多用途步降开关稳压器L5973AD及其应用).doc

OUT[T SYNCHINHflCOMP [7L5973AD中 i [SrIVoCLHlvccTjGND多用途步降开关稳压器L5973AD引脚排列[日期：2004-12-6]來源：国外电子元器件作者：马存云［字体：左出小］及其应用摘要：L5973AD是ST公司推出的一种带2A开关电流限制的步降单片开关稳压 器IC文中介绍了多用途步降开关稳压器L5973AD的内部结构、主要特点和工 作原理，同时给出了 L5973AD在不同工作方式下的典型应用电路关键词:步降开关稳压器;多用途芯片；L5973ADL 5 9 7 3 AD是S T公司推出的一种带2 A开关电流限制的步降单片开 关稳压器I Co这种新型器件的输入电压范围为4 . 4〜3 6 V,输出电压可以 在1・2 3 5 V到3 5 V之间进行设置由于该开关稳压器具有宽范围的电压输 入和输出特点，因此可广泛应用于网络、工业控制、消费电子产品以及与计算机 有关的应用领域之中1 L 5 9 7 3 AD的功能原理L 5 9 7 3 AD采用S O 8封装形式，其引脚排列如图1所示图2所示是 L 5 9 7 3 AD芯片的内部结构组成框图L 5 9 7 3 AD的内部电源电路市启 动电路、预调节器、带隙电压参考和偏置电路组成。

L 5 9 7 3 AD中的电压监视器可连续感测VCC和VREF,只要电压高 于它们的门限电平，稳压器就会开始工作L 5 9 7 3 AD的振荡器电路由频率移位器、时钟发生器、斜坡产生器和同 步器组成其中时钟产生器可为器件产生5 0 0 k H z的开关频率，频率移位 器则可在过电流或短路情况下，用于降低开关频率时钟信号可应用在内部逻辑 电路中，同时也是斜坡产生器和同步器的输入信号斜坡产生器电路可为PW M控制和内部电压前馈提供锯齿波信号L 5 9 7 3 A D有一个同步脚，可以以主/从模式工作当作为主机时，可 将外部器件同步到内部开关频率上；而在作从器件吋，则可将自己同步到外部信 号上如果将两个器件连接在一起，其开关频率较低的一个应作为从机，另一个 则作为主机L 5 9 7 3 AD中的电流限制保护电路具冇脉冲接脉冲和频率折回两种电 流限制保护方式由丁最小接通吋间不足以在5 0 0 kHz下产生足够的占空比，因此，在较 大的过电流或短路条件下，输出电流会再次增加这样，为保持电感电流在它的 门限电平Z下，开关频率也必须降低随着反馈电圧因占空比的减小而减小，频 率移位器也会使开关频率降低。

L 5 9 7 3 A D芯片中的误差放大器是环路调节的核心其同相输入端与内 部的1 . 2 3 5 V电压参考相连，而反相输入端F B则连接到外部电阻分压器, 实际上，也可以直接连接到输出电压上误差放大器输宙脚COMP通常连接外 部补偿网络，它将输出与振荡器锯齿波相比较，以执行PWM控制PWM比较器的作用是比较振荡器锯齿波和误差放大器的输出信号，以便为 驱动级产生PWM控制信号L 5 9 7 3 A D的内部驱动电路可在功率开关接通和断开时，根据P DMO S开关及栅极箝位状态的电流变化，来加速功率开关导通和截止的速度，同时 妥善处理续流二极管的反向恢复时间为防止内部开关栅极高于最大允许值，L 5 9 7 3 AD内部述设置有 栅极电压箝位电路开/关（0 N / 0 F F ）控制 单元用于避免在电源总线（V c c ）与地之间出现的跨越导通（即直通）VREFVin=4. 4V-25V 1 3Vc>vcc° Cll10 m F"T"25VCeramicSYNCCOMPC422nF丄C3OUT LI 15 pH Vout=3. 3V DISTPS2L25U R15・6kQ1L5973ADFBINH{ |GND fig220pFlj437kQR23. 3kQ+ C2 330pF 6.3V图3典型降压稳压器电路此外，L 5 9 7 3 AD除具有电流限制保护作用之外，还具有过热关断、反 馈断路保护和输出过电压保护等功能。

2 典型应用2. 1 3. 3 v输出降压隐压器图3是曲L 5 9 7 3 AD组成的典型降压稳压器屯路该电路的输入电压V IN为4. 4〜2 5 V，输出电压VOUT可在1 • 2 3 5 V与VCCZ间通过 L 5 9 7 3 AD的脚F B外部的电阻分压器进行调节由于脚F B内部误差放大 器的电压参考为1・2 3 5 V,所以，其输出电压为：V 0 U T= 1. 2 3 5 V ( R 1 +R 2) / R 2由于I C内误斧放大器的低频增益为6 5 d B,输出电压摆幅为0・4〜 3. 6 5 V,因此输出端COMP±的补偿网络的元件选择参数如下：C3 = 220pF、C4 = 22nF、R 3 = 4. 7 k QD 1 应选 2 A / 2 5 V的二极管(STPS 2 L 2 5 V) , L 1 可选1 5 U H / 3 A的电感器(DO3316P— 153)曲于L 5 9 7 3 AD内使用的是P沟道DMO S功率开关，因而可省去自举 电容器该电路在无载条件下，其突发模式下的操作效率高于9 0%2. 2降压一升压稳压器图4给岀的是一种降压一升压稳压器电路该电路的输入电压V I N为5 V,而其输出电压为1 2 V,电流输出可达到0・6 AoVIN=5VlOpF-r- 25V CeramicL5973AD3.3* YCC sync"-C3丄22nF土OUT丄C2 占R3 丁22叩卩”4. 7kQ.FB INH | IGNDR3 >Ni/N2=2D21N4Lp 22 pHDISTPS25L25UVouthSV/ 50mA0Vout=3. 3V/・5AC4100 pFX： 47uF10V 10V图5双输出电压电路3双输出稳床器用L 5 9 7 3 AD设计的双输出稳压器屯路如图5所示。

该稳压器的输入电 压V I N为5 V,主输出为3 . 3 V / 0・5 A,辅助输出为5 V / 5 0 mAo L 5 9 7 3 A D的F B脚直接连接到3・3 V的输出线上，电感元件初级电感值 L P选为2 2 p H,初、次级匝数比(N 1 / N 2 )为2。