基于LM2596可调稳压电路设计原理图

LM2596系列稳压器是单片集成电路，这些集成电路可以提供降压开关调节器的所有有源功能。能够驱动3A负载，具有出色的线路和负载调节能力。这些器件还提供3.3V、5V、12V的固定输出电压和可调输出版本。

LM2577是一款单片集成电路，可为升压（升压）、反激式和正激转换器开关稳压器提供所有电源和控制功能。该器件提供三种不同的输出电压版本，即12V、15V和可调版本。

常见电路形式

1、电源变压器

一般需要直流 电源，采用降压变压器，将电网交流电压 220V转变为复合交流 电源。该交流电压经过整流后，  即可得到电子设备所需的直流电压。

2、整流电路

采用单相桥式整流电路。通过使用该电路，可以转换 方向和幅度不同的50Hz交流电。在这里，需要将其转换为方向相同但幅度仍然脉动的直流电。那么这样做有什么好处呢？主要好处包括：

• 更高的电压
• 纹波电压更小
•  使整流二极管承受的最大反向交流电流流过；
• 变压器利用率高。

3、滤波电路

可以利用电容器C（储能元件）的特性。也就是说，电容器两端的电压不能突然变化。这样，通过使用RC滤波电路，滤除整流电路输出的大部分脉动成分。我们可以获得比较平滑的直流电。

4、稳压电路

整流滤波后的直流电压不随交流电网和负载的扰动而变化。这里由于采用了大量高性能集成模块，简化了电路结构。这样做的结果是，功率转换问题的关键部分被凸显出来。经过艰苦调试和测试，电路整体性能良好，能够更好地达到设计目的。

该电源作为可变稳压或稳流源，不仅可以单独使用，也可以置于其它电子设备中。

电源概述

1、电源介绍

电源是电子设备的心脏，电源的质量直接影响电子设备的可靠性。由于电子设备60%的故障来自于电源，因此电源作为电子设备的基础部件，越来越受到人们的重视。

现代电子设备使用的电源大致分为2类：线性稳压电源和开关稳压电源。

2、2种电源比较

线性稳压电源；所谓线性稳压电源有以下含义。稳压电源电路中的稳压管工作在线性放大区。220V、50Hz工频电压经线性变压器降压后，经整流、滤波、稳压后输出直流电压。

• 主要优点：
• • 供电稳定性和负载稳定性高；
  • 输出纹波电压小；
  • 瞬态响应速度快；
  • 线路结构简单，易于维护；
  • 无开关干扰。
• 主要缺点：
  • 功耗高、效率低，效率一般只有35~60%；
  • 体积大、重量重、无法小型化；
  • 必须有较大容量的滤波电容。

其中，效率低是一个重要缺点，造成资源的严重浪费。在此背景下，开关电源应运而生。任何电子设备都需要直流电源来供给电路工作。尤其是由电网供电的电子产品。现在出现了电网电压的波动和电路工作状态的变化，我们需要想办法适应。在电源方面，需要有适应这种变化的直流稳压电源。

开关稳压电源；随着电子技术的发展，人们对如何提高电源转换效率进入了深入研究。从而增强对电网的适应性，减小体积，减轻重量。于是开关电源应运而生。

• 主要优势：
  • 交换效率高。开关稳压电源的稳压管工作在开关状态。其主要优点是交换效率可高达70-95%。
  • 功耗低、效率高。在激励信号的激励下，晶体管交替工作在通断开关状态。同时开关速度很快，频率一般在50kHz左右。开关晶体管的功耗很小，效率可提高到80%以上。
  • 体积小、重量轻。开关电源中没有使用笨重的工频变压器。调节管上的功耗大大降低后，省去了更大的散热片。
  • 电压调节范围宽。开关电源的输出电压是通过激励信号的占空比来调节的。输入信号电压的变化可以通过调频或调宽来控制。当工频电网电压发生较大变化时，仍能保证有效稳定的输出电压。

开关稳压电源实现电压调节的方法也有很多种。根据实际应用要求，可以选择不同类型的开关稳压电源。

• 主要缺点：
  • 电路比较复杂。输出纹波电压高，瞬态响应差。还有比较严重的开关干扰。目前，开关稳压电源进一步推广应用存在以下困难：一是生产技术难度大；二是维护麻烦；最后，成本高。
  • 对电路元件要求高。开关电源的效率与开关管的开关速度成正比。开关电源中使用开关变压器。开关变压器可以一组输入，得到多路不同极性和大小的输出。为了进一步提高效率，必须提高电源的工作频率。然而，当频率增加时，要求就会进一步提高。
  • 影响附近电子设备的正常工作。稳压电源具有稳压和滤波双重功能。因此，该系列线性稳压电源不会产生开关干扰。并且输出纹波电压也可以很小。然而，当开关稳压电源中的开关管处于通断状态时，情况就发生了变化。其交流电压和输出电流会通过元件产生强烈的尖峰干扰和谐振干扰。这些干扰会进入主电网，影响附近电子设备的正常运行。

3、电源选择

根据比较，我们选择线性稳压电源。

大多数电子电路需要直流电源才能工作。直流电源是电子电路工作状态的保证和能量的提供者。但大多数固定电源允许输出电压在±10%以内变化，这仍然不能满足某些电路的要求。因此我们设计了一种输出可调或允许较大变化范围的电源。

该电源的性能：一方面采用全集成电路设计制作，具有自动短路、过载保护功能。另一方面，其精度高、电流性能稳定、可连续调节。此外，它还可以用于多种实验电源。

常见电路设计

输出电压可以在整个电流范围内调整和改变。该电源在一定范围内也可以工作在直流源模式。下面整理一些比较典型的设计电路。

首先，变压器输出的18V交流电通过整流滤波电路转换为20V直流电，如下图所示：

然后由LM2596 -ADJ组成的可调降压调节电路  输出1.25～19V的电压。电路如下图所示。调节RW1可以改变输出电压，增大输入电压可以增大输出。最大供电电压为45V。

然后通过LM2577组成的升压稳压 电路。LM2596的输出电压  提高了1至11倍。也就是说，如果调节RW1使LM2596输出3V，  则调节LM2577中的RW2 使输出电压为3～33V。电路图如下所示。改变RW2的阻值和LM2577的输入电压  可以输出3～100V的电压。

改造后的稳压电源输入电压220V、50HZ、电压范围+15%～-20%条件下：

• 输出电压可调范围+1.25V～输入电压；
• 最大输出电流5A；
• 电压调整率不大于0.5%；
• 负荷调整率不大于2%；
• 满载时最高输入电压和输出纹波电压不大于10mV。

DC-DC转换器，在输入电压+2.6V～+18V条件下：

• 输出电压+2.6V至100V可调；
• 最大输出电流3A；
• 电压调整率不大于1.5%，负载调整率不大于3%；
• 该电源还具有过流和短路保护功能。短路故障排除后，会自动恢复到正常状态。防反接，二极管组成电压指示器。

PCB和印刷电路板

下图一些朋友画的PCB和印刷电路板，仅供参考：

常见问题整理

LM2596是什么？

答：LM2596系列稳压器是单片集成电路，提供降压（降压）开关稳压器的所有有源功能，能够驱动 3A 负载，并具有出色的线路和负载调节能力。

LM2596和LM2595有什么区别？

• LM2596：最高输出电流3A，1PIN-VOUT，2PIN-VIN；
• LM2595：最高输出电流1A，1PIN-VIN，2PIN-VOUT。

LM2596-12各引脚电压是多少？每个引脚的功能是什么？

答：引脚1为输入端，12V，输出情况下正常工作电压范围应为14V~37V；引脚2是输出端，这里是高频振荡输出，不是直流电压，所以没有确定的电压；引脚3接地，0V；引脚5为使能控制端，接低电平时LM2596正常工作，接高电平时不关闭输出，一般直接接地；引脚4是反馈控制信号输入端，连接到比例电阻的中间连接点，这里的电压与实际输出成正比。

LM2596可以输出负电压吗？

答：LM2596可以输出负电压。LM2596有不同的应用电路，可以输出正电压或负电压，但它没有升压功能，其输出电压的绝对值必须小于输入电压的绝对值。

LM2596输出电压可调的电路中，输出电压可以大于输入电压吗？

答：LM2596开关稳压器是降压型电源管理单片集成电路，可输出3A驱动电流，具有良好的线性度和负载调节特性。输出电压不会大于输入电压。如果输出电压大于输入电压，最好使用升压电源芯片。如XL6009、VT1050。