L296電源芯片在可控開關(guān)穩(wěn)壓電源的應(yīng)用

戴壽超

摘要：介紹L296電源芯片的工作原理、主要性能特點及管腳功能，通過L296電源芯片在可控開關(guān)電源的應(yīng)用，制作了一個實驗設(shè)備的開關(guān)電源實物，并對可控開關(guān)穩(wěn)壓電源進行測試，具有輸出電壓穩(wěn)定和電流大的特點。

關(guān)鍵詞：PWM技術(shù) 開關(guān)電源 可控

中圖分類號：TM762 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）08-0019-03

1 引言

由于可控開關(guān)穩(wěn)壓電源和線性穩(wěn)壓電源相比，具有效率高、元件少和穩(wěn)壓特性好等優(yōu)點，故在家電、計算機硬件、儀器儀表及其它工業(yè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，已經(jīng)逐漸取代線性穩(wěn)壓電源和可控硅穩(wěn)壓電源的趨勢。L296是一種新型的保護功能齊全的直接輸出4A或擴流后10A的大電流單片脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)的開關(guān)穩(wěn)壓電源芯片，具有外圍電路元件少、設(shè)計安裝簡單方便、工作穩(wěn)定可靠，價格低廉，特別適用于廠礦企業(yè)電源電壓易波動的移動通信交換電源系統(tǒng)和一些實驗設(shè)備穩(wěn)壓電源系統(tǒng)。

2 L296電源芯片

2.1 L296引腳

L296電源芯[1]片集成了輸出功率開關(guān)管、5.1V基準電壓、PWM振蕩器等元件，具有保護功能齊全、結(jié)構(gòu)簡單，外圍元件少的優(yōu)點，同時設(shè)置了重置電路輸出端，禁止輸入端，撬棍輸入、輸出端；輸入電壓范圍寬，根據(jù)需要輸入電壓可在9～46V內(nèi)確定；最大輸出電流為4A，最大輸出功率160W，輸出電壓可在5.1～40V范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。其引腳排列如圖1所示。表1為引腳說明。

2.2 工作原理與特點

圖2為L296電源芯片控制原理框[2]，內(nèi)部調(diào)整環(huán)主要由5.1V基準電壓源、誤差放大器、PWM調(diào)制器（包括鋸齒波發(fā)生器和PWM比較器）組成。首先將輸出電壓V0的取樣值Vf與片內(nèi)5.1V基準電壓進行比較，產(chǎn)生一個誤差電壓Vr，Vr與鋸齒波電壓Vj作比較，獲得固定頻率而脈寬隨Vf大小變化的PWM信號，驅(qū)動輸出功率管由2腳輸出功率PWM信號，最后濾波降壓輸出得到穩(wěn)定的輸出電壓V0。當(dāng)V0增加，功率PWM信號脈寬變窄，即功率輸出管導(dǎo)通時間變短，從而使V0變小；當(dāng)V0比設(shè)定值小，功率PWM信號脈寬變寬，功率輸出管導(dǎo)通時間變長，使V0升高，從而達到穩(wěn)壓的目的。

3 L296電源芯片在可控開關(guān)穩(wěn)壓電源的應(yīng)用

3.1 設(shè)計原理

圖3為可控開關(guān)穩(wěn)壓電源控制原理框圖[3]，主要由變壓器、整流單元、濾波單元、控制單元和保護單元等組成。整流電路是通過整流橋?qū)ψ儔浩鬏敵龅慕涣麟妷赫鞒擅}動的直流電壓，濾波電路是將脈動的直流電整成較平穩(wěn)的直流電，控制電路是通過L296電源芯片控制輸出脈寬頻率從而調(diào)節(jié)輸出電壓。

交流電源輸入先進行變壓器降壓，再經(jīng)過整流濾波單元后輸出比較平穩(wěn)的直流電，然后再通過L296電源芯片對濾波整流后的電源進行PWM控制，得到可控的輸出的直流電壓。為了增大輸出電流，L296的2腳輸出端增加了一片大電流三極管使輸出電流擴展到10A。同時電源芯片L296的內(nèi)部設(shè)有強大的保護功能，如過壓、過流、過熱保護及軟啟動功能。

3.2 可控開關(guān)穩(wěn)壓電源控制電路

圖4為實用可控開關(guān)穩(wěn)壓電源電路，實物如圖5所示。該電路能向負載饋送的最大電流為10 A，穩(wěn)定輸出電壓在5.1V～15V。環(huán)形變壓器選用24V/200W，其主要外圍電路包括頻率和分壓器設(shè)置，L296電源芯片的工作頻率由R1和C3決定，一般R3取10KΩ，C3取2200pF。輸出電壓可由R4和R5組成的分壓器設(shè)定，分壓器R4和R5選擇應(yīng)滿足R4/R5=（V0-5.1）/5.1，R5取值一般推薦為5.1kΩ，則可調(diào)電位器R4一般取20kΩ，續(xù)流二極管Dl的選用功耗最小且正向壓降小開關(guān)頻率高的肖特墓二極管。

3.3 整機檢測

首先通電前用萬用表對整機檢測，判斷電路是否存在短路故障現(xiàn)象。整機通電后，檢測整流單元，測得整流后的輸出電壓為28.9V，整流單元正常；然后對控制電路進行檢測，根據(jù)L296電源芯片內(nèi)基準電壓為5.1V，若檢測時L296的6腳接入高電平，測10腳電壓為零。若6腳接低電平，測10腳的電壓為5.1V，控制電路正常。同時調(diào)節(jié)R4電位器，使輸出電壓在5.1V到24V之間變化。最后接上可調(diào)負載，測試輸出電壓的穩(wěn)定性。測試數(shù)據(jù)如表2。

4 結(jié)語

由于基于L296電源芯片控制的可控開關(guān)穩(wěn)壓電源的輸出電壓連續(xù)可調(diào)，轉(zhuǎn)換效率高，外圍電路簡單，并可根據(jù)需要設(shè)置一些保護功能，組成各種不同電壓和不同功率輸出的電源。這種電源特別適合煤礦小型程控交換機和一些實驗設(shè)備的穩(wěn)壓電源系統(tǒng)。

參考文獻

[1]吳冰.L296在礦用小型程控交換機電源中的應(yīng)用[J].焦作工學(xué)院學(xué)報，2002.21（6）：463-465.

[2]孫繼平.單片開關(guān)電源L296在礦用交換機中的應(yīng)用[J].煤礦機電，2003.（4）：3-5.

[3]沙占友.新型特種集成電源及應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，1999，46-80.

摘要：介紹L296電源芯片的工作原理、主要性能特點及管腳功能，通過L296電源芯片在可控開關(guān)電源的應(yīng)用，制作了一個實驗設(shè)備的開關(guān)電源實物，并對可控開關(guān)穩(wěn)壓電源進行測試，具有輸出電壓穩(wěn)定和電流大的特點。

關(guān)鍵詞：PWM技術(shù) 開關(guān)電源 可控

中圖分類號：TM762 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）08-0019-03

1 引言

由于可控開關(guān)穩(wěn)壓電源和線性穩(wěn)壓電源相比，具有效率高、元件少和穩(wěn)壓特性好等優(yōu)點，故在家電、計算機硬件、儀器儀表及其它工業(yè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，已經(jīng)逐漸取代線性穩(wěn)壓電源和可控硅穩(wěn)壓電源的趨勢。L296是一種新型的保護功能齊全的直接輸出4A或擴流后10A的大電流單片脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)的開關(guān)穩(wěn)壓電源芯片，具有外圍電路元件少、設(shè)計安裝簡單方便、工作穩(wěn)定可靠，價格低廉，特別適用于廠礦企業(yè)電源電壓易波動的移動通信交換電源系統(tǒng)和一些實驗設(shè)備穩(wěn)壓電源系統(tǒng)。

2 L296電源芯片

2.1 L296引腳

L296電源芯[1]片集成了輸出功率開關(guān)管、5.1V基準電壓、PWM振蕩器等元件，具有保護功能齊全、結(jié)構(gòu)簡單，外圍元件少的優(yōu)點，同時設(shè)置了重置電路輸出端，禁止輸入端，撬棍輸入、輸出端；輸入電壓范圍寬，根據(jù)需要輸入電壓可在9～46V內(nèi)確定；最大輸出電流為4A，最大輸出功率160W，輸出電壓可在5.1～40V范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。其引腳排列如圖1所示。表1為引腳說明。

2.2 工作原理與特點

圖2為L296電源芯片控制原理框[2]，內(nèi)部調(diào)整環(huán)主要由5.1V基準電壓源、誤差放大器、PWM調(diào)制器（包括鋸齒波發(fā)生器和PWM比較器）組成。首先將輸出電壓V0的取樣值Vf與片內(nèi)5.1V基準電壓進行比較，產(chǎn)生一個誤差電壓Vr，Vr與鋸齒波電壓Vj作比較，獲得固定頻率而脈寬隨Vf大小變化的PWM信號，驅(qū)動輸出功率管由2腳輸出功率PWM信號，最后濾波降壓輸出得到穩(wěn)定的輸出電壓V0。當(dāng)V0增加，功率PWM信號脈寬變窄，即功率輸出管導(dǎo)通時間變短，從而使V0變小；當(dāng)V0比設(shè)定值小，功率PWM信號脈寬變寬，功率輸出管導(dǎo)通時間變長，使V0升高，從而達到穩(wěn)壓的目的。

3 L296電源芯片在可控開關(guān)穩(wěn)壓電源的應(yīng)用

3.1 設(shè)計原理

圖3為可控開關(guān)穩(wěn)壓電源控制原理框圖[3]，主要由變壓器、整流單元、濾波單元、控制單元和保護單元等組成。整流電路是通過整流橋?qū)ψ儔浩鬏敵龅慕涣麟妷赫鞒擅}動的直流電壓，濾波電路是將脈動的直流電整成較平穩(wěn)的直流電，控制電路是通過L296電源芯片控制輸出脈寬頻率從而調(diào)節(jié)輸出電壓。

交流電源輸入先進行變壓器降壓，再經(jīng)過整流濾波單元后輸出比較平穩(wěn)的直流電，然后再通過L296電源芯片對濾波整流后的電源進行PWM控制，得到可控的輸出的直流電壓。為了增大輸出電流，L296的2腳輸出端增加了一片大電流三極管使輸出電流擴展到10A。同時電源芯片L296的內(nèi)部設(shè)有強大的保護功能，如過壓、過流、過熱保護及軟啟動功能。

3.2 可控開關(guān)穩(wěn)壓電源控制電路

圖4為實用可控開關(guān)穩(wěn)壓電源電路，實物如圖5所示。該電路能向負載饋送的最大電流為10 A，穩(wěn)定輸出電壓在5.1V～15V。環(huán)形變壓器選用24V/200W，其主要外圍電路包括頻率和分壓器設(shè)置，L296電源芯片的工作頻率由R1和C3決定，一般R3取10KΩ，C3取2200pF。輸出電壓可由R4和R5組成的分壓器設(shè)定，分壓器R4和R5選擇應(yīng)滿足R4/R5=（V0-5.1）/5.1，R5取值一般推薦為5.1kΩ，則可調(diào)電位器R4一般取20kΩ，續(xù)流二極管Dl的選用功耗最小且正向壓降小開關(guān)頻率高的肖特墓二極管。

3.3 整機檢測

首先通電前用萬用表對整機檢測，判斷電路是否存在短路故障現(xiàn)象。整機通電后，檢測整流單元，測得整流后的輸出電壓為28.9V，整流單元正常；然后對控制電路進行檢測，根據(jù)L296電源芯片內(nèi)基準電壓為5.1V，若檢測時L296的6腳接入高電平，測10腳電壓為零。若6腳接低電平，測10腳的電壓為5.1V，控制電路正常。同時調(diào)節(jié)R4電位器，使輸出電壓在5.1V到24V之間變化。最后接上可調(diào)負載，測試輸出電壓的穩(wěn)定性。測試數(shù)據(jù)如表2。

4 結(jié)語

由于基于L296電源芯片控制的可控開關(guān)穩(wěn)壓電源的輸出電壓連續(xù)可調(diào)，轉(zhuǎn)換效率高，外圍電路簡單，并可根據(jù)需要設(shè)置一些保護功能，組成各種不同電壓和不同功率輸出的電源。這種電源特別適合煤礦小型程控交換機和一些實驗設(shè)備的穩(wěn)壓電源系統(tǒng)。

參考文獻

[1]吳冰.L296在礦用小型程控交換機電源中的應(yīng)用[J].焦作工學(xué)院學(xué)報，2002.21（6）：463-465.

[2]孫繼平.單片開關(guān)電源L296在礦用交換機中的應(yīng)用[J].煤礦機電，2003.（4）：3-5.

[3]沙占友.新型特種集成電源及應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，1999，46-80.

摘要：介紹L296電源芯片的工作原理、主要性能特點及管腳功能，通過L296電源芯片在可控開關(guān)電源的應(yīng)用，制作了一個實驗設(shè)備的開關(guān)電源實物，并對可控開關(guān)穩(wěn)壓電源進行測試，具有輸出電壓穩(wěn)定和電流大的特點。

關(guān)鍵詞：PWM技術(shù) 開關(guān)電源 可控

中圖分類號：TM762 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）08-0019-03

1 引言

由于可控開關(guān)穩(wěn)壓電源和線性穩(wěn)壓電源相比，具有效率高、元件少和穩(wěn)壓特性好等優(yōu)點，故在家電、計算機硬件、儀器儀表及其它工業(yè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，已經(jīng)逐漸取代線性穩(wěn)壓電源和可控硅穩(wěn)壓電源的趨勢。L296是一種新型的保護功能齊全的直接輸出4A或擴流后10A的大電流單片脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)的開關(guān)穩(wěn)壓電源芯片，具有外圍電路元件少、設(shè)計安裝簡單方便、工作穩(wěn)定可靠，價格低廉，特別適用于廠礦企業(yè)電源電壓易波動的移動通信交換電源系統(tǒng)和一些實驗設(shè)備穩(wěn)壓電源系統(tǒng)。

2 L296電源芯片

2.1 L296引腳

L296電源芯[1]片集成了輸出功率開關(guān)管、5.1V基準電壓、PWM振蕩器等元件，具有保護功能齊全、結(jié)構(gòu)簡單，外圍元件少的優(yōu)點，同時設(shè)置了重置電路輸出端，禁止輸入端，撬棍輸入、輸出端；輸入電壓范圍寬，根據(jù)需要輸入電壓可在9～46V內(nèi)確定；最大輸出電流為4A，最大輸出功率160W，輸出電壓可在5.1～40V范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。其引腳排列如圖1所示。表1為引腳說明。

2.2 工作原理與特點

圖2為L296電源芯片控制原理框[2]，內(nèi)部調(diào)整環(huán)主要由5.1V基準電壓源、誤差放大器、PWM調(diào)制器（包括鋸齒波發(fā)生器和PWM比較器）組成。首先將輸出電壓V0的取樣值Vf與片內(nèi)5.1V基準電壓進行比較，產(chǎn)生一個誤差電壓Vr，Vr與鋸齒波電壓Vj作比較，獲得固定頻率而脈寬隨Vf大小變化的PWM信號，驅(qū)動輸出功率管由2腳輸出功率PWM信號，最后濾波降壓輸出得到穩(wěn)定的輸出電壓V0。當(dāng)V0增加，功率PWM信號脈寬變窄，即功率輸出管導(dǎo)通時間變短，從而使V0變??；當(dāng)V0比設(shè)定值小，功率PWM信號脈寬變寬，功率輸出管導(dǎo)通時間變長，使V0升高，從而達到穩(wěn)壓的目的。

3 L296電源芯片在可控開關(guān)穩(wěn)壓電源的應(yīng)用

3.1 設(shè)計原理

圖3為可控開關(guān)穩(wěn)壓電源控制原理框圖[3]，主要由變壓器、整流單元、濾波單元、控制單元和保護單元等組成。整流電路是通過整流橋?qū)ψ儔浩鬏敵龅慕涣麟妷赫鞒擅}動的直流電壓，濾波電路是將脈動的直流電整成較平穩(wěn)的直流電，控制電路是通過L296電源芯片控制輸出脈寬頻率從而調(diào)節(jié)輸出電壓。

交流電源輸入先進行變壓器降壓，再經(jīng)過整流濾波單元后輸出比較平穩(wěn)的直流電，然后再通過L296電源芯片對濾波整流后的電源進行PWM控制，得到可控的輸出的直流電壓。為了增大輸出電流，L296的2腳輸出端增加了一片大電流三極管使輸出電流擴展到10A。同時電源芯片L296的內(nèi)部設(shè)有強大的保護功能，如過壓、過流、過熱保護及軟啟動功能。

3.2 可控開關(guān)穩(wěn)壓電源控制電路

圖4為實用可控開關(guān)穩(wěn)壓電源電路，實物如圖5所示。該電路能向負載饋送的最大電流為10 A，穩(wěn)定輸出電壓在5.1V～15V。環(huán)形變壓器選用24V/200W，其主要外圍電路包括頻率和分壓器設(shè)置，L296電源芯片的工作頻率由R1和C3決定，一般R3取10KΩ，C3取2200pF。輸出電壓可由R4和R5組成的分壓器設(shè)定，分壓器R4和R5選擇應(yīng)滿足R4/R5=（V0-5.1）/5.1，R5取值一般推薦為5.1kΩ，則可調(diào)電位器R4一般取20kΩ，續(xù)流二極管Dl的選用功耗最小且正向壓降小開關(guān)頻率高的肖特墓二極管。

3.3 整機檢測

首先通電前用萬用表對整機檢測，判斷電路是否存在短路故障現(xiàn)象。整機通電后，檢測整流單元，測得整流后的輸出電壓為28.9V，整流單元正常；然后對控制電路進行檢測，根據(jù)L296電源芯片內(nèi)基準電壓為5.1V，若檢測時L296的6腳接入高電平，測10腳電壓為零。若6腳接低電平，測10腳的電壓為5.1V，控制電路正常。同時調(diào)節(jié)R4電位器，使輸出電壓在5.1V到24V之間變化。最后接上可調(diào)負載，測試輸出電壓的穩(wěn)定性。測試數(shù)據(jù)如表2。

4 結(jié)語

由于基于L296電源芯片控制的可控開關(guān)穩(wěn)壓電源的輸出電壓連續(xù)可調(diào)，轉(zhuǎn)換效率高，外圍電路簡單，并可根據(jù)需要設(shè)置一些保護功能，組成各種不同電壓和不同功率輸出的電源。這種電源特別適合煤礦小型程控交換機和一些實驗設(shè)備的穩(wěn)壓電源系統(tǒng)。

參考文獻

[1]吳冰.L296在礦用小型程控交換機電源中的應(yīng)用[J].焦作工學(xué)院學(xué)報，2002.21（6）：463-465.

[2]孫繼平.單片開關(guān)電源L296在礦用交換機中的應(yīng)用[J].煤礦機電，2003.（4）：3-5.

[3]沙占友.新型特種集成電源及應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，1999，46-80.