硬件模塊---穩壓降壓模塊原理與實現方法

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?？赏獠靠刂?。

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。