LM2596电源降压调整器（150KHz，3A）020 英文文章名：LM2596 SIMPLE SWITCHER? Power Converter 150 kHz 3A Step-Down Voltage Regulator 文章出处：https://www.doczj.com/doc/222547369.html,版本号：DS012583 日期：2002年5月 摘录人：黄明强摘录日期：2007年5月3日 是否好买估计：生产中心正在使用 价格： 概述： LM2596系列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，还有一个输出可调版本。 添加少量的外部元件就可以使用该电压调节器。该器件内部集成有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。其封装形式包括标准的5脚TO-220封装和5脚TO-263表贴封装。 由于该器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。 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）。 特征： ※ 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% ※封装形式：TO-220（T）和TO-263（S） ※保证输出负载电流3A ※输入电压可高达40V ※仅需4个外接元件 ※很好的线性和负载调节特性 ※150KHz固定频率的内部振荡器 ※TTL关断能力 ※低功耗待机模式，I Q的典型值为80μA ※高转换效率 ※使用容易购买的标准电感 ※具有过热保护和限流保护功能 应用： ※简易高效率降压调节器 ※在卡上的开关电压调节器 ※正到负电压转换器 专利号：5382918 典型电路（固定输出电压版本）：
DC-DC 开关转换器的作用是将一个直流电压有效转换成另一个。高效率DC-DC转换器采用三项基本技术：降压、升压，以及降压/升压。降压转换器用于产生低直流输出电压，升压转换器用于产生高直流输出电压，降压/升压转换器则用于产生小于、大于或等于输入电压的输出电压。本文将重点介绍如何成功应用降压/升压DC-DC转换器。降压和升压转换器已在2011年6月和9月的《模拟对话》中单独介绍过，此处将不再赘述。 图1所示为采用单个单元的锂离子电池供电的典型低功耗系统。电池的可用输出范围为放电时的约3.0 V到充满电时的4.2 V。系统IC需要1.8 V、3.3 V、和3.6 V的电压，以实现最佳工作状态。锂离子电池开始工作时的电压为4.2 V，结束工作时的电压为3.0 V，在此过程中，降压/升压调节器可以提供3.3 V的恒定电压，而降压调节器或低压差调节器(LDO)则可在电池放电时提供1.8 V的电压。理论上，当电池电压高于3.5 V时，可使用降压调节器或LDO产生3.3 V电压，但当电池电压降至3.5 V以下时，系统就会停止工作。允许系统过早关闭会减少电池需要重新充电前的系统工作时间。
图1. 典型低功耗便携式系统 降压/升压调节器内置四个开关、两个电容和一个电感，如图2所示。如今的低功耗、高效率降压/升压调节器在降压或升压模式下工作时，只要主动操作其中两个开关，就可以降低损耗，提高效率。 图2. 降压/升压转换器拓扑结构 当V IN大于V OUT,时，开关C断开，开关D闭合。开关A和B的工作方式和在标准降压调节器中一样，如图3所示。
图3.Buck mode when V IN > V OUT时的降压模式 当V IN小于V OUT,时，开关B断开，开关A闭合。开关C和D的工作方式和在升压调节器中一样，如图4所示。最困难的工作模式是当 V IN处在V OUT ± 10%, 范围内时，此时调节器会进入降压/升压模式。在降压/升压模式下，两种操作（降压和升压）会在一个开关周期内发生。应特别注意降低损耗、优化效率，以及消除由于模式切换造成的不稳定性。这么做的目标是保持电压稳定，使电感中的电流纹波降至最低，保证良好的瞬态性能。
降压转换器的工作原理 设计降压转换器并不是件轻松的工作。许多使用者都希望转换器是一个盒子，一端输入一个直流电压，另一端输出另一个直流电压。这个盒子可以有很多形式，可以是降阶来产生一个更低的电压，或是升压来产生一个更高的电压。还有很多特殊的选项，如升降压、反激和单端初级电感转换器(SEPIC)，这是一种能让输出电压大于、小于或等于输入电压的DC-DC转换器。如果一个系统采用交流电工作，第一个AC-DC模块应当产生系统所需的最高的直流电压。因此，使用最广的器件是降压转换器。 使用开关稳压器的降压转换器具有所有转换器当中最高的效率。高效率意味着转换过程中的能量损耗更少，而且能简化热管理。 图1显示了一种降压开关稳压器的基本原理，即同步降压转换器。“同步降压”指的是MOSFET用作低边开关。相对应的，标准降压稳压器要使用一个肖特基二极管做为低边开关。与标准降压稳压器相比，同步降压稳压器的主要好处是效率更高，因为MOSFET的电压降比二极管的电压降要低。低边和高边MOSFET的定时信息是由脉宽调制(PWM)控制器提供的。控制器的输入是来自输出端反馈回来的电压。这个闭环控制使降压转换器能够根据负载的变化调节输出。PWM模块的输出是一个用来升高或降低开关频率的数字信号。该信号驱动一对MOSFET。信号的占空比决定了输入直接连到输出的导通时间的百分比。因此，输出电压是输入电压和占空比的乘积。
选择IC 上面提到的控制环路使降压转换器能够保持一个稳定的输出电压。这种环路有几种实现方法。最简单的转换器使用的是电压反馈或电流反馈。这些转换器很耐用，控制方式很直接，而且性价比很好。由于降压转换器开始用于各种应用中，这种转换器的一些弱点也开始暴露出来。以图形卡的供电电路为例。当视频内容变化时，降压转换器上的负载也会变化。供电系统能应付各种负载变化，但在轻负载条件下，转换效率降得很快。如果用户关心的是效率，就需要有更好的降压转换器方案。 一种改进方法是所谓的磁滞控制，Intersil的ISL62871就是采用这种控制方法的器件。转换效率与负载的曲线如图2所示。这些转换器是针对最差工作条件设计的，因此轻负载不是持续的工作条件。这些DC-DC转换器对负载波动变化的适应性更好，并且不会严重影响系统效率。
在系统中成功运用DC-DC降压调节器 作者：Ken Marasco 智能手机、平板电脑、数码相机、导航系统、医疗设备和其它低功耗便携式设备常常包含多个采用不同半导体工艺制造的集成电路。这些设备通常需要多个独立的电源电压，各电源电压一般不同于电池或外部AC/DC电源提供的电压。 图1显示了一个采用锂离子电池供电的典型低功耗系统。电池的可用输出范围是3 V到4.2V，而IC需要0.8 V、1.8 V、2.5 V和2.8 V电压。为将电池电压降至较低的直流电压，一种简单的方法是运用低压差调节器(LDO)。不过，当V IN远高于V OUT时，未输送到负载的功率会以热量形式损失，导致LDO 效率低下。一种常见的替代方案是采用开关转换器，它将能量交替存储在电感的磁场中，然后以不同的电压释放给负载。这种方案的损耗较低，是一种更好的选择，可实现高效率运行。本文介绍降压型转换器，它提供较低的输出电压。升压型转换器将另文介绍，它提供较高的输出电压。内置FET作为开关的开关转换器称为开关调节器，需要外部FET的开关转换器则称为开关控制器。多数低功耗系统同时运用LDO和开关转换器来实现成本和性能目标。 图1. 典型低功耗便携式系统 降压调节器包括2个开关、2个电容和1个电感，如图2所示。非交叠开关驱动机制确保任一时间只有一个开关导通，避免发生不良的电流“直通”现象。在第1阶段，开关B断开，开关A闭合。电感连接到V IN，因此电流从V IN流到负载。由于电感两端为正电压，因此电流增大。在第2阶段，开关A断开，开关B闭合。电感连接到地，因此电流从地流到负载。由于电感两端为负电压，因此电流减小，电感中存储的能量释放到负载中。 图2. 降压转换器拓扑结构和工作波形 注意，开关调节器既可以连续工作，也可以断续工作。连续导通以连续导通模式(CCM)工作时，电感电流不会降至0；以断续导通模式(DCM)工作时，电感电流可以降至0。低功耗降压转换器很少在断续导通模式下工作。设计的电流纹波（如图2中的ΔI L所示）通常为标称负载电流的20%到50%。 在图3中，开关A和开关B分别利用PFET和NFET开关实现，构成一个同步降压调节器。“同步”一词表示将一个FET用作低端开关。用肖特基二极管代替低端开关的降压调节器称为“异步”（或非同步）型。处理低功率时，同步降压调节器更有效，因为FET的压降低于肖特基二极管。然而，当电感电流达到0时，如果底部FET未释放，同步转换器的轻载效率会降低，而且额外的控制电路会提高IC的复杂性和成本。 图3. 降压调节器集成振荡器、PWM控制环路和开关FET 目前的低功耗同步降压调节器以脉宽调制(PWM)为主要工作模式。PWM保持频率不变，通过改变脉冲宽度(t ON)来调整输出电压。输送的平均功率与占空比D成正比，因此这是一种向负载提高功率的有效方式。 IN OUT OFF ON ON V V t t t D≈ + =
多级降压调节阀的计算与选型 大连亨利测控仪表工程有限公司于伟 关键词:调节阀、流量系数、降压级数、材料 目前随着石油、化工、冶金、电力工业的迅速发展,工艺水平的日渐提高,对其流体的控制部件调节阀的要求也越来越高;尤其在高压差的场合。为了防止闪蒸、空化,避免汽蚀,增加使用寿命,降低噪音。各大控制阀生产商投入大量的人力、物力研发多级降压高压调节阀并取得相当大的进展。大连亨利测控仪表工程有限公司与国外知名专业控制阀公司合作研发并生产了多层笼式、迷宫式多级降压调节阀,能够有效防止空化、汽蚀。耐腐蚀、抗冲刷,有较长使用寿命。为过程控制提供了优良的控制阀产品。 降压级数:多层笼式可达四级、迷宫式可达二十四级。内件见图一所示,调节阀执行机构有气动薄膜式、气缸式和电子式。下面就具体事例将有关计算与选型略作介绍。
图一 例一:介质:水,Qmax=25T/h,P1=1.6Mpa,P2=0.18Mpa,T=21.1℃,ρ=956Kg/M3液体的饱和蒸汽压Pv =0.0255Kgf/cm2, 调节阀流量系数的计算 △P = P1-P2 =1.6-0.18 = 1.42 △P′=F L2(P1-F F Pv-----------------------(1
式中: F L ~ 阀门的压力恢复系数,本例取0.9。 F F~ 液体的临界压力比系数; F F = 0.96-0.28 Pv / Pc ------------------ (2 Pc ~~热力学临界压力,水:Pc = 22.5MPa 代入(2得: F F =0.96 -0.28 2.55×10-3/22.5 = 0.957 △P′=0.92(1.6-0.957×2.55×10-3=1.294(MPa ∵△P >△P′为阻塞流情况 G 又∵Cv = 1.17Q ---------------- (3 P1-P2 G ∴Cv = 1.17Q ------------------ (4 △P′ 其中:Q ~ 流量(M3/h , G ~ 比重, P1 ~ 进口压力(Kgf/cm2,P2 ~ 出口压力(Kgf/cm2,本例中:Q = 25/0.956 = 26.2 (M3/h , G = 0。956 代入(4中 0.956 Cv = 1.17×26.2 = 8.33
高压同步降压型DC/DC 控制器LT 凌力尔特公司(Linear Technology CorporaTIon) 推出高压同步降压型DC/DC 控制器LTC3891，该器件在备用模式时仅消耗50uA，而输出处于稳定状态。4V 至60V 的输入电源范围可保护该器件免受高压瞬态影响、在汽车冷车发动时连续工作、以及涵盖种类繁多的输入电源和多种电池化学组成。在输出电流高达20A、效率高达95% 的情况下，输出电压可在0.8V 至24V 的范围内设定，从而使该器件非常适用于12V、24V 或48V 汽车、重型设备、工业控制、机器人以及电信等应用。 ? LTC3891 具有强大的1.1Ω内置MOSFET 栅极驱动器。它以50kHz 至900kHz 的可选固定频率工作，并可用其锁相环(PLL) 同步至75kHz 至850kHz 的外部时钟。用户可在轻负载时选择连续、脉冲跳跃和低纹波突发模式(Burst Mode) 工作。其电流模式架构提供非常容易的环路补偿、快速瞬态响应和卓越的电压调节。输出电流检测通过测量输出电感器(DCR) 两端的压降来完成，以实现最高效率，或者利用一个可选检测电阻器来进行输出电流检测。电流折返限制MOSFET 在过载情况下产生的热量。其他特点包括了很短的95ns 最短接通时间以在高效率时实现高降压比、高达99% 的占空比以实现低压差输出、一个内部LDO 从输入电压或EXTVCC 向栅极驱动器供电、以及一个电源良好信号。本文来自电子发烧友网(elecfans ) ? LTC3891 采用20 引脚3mm x 4mm QFN 和20 引线TSSOP 耐热增强型封装。该器件有 3 种工作结温级版本，分别为-40 至125°C 的扩展和工业温度级版本、-40°C 至150°C 的高温汽车级版本、以及-55°C 至
降压调节器变身智能可调光LED驱动器 来源:大比特半导体器件网 凭借使用寿命长和功耗低的优势，LED有望改变整个照明行业，但它的快速采用面临的主要障碍是LED本身的成本居高不下。LED灯具(完整电力照明设备)的成本各不相同，但LED的成本通常占据了整个灯具成本的大约25%至40%,而且预期在今后多年内仍会占据很高比例(图1)。 图1. LED灯具成本的细分1 降低整体灯具成本的一种方法是在产品规格允许的范围内，在可能最高的直流电流下驱动LED.此电流可能远高于其“分档电流”.如果正常驱动，这样可能产生更高的流明/成本比率。
图2. LED光输出和效率与驱动电流2 但是，这种做法需要更高电流驱动器。很多解决方案在低电流下(<500mA)驱动LED,但很少有高电流(700mA至4A)的选择方案。这一现象似乎令人惊讶，因为半导体行业有大量的容量达到4A的DC-DC解决方案，但它们的设计目的是控制电压，而不是控制LED电流。本文将探讨将现成DC-DC降压稳压器转换为智能LED驱动器的一些简单技巧。 降压稳压器对输入电压进行斩波，并通过LC滤波器传送，以提供稳定的输出，如图3所示。它使用两个有源元件和两个无源元件。有源元件是从输入到电感的开关“A”,以及从地面到电感的开关(或二极管)“B”.无源元件是电感(L)和输出电容(COUT)它们形成LC滤波器，可以减小由有源元件产生的纹波。 图3. 基本降压方案 如果开关是内部的，则降压器称为稳压器，如果开关是外部的，则称为控制器。如果两个开关都是晶体管(MOSFET或BJT)，则它是同步的，如果底部的开关是使用二极管实施的，则它是异步的。这些类型的降压电路各有优劣，但同步降压稳压器通常可以优化效率、器件数量、解决方案成本和电路板面积。遗憾的是，用于驱动高电流LED(高达4A)的同步降压稳压器很少，而且成本昂贵。本文以ADP2384为例，展示如何修改标准同步降压稳压器的连接以调节LED电流。 ADP2384高效同步降压稳压器指定最高4 A的输出电流，具有最高20 V的输入电压。图4显示了用于调节输出电压的正常连接。
运用DC—DC降压／升压调节器调节电压 【摘要】DC-DC开关转换器的作用是将一个直流电压高效地转换成其他电压值。高效率DC-DC转换器采用三项基本拓扑结构：Buck（降压型）、Boost（升压型）和Buck/Boost（降压/升压型）。Buck（降压转换器）用于产生较低的直流输出电压，Boost（升压转换器）用于产生较高的直流输出电压，Buck/Boost（降压/升压转换器）则用于产生小于、大于或等于输入电压的输出电压。本文将重点介绍如何成功应用降压/升压DC-DC转换器。 【关键词】DC-DC；降压/升压；调节器 1.概述 如图1所示为采用单节的锂离子电池供电的典型低功耗系统。电池的可用输出范围为放电以后的约3.0V到充满电时的4.2V。系统IC需要1.8V、3.3V、和3.6V的电压，以实现最佳工作状态。锂离子电池开始工作时的电压为4.2V，结束工作时的电压为3.0V，降压/升压调节器可以提供3.3V的恒定输出电压，而降压调节器或低压差（LDO）调节器则可在电池放电时提供1.8V的电压。理论上，当电池电压高于3.5V时，可使用降压调节器或LDO产生3.3V电压，但当电池电压降至3.5V以下时，系统就会停止工作。允许系统预先关闭会减少电池需要重新充电前的系统工作时间。 2.降压/升压调节器 降压/升压调节器包括四个开关、两个电容和一个电感，如图2所示。目前的低功耗、高效率降压/升压调节器在降压或升压模式下工作时，只要主动操作其中两个开关，就可以降低损耗、提高效率。 当VIN大于VOUT时，开关C断开，开关D闭合。开关A和开关B的工作方式和在标准降压调节器中一样，如图3所示。 当VIN小于VOUT时，开关B断开，开关A闭合。开关C和开关D的工作方式和在升压调节器中一样，如图4所示。最困难的工作模式是当VIN处于VOUT±10%范围内时，此时调节器会进入降压/升压模式。在降压/升压模式下，两种操作（降压和升压）会在一个开关周期内发生。会特别注意降低损耗、优化效率，以及消除由于模式切换造成的不稳定性。这么做的目标是保持电压稳定，使电感中的电流纹波降至最低，保证良好的瞬态性能。 对于高负载电流，降压/升压调节器采用电压或电流模式、固定频率脉冲宽度调制（PWM）控制，以获得出色的稳定性和瞬态响应。为确保便携式应用的电池寿命最长，还采用了省电模式，它在轻载时可降低开关频率。对于无线应用和其它低噪声应用，可变频率省电模式可能会引起干扰，通过增加逻辑控制输入，可强制转换器在所有负载条件下均以固定频率PWM方式工作。 3.降压/升压调节器提高系统效率 如今的很多便携式系统都采用单节锂离子充电电池供电。电池会从满充状态时的4.2V开始工作，缓慢放电至3.0V。当电池输出降至3.0V以下时，系统就会关闭，防止电池因过度放电而受损。而当采用低压差调节器产生3.3V电压轨时，假设压差是0.2V，系统会在：VIN MIN=VOUT+ VDROPOUT=3.3V+0.2V=3.5V时关断，此时只用了电池所存储电能的70%。但如果采用降压/升压调节器（如ADP2503或ADP2504），系统就可以持续工作到最小实际电池电压。ADP2503和ADP2504（参见“降压/升压DC-DC开关转换器
降压控制器的使用 本文介绍了降压升压电源设计中降压控制器的使用。 电子电路通常都工作在正稳压输出电压下，而这些电压一般都是由降压稳压器来提供的。如果同时还需要负输出电压，那么在降压—升压拓扑中就可以配置相同的降压控制器。负输出电压降压—升压有时称之为负反向，其工作占空比为50%，可提供相当于输入电压但极性相反的输出电压。其可以随着输入电压的波动调节占空比，以“降压”或“升压”输出电压来维持稳压。 图1 显示了一款精简型降压—升压电路，以及电感上出现的开关电压。这样一来该电路与标准降压转换器的相似性就会顿时明朗起来。实际上，除了输出电压和接地相反以外，它和降压转换器完全一样。这种布局也可用于同步降压转换器。这就是与降压或同步降压转换器端相类似的地方，因为该电路的运行与降压转换器不同。 图1 降压—升压电感要求平衡其伏特-微秒乘积 FET 开关时出现在电感上的电压不同于降压转换器的电压。正如在降压转换器中一样，平衡伏特-微秒(V-μs) 乘积以防止电感饱和是非常必要的。当FET 为开启时（如图1 所示的ton 间隔），全部输入电压被施加至电感。这种电感“点”侧上的正电压会引起电流斜坡上升，这就带来电感的开启时间V-μs 乘积。FET 关闭(toff) 期间，电感的电压极性必须倒转以维持电流，从而拉动点侧为负极。电感电流斜坡下降，并流经负载和输出电容，再经二极管返回。电感关闭时V-μs 乘积必须等于开启时V-μs 乘积。由于Vin 和Vout 不变，因此很容易便可得出占空比(D) 的表达式：D=Vout/(Vout " Vin)。这种控制电路通过计算出正确的占空比来维持输出电压稳压。上述表达式和图1 所示波形均假设运行在连续导电模式下。 降压—升压电感必须工作在比输出负载电流更高的电流下。其被定义为IL = I
LM2596电源降压调整器（150KHz，3A） 英文文章名：LM2596 SIMPLE SWITCHER? Power Converter 150 kHz 3A Step-Down Voltage Regulator 文章出处：https://www.doczj.com/doc/222547369.html,版本号：DS012583 日期：2002年5月 摘录人：黄明强摘录日期：2007年5月3日 是否好买估计：生产中心正在使用 价格： 概述： LM2596系列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，还有一个输出可调版本。 添加少量的外部元件就可以使用该电压调节器。该器件内部集成有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。其封装形式包括标准的5脚TO-220封装和5脚TO-263表贴封装。 由于该器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。 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）。 特征： ※ 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% ※封装形式：TO-220（T）和TO-263（S） ※保证输出负载电流3A ※输入电压可高达40V ※仅需4个外接元件 ※很好的线性和负载调节特性 ※150KHz固定频率的内部振荡器 ※TTL关断能力 ※低功耗待机模式，I Q的典型值为80μA ※高转换效率 ※使用容易购买的标准电感 ※具有过热保护和限流保护功能 应用： ※简易高效率降压调节器 ※在卡上的开关电压调节器 ※正到负电压转换器 专利号：5382918 典型电路（固定输出电压版本）：