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如何利用單片機DAC控制LM2596S實現(xiàn)可控降壓?

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發(fā)表于 2024-11-12 11:51:00 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
& N& @8 ^& z6 W" \
點擊上方藍色字體,關(guān)注我們& {) G5 v9 ?# A, S' ?; Q: R
來源于小伙伴提問。7 C1 l" r2 q7 Q
& v# Z; \1 T3 s" P2 y

. m( O7 e7 ~/ U9 L2 F' C, x) ~) T5 x; W; }7 C: U
1  f7 Z% j6 U" g
LM2596S的基本工作原理
) q2 ?7 B8 Z* I; R. Y$ ~LM2596S是一款開關(guān)穩(wěn)壓器,通過內(nèi)部的反饋機制穩(wěn)定輸出電壓。# v& P0 e8 ]% t" P
! f1 p+ g' j0 r" O
其反饋端(FB)會持續(xù)檢測輸出電壓,并將該電壓與內(nèi)部參考電壓(1.23V)進行比較。% j( W: K" r* ]
/ l7 P) r7 X" l' _' D6 L) @
如果反饋電壓偏高或偏低,調(diào)節(jié)電路會自動調(diào)整PWM的占空比,從而改變輸出電壓,使之保持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。1 w* P% |5 _7 {) Z+ H
4 C' L$ _* |* v; _6 r* ]
LM2596S的輸出電壓公式為:
+ C2 D. R  q. A: a7 L6 [
' E, {; w: l5 j# n6 O/ c% z9 k在這個公式中,反饋電壓(VFB)是1.23V。
' z0 V5 x5 \$ Y2 E0 o' T  K2 \
0 J" R; b* r, h# U; w若VFB的電壓有所改變,芯片會認為輸出電壓發(fā)生了變化,進而調(diào)整PWM占空比以恢復(fù)到新的設(shè)定輸出值。( ^3 A; u3 c8 b3 P) T
24 s4 }5 H7 w- P
單片機DAC對VFB的控制
/ }( A6 h3 J! Q/ t圖中,DAC輸出的電壓通過一個二極管D2和一個電阻(如R3)連接到VFB。( @0 u5 M5 K( D
( p% D# h9 t- O0 \$ o
DAC的輸出可以理解為一個額外的控制信號,通過二極管D2將其引入反饋節(jié)點。
( g* C( i; S: T" `# |. Q: I  X8 B" {' l- x" f/ a2 i
通過這種方式,單片機可以間接調(diào)整VFB點的電壓。6 h; D; e/ ^4 h0 Z0 T" G! T

. x' d/ t7 e: d  e當(dāng)DAC的輸出電壓升高時,通過D2和R3會使得VFB的電壓有所上升,而LM2596S內(nèi)部的比較器會將這種變化誤認為是輸出電壓升高。
0 k8 w% g* s2 Y2 ~6 t% {8 j3 d4 ~% L
于是LM2596S會降低輸出的占空比,從而減小輸出電壓。% c4 \4 p6 Z, ~( t# f& T/ c
8 y( e6 E7 ^8 t$ v) Y# ^7 ]
反之,當(dāng)DAC輸出電壓降低時,VFB的電壓下降,LM2596S會認為輸出電壓下降,從而增大占空比,使輸出電壓升高。
6 {# A) i6 e, a. h. c3
, N4 i0 G& L; M; q控制過程的詳細步驟
$ l8 p6 p8 K; c+ @
  • 單片機輸出控制信號:單片機的DAC輸出電壓通過D2與R3調(diào)節(jié)VFB。
  • 反饋誤差感應(yīng):VFB的電壓變化會被LM2596S內(nèi)部的誤差放大器檢測到,誤差放大器與基準電壓(1.23V)對比,產(chǎn)生一個誤差信號。
  • PWM調(diào)整:誤差信號經(jīng)過控制回路的調(diào)節(jié)器,改變PWM的占空比,使輸出電壓符合新的反饋電壓設(shè)定。
  • 輸出穩(wěn)定:當(dāng)VFB重新達到1.23V的平衡點時,輸出電壓達到新的穩(wěn)態(tài)。  o6 I" R' d2 E& d9 U& c
    - N5 ^4 s( \% I  e0 g( O6 w9 W
    46 z9 I( P0 S0 O5 h+ t' n7 H) u
    這種控制方式的優(yōu)點和應(yīng)用5 l- F) g2 \# {8 Z. Y! z1 B. Z
    這種通過DAC間接調(diào)節(jié)反饋電壓的方式具備以下優(yōu)點:" `" L( m2 S# {% W5 d0 y
  • 精準控制:可以通過軟件控制輸出電壓的大小,無需更換電阻等硬件元件。
  • 適應(yīng)性強:可以在不同負載條件下靈活調(diào)整輸出電壓,應(yīng)用在需要多電壓輸出的場景中。
  • 低成本:相比采用數(shù)字可編程穩(wěn)壓器,使用單片機和LM2596S成本較低,但功能相對靈活。! q: W; B- Z0 W8 Q% j

    - D8 D( X8 i  N: z4 J, ]# W% a2 e5. T" O2 N# n6 g; [9 g  `4 r

    4 g3 S) F3 D- m; f/ ?注意事項8 a, o1 C+ p+ H# ^7 [" i2 j
  • 電壓范圍:DAC輸出電壓的范圍需要滿足VFB點的輸入要求,防止超過芯片的電壓限制。
  • 穩(wěn)定性:在設(shè)計電路參數(shù)(如電阻R3的大。⿻r,需確保在DAC調(diào)整過程中,電壓能夠平穩(wěn)地響應(yīng)變化,避免反饋環(huán)路振蕩。) P( r6 }# e8 X* `: v
      L2 e$ a( a; o) P5 p  ~( \4 e
    通過以上分析,可以看出單片機DAC通過控制LM2596S的反饋電壓(VFB)來調(diào)節(jié)輸出電壓的原理。9 {- t* N: v, ~8 Y
    5 F+ I: R" t6 n4 ?' @
    這樣,輸出電壓可以在一定范圍內(nèi)根據(jù)需求調(diào)整,適合不同應(yīng)用場景的電壓要求。
    2 f5 G9 e0 p& ]# N$ Q1 `4 O* I # K$ t% e' N" |9 ]' {, B

    & D: ?0 Q+ Y( _. R3 c! m% U3 l點擊閱讀原文,更精彩~
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