来源于小伙伴提问。
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LM2596S的基本工作原理
LM2596S是一款开关稳压器,通过内部的反馈机制稳定输出电压。
其反馈端(FB)会持续检测输出电压,并将该电压与内部参考电压(1.23V)进行比较。
如果反馈电压偏高或偏低,调节电路会自动调整PWM的占空比,从而改变输出电压,使之保持在预设范围内。
LM2596S的输出电压公式为:
在这个公式中,反馈电压(VFB)是1.23V。
若VFB的电压有所改变,芯片会认为输出电压发生了变化,进而调整PWM占空比以恢复到新的设定输出值。
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单片机DAC对VFB的控制
图中,DAC输出的电压通过一个二极管D2和一个电阻(如R3)连接到VFB。
DAC的输出可以理解为一个额外的控制信号,通过二极管D2将其引入反馈节点。
通过这种方式,单片机可以间接调整VFB点的电压。
当DAC的输出电压升高时,通过D2和R3会使得VFB的电压有所上升,而LM2596S内部的比较器会将这种变化误认为是输出电压升高。
于是LM2596S会降低输出的占空比,从而减小输出电压。
反之,当DAC输出电压降低时,VFB的电压下降,LM2596S会认为输出电压下降,从而增大占空比,使输出电压升高。
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控制过程的详细步骤
单片机输出控制信号:单片机的DAC输出电压通过D2与R3调节VFB。
反馈误差感应:VFB的电压变化会被LM2596S内部的误差放大器检测到,误差放大器与基准电压(1.23V)对比,产生一个误差信号。
PWM调整:误差信号经过控制回路的调节器,改变PWM的占空比,使输出电压符合新的反馈电压设定。
输出稳定:当VFB重新达到1.23V的平衡点时,输出电压达到新的稳态。
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这种控制方式的优点和应用
这种通过DAC间接调节反馈电压的方式具备以下优点:
精准控制:可以通过软件控制输出电压的大小,无需更换电阻等硬件元件。
适应性强:可以在不同负载条件下灵活调整输出电压,应用在需要多电压输出的场景中。
低成本:相比采用数字可编程稳压器,使用单片机和LM2596S成本较低,但功能相对灵活。
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注意事项
电压范围:DAC输出电压的范围需要满足VFB点的输入要求,防止超过芯片的电压限制。
稳定性:在设计电路参数(如电阻R3的大小)时,需确保在DAC调整过程中,电压能够平稳地响应变化,避免反馈环路振荡。
通过以上分析,可以看出单片机DAC通过控制LM2596S的反馈电压(VFB)来调节输出电压的原理。
这样,输出电压可以在一定范围内根据需求调整,适合不同应用场景的电压要求。