開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用實(shí)例

這一節(jié)我們講幾個(gè)實(shí)例來(lái)分析開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用，這里我們以常見(jiàn)的LM2596開(kāi)關(guān)電源芯片為例講解。

1)LM2596的基本電路

LM2596的內(nèi)部原理框圖如下：

可以看到：控制部分是由基準(zhǔn)電壓源、比較放大器GM、三角波發(fā)生器、比較器等組成;芯片內(nèi)部集成了3A的調(diào)整管;這幾個(gè)部分的和上一節(jié)我們講的開(kāi)關(guān)電源基本結(jié)構(gòu)是類(lèi)似的。

此外它內(nèi)部還有一些緩沖、保護(hù)功能;使能功能，可以方便地由外部信號(hào)關(guān)斷。

它需要外接續(xù)流二極管、電感、電容、反饋電阻才能形成基本的電路，基本應(yīng)用電路如下圖所示：

圖中是固定輸出的LM2596，將輸出端(output)直接接到反饋端(FB)即可。

如果是可調(diào)輸出的LM2596，需要將輸出端使用電阻分壓后，連接到反饋端，如下圖：

此時(shí)輸出電壓為Vout = 1.23V * R2/(R2+R3) 。

因?yàn)長(zhǎng)M2596內(nèi)部的參考電壓為1.23V，可調(diào)輸出的LM2596是將反饋端電壓與內(nèi)部基準(zhǔn)源電壓直接比較去控制輸出的，所以外部Vout經(jīng)兩個(gè)電阻分壓后，得到1.23V時(shí)電路能達(dá)到穩(wěn)定。

2)作為恒流源驅(qū)動(dòng)負(fù)載

有些負(fù)載需要恒流源驅(qū)動(dòng)，如LED燈，尤其是照明用的高亮LED燈帶，一般是多個(gè)大功率的LED串聯(lián)，此時(shí)適用于用恒流源去驅(qū)動(dòng)，如下圖所示，是利用LM2596設(shè)計(jì)的恒流源驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED的電路：

圖中將多個(gè)LED和一個(gè)電阻串聯(lián)后作為負(fù)載，電阻上的電壓作為反饋電壓連到FB。在中間串聯(lián)一個(gè)或多個(gè)LED，都可以保持電流穩(wěn)定，只要保證Vin高于LED和電阻上的電壓之和1~2V(這種連接方式只能降壓)。

該電路分析如下：假設(shè)使用的的是可調(diào)輸出的LM2596，則要求FB引腳的電壓為1.23V才能穩(wěn)定，所以Vout電壓為1.23V，只要調(diào)節(jié)RL3的阻值，就可以調(diào)整流過(guò)LED的電流，圖中的參數(shù)可以計(jì)算出電流為I=1.23V/12.3Ω=0.1A。

3)可調(diào)輸出電源

簡(jiǎn)單的可調(diào)輸出電源，可以使用前面描述的這個(gè)圖，將R3換成可調(diào)電阻器，就能調(diào)整輸出電壓：

這個(gè)電路雖然簡(jiǎn)單，但是它是通過(guò)改變電阻來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓的，應(yīng)用場(chǎng)合有限。

另一種實(shí)現(xiàn)方式，是如下圖這樣設(shè)計(jì)：

這個(gè)電路可以使用外部電壓Vc來(lái)控制輸出電壓Vout。

分析過(guò)程如下：因?yàn)镕B反饋引腳上的電壓要為1.23V電路才能穩(wěn)定，所以Vf=1.23V;

因?yàn)檫\(yùn)放的虛短特性Vp=Vn，所以有：

Vout*R5/(R5+R6) = (Vc-Vf)*R3/(R3+R4)+Vf

由于圖中的參數(shù)取的是R5=R6，R3=R4，所以代入后，可以得到Vout/2=(Vf+Vc)/2;

再把Vf的值代入，可以得到Vout = Vc+1.23V。

使用電壓Vc去控制Vout，比改變電阻值去控制輸出有很多優(yōu)勢(shì)，比如，可以結(jié)合DA(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)控電源;也可以將Vc作為弱信號(hào)的輸入，而Vout作為功率放大后的輸出，這其實(shí)是一種D類(lèi)功放的實(shí)現(xiàn)方法。

4)PCB布局布線(xiàn)的要求

開(kāi)關(guān)電源的布局布線(xiàn)對(duì)電源輸出的紋波有很大影響，一般要求輸入電容靠近電源芯片的輸入引腳，續(xù)流二極管靠近輸出引腳，反饋回路遠(yuǎn)離電感，使用單點(diǎn)接地，并加粗地線(xiàn)并使用單點(diǎn)接地，加粗輸出電容正負(fù)端的連線(xiàn)等等。

如數(shù)據(jù)手冊(cè)中的示意圖和PCB布局布線(xiàn)參考：

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