開關型穩壓晶元LM2576中文資料

開關型穩壓晶元LM2576中文資料

　LM2576系列開關穩壓集成電路是線性三端穩壓器件(如78xx系列端穩壓集成電路)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動能力，從而為MCU的穩定、可靠工作提供了強有力的保證。

　　1 LM2576簡介

　　LM2576系列是美國國家半導體公司生產的3A電流輸出降壓開關型集成穩壓電路，它內含固定頻率振蕩器(52kHz)和基準穩壓器(1.23V)，並具 有完善的保護電路，包括電流限制及熱關斷電路等，利用該器件只需極少的外圍器件便可構成高效穩壓電路。LM2576系列包括 LM2576(最高輸入電壓40V)及LM2576HV(最高輸入電壓60V)二個系列。各系列產品均提供有3.3V(-3.3)、5V(-5.0)、 12V(-12)、15V(-15)及可調(-ADJ)等多個電壓檔次產品。此外，該晶元還提供了工作狀態的外部控制引腳。

　　LM2576系列開關穩壓集成電路的主要特性如下[2]：

　　●最大輸出電流：3A;

　　●最高輸入電壓：LM2576為40V，LM2576HV為60V;

　　●輸出電壓：3.3V、5V、12V、15V和ADJ(可調)等可選;

　　●振東頻率：52kHz;

　　●轉換效率：75%～88%(不同電壓輸出時的效率不同);

　　●控制方式：PWM;

　　●工作溫度範圍：-40℃ ～ +125℃

　　●工作模式：低功耗/正常兩種模式可外部控制;

　　●工作模式控制：TTL電平兼容;

　　●所需外部元件：僅四個(不可調)或六個(可調);

　　●器件保護：熱關斷及電流限制;

　　●封裝形式：TO-220或TO-263。

　　LM2576的內部框圖如圖1所示，該框圖的引腳定義對應於五腳TO-220封裝形式。

　　LM2576內部包含52kHz振蕩器、1.23V基準穩壓電路、熱關斷電路、電流限制電路、放大器、比較器及內部穩壓電路等。為了產生不同的輸出電壓， 通常將比較器的負端接基準電壓(1.23V)，正端接分壓電阻網路，這樣可根據輸出電壓的不同選定不同的阻值，其中R1=1kΩ(可調-ADJ時開路)， R2分別為1.7 kΩ(3.3V)、3.1 kΩ(5V)、8.84 kΩ(12V)、11.3 kΩ(15V)和0(-ADJ)，上述電阻依據型號不同已在晶元內部做了精確調整，因而無需使用者考慮。將輸出電壓分壓電阻網路的輸出同內部基準穩壓值 1.23V進行比較，若電壓有偏差，則可用放大器控制內部振蕩器的輸出占空比，從而使輸出電壓保持穩定。

　　由圖1及LM2576系列開關穩壓集成電路的特性可以看出，以LM2576為核心的開關穩壓電源完全可以取代三端穩壓器件構成的MCU穩壓電源。

　　2 LM2576應用舉例

　　2.1 基本應用設計

　　由LM2576構成的基本穩壓電路僅需四個外圍器件，其電路如圖1所示。

　　電感L1的選擇要根據LM2576的輸出電壓、最大輸入電壓、最大負載電流等參數選擇，首先，依據如下公式計算出電壓·微秒常數(E·T)：

　　E·T=(Vin - Vout)×Vout/ Vin×1000/f?? (1)

　　上式中，Vin是LM2576的最大輸入電壓、Vout是LM2576的輸出電壓、f是LM2576的工作振蕩頻率值(52kHz)。E·T確定之後，就可參照參考文獻所提供的相應的電壓·微秒常數和負載電流曲線來查找所需的電感值了。(下圖為：圖三)

　　該電路中的輸入電容Cin一般應大於或等於100μF，安裝時要求盡量靠近LM2576的輸入引腳，其耐

　　壓值應與最大輸入電壓值相匹配。而輸出電容Cout的值應依據下式進行計算(單位μF)：

　　C≥13300 Vin/ Vout×L (2)

　　上式中，Vin是LM2576的最大輸入電壓、Vout是LM2576的輸出電壓、L是經計算並查表選出的電感L1的值，其單位是μH。電容C鐵耐壓值應大於額定輸出電壓的1.5～2倍。對於5V電壓輸出而言，推薦使用耐壓值為16V的電容器。

　　二極體D1的額定電流值應大於最大負載電流的1.2倍，考慮到負載短路的情況，二極體的額定電流值應大於LM2576的最大電流限制。二極體的反向電壓應大於最大輸入電壓的1.25倍。參考文獻中推薦使用1N582x系列的肖特基二極體。

　　Vin的選擇應考慮交流電壓最低跌落值(Vac-min)所對應的LM2576輸入電壓值及LM2576的最小輸入允許電壓值Vmin(以5V電壓輸出為例，該值為8V)，因此，Vin可依據下式計算：

　　Vin≥(220Vmin/Vac-min)

　　如果交流電壓最低允許跌落30%(Vac-min=154V)、LM2576的電壓輸出為5V(Vmin=8V)，則當Vac=220V時，LM2576的輸入直流電壓應大於11.5V，通常可選為12V。

　　2.2 工作模式可控應用設計

　　LM2576的5腳輸入電平可用於控制LM2576的工作狀態。5腳輸入電平與TTL電平兼容。當輸入為低電平時，LM2576正常工作;當輸入為高電平時，LM2576停止輸出並進入低功耗狀態。圖3是LM2576的工作模式可控電路原理圖。

　　圖3中，下拉電阻可保證MCU-CON控制端為低時LM2576的正常工作。Shutdown Input的控制端信號來自MCU，該端為低電平時，LM2576停止輸出，系統進入低功耗狀態。當為該端為高電平時，三極體導通會使LM2576重新工 作。設計時保證當MCU-CON控制端為高電平且三極體導通時，電阻R不至於因過流而損壞MCU的輸出控制端。