模拟电子技术基础-LM2576电源转换电路

1、课程综合设计课程名称：模拟电子技术基础实验名称：LM2576电源转换电路 学院： 应用科技学院 专业： 电子信息工程 年级： 2012级 学号： 姓名： 一、设计意义及实现功能:LM2576系列是美国国家半导体公司生产的3A电流输出降压开关型集成稳压电路，它内含固定频率振荡器(52kHz)和基准稳压器(1.23V)，并具 有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等，利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。各系列产品均提供有3.3V(-3.3)、5V(-5.0)、 12V(-12)、15V(-15)及可调(-ADJ)等多个电压档次产品。二、LM2576的内部组成: LM2576的内部

2、框图如图所示LM2576内部包含52kHz振荡器、1.23V基准稳压电路、热关断电路、电流限制电路、放大器、比较器及内部稳压电路等。为了产生不同的输出电压，通常将比较器的负端接基准电压（1.23V），正端接分压电阻网络，这样可根据输出电压的不同选定不同的阻值，其中R1=1k（可调-ADJ时开路），R2分别为1.7k（3.3V）、3.1k（5V）、8.84k（12V）、11.3 k（15V）和0（-ADJ），上述电阻依据型号不同已在芯片内部做了精确调整，因而无需使用者考虑。将输出电压分压电阻网络的输出同内部基准稳压值1.23V进行比较，若电压有偏差，则可用放大器控制内部振荡器的输出占空比，从而使

3、输出电压保持稳定。管脚定义LM2576ADJ各脚功能如下：1）VIN输入电压端，为减小输入瞬态电压和给调节器提供开关电流，此管脚应接旁路电容CIN； 2）OUTPUT稳压输出端，输出高电压为（VINVSAT），输出低电压为-0.5V。 3）GND电路地； 4）FEEDBACK反馈端； 5）ON/OFF控制端，高电平有效，待机静态电流仅为75µA。 脚为直流电压输入端，输入电压最高为45 V。若由低压交流整流供电，为了避免空载时电压超出45 V，交流输入电压应不高于32 V。脚为脉冲输出端，最大输出5.8 A的调宽脉冲。在正脉冲持续期，二极管V截止，脉冲电流向L存储磁场能量，同时向负载

4、提供直通电流，并向C充电。在脉冲截止期，L释放磁场能量，产生右正左负的感应电势使V导通，继续向C充电，并向负载提供不间断的电流。输出电压值取决于输出脉冲的幅度和占空比。脚为输入/输出级共地端。脚为脉冲宽度控制端。当脚电位升高时，输出脉冲宽度减小，使输出电压降低。电路中由R3+R4、 R1组成输出电压取样分压器，通过调整R3(细调)和R4(粗调)，可改变输出电压值。在上述控制过程中，输出电压Ui的表达式为当输入电压和负载变动时，脚电压可以在1.2171.243 V之间变化，以稳定输出电压。脚为待机控制端。接共地低电平时，内部脉冲输出被关断，开关电源无输出。该电路中用此功能组成过流保护电路，R5的

5、值为0.22 ，是负载电流取样电阻。当负载电流大于3 A时，VT1导通，其集电极输出高电平使VT2导通，脚变成低电平0.3 V，电路停止工作。在用于纹波要求较高的情况下，可以加入LC滤波电路。由于LM2576ADJ的工作频率较高，效率大于82，故L的电感量不需很大。除C用大容量电解电容以外，再并联接入一只高频特性好的无极性电容，电容量在0.10.33 F之间。三、 LM2576的特性: 最大输出电流：3A；最高输入电压：LM2576为40V，LM2576HV为60V输出电压：3.3V、5V、12V、15V和ADJ（可调）等可选； 振动频率：52kHz； 转换效率：75%88%（不同电压输出时的

6、效率不同）；控制方式：PWM； 工作温度范围：-40+125 工作模式：低功耗/正常两种模式可外部控制； 工作模式控制：TTL电平兼容；所需外部元件：仅四个（不可调）或六个（可调）；器件保护：热关断及电流限制； 封装形式：TO-220或TO-263 四、LM2576原理：1、原理LM2577ADJ的脚为误差放大器输出端，外接频率补偿RC电路。因为内部PWM比较器的反相输出端受控于误差放大器的输出，所以此RC电路有软启动功能。开机后，输出电压尚未建立时，取样放大器输出高电平向C充电。随C充电过程，脚电位缓慢升高，脉冲宽度逐渐增大，直到输出端被稳定于额定电压。R、 C分别为4.7 k和0.22 F

7、。脚为电压输入端，允许输入电压范围为440 V。芯片内部设有输入电压欠压保护电路，以免输入电压过低达不到升压额定电压时脉冲宽度急剧增大引起开关管电流过大而损坏。为了避免此现象发生，欠压保护的阈值随输出电压而改变。其误差检测放大器输入内部基准与LM2576ADJ相同，脚为取样输入端，由R1、 R2分压对输出电压取样。2、外围元件的选择： 1） 输入电容CIN： 要选低ESR的铝或钽电容作为旁路电容，防止在输入端出现大的瞬态电压。还有，当你的输入电压波动较大，输出电流有较高，容量一定要选用大些，470F-10000F都是可行的选择；电容的电流均方根值至少要为直流负载电流的1/2；基于安全考虑，电容

8、的额定耐压值要为最大输入电压的1.5倍。千万不要选用瓷片电容，会造成严重的噪声干扰！Nichicon的铝电解电容不错。 选好了此电容，设计就成功了一半！ 2） 续流二极管： 首选肖特基二极管，因为此类二极管开关速度快、正向压降低、反向恢复时间短，千万不要选用1N4000/1N5400之类的普通整流管！ 3） 储能电感： 建议好好看看datasheet中的电感选择曲线，要求有高的通流量和对应的电感值，也就是说，电感的直流通流量直接影响输出电流。为什么呢？LM2576既可工作于连续型也可非连续型，流过电感的电流若是连续的为连续型，电感电流在一个开关周期内降到零为非连续型。 4） 输出端电容COUT

9、： 推荐使用1F-470F之间的低ESR的钽电容。若电容值太大，反而会在某些情况（负载开路、输入端断开）对器件造成损害。COUT用来输出滤波以及提高环路的稳定性。如果电容的ESR太小，就有可能使反馈环路不稳定，导致输出端振荡。这几乎是稳压器的共性，包括LDO等也有这一现象。 3、LM2576应用注意事项： 1）反馈线要远离电感，电路中输入/输出电容、续流二极管、接地端、控制端的连线要尽可能短而粗，最好用地线屏蔽。 2）由于器件较高的转换效率，几乎不用考虑散热问题。五、设计的电路：1. 实用24V转5V电路,主电源芯片: LM2576S-5 电源功率 5V3A2. 5V转3.3V电路9 / 9课

10、程综合设计实验报告1·课题名称LM2576电源转换电路2·设计内容及要求将24V的电源通过LM2576转换为5V或者3.3V3·电路图实用24V转5V电路,主电源芯片: LM2576S-5实用5V转3.3V电路,主电源芯片:AS11174·元器件清单名称数量LM2576S-51AMS11171电容470uf/16V1电容1000uf/25V1电容100uf/16V2瓷片电容1044电阻1K2电感100uh/3A1LED红1LED绿1二极管1N58221排针35·数据测量芯片输入电压 理论转换电压实际转换电压AMS11175V3.3V3.09VLM2576S-524V5V5.05V6·心得