穩壓降壓模塊,是現實生活中常見的一款電源模塊,能夠處理和調節電流和電壓。
第一:LM2596降壓模塊基本介紹
1、LM2596是非同步降壓型電源管理單片集成電路的開關電壓調節器,能夠輸出3A的驅動電流,同時具有很好的線性和負載調節特性。LM2596內部包含150KHZ振蕩器、1.23v基準穩壓電路、熱關斷電路、電流限制電路、放大器、比較器和內部穩壓電路等。
2、輸入電壓范圍寬,最高可達40V。范圍4.5V~40V。該穩壓器能夠提供高達3-A的直流負載電流。
3、輸出電壓:3.3V、5V、12V及(ADJ)等,最大輸出電壓37V??烧{范圍1.23~37V。
4、工作模式:低功耗/正常兩種模式。可外部控制。
5、工作模式控制:TTL電平相容。
6、所需外部組件:僅四個(不可調);六個(可調)
7、器件保護:熱關斷及電流限制
8、封裝形式:5腳(TO-220(T);TO-263(S))
第二:降壓模塊參數說明
1-Vin: 是IC開關穩壓器的正輸入電源。引腳上必須有合適的輸入旁路電容器,以將電壓瞬變降至最低,并為調整器提供所需的開關電流。
2-Output:內部開關。該引腳上的電壓在大約(+VIN?VSAT)和大約?0.5V之間切換,占空比為VOUT/VIN。為了最大限度地減少與敏感電路的耦合,必須將連接到此引腳的pcb銅纜面積保持在最小。
3-Ground:電路接地。
4-Feedback:感測調整后的輸出電壓以完成反饋回路。
5-ON/OFF:允許使用邏輯信號關閉開關穩壓器電路,從而將總輸入電源電流降至約80μA。將此引腳拉到約1.3 V的閾值電壓以下會打開調整器,而將此引腳拉到1.3 V以上(最高可達25 V)將關閉調整器。如果不需要此關機功能,則開/關引腳可以接線到接地引腳,也可以保持打開狀態。在任何一種情況下,調節器都將處于ON狀態。
第三:降壓模塊實現基本原理
說明:
1、D4叫做續流二極管,為L3續流
2、 DCDC開關頻率提高,電源紋波變小,環路的帶寬變高, 系統的瞬態響應會好,同時頻率越高,電感量越?。▽猵cb尺寸),但是同時Buck的開關損耗和電感的遲滯和渦流損耗也變大了,實際設計中需要做一些取舍;
由于LM2596內部開關頻率較低,對于12V輸入,電感最好選擇33uH或者47uH,若輸入為20V以上,電感量最好用100uH以上的。
3、輸出電壓:
VOUT=1.23*(1+RP2/RP1)
4、電感選擇:
Vsat = 1.16V,VD= 0.5V(二極管的壓降)
E·T=(Vin-Vout-Vsat) * (Vout+VD)/(Vin-Vsat+VD) * (1000/150kHZ)
5、前饋電容選擇:
CFF= 1 / (31 * 1000 * PR1)
第四:應用實例
現實生活中,有的需要24V,有的需要19V,有的需要5V,等等,突然想可以通過單片機引腳,使用DAC功能控制輸出電壓,果斷嘗試,上原理圖先:
計算過程:流過電阻R3的電流I3 ,流過電阻R2的電流I2 ,流過電阻R1的電流I1
FB引腳反饋電壓VFB, 單片機DAC輸出電壓VG,二極管壓降VD,
通過下面推導:
I3=(VG-VD-VFB)/R3
I2=(VOUT-VFB)/R2
I1=VFB/R1
VD為二極管導通電壓0.4V VFB=1.23
(VG-1.23-0.4)/R3+(VOUT-1.23)/R2=1.23/R1
(VG-1.63)/R3+(VOUT-1.23)/R2=1.23/R1
VG<=1.63V時,I3=0,VOUT=1.23*(1+R2/R1)=23.78V
VG>1.63V時,VOUT=1.23*(1+R2/R1)-(VG-1.63)*R2/R3
VG=3.25V時輸出最小 VOUT=23.78-35.64/R3=23.78-23.78=0V
所以可以實現0-23.78V可調
總結:穩壓降壓模塊是現實生活中常見的模塊,掌握其中的原理,方能走的更遠。
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