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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
2 b. e& {. x: l; [5 ~1 f
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1 @0 S" k6 \- k1 X; {0 e" M來源于小伙伴提問。* B9 p- w5 d$ `0 n! c& a
) Z. d, m; P0 z0 q1 [9 _4 m8 d2 W
7 [, Y9 r# ^9 v* \# U: y; N$ k
2 W+ [  R" C( C; w+ k8 F
13 Y1 S7 x5 f3 ?9 X2 c$ ?1 H* _
LM2596S的基本工作原理/ J; H: S* J+ e7 l/ D" b: E
LM2596S是一款開關穩(wěn)壓器,通過內(nèi)部的反饋機制穩(wěn)定輸出電壓。
6 ?- a' d0 R% e8 e. g, V: D  L9 o: o/ g( A
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。$ u* X5 f1 U) p1 p1 s: B- u3 [
0 P+ F3 o3 S2 h% E# F- E( s
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,使之保持在預設范圍內(nèi)。: @/ [7 Z* `: r: y$ Z2 V
7 ]2 S4 v5 r& P( m
LM2596S的輸出電壓公式為:
( |7 q; {7 C: W0 Q5 u9 @0 s 2 M1 q7 F  V" I+ ^" Z# ]) O
在這個公式中,反饋電壓(VFB)是1.23V。: \  E+ @) |! m6 f3 L( I( {4 }

6 d: A9 `# D2 q0 G; L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占空比以恢復到新的設定輸出值。
" ?  D4 T! m, l5 I/ G/ K2# m! C/ w$ p" j6 G! N) l' {- s' Y
單片機DAC對VFB的控制
% T2 d0 b# V8 y: M6 Q( c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。
& H! r' Y- _8 m  f- r
: z5 ]! r! ?/ J& }6 ^% DDAC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。
4 \% Y; A' J, x+ t' o+ \9 z7 X; }
通過這種方式,單片機可以間接調(diào)整VFB點的電壓。
4 _* I3 h& \# G, q; _9 v. r* M& ?9 N' ]7 _1 Q: S6 E
當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。* Y0 J; i5 I: u# ?& v/ v3 ^

6 X% ]! U4 ^& N* f  k3 q, N于是LM2596S會降低輸出的占空比,從而減小輸出電壓。
. d( G, C$ x& e, p0 N7 i# A' d7 b
* h! H, V* n: ]% i: T反之,當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。
- ?9 s4 S! b' A9 p+ ^37 {2 f1 V$ a" k5 x6 S
控制過程的詳細步驟. D' L7 P- Q1 _0 V5 t/ X' J& c1 u' u
  • 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: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定。
  • 輸出穩(wěn)定:當VFB重新達到1.23V的平衡點時,輸出電壓達到新的穩(wěn)態(tài)。9 _) a& v# L2 G; U1 q) S# s1 O
      E  x4 d  h% O% Z8 R5 K( \" H
    4
    , B3 H5 s5 a, @6 ]& @1 J( m; l這種控制方式的優(yōu)點和應用
    ) F' |) M# h3 \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:
    * ~9 b: U( P1 ^/ U
  • 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。
  • 適應性強:可以在不同負載條件下靈活調(diào)整輸出電壓,應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。
    2 G) v8 _$ w6 c! c

    ; G7 m1 l1 Z; a  }8 @5
    3 c% z  a6 c$ O- A, l
    * g) k" C5 \% c# O5 _. [注意事項
    5 j; [: s$ K' {
  • 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)地響應變化,避免反饋環(huán)路振蕩。5 n3 I6 C0 d* K
    . N+ E. ~, Q3 d! Y/ h
    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。
    ; A- {) Y+ s& X& N+ d9 O. L" h' b% R( M! F
    這樣,輸出電壓可以在一定范圍內(nèi)根據(jù)需求調(diào)整,適合不同應用場景的電壓要求。
    , [( m* a  E5 Q4 ], ?
    7 ^0 f% i2 G8 s* F  Z   Z* l# D9 F! V6 d
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