2.2. Описание схемы

Данная серия микросхем может работать как на фиксированное выходное напряжение из ряда 3,5,12В (LM2676-3, LM2676-5, LM2676-12), так и в качестве регулируемого источника питания; режим работы зависит от схемы включения. Типовая схема включения при фиксированном выходном напряжении представлена ниже (рис 2).

Принцип действия схемы следующий: микросхема LM2676 - широтно-импульсный модулятор на частоте 260 кГц, с выхода микросхемы снимается сигнал, форма которого представлена на рис. 1 (секция А), здесь приведены осциллограммы для выходного напряжения 5В. В момент закрытия схемы (напряжение равно нулю), ток, текущий через индуктивность L начинает падать до следующего момента включения. При этом ввиду высокой частоты переключения, напряжение на выходном конденсаторе успевает падать всего на 20 mV.

Рис 1. Выходная характеристика схемы

А - напряжение выхода микросхемы; В - ток через L1;С - напряжение выходы схемы

Приведем краткое описание назначения каждого элемента схемы. Конденсатор Сin – входной конденсатор следует размещать как можно ближе к микросхеме, он предотвращает влияние переходных процессов и служит для стабилизации входного тока при включении микросхемы. Конденсатор Сout- выходной конденсатор является составляющим выходного фильтра (L1-C2) и обеспечивает стабилизацию напряжения в петле регулирования. Диод VD1 необходим для прохождения возвратных токов индуктивности L при отключении микросхемы. Это должен быть быстродействующий диод, размещенный как можно ближе к микросхеме. Здесь в качестве диода применяется диод Шоттки обеспечивающий, помимо вышеперечисленных требований, еще и низкое падение напряжения в прямом включении. Буст конденсатор увеличивает эффективность посредством минимизации сопротивления переключения.

Рис 2. Типовая схема включения микросхемы LM2676

Таким образом, представленная схема сочетает в себе простоту и надежность и так же отвечает всем приведенным в ТЗ требованиям.

2.3. Расчет параметров элементов схемы.

В приведенном ниже расчете используется методика подбора компонентов, рекомендованная производителем микросхемы LM2676.

2.3.1 Определение условий работы преобразователя.

Выходное напряжение – 15 В.

Входное напряжение, возьмем максимальное для микросхемы – 30 В.

Номинальный выходной ток – 1.6 А.

2.3.2 Выбор резисторов

Рекомендованное значение сопротивления R1 – 1 кОм.

Сопротивление R2 рассчитаем по формуле:

, где Vfb – напряжение обратной связи, стандартное значение – 1.21 В

Найдем R2=11,4 кОм, ближайшее стандартное значение из ряда Е96 – 11,3 кОм.

2.3.3 Выбор индуктивности

По диаграмме (рис.3) задавшись максимальным входным напряжением (30 В) и выходным током (1.6 А) получаем область L38, и требуемую величину индуктивности L1=68 mH. Производитель рекомендует в этом случае следующие параметры индуктивности L=68 mH, а так же ряд производителей. По таблице 1 выбираем тип дросселя - PE54038S.

Рис. 3. График определения необходимой величины индуктивности для выходного напряжения 5В

Таблица 1. Рекомендации по выбору индуктивности.