基于LM2596的DC-DC电路分析

1、.电路整体的说明LM2596是DC-DC开关电源的BUCK系电压反馈式降压型电源管理集成电路，能输出5V/3A的驱动电流、开关频率150KHz。 在本电路(图1 )中，适用该固定的动作模式，输入电压Vin=732V，输出电压Vout=5V。图1如图1所示，为了不在输入端产生大的过渡电压，在输入端与地之间施加低ESR的电容器作为旁路电容器。 U1、D1、L1、C2构成基本的BUCK系电路。 同时L1、C2也构成低通滤波器、截止频率=892Hz。该电路脉动电压其中，是输出电流的最大值，是输出的等效电容，是开关频率根据上式，开关频率不变化时，如果增大输出电容器，可以减小输出的电压波动，减小ESR值，

2、并使用ESR值低的电容器，可以减小输出波动。另一方面，在连接后级低通滤波器的情况下如果后续级的低通滤波器没有被连接，则利用其自身的电感和电容来进行一次滤波，从而截止频率成为892Hz。实验结构如下。1 .测量无负载时输出脉动电压，示波器的图像如图2所示，脉动电压为8mv左右。图22 .在接通纯电阻负载时，测量其输出脉动电压，示波器的屏幕拍摄如图3所示，脉动为70mv左右图33、接通混合负载时，测定其输出脉动电压，示波器的屏幕拍摄如图4所示，脉动电压也在58mv左右图4二、加入后级低通滤波器时为了应对电源的工作环境和负载的需要，需要降低脉动电压。 在输出端加入后级的低通滤波器，将电压波动进一步降

3、低到10mv以下。 追加的后级低通滤波器的截止频率=1079Hz从滤波器的观点来看，由由L1、C1构成的前级低通滤波器和由L2、C4、C5构成的后级低通滤波器构成的二级滤波器的截止频率代入各值后，该二次滤波器的截止频率为692Hz。可知加上一级低通滤波器，电路的输出截止频率会降低。 同时施加的电感和电容器可以缓冲电压，进一步降低输出脉动电压。1、无负载时测定输出脉动的示波器的图像如图5所示，电压脉动在2mv以内图52、带纯电阻负载的示波器的截图如图6所示，脉动电压也在3mv以内图63、有混合负载时的示波器的截图如图7所示，脉动电压被抑制在4mv以内图7根据以上实验，基于BUCK电路LM2596

4、的设计在实践上可以完全满足需求。其他测试：短路：如果通过5V输出端口直接短路，lm2596将进入短路保护状态，电路切断后1秒左右恢复供电。过热、过载、情况相似满载：经过测试，现在的电流满载功率为3.5W，可以输出5V/700mA。 主要问题是和1N5822电感功率太小。 为了适应更大的电流，必须与1N5822交换大功率电感。四、电路保护措施和扩张方案1 .保护措施为了防止输入的逆连接破坏电路的二极管，可以在电路的输入上插入二极管，使电路在逆连接时不导通，但是选择该二极管时，其耐压值有输入电压的23倍，额定电流有1.5-2倍的馀量，可以实现导通电压降2 .扩张方案为了应对交流输入，在电路的输入侧

5、接通整流桥将交流转换为直流，桥中二极管的耐压值是输入电压的23倍，额定电流有1.5-2倍的馀量，导通电压降尽可能小。如图8所示，扩展电路不需要对访问整流桥的电路再次访问逆连接防止二极管D2图8五、PCB的布线和布局和组件选择的考虑事项在开关调节器中，开关电流与环路电感密切相关，为了防止泄漏磁通对周围电路的影响，首先使用磁屏蔽结构的电感器，并且输入输出电容器的布线尽可能地短而粗，输入输出的正极、接地线也同样为了得到最好的效果，必须尽可能接近开关型集成电路，反馈线必须印刷在电感的相反侧，以免电感的泄漏磁通被反馈线吸收。输出电解电容器的耐压值至少应该是输出电压的1.5倍，为了得到波动低的输出电压，需要更高耐压值的电容器。理想的二极管在施加方向电压时关闭，没有反向电流流过。 实际上，当二极管正向导通时，PN结内的电荷被积蓄，当二极管接受反向的电压时，PN结内积蓄的电荷被释放