降压型开关稳压器APl510

  随着信息技术与集成电路的快速地发展，电子科技类产品逐渐向智能化、小型化、低功耗方面发展，同时电源必须做到小体积、高效率、低功耗，以适应电子科技类产品的快速地发展。因此，高度集成的PWM控制器在电子科技类产品中得到了大范围的应用。

  易亨(AnachiD)电子公司推出的降压型PWM控制器APl510可以广泛应用于电子科技类产品的电源中。由于APl510芯片内包含基准电压源、振荡电路、误差放大器、内部PMOS开关管等电路，所以只须外加电感、电容、二极管等少量元器件，便可组成小体积、高效率的降压开关稳压电源。

  脚1 (FB)反馈端，误差放大器的反相输入，通过分压电阻连接电源输出端。

  脚5、6 (Output)开关输出端，P沟MOS场效应管漏极，连接外部续流二极管和电感。

  由图1可知，APl510由基准电压源、振荡电路、误差放大器、PWM控制器、过热关断控制电路以及P沟MOS场效应管等部件组成。

  基准电压源为芯片内部电路提供稳定的供电电压，并为误差放大器的同相输入端提供0.8V的电压基准。它具有软启动功能，可以有效的预防电源启动时的冲击，它还具有欠压锁定功能，当输入电压低于3.3V时APl510停止工作;当输入电压高于3.5V时，它自动恢复工作。

  振荡电路产生300 kHz的振荡波形，当发生过流保护或短路保护时，工作频率将从300kHz减小到30kHz。

  输出电压的取样信号进入误差放大器的反相输入端，经比较后进入PWM控制器，输出占空比变化的方波去驱动内部的P沟M0S管：APl510调节脉冲的占空比可以从0%～100%，这使得APl510可以在很宽的输入电压范围内正常工作。

  过热关断电路使芯片结温达到125℃时关断，保护芯片不会因为过热而损坏。其恢复温度为100℃，25℃的温度回差确保芯片过热保护时不会振荡。

  ILOAD为内部P沟MOS管设定的工作电流，APl51O中MOS管的最大工作电流为3 A;

  APl510的输入电压范围为3.6～23V，由于内置了P沟MOS管，所以只需外加电感、电容、二极管等，便可组成降压型开关稳压电源。由于采用固定频率工作方式，因而内部补偿电路简单，输出纹波低，瞬态响应好，电源的效率也很高。

  图2所示的电路是一个由APl510组成的典型降压型DC/DC变换器，其输入电压为12 V，输出电压为5V。

  图2电路中RA、RB为输出电压设定电阻，输出电压VOUT与RA、RB阻值的关系如式(1)所列。

  ROCSET为MOS管最大电流设定电阻，M0S管最大电流，IMOS与ROCET的关系如式(2)所列。

  对于电压调整率要求比较高的场合，图2所示的电路就可能达不到要求了，而图3所示的电路不仅有电压调整率补偿功能，而且具有待机功能。它能直接受到CPU或者其它数字电路的电平控制，即可进行“工作/待机”模式切换，不需要另加接口电路。

  图3中成为补偿电阻，输入电压越高反馈越强，它起到电压补偿作用;Q1、Q2用于“开机/待机”控制，同时起到待机时切断补偿的作用。实际应用过程中能够准确的通过输入电压范围不同决定R2的大小，特别是输入电压较低时(如6~12V)效果非常明显，输入电压较高(如12~20V)则可省略。

  测试条件，负载电阻：5Ω。CHl为0utput脚输出电压波形，CH2为输入电压波形，量程均为2.00V/div。图6(a)中输入电压为5.50V，工作频率300 kHz，占空比约90%。图6(b)中输入电压为5.20V，工作频率已经降低到50kHz，占空比进一步增大，占空比约95%。图6(c)中输入电压为5.15V，占空比宽度已经为100%，开关管处于直通状态。

  由于APl510的占空比可达100%，在VIN=5.5V时VOET=4.85V，VIN=6V时VOUT=4.89 V，这对一般的PWM控制器来说是很难做到的。虽然APl510有很多优点，但它的电压调整率典型值为1%。从电压调整数据看来，特别是在输入电压较低的情况下APl510电压调整率不是太高。

  降压型PWM控制器APl510集成度高，内部P沟MOS管导通电阻小，占空比能达到100%，由它组成的降压型稳压器，电路简单、效率高，因而在电子科技类产品的电源中存在广泛的应用。