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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
1 m; O4 k) E0 j) x8 |: L
點擊上方藍色字體,關注我們3 N" b& X8 L$ o0 Y$ A) N
來源于小伙伴提問。6 ~: `# D1 L- {  a& g
0 g. D7 X( e2 }. ^; j

0 Z$ W" v  M" B/ o) `: M3 d( Y5 x# P$ ?3 t' q
1
$ V4 [/ |1 ?/ l; ELM2596S的基本工作原理
$ a/ `- ?% i$ M' N: b. {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。* V( a% m3 C4 t- P4 \

. N0 W7 `" \4 ^  j- q/ m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。
( |; Z) J4 E. C' k/ P( n* d5 ^
& Y7 d% a! _) F& W$ h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)。
$ W$ H) l# }" F( a8 w' F
  u& t: c: n' v$ s/ ^! YLM2596S的輸出電壓公式為:/ v& ~# K+ v2 l* Q7 B4 Q
. D9 W" M+ N% t+ \1 Z) d/ x
在這個公式中,反饋電壓(VFB)是1.23V。' J$ o$ q9 ^+ d+ d. Z/ X9 T

# g4 \  k& O( K6 c* g5 |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。
# r/ I1 d( _9 U2
6 S& v, `) [$ ?8 `) w- {單片機DAC對VFB的控制% S/ G* N; t5 E0 y) f1 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。
! l; W/ L. g- K$ [
* b9 m2 p9 Y/ `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。
4 m0 Z" k8 M/ }( E, R$ H% i  Z5 d7 c2 J3 ?, d
通過這種方式,單片機可以間接調(diào)整VFB點的電壓。
. j. J, W& p4 O) ]6 q3 w+ E; }  {2 o5 |: B/ _( V) Y& j7 i6 H2 X
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。8 h9 y9 [/ k5 Q8 K
0 A  n1 A# ]5 j; i( M
于是LM2596S會降低輸出的占空比,從而減小輸出電壓。; H5 z) w. P) f5 K5 U$ S

1 B# T' G, ~; n  B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。
. T+ U$ U" }% s( ^2 l; k3
* z& t7 i4 b. V& Y: e' g) K控制過程的詳細步驟
, Y& d2 }% `. s+ R" A) C4 m$ v6 ]
  • 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)。
    8 ?) f% X; H9 U1 E: C. L! p
    + }0 t/ x- g, Q2 ~
    4
    ! w3 M* u4 o2 J; B6 X: Z; j這種控制方式的優(yōu)點和應用
    . F$ R' B% y* ?4 |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:* D6 j3 L6 k+ u- n  E' r
  • 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。) [' m5 E* N- c  B
    ; F1 y4 T# a( z( u& c
    5- B% e6 B% S7 O& M% [4 K/ f

    * m$ B! F4 x9 }. F. s注意事項
    ) R$ m8 [( V! @# ~* q
  • 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。
    / r6 B5 K7 v! c( M- R* d
    2 \' q+ M+ b7 [# U6 C: M
    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。
    # N+ [. O/ U5 s' R$ R- D( [( w% w% O' Q" d1 U! ?
    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。( e$ I7 m+ z8 P" T! g7 c

    3 \' W' c  z% A; R  _2 T* f5 u" V4 r $ P8 u, h+ t; Y& `4 }7 e
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