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LM2576的應(yīng)用

一、LM2576的特性如下:

1、有3.3V、5V、12V、15V和可調(diào)電壓輸出多種系列;

2、輸出電壓可調(diào)的范圍為1.23V-37V(HV型號的可達57V),負載電壓的輸出容差最大為±4%;

3、最少只需要4個外圍元件,可達3A的輸出電流;

4、寬的輸入電壓范圍,HV型號甚至可達40V-60V;

5、內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生52KHZ的固定頻率;

6、可用TTL電平關(guān)閉輸出,低功耗待機模式,典型待機電流為50UA;

7、BUCK式降壓器,較高的轉(zhuǎn)換效率;

8、過熱或過流保護;

9、可實現(xiàn)BUCK-BOOST式正-負電壓轉(zhuǎn)換器。

二、LM2576的管腳:

1、VIN-輸入電壓端,為減小輸入瞬態(tài)電壓和給調(diào)節(jié)器提供開關(guān)電流,此管腳應(yīng)接旁路電容CIN;

2、OUTPUT-穩(wěn)壓輸出端,輸出高電壓為(VIN-VSAT),輸出低電壓為0.5V;

3、GND-電路地;

4、FEEDBACK-反饋端;

5、ON/OFF-控制端,高電平有效,待機靜態(tài)電流僅為75UA。

三、外圍元件的選擇:

1、輸入電容CIN:要選低ESR的鋁或鉭電容作為旁路電容,防止在輸入端出現(xiàn)大的瞬態(tài)電壓。還有,當(dāng)你的輸入電壓波動較大,輸出電流又較高,容量一定要選用大些,470UF-10000UF都是可行的選擇;電容的電流均方根值至少要為直流負載電流的1/2;基于安全考慮,電容的額定耐壓值要為最大輸入電壓的1.5倍。千萬不要選用瓷片電容,會造成嚴重的噪聲干擾。NICHICON的鋁電解電容不錯,選好了此電容,設(shè)計就成功了一半。

2、續(xù)流二極管:首選肖特基二極管,因為此類二極管開關(guān)速度快、正向壓降低、反向恢復(fù)時間短,千萬不要選用1N4000/1N5400之類的普通整流管。

3、儲能電感:建議好好看看DATASHEET中的電感選擇曲線,要求有高的通流量和對應(yīng)的電感值,也就是說,電感的直流通流量直接影響輸出電流。為什么呢?LM2576既可工作于連續(xù)型也可非連續(xù)型,流過電感的電流若是連續(xù)的為連續(xù)型,電感電流在一個開關(guān)周期內(nèi)降到零為非連續(xù)型。

4、輸出端電容COUT:推薦使用1UF-470UF之間的低ESR的鉭電容。若電容值太大,反而會在某些情況(負載開路、輸入端斷開)對器件造成損害。COUT用來輸出濾波以及提高環(huán)路的穩(wěn)定性。如果電容的ESR太小,就有可能使反饋環(huán)路不穩(wěn)定,導(dǎo)致輸出端振蕩。這幾乎是穩(wěn)壓器的共性,包括LDO等也有這一現(xiàn)象。

基于LM2576的高可靠MCU電源設(shè)計

嵌入式控制系統(tǒng)的MCU一般都需要一個穩(wěn)定的工作電壓才能可靠工作。而設(shè)計者多習(xí)慣采用線性穩(wěn)壓器件(如78XX系列三端穩(wěn)壓器件)作為電壓調(diào)節(jié)和穩(wěn)壓器件來將較高的直流電壓轉(zhuǎn)變MCU所需的工作電壓。這種線性穩(wěn)壓電源的線性調(diào)整工作方式在工作中會大的“熱損失”(其值為V壓降XL負荷),其工作效率僅為30%-50%。加之工作在高粉塵等惡劣環(huán)境下往往將嵌入式工業(yè)控制系統(tǒng)置于密閉容器內(nèi)的聚集也加劇了MCU的惡劣工況,從而使嵌入式控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性能變得更差。而開關(guān)電源調(diào)節(jié)器件則以完全導(dǎo)通或關(guān)斷的方式工作。因此,工作時要么是大電流流過低導(dǎo)通電壓的開關(guān)管,要么是完全截止無電流流過。因此,開關(guān)穩(wěn)壓電源的功耗極低,其平均工作效率可達70%-90%。在相同電壓降的條件下,開關(guān)電源調(diào)節(jié)器件與線性穩(wěn)壓器件相比具有少得多的“熱損失”。因此,開關(guān)穩(wěn)壓電源可大大減少散熱片體積和PCB板的面積,甚至在大多數(shù)情況下不需要加裝散熱片,從而減少了對MCU工作環(huán)境的有害影響。采用開關(guān)穩(wěn)壓電源來替代線性穩(wěn)壓電源作為MCU電源的另一個優(yōu)勢是:開關(guān)的高頻通斷特性以及串聯(lián)濾波電感的使用對來自于電源的高頻干擾具有較強的抑制作用。此外,由于開關(guān)穩(wěn)壓電源“熱損失”的減少,設(shè)計時還可提高穩(wěn)壓電源的輸入電壓,這有助于提高交流電壓抗跌落干擾的能力。

LM2576系列開關(guān)穩(wěn)壓集成電路是線性三端穩(wěn)壓器件(如78XX系列端穩(wěn)壓集成電路)的替代品,它具有可靠的工作性能、較高的工作效率和較強的輸出電流驅(qū)動能力,從而為MCU的穩(wěn)定、可靠工作提供了強有力的保證。

 

信息來源:鉭電容

 

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