如何設計高率大電流直流穩壓電源

許多電子發燒友們在DIY時，常常需要個能輸出大電流、性能優良的直流穩壓電源，并且希望這個直流穩壓電源還能夠比較方便的根據自己的需要隨時改變輸出電壓的大小。如何才能擁有款這樣的直流穩壓電源呢。

本文介紹款采用MP1593制作的DC-DC穩壓電源，這款DC-DC穩壓電源的體積很小，但它能提供2A 甚至達3A 的輸出電流，并且其性能指標非常好，完可以滿足電子愛好者們在DIY 時的要求，下面就原理及實際制作等方面的些問題做個詳細的介紹。

1、 MP1593 的結構及工作原理簡介

MP1593 是美MPS 公司（Monolithic PowerSystems,Inc） 研制生產的款降壓型（Step -down）DC-DC 器件，它采用8 pin 小型SOP 封裝，體積很小，只有5mm×4mm×1.5mm 大小。該IC允許輸入的電壓范圍從4.75~28V，輸出電流可達3A，其工作率可達95％。該IC 典型的數據為：當輸入12V,輸出為5V，且電流達到2.5A時，其工作率為90％。在這樣高電壓差、大電流的情況下，該IC 連續工作24 小時也無需加裝任何散熱器，可見其功耗非常之小。另外，該集成電路的外圍電路也十分簡單，非常容易應用。

圖1 是MP1593 典型的外部應用電路及部分內部原理圖

該集成電路的工作原理簡述如下：

輸入電壓Vin 從集成電路的pin 2 進入，這時如果在pin 7（ Enable） 加高電平（+5V 左右），則IC 被啟動進入到工作狀態。在時間Ton（ 導通時間） 內，輸入電壓通過導通的MOS 管V1 從IC 的pin 3 輸出，加在電感L1 的左，該電壓經過L1與電容C5 組成的濾波電路向負載RL 供電，同時在電感L1 上儲存了電能。在時間Toff（ 關斷時間） 內，MOS 管V1處于關斷狀態，這時，在儲能元件電感L1 上產生的自感電壓為左負右正，因此加在二管D1 上的電壓是正向偏置電壓，致使二管導通，于是，電感L1 與二管D1 及負載RL 形成了個放電回路，電感L1 上儲存的電能向負載RL 釋放，以提供負載RL 所需的電能。電路中各點的波形如（圖2）所示。

輸出電壓Vout 的穩壓控制過程簡述如下。

電阻R1 與R2 組成的分壓電路從輸出電壓Vout取出采樣電壓，然后通過pin 5 送到IC 內部的誤差電壓放大器Y3 的反相輸入，與IC 內部設置的加在同相的基準電壓1.22V 進行比較，從而使誤差電壓放大器Y3 的輸出電壓Ua 產生相應的變化，此電壓Ua 被送到IC 內部的電流比較器Y2 的反相輸入；另方面，IC 內部電阻R ＇通過對輸出回路中的電流進行采樣，取得個采樣電壓，從而改變了電感上平均電壓的大小，也就是改變了輸出電壓Vout 的大小，終實現了對輸出電壓Vout 的穩壓控制。整個穩壓過程實質上是個反饋控制過程。從以上所述的穩壓控制過程中，我們看到：只要改變外部電阻R1 與R2 的比值，就可以改變采樣電壓的大小，從而也就改變了輸出電壓Vout 的大小，事實上，該電路就是通過調節電阻R1 與R2 的比值來實現對輸出電壓Vout 大小的調節。

普萊德公司作為河南省高新技術企業，依托多項技術和研發生產的PFM系列模塊式風冷控制屏、PLDWD-09系列立充電式電力直流操作電源、PHD系列大功率電力測功機、DWL低速大扭矩電渦流測功機、數字化動力測試系統等高新技術產品廣泛應用于電力、軍工、機械等行業。普萊德人將以飽滿的熱情，秉承“質量為本，信譽，服務精良”的宗旨，企盼為新老朋友服務。