MCU電源設(shè)計(jì)中LM2576的應(yīng)用介紹

嵌入式控制系統(tǒng)的MCU一般都需要一個(gè)穩(wěn)定的工作電壓才能可靠工作。而設(shè)計(jì)者多習(xí)慣采用線性穩(wěn)壓器件(如78xx系列三端穩(wěn)壓器件)作為電壓調(diào)節(jié)和 穩(wěn)壓器件來(lái)將較高的直流電壓轉(zhuǎn)變MCU所需的工作電壓。這種線性穩(wěn)壓電源的線性調(diào)整工作方式在工作中會(huì)大的“熱損失”(其值為V壓降×I負(fù)荷)，其工作效 率僅為30%～50%[1]。加之工作在高粉塵等惡劣環(huán)境下往往將嵌入式工業(yè)控制系統(tǒng)置于密閉容器內(nèi)的聚集也加劇了MCU的惡劣工況，從而使嵌入式控制系 統(tǒng)的穩(wěn)定性能變得更差。

　　而開(kāi)關(guān)電源調(diào)節(jié)器件則以完全導(dǎo)通或關(guān)斷的方式工作。因此，工作時(shí)要么是大電流流過(guò)低導(dǎo)通電壓的開(kāi)關(guān)管、要么是完全截止無(wú)電流流過(guò)。因此，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的功 耗極低，其平均工作效率可達(dá)70%～90%[1]。在相同電壓降的條件下，開(kāi)關(guān)電源調(diào)節(jié)器件與線性穩(wěn)壓器件相比具有少得多的“熱損失”。因此，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電 源可大大減少散熱片體積和PCB板的面積，甚至在大多數(shù)情況下不需要加裝散熱片，從而減少了對(duì)MCU工作環(huán)境的有害影響。

　　采用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源來(lái)替代線性穩(wěn)壓電源作為MCU電源的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是：開(kāi)關(guān)管的高頻通斷特性以及串聯(lián)濾波電感的使用對(duì)來(lái)自于電源的高頻干擾具有較 強(qiáng)的抑制作用。此外，由于開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源“熱損失”的減少，設(shè)計(jì)時(shí)還可提高穩(wěn)壓電源的輸入電壓，這有助于提高交流電壓抗跌落干擾的能力。

　　LM2576系列開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓集成電路是線性三端穩(wěn)壓器件(如78xx系列端穩(wěn)壓集成電路)的替代品，它具有可靠的工作性能、較高的工作效率和較強(qiáng)的輸出電流驅(qū)動(dòng)能力，從而為MCU的穩(wěn)定、可靠工作提供了強(qiáng)有力的保證。

　　1 LM2576簡(jiǎn)介

　　LM2576系列是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的3A電流輸出降壓開(kāi)關(guān)型集成穩(wěn)壓電路，它內(nèi)含固定頻率振蕩器(52kHz)和基準(zhǔn)穩(wěn)壓器(1.23V)，并具 有完善的保護(hù)電路，包括電流限制及熱關(guān)斷電路等，利用該器件只需極少的外圍器件便可構(gòu)成高效穩(wěn)壓電路。LM2576系列包括 LM2576(最高輸入電壓40V)及LM2576HV(最高輸入電壓60V)二個(gè)系列。各系列產(chǎn)品均提供有3.3V(-3.3)、5V(-5.0)、 12V(-12)、15V(-15)及可調(diào)(-ADJ)等多個(gè)電壓檔次產(chǎn)品。此外，該芯片還提供了工作狀態(tài)的外部控制引腳。

　　LM2576系列開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓集成電路的主要特性如下[2]：

　　●最大輸出電流：3A;

　　●最高輸入電壓：LM2576為40V，LM2576HV為60V;

　　●輸出電壓：3.3V、5V、12V、15V和ADJ(可調(diào))等可選;

　　●振東頻率：52kHz;

　　●轉(zhuǎn)換效率：75%～88%(不同電壓輸出時(shí)的效率不同);

　　●控制方式：PWM;

　　●工作溫度范圍：-40℃ ～ +125℃

　　●工作模式：低功耗/正常兩種模式可外部控制;

　　●工作模式控制：TTL電平兼容;

　　●所需外部元件：僅四個(gè)(不可調(diào))或六個(gè)(可調(diào));