：軟起動端，外接起動電容Cs，以決定軟起動時間。

　　13腳：同步輸入端，用于多片同時使用。

　　14腳：內(nèi)部51V基準(zhǔn)電壓輸出端。

　　15腳：驅(qū)動級起動電路的引出端，接內(nèi)部12V基準(zhǔn)電壓。

23電路原理與工作過程

　　如圖2所示，L4970A芯片內(nèi)部主要由基準(zhǔn)電壓源、鋸齒波發(fā)生器、40kHz振蕩器、誤差放大器、PWM比較器和PWM鎖存器、驅(qū)動級、DMOS開關(guān)管、兩級或門構(gòu)成觸發(fā)器、或非門、欠過壓檢測、限流取樣電阻Rs、限流比較器、過熱保護(hù)、軟起動以及掉電復(fù)位等組成。工作過程如下：首先把輸出電壓Uo或經(jīng)R1、R2和RP組成的取樣電路提供的反饋電壓Uf和51V基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生誤差電壓Ur；再將Ur和UJ做比較(見圖)，獲得PWM信號，該信號經(jīng)或非門驅(qū)動DMOS功率管，最后利用外接的L、VD、C構(gòu)成的降壓輸出電路，得到穩(wěn)定輸出電壓。在圖2中，將輸入Ui加到鋸齒波發(fā)生器上，目的是提供一個前饋信號，使

器件在很寬的輸入電壓范圍內(nèi)具有良好的穩(wěn)壓性能。

24關(guān)鍵外圍元件參數(shù)選擇

　　當(dāng)開關(guān)頻率f取100kHz、200kHz、500kHz，定時電阻RJ取16kΩ時，定時電容CJ分別取47μF、22μF、680pF。輸出電壓：

U0=(R1＋RP1＋R2)×51/R2(V)

式中R2一般取47kΩ，R1取≥20Ω，電位器RP取值視輸出電壓的大小和調(diào)整范圍而定，最大不超過40kΩ。開關(guān)頻率f和自舉電容Cb的對應(yīng)關(guān)系如下：100kHz、033μF；200kHz、022μF；500kHz、01μF。儲能電感L一般取（40～150）μH[2][3]。電源的效率和輸出電壓Uo的關(guān)系是當(dāng)Uo≥22V時，f=500kHz,η=92％;f=200kHz,η=94％;f=100kHz,η=95％[4][5]。

3基于L4970A實現(xiàn)的雙路10A輸出電壓

可調(diào)的開關(guān)穩(wěn)壓電源該開關(guān)穩(wěn)壓電源是為某半導(dǎo)體致冷裝置的電源系統(tǒng)設(shè)計的，具體電路如圖3所示。它主要是由兩片L4970A芯片和一片7805芯片組成。兩片L4970A芯片及其外圍電路組成兩路10A輸出且電壓在51V～40V之間可調(diào)的穩(wěn)定電壓，分別為兩個串聯(lián)的半導(dǎo)體致冷器件提供電源。一片7805及其外圍電路產(chǎn)生精確的＋5V電壓，為半導(dǎo)體致冷裝置的單片微控器提供電源。為了避免干擾，將兩片L4970A的同步輸入13腳短接，這樣它們就共用一路由IC1芯片鋸齒波振蕩器產(chǎn)生的開關(guān)頻率f,f大小由R4、C9確定，按圖中參數(shù)f為200kHz。LED1和LED2兩發(fā)光管分別用于兩路正常輸出指示。兩片L4970A其余部分完全相同，故僅對IC1外圍元件做一簡單介紹：C1、C2為輸入濾波電容，亦可用一只6800μF/50V電解電容代替，R1、R2構(gòu)成分壓器，以設(shè)定復(fù)位閾值電壓UIL值，圖中UIL為11V，即輸入UIL≤11V時，輸出Uo為0V，且復(fù)位輸出也為0V。C3、C4分別是芯片內(nèi)部＋12V和＋51V基準(zhǔn)電壓濾波電容。C5為軟起動電容，C6為復(fù)位延遲電容。C8、R3是誤差放大器的頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。C7用于高頻補(bǔ)償。R4、C9是確定兩個芯片開關(guān)頻率的定時電阻和電容。C10為自舉電容。VD是續(xù)流二極管，采用MRB2080(20A/80V)肖特基整流共陰極對管，僅用其中一只，另一只備用。C11和R5構(gòu)成吸收網(wǎng)絡(luò)，用以限制儲能電感L在內(nèi)部功率開關(guān)管關(guān)斷瞬間產(chǎn)生的尖峰電壓和dv/dt，保護(hù)功率管和續(xù)流二極管不被損壞。C12為輸出濾波電容，采用三只220μF/50V電解電容并聯(lián)，使其等效電感大為降低，RP1、R8和R9構(gòu)成分壓器為11腳提供反饋電壓Uf，以確定輸出電壓UO1大小，調(diào)整電位器RP1使輸出電壓UO1在55V～40V之間變化。同理，調(diào)整電位器RP2使第二路的輸出電壓UO2也在55V～40V之間變化。

4結(jié)語實際制作時，應(yīng)注意：

　　(1)兩片L4970A芯片的信號地和功率地應(yīng)分別在各自的輸出端匯合后再連接在一起，以減少熱噪聲干擾；

　　(2)應(yīng)采用體積小、效率高的黑色叉指式或筋片式散熱器，且盡量遠(yuǎn)離電源變壓器和其它大功率器件，以提高散熱效率。

　　經(jīng)實測，該電源的輸出電壓大于20V時，兩路效率均在90％以上，整個電源的體積要比用線性器件時縮小1/3。