降压型开关稳压器APl510
引言
随着信息技术与集成电路的高速发展，电子产品逐渐向智能化、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，以适应电子产品的高速发展。因此，高度集成的pwm控制器在电子产品中得到了广泛应用。
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、高效率的降压型开关稳压电源。
l apl5lo的工作原理
apl510的原理框图如图1所示。
1.1 引脚功能及描述
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2 (en)使能端，工作或待机控制，高电平：正常运行，低电平
：待机运行。
脚3(ocset)输出电流设定端，通过外部电阻设定最大输出电流。
脚4 (vcc ic)电源输入正端。
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。
脚7、8 (vss ic)电源输入负端。
1.2 工作原理
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，可以防止电源启动时的冲击，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。
apl510内部具有p沟mos管的限流功能，其计算方法为
式中：
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;
rds(on)为apl510中mos管的导通电阻，其值为100mω;
iocset为apl5lo中内部恒流源的工作电流，其值为100μa;
rocset为脚ocser对地的外接电阻。
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。
2 应用电路
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。
式中：rmos为mos管导通电阻，vin=12v时，rmos典型值100mω。
对于电压调整率要求较高的场合，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。实际应用过程中可以根据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)效果显著，输入电压较高(如12~20v)则可省略。
3 试验结果
按图2所示电路，设计并调试了一个5 v输出的稳压器，测试结果如下。
1)电压调整率如表l所列。
2)负载调整率如表2所列。
3)输出电流与效率的关系如图4所示。
4)
4)输出纹波如图5所示。
5)输入电压与占空比的关系如图6所示。
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。
4 结语
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，因而在电子产品的电源中有着广泛的应用。
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l apl5lo的工作原理
apl510的原理框图如图1所示。
1.1 引脚功能及描述
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2 (en)使能端，工作或待机控制，高电平：正常运行，低电平
：待机运行。
脚3(ocset)输出电流设定端，通过外部电阻设定最大输出电流。
脚4 (vcc ic)电源输入正端。
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。
脚7、8 (vss ic)电源输入负端。
1.2 工作原理
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，可以防止电源启动时的冲击，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。
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式中：
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;
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