DCDC转换器LM2596的个人使用经验
【原创】+DCDC转换器LM2596的个人使用经验
21IC:mmuuss586
LM2596系列是TI公司生产的3A电流输出降压开关型集成稳压芯片，它内含固定频率振荡器（150KHZ）和基准稳压器（1.23v），并具有完善的保护电路、电流限制、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。
提供的有：3.3V、5V、12V及可调（ADJ）等多个电压档次产品。
就以下几方面内容作简单介绍：
◆LM2596技术特点
◆LM2596相类似器件
◆LM2596的典型电路
◆LM2596的肖特基二极管及电感的选取
◆LM2596的PCB布线
◆LM2596的散热处理
下面来谈谈个人看法：
一、LM2596技术特点
==================================================================== ●3.3V、5V、12V的固定电压输出和可调电压输出
●可调输出电压范围1.2V～37V±4%
●输出线性好且负载可调节
●输出电流可高达3A
●输入电压可高达40V
●采用150KHz的内部振荡频率，属于第二代开关电压调节器，功耗小、效率高●低功耗待机模式，IQ的典型值为80μA
●TTL断电能力
●具有过热保护和限流保护功能
●封装形式：TO-220(T）和TO-263（S）
●外围电路简单，仅需4个外接元件，且使用容易购买的标准电感
二、LM2596相类似器件
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LM2596相类似器件有：LM1575、LM2575、LM2576等；
对于高电压输入的:可选HV版本的，比如LM2576HVT,LM2576HVS，最高输入电压可达60V;
三、LM2596的典型电路
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LM2596的典型电路如下图所示
电路的具体参数，可根据需求，到TI的网站，用TI的工具生成原理图，参数啥的都有了：
对输出纹波要求较高的话，输出可加LC滤波，如下图所示：
LC滤波器的频率可以选，DCDC频率的10~20分之1
四、LM2596的肖特基二极管及电感的选取
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肖特基二极管：我喜欢用贴片的，一般用SS34，对于负载电流不是很大，可以用SS14、SS24等，更大电流的可以考虑用SS56；
电感：我的习惯是选择33uH/3A的，最好选带屏蔽的电感，对EMC没啥要求的话，
也可以选用插件的功率电感，电感的额定电流，我一般选实际负载电流的1倍以
上，因为电感的额定电流受温度等影响是会变的，另外国产的质量也不定可靠，降额使用是提高产品可靠性的重要保证，所以我一般至少留1倍余量。
五、LM2596的PCB布线
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PCB布线最好参考PDF资料，如下图所示：
下图是我画的，仅供参考：
六、LM2596的散热处理
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下图我画的，仅供参考（在TopLayer,TopSolder, BottomLayer, BottomSolder 铺1层，再多放写过孔，过孔我一般选外径35mil,内径选20mil）：
以上纯属个人看法，若大家有问题，请帮忙及时更正，欢迎发表您的见解。
不求高深，只求共同进步，O(∩_∩)O~。
基于LM2596的输出无级可调直流稳压电源的设计与实现
基于LM2596的输出无级可调直流稳压电源的设计与实现作者：郑琪刘琳尚冬梅来源：《电脑知识与技术》2018年第27期摘要：作为本科教育的素质教育中重要一环-实践环节，我校电工电子设计是理工科必修的实训课程，在这门课中，无一例外的要使用可调稳压电源。
为了满足我校电工电子实训课程的迫切需要，研制了基于开关电源芯片LM2596的无级可调直流稳压电源。
本文主要介绍基于开关电源芯片LM2596的无级可调直流稳压电源的主要组成部分、工作原理及设计、实现。
关键词：开关电源芯片LM2596；无级；可调直流电压源；中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）27-0258-03The Design and Implementation of Output Stepless Dc Stabilized Voltage Supply Based onLM2596ZHENG Qi，LIU Lin，CHEN Mu，SHANG Dong-Mei（Xi’an University of Science and Technology，Engineering Training Center，Xi’an 710000，China）Abstract：As an important part in quality-oriented education of undergraduate education practice， in our school the training course in science and engineering is compulsory ， electrical and electronic design in this course， with no exception of adjustable regulated power supply is used. In order to meet the urgent needs of the electrical and electronic training courses in our school， has been developed stepless adjustable dc regulated power supply，which is Based on LM2596. This paper mainly introduces the main part of stepless adjustable dc regulated power supply， working principle and application.Key words：LM2596；stepless. Adjustable dc voltage source作为理工科类大学生锻炼动手能力的最基础的电工电子实训课程-电工电子设计实训课程是我校面向理工类本科生的必选基础实训课程，覆盖面大、学生多、工作量大。
基于LM2596的DC-DC可调降压模块设计
专 业 班 别：自动化（工业自动化） 144 姓 学 名：黄国盛 号：201421714406
提 交 日 期：2017 年 6 月 11 日
目 录
1. 设计任务与要求……………………………………………………………………… 2 1.1 1.2 主要任务与内容……………………………………………………………2 设计目的与要求……………………………………………………………2
LM2596 有两种封装形式，5 脚的 TO-220(DIP)；和 5 脚的 TO-263（SMD）封装。 一般情况下，TO-220(DIP)封装需要散热片。散热片的尺寸由输入电压、输出电压、负 载电流和环境温度决定。许多因素可以影响温度，环境温度越高，需要散发的热量也就越多。 TO-263（SMD）封装的 LM2596 是要焊接在 PCB 板上的表贴元件,铜和 PCB 板有助于这种 封装器件和其他散热元件，如吸纳二极管和电感的散热。焊接这种封装器件的 PCB 上的覆铜 区域至少要有 0.4 平方英寸。更多的覆铜区域会改善散热特性。但是，当面积大于 6 平方英 寸时，在散热方面的改善就很小，如果还需要进一步改善散热，建议使用覆铜区域大的多层 PCB 板或在通风的情况下使用。
表 3.3 快速设计器件选择表
3.4 前馈电容的选择
当输出电压大于 10V 时， 就需要一个补偿电容， 这个电容的典型值在 100pF 至 33nF 之间， 同时，与输出电压设置电阻 R2 并联。对于高输出电压、低输入-输出电压时，或等效电阻的 输出电容等情况，这个电容可以使电路格外稳定。这个电容可以是瓷片电容、塑胶或云母电 容等，此次设计采用 1uF 贴片电容。
1.2 设计目的与要求
1．通过本课程设计教学环节，使学生加深对所学课程内容的理解和掌握； 2．结合工程问题，培养提高学生查阅文献、相关资料以及组织素材的能力； 3．培养锻炼学生结合工程问题独立分析思考和解决问题的能力； 4．要求学生能够运用所学课程的基本理论和设计方法，根据工程问题和实际应用方 案的要求，进行方案的总体设计和分析评估； 5. 报告原则上要求依据相应工程技术规范进行设计、制图、分析和撰写等。
LM2596主回路
LM2596 开关电压调节器LM2596-ADJ 是3A 电流输出降压开关型集成稳压芯片 ，它内含固定频率振荡器（150KHZ ），和基准稳压器（1.23v ），并具有完善的保护电路：电流限制、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。
该器件还有其他一些特点：在特定的输入电压和输出负载的条件下，输出电压的误差可以保证在±4%的范围内，振荡频率误差在±15%的范围内；可以用仅 80μA 的待机电流， 实现外部断电；具有自我保护电路（一个两级降频限流保护和一个在异常情况下断电的过温完全保护电路）可调输出调节器的设计步骤条件：VOUT 为可调节的输出电压，VIN （max ）为最大直流输入电压，ILOAD （max ）为最大负载电流，F=开关频率（为固定值 150KHz ）步骤：1． 输出电压值的计算（即选择图 1中的 R1和 R2）利用以下的公式来选择适当的电阻值，V out= Vref ( +1 )这里的 VREF=1.23V ，在 240Ω和 1.5KΩ之间为 R1 选择一个适当的阻值。
低阻值使敏感的反馈脚的噪声容限降到最小（选用精度为 1%金属膜电阻，可以使温度系数降低，随时间的稳定度最好）。
R2 = R1 ( — 1 )2. 电感的选择（L1）A. 可以通过以下的公式计算电感电压与微秒的乘积 E·T其中 VSAT 为内部开关饱和电压，且 VSAT=1.16VVD 为二极管正向压降，VD=0.5V 。
B. 用前面公式中所得的 E·T 的值，从图 7的纵坐标上找一个相匹配的电感序号。
在横坐标上选一个最大的负载电流。
C. 由 E·T 值和最大的负载电流值的交叉处确定一个电感区域，每个区域都由一个电感值和一个电感序号（LXX ）表征。
D. 从图 8所列的 4个生产厂家的元件号中选一个适当的电感，最好使用磁屏蔽结构的电感器。
3. 输出电容的选择（COUT ）A. 在大多数的使用中，使用 82μF ～820μF 之间的低等效电阻（Low ESR ）的电解电容或固态钽电容效果最好，电容要靠近 IC ，管脚要短，连接的铜线要短。
LM2596 DC_DC
本作品驱动6舵机和直流电及多个模块，输出电流很大，耗电量也大。
一般的7805稳压电路根本就不能驱动。
最终方案采用可充电式锂电池作为主电源，再选用四个基于LM2596 的DC-DC模块来供电。
采用此种供电方式效率高且输出的电压很稳定，有效为各个模块提供电压。
为了使舵机更有力地操作，我们选用LM2596-调压到6v控制。
LM2596-adj使用原理：
如上图所示：有V o=Vref(1+R2/R1)
当Vref=1.23V
有R2=R1（Vo/Vref-1）
其中Vref为DC/DC开关稳压器内部自带的基准电压或者用户外接的基准电压，R1、R2构成输出电压采样电路，用于设置输出电压的大小。
当输出电压Vout因负载变化而变化时，反馈电压Vf也随着变化，DC/DC稳压器内部的控制电路根据反馈电压Vf（采样电压）与Vref 差值的大小来适当调整功率变换电路的控制参数（如PWM的占空比等），使输出电压稳定在一个固定的值，达到稳压的目的。
恒流源和恒压源在电路上的差别反应在两者的采样电路采集的对象不一样。
恒压源为了保持输出电压的恒定，需要实时对输出电压跟踪、控制，在负载变化的情况下使输出电压不随负载的变化而变化，而恒流源是指在负载变化的情况下，稳压器能根据负载的变化相应调整输出电压，保持输出电流不变，恒流源采样电路采集的是输出的电流信号，但实际上采集的是经过I/V转换后反应电流大小的电压信号，因此，把输出的电流信号转换成电压信号，输入到DC/DC 开关稳压器的反馈引脚，就能实现恒压源到恒流源的转变。
所以适当调节R2，可以调节输出电压。
LM2596全中文资料
LM2596全中文资料随着电子技术的发展，各种电子设备越来越多，而其中一个重要的电源管理模块就是开关电源。
在电子设备中，开关电源起着将交流电转换为直流电的作用，提供稳定可靠的电力供应。
而LM2596是一种常见的开关稳压模块，它被广泛应用于各种电子设备中，提供高效、稳定的电源管理解决方案。
LM2596是一款具有高效率、低功耗和稳定性的降压型开关稳压模块。
它能够将输入电压转换为相对稳定的输出电压，通常被用于降低电源电压供应至微控制器、电路板、传感器等部件。
同时，LM2596还具备短路保护、过热保护等功能，以确保电子设备的安全运行。
LM2596采用了开关型调制控制技术，能够在不同负载情况下自动调整开关频率和占空比，以保持输出电压稳定。
它的输入电压范围广，可以适应不同的电源输入，包括交流电和直流电。
而输出电压可通过外部电阻分压调整，从而满足不同电子设备的需求。
除了稳压功能，LM2596还具备过流保护功能。
当电流超过设定值时，它会自动切断输出，避免因电流过大而损坏电子设备。
同时，LM2596还配备了过热保护功能，当温度超过一定范围时，它会自动降低工作频率或停止工作，以防止过热引起故障。
LM2596作为一种常见的开关稳压模块，其技术参数和应用案例都有详尽的中文资料可供参考。
对于初学者而言，这些资料不仅提供了LM2596的基本工作原理和使用方法，还介绍了它在各种电子设备中的具体应用场景和性能要求。
其中，电路图、元器件清单和详细的步骤说明，使得初学者能够更好地理解和使用LM2596。
此外，还有一些中文论坛和社区提供了关于LM2596的技术讨论和使用心得的帖子。
这些帖子通常包含了实际应用中遇到的问题和解决方案，对于学习和掌握LM2596的使用具有很大帮助。
在这些中文论坛中，你可以与其他电子爱好者交流经验，共同探讨LM2596的使用技巧。
综上所述，LM2596作为一种常见的开关稳压模块，提供了高效、稳定的电源管理解决方案。
降压型功率变换器LM2596的原理及应用
第十四届全国电源撞术年会论文集降压型功率变换器LM2596的原理及应用蒋玉萍中国运载火箭技术研究院(100076)摘要：本文介绍降压型功率变换器I．M2596的原理和应用。
叙词弋竖璺兰銮i姆开关电源ADJ。
LM2596控制芯片的工作频率为1501Cttz，其最大电流驱动I引言能力为3A，只需极少量的外围元件就可以实现辟压变换，大大LM7．596系列控制器是美国国家半导体公司推出的降压型开简化了小型开关电源的设计步骤，鳙短了开发周期。
关电源控制芯片，适用于简易高频降压变换器、扳上开关变换2特点和引脚说明器以及正负输出变换器。
该芯片具有四种不同的型号，输出电LM2596采用5脚TO一220(r)和5脚TO一263(s)封装，压分别为3．3v、5．OV、12V和可调输出四种，对应型号分别为：U心孵6T一3．3、删9耵一．5．0、u伫596T—12和U嘶T—如图I所示。
引坤50N，0FF引囊4Feed ma ck引朋3舒锄-d引箨201ln P at}胂l n_图l LM2596引脚封装2．1特点电压信号影响周围的敏感电路，线路板爱锕区需直接与该脚相LM2596系列控制芯片具有以下特点：连。
(1)具有四种不同的输出电压可供选择：3．3V、5．0V、(3)Gnxa,cl(引脚3)：信号地。
12V、可调：(4)Feedback(引脚4)：输出电压拉测端，构成反馈回路。
(2)可词输出电压范围为1．2v一37V±4％；(5)ON／OFF(引脚5)：通过该脚可以控制芯片的工作状(3)最大输出负载驱动电流3A；态。
当滚脚上的电压低于1．3V时，菩片进入工作状态；当该(4)输入电压最高可达40V；脚上的电压高于1．3v时(最高可达到25V)，芯片进人睡眠状(5)只需4个外国元件即可实现降压变换；态。
芯片进^睡眠状态后，所需供电电流仅为80,t工A。
如果该引(6)内置150Ⅺb定频振荡器；脚接地或悬空，则睡眠状态被屏蔽，芯片将始终处于工作状态。
LM2596开关电压调节
A． 要根据图 4、图 5 和图 6 所示的数据选择电感的适当值（分别对应输出电压为 3.3V、5V 和 12V），对于所有的 其他输出电压的情况，请看输出可调的调节器的设计步骤。 B． 在图 4、图 5 和图 6 上，由最大输入电压线和最大负载电流线的交叉区域确定电感的值，每一个区域都对应一 个电感值和一个电感代号（LXX）。 C． 从图 8 中所列的 4 个厂家所列的产品号中选择一个合适的电感，最好使用磁屏蔽结构的电感器。 2. A. 输出电容的选择（COUT） 在大多数的应用中，低等效电阻（Low ESR）的电解电容值在 82μF 到 820μF 之间，而低等效电阻（Low ESR）钽电容值在 10μF 到 470μF 之间效果最好。电容应该靠近 IC，同时，电容的管脚要短，连接的铜线也 要短，电容值不要大于 820μF。 B. 为了简化电容选择步骤，请参阅表 2 所示的电容快速选择，这个表包含了最好的设计方案所需的不同的输入电 压、输出电压、负载电流、不同的电感和输出电容。 C. 电解电容的耐压至少应是输出电压的 1.5 倍，为了得到纹波更低的输出电压，需要更高耐压值的电容器。
LM2596 开关电压调Байду номын сангаас器
LM2596 开关电压调节器
SEPTEMBER， 2004
LM2596 开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路，能够输出 3A 的驱动电流，同时具有很好的线性和 负载调节特性。固定输出版本有 3.3V、5V、12V， 可调版本可以输出小于 37V 的各种电压。 该器件内部集成频率补偿和固定频率发生器，开关频率为 150KHz，与低频开关调节器相比较，可以使用更小 规格的滤波元件。由于该器件只需 4 个外接元件，可以使用通用的标准电感，这更优化了 LM2596 的使用，极大地 简化了开关电源电路的设计。 其封装形式包括标准的 5 脚 TO-220 封装（DIP）和 5 脚 TO-263 表贴封装（SMD）。 该器件还有其他一些特点：在特定的输入电压和输出负载的条件下，输出电压的误差可以保证在±4%的范围 内，振荡频率误差在±15%的范围内；可以用仅 80μA 的待机电流， 实现外部断电；具有自我保护电路（一个两级 降频限流保护和一个在异常情况下断电的过温完全保护电路）
LM2596构成的可调限流稳压器
LM2596构成的可调限流稳压器
LM2596简介
LM2596系列稳压芯片，是德州仪器（TI）生产的3A降压开关型稳压芯片。
LM2596性能特点：
•内含固定频率振荡器（150KHZ）和基准稳压器（1.23v）
•具有完善的保护电路、电流限制、热关断电路等
•仅需极少的外围器件便可构成高效稳压电路
•提供3.3V、5V、12V及可调（-ADJ）等多个电压档次
LM2596构成的可调限流稳压器
LM2596的常规应用，不具备电流限制功能，在一些电子设计和辅助设备上，对限流功能有一定的需求，虽然厂家给出的标准应用电路无法完成这一功能，我们可以通过适当的添加功能电路，让它实现限流功能。
如下图：
LM2596构成的可调限流稳压器
上图的功能网友已经验证过，出于严谨，小编在此不做工作原理的分析，‘机电匠’有机会对电路功能做验证实验的时候，再通过视频文章向大家呈现。
LM2596开关电压调节
2.0
V(min)
5
μA
15
μA(max)
0.02
μA
5
μA(max)
注 2： 典型值是指在 25℃下的数值，代表最常见的情况。 注 3： 所有的极限参数都必须适合于室温（用正常字体表示）和极限温度（用带下划线的粗斜体字表示），所有室
温下的极限参数都是经过测试得出的，所有的极限温度下的极限参数都可以通过使用相关的标准静态质量控 制方法来加以保证。 注 4：二极管、电感、输入和输出端的电容以及调节输出电压的电阻等外接元件可能会影响开关调节器的系统性 能。当 LM2596 用在如图 1 所示测试电路中时，其系统性能如电气特性中系统参量所示。 注 5：当第二级电流极限功能启动时，开关频率会有所下降， 下降的程度取决于过电流的严重程度。 注 6：输出管脚不连接电感、电容或二极管。 注 7：把反馈管脚和输出管脚断开，把反馈管脚连到 0V，以强制输出开关晶体管导通。 注 8：把反馈管脚和输出管脚断开，把反馈管脚连到 12V（当 VOUT=3.3V、5V 或 ADJ 时）或 15V（当 VOUT=12V 时）， 以强制输出开关晶体管截止。 注 9：VIN=40V 注 10：环境热阻（不外加散热片）是指 TO-220 封装的 LM2596 垂直焊接在覆盖有面积约为 1 平方英寸铜箔的 PCB 上所对应的值。 注 11：TO-263 封装的 LM2596 垂直焊接在覆盖有面积约为 0.5 平方英寸铜箔的单面 PCB 上所对应的环境热阻。 注 12：TO-263 封装的 LM2596 垂直焊接在覆盖有面积约为 2.5 平方英寸铜箔的单面 PCB 上所对应的环境热阻。 注 13：TO-263 封装的 LM2596 垂直焊接在覆盖有面积约为 3 平方英寸铜箔的双面 PCB 上所对应的环境热阻，而 PCB 的另一面覆盖有面积约为 16 平方英寸铜箔。 注14： LM2596T-3.3, LM2596T-5.0, LM2596T-12， LM2596T-ADJ为TO-220封装（DIP）； LM2596S-3.3, LM2596S-5.0,LM2596S-12， LM2596S-ADJ为TO-263封装（SMT）。
3A降压型DC-DC稳压器MXT2596
COUT —220μF 25V （Nichicon PL 系列铝电解电容）
D1 —5A 40V肖特基整流二极管 IN5825
L1 —68μH，L38
注1：反馈线要远离电感，电路中的粗线一定要短，最好用地线屏蔽
注2：上图右为滤纹波接线图，Cfilter的串联电阻必需小
可调输出电压型
为了使电路稳定，选R1阻值为1K，误差精度为1%。
2、输出电容的选择（COUT） A、使用82μF到820μF之间的低等效串联电阻的电解电容或1μF到470μF之间的低等效串联电阻 的钽电容。电容应该靠近IC，同时，电容的管脚要短，连接的铜线也要短。不要使用电容值 大于820μF的电容。 B、电解电容的耐压值至少是输出电压的1.5倍。为了得到纹波小的输出电压，则需用耐压值更高 的电容。
ICL 过流限制 峰值电流（注7、8）
IL
输出漏电 流
输出为0V(注7、9)
IQ
静态电流
ISTBY
待机电流
(见注9)
脚=5V (OFF) (注10)
θJC
TO-220或TO-263
θJA
TO-263(注11)
θJA
热阻
TO-263(注12)
θJA
TO-263(注13)
θJA
TO-263(注14)
MXT2596—5.0
4、输入电容的选择（CIN） A、为了防止在输入端出现大的瞬态电压，在输入端和地之间要加一个低等效串联电阻的铝或钽 电容作为旁路电容，这个电容要靠近IC。另外，输入电容的电流均方根值至少为直流负载电流 的1/2。要确保所选的电容的这个参数不能低于直流负载电流的一半。几个不同的铝电解电容 的典型均方根电流值所对应的曲线如图7所示 B、对铝电解电容，其耐压值要为最大输入电压的1.5倍。必须注意的是，如果使用了钽电容，则 它的耐压要为输入电压的2倍，推荐使用生产厂家测试过浪涌电流的电容。使用瓷片电容为输 入旁路电容时要特别小心，因为这可能会在输入脚处引起非常严重的噪声。