基于開關穩(wěn)壓型集成電路的開關電源的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種開關電源，特別是一種基于開關穩(wěn)壓型集成電路的開關電源。
【背景技術】
[0002]在電子愛好者的日常電子設計與制作中，需要用到電源模塊對設計產品進行電源供電，沒有電源任何的設備都無法工作。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。而開關電源雖然具有效率高、穩(wěn)定可靠地特點，但這些開關電源大部分都是成本高、體積大、使用復雜，不適合學生和電子愛好者使用。還有些開關電源在電路原理設計及PCB上的電磁兼容設計上還存在缺陷。如公告號為CN103326558的專利提供了一種高效大功率可調穩(wěn)壓電源，其設計時輸出電壓是可調的，且大于10V，因此需要在電路的反饋網絡中加入一個前饋電容，同時與輸出電壓調節(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計的電感。因此該專利在電路的設計上存在一些不合理之處，若對產品供電將會對產品的調試產生一定的影響。
[0003]另外，在PCB設計上電磁兼容性設計不合理常見的就是手機充電器在給手機充電時發(fā)現手機屏幕的觸摸感應不靈敏，甚至經常是誤輸入。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型要解決的技術問題是:提供一種高效率、低成本、性能穩(wěn)定的基于開關穩(wěn)壓型集成電路的開關電源，以解決現有技術存在的效率低、成本高、體積大和電路設計不合理的不足之處。
[0005]解決上述技術問題的技術方案是:一種基于開關穩(wěn)壓型集成電路的開關電源，包括開關穩(wěn)壓型集成電路、儲能電感L1、儲能電感L2、穩(wěn)壓二極管D1、可調電壓電阻反饋網絡、前饋電容電路、濾波電路，
[0006]所述的開關穩(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]所述的可調電壓電阻反饋網絡包括可調電阻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腳接可調電阻Rl和固定電阻R2的一端，可調電阻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]由于采用上述結構，本實用新型之基于開關穩(wěn)壓型集成電路的開關電源與現有技術相比，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穩(wěn)壓型集成電路、儲能電感L1、穩(wěn)壓二極管D1、可調電壓電阻反饋網絡、前饋電容電路、濾波電路，設計所采用的是專用的開關電源芯片LM2596ADJ，其工作時的開關頻率可以達到150KHz，通過外接PWM脈沖可以控制穩(wěn)壓器內部的開關器件進行開關輸出電壓以及具有內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可調的輸出電壓和3A的輸出電流，在提供功率參數上可以具有較寬的應用范圍。
[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電源電路，使電路的設計簡單、成本低。因此，本實用新型在電路設計和制作上簡單，生產成本較低，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的，因此，本實用新型在可調電阻Rl的兩端并聯(lián)有由電容Cl構成的前饋電容電路，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采用有磁屏蔽設計的儲能電感，在電路的設計上比較合理，從而可避免手機充電時出現的觸摸感應不靈敏、誤輸入等現象，同時，在電路設計上考慮了電磁兼容性的設計，電源對用電設備的影響少，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，對于低成本的開關電源來說，本設計在普及使用上具有較大的優(yōu)勢。
[0020]4.設計簡單、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的可調開關穩(wěn)壓型集成電路，其內部集成保護電路、電流限制、熱關斷電路等，同時，它也具有成本低、電路設計簡單的特點，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電源電路，使電路的設計簡單、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，可以適應較多場合使用，特別適合于學生和電子愛好者設計制作產品時一種好的供電選擇。
[0024]下面，結合附圖和實施例對本實用新型之基于開關穩(wěn)壓型集成電路的開關電源的技術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穩(wěn)壓型集成電路的開關電源的電路原理圖。
[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]一種基于開關穩(wěn)壓型集成電路的開關電源，包括開關穩(wěn)壓型集成電路、儲能電感L1、儲能電感L2、穩(wěn)壓二極管D1、可調電壓電阻反饋網絡、前饋電容電路、濾波電路。
[0029]所述的開關穩(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快恢復二極管；
[0032]所述的可調電壓電阻反饋網絡包括可調電阻Rl和固定電阻R2，通過改變可調電阻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腳接可調電阻Rl和固定電阻R2的一端，可調電阻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，調節(jié)輸出電壓的可調電阻R1、固定電阻R2要靠近穩(wěn)壓器的第4腳。在開關調節(jié)器中，PCB版面布局也是非常重要，開關電流與環(huán)線電感密切相關，由這種環(huán)線電感所產生的暫態(tài)電壓往往會引起許多問題。要使這種感應最小、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型集成電路，最好用地線屏蔽或單點接地。
【主權項】
1.一種基于開關穩(wěn)壓型集成電路的開關電源，其特征在于:包括開關穩(wěn)壓型集成電路、儲能電感L1、儲能電感L2、穩(wěn)壓二極管D1、可調電壓電阻反饋網絡、前饋電容電路、濾波電路， 所述的開關穩(wěn)壓型集成電路包括穩(wěn)壓器Ul，該穩(wěn)壓器Ul型號為LM2596 ； 所述的可調電壓電阻反饋網絡包括可調電阻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腳接可調電阻Rl和固定電阻R2的一端，可調電阻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.根據權利要求1所述的基于開關穩(wěn)壓型集成電路的開關電源，其特征在于:所述的穩(wěn)壓器Ul型號為LM2596ADJ。
3.根據權利要求1或2所述的基于開關穩(wěn)壓型集成電路的開關電源，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】一種基于開關穩(wěn)壓型集成電路的開關電源，涉及一種開關電源，包括開關穩(wěn)壓型集成電路、儲能電感、穩(wěn)壓二極管D1、可調電壓電阻反饋網絡、前饋電容電路、濾波電路，所述的開關穩(wěn)壓型集成電路包括穩(wěn)壓器U1，可調電壓電阻反饋網絡包括可調電阻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、設計簡單、體積小的特點，特別適合于學生和電子愛好者設計制作產品時使用。
【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)技術學院
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月12日