LM2576中文资料.docx

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LM2576中文资料

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概述

　LM2576系列开关稳压集成电路是线性三端稳压器件（如78xx系列端稳压集成电路）的替代品，它具有可靠的工作性能、较高的工作效率和较强的输出电流驱动能力，从而为MCU的稳定、可靠工作提供了强有力的保证。

1.LM2576简介

1.1性能

LM2576系列是美国国家半导体公司生产的3A电流输出降压开关型集成稳压电路，它内含固定频率振荡器（52kHz）和基准稳压器（1.23V），并具有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等，利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。

LM2576系列包括LM2576（最高输入电压40V）及LM2576HV（最高输入电压60V）二个系列。

各系列产品均提供有3.3V（-3.3）、5V（-5.0）、12V（-12）、15V（-15）及可调（-ADJ）等多个电压档次产品。

此外，该芯片还提供了工作状态的外部控制引脚。

图1

　　LM2576系列开关稳压集成电路的主要特性如下[2]：

　　●最大输出电流：

3A;

　　●最高输入电压：

LM2576为40V，LM2576HV为60V;

　　●输出电压：

3.3V、5V、12V、15V和ADJ（可调）等可选;

　　●振东频率：

52kHz;

　　●转换效率：

75%～88%（不同电压输出时的效率不同）;

　　●控制方式：

PWM;

　　●工作温度范围：

-40℃～+125℃

　　●工作模式：

低功耗/正常两种模式可外部控制;

　　●工作模式控制：

TTL电平兼容;

　　●所需外部元件：

仅四个（不可调）或六个（可调）;

　　●器件保护：

热关断及电流限制;

　　●封装形式：

TO-220或TO-263。

　　LM2576的内部框图如图2所示，该框图的引脚定义对应于五脚TO-220封装形式。

图2

　　LM2576内部包含52kHz振荡器、1.23V基准稳压电路、热关断电路、电流限制电路、放大器、比较器及内部稳压电路等。

为了产生不同的输出电压，通常将比较器的负端接基准电压（1.23V），正端接分压电阻网络，这样可根据输出电压的不同选定不同的阻值，其中R1=1kΩ（可调-ADJ时开路），R2分别为1.7kΩ（3.3V）、3.1kΩ（5V）、8.84kΩ（12V）、11.3kΩ（15V）和0（-ADJ），上述电阻依据型号不同已在芯片内部做了精确调整，因而无需使用者考虑。

将输出电压分压电阻网络的输出同内部基准稳压值1.23V进行比较，若电压有偏差，则可用放大器控制内部振荡器的输出占空比，从而使输出电压保持稳定。

　　由图1及LM2576系列开关稳压集成电路的特性可以看出，以LM2576为核心的开关稳压电源完全可以取代三端稳压器件构成的MCU稳压电源。

1.2外形图

图3

1.3订购信息

图4

1.4管脚定义

图5

2.LM2576应用举例

2.1基本应用设计

2.1.1应用分析

由LM2576构成的基本稳压电路仅需四个外围器件，其电路如图1所示。

　　电感L1的选择要根据LM2576的输出电压、最大输入电压、最大负载电流等参数选择，首先，依据如下公式计算出电压·微秒常数（E·T）：

　　E·T=（Vin-Vout）×Vout/Vin×1000/f

（1）

上式中，Vin是LM2576的最大输入电压、Vout是LM2576的输出电压、f是LM2576的工作振荡频率值（52kHz）。

E·T确定之后，就可参照参考文献所提供的相应的电压·微秒常数和负载电流曲线来查找所需的电感值了。

（下图为：

图6）

图6

　　该电路中的输入电容Cin一般应大于或等于100μF，安装时要求尽量靠近LM2576的输入引脚，其耐压值应与最大输入电压值相匹配。

而输出电容Cout的值应依据下式进行计算（单位μF）：

　　C≥13300Vin/Vout×L

（2）

　　上式中，Vin是LM2576的最大输入电压、Vout是LM2576的输出电压、L是经计算并查表选出的电感L1的值，其单位是μH。

电容C铁耐压值应大于额定输出电压的1.5～2倍。

对于5V电压输出而言，推荐使用耐压值为16V的电容器。

　　二极管D1的额定电流值应大于最大负载电流的1.2倍，考虑到负载短路的情况，二极管的额定电流值应大于LM2576的最大电流限制。

二极管的反向电压应大于最大输入电压的1.25倍。

参考文献中推荐使用1N582x系列的肖特基二极管。

　　Vin的选择应考虑交流电压最低跌落值（Vac-min）所对应的LM2576输入电压值及LM2576的最小输入允许电压值Vmin（以5V电压输出为例，该值为8V），因此，Vin可依据下式计算：

　　Vin≥（220Vmin/Vac-min）

　　如果交流电压最低允许跌落30%（Vac-min=154V）、LM2576的电压输出为5V（Vmin=8V），则当Vac=220V时，LM2576的输入直流电压应大于11.5V，通常可选为12V。

2.1.2外围元件的选择

1）输入电容CIN：

要选择低ESR的铝或钽电容作为旁路电容，防止在输入端出现大的瞬间电压。

还有，当你的输入电压波动较大，输出电流有较高，容量一定要选用大些，470μF--10000μF都是可行的选择；电容的电流均方根值至少要为直流负载电流的1/2；基于安全考虑，电容的额定耐压值要为最大输入电压的1.5倍。

千万不要选用陶瓷电容，会造成严重的噪音干扰！

Nichicon的铝电解电容不错。

2）肖特基二极管：

首选肖特基二极管，因为此类二极管开关速度快、正向压降低、反向恢复时间短，千万不要选用1N4000/1N5400之类的普通整流二极管！

3）储能电感：

可以看datasheet中的电感选择曲线，要求有高的通流量和对应的电感值，也就是说，电感的直流通流量直接影响输出电流。

为什么呢？

LM2576既可工作于连续型也可非连续型，流过电感的电流若是连续的为连续型，电感电流在一个开关周期内降到零为非连续型。

4）输出端电容COUT：

推荐使用1μF--470μF之间的低ESR的钽电容。

若电容值太大，反而会在某些情况（负载开路、输入端断开）对器件造成损害。

COUT用来输出滤波以及提高环路的稳定性。

如果电容的ESR太小，就有可能使反馈环路不稳定，导致输出端振荡。

这几乎是稳压器的共性，包括LDO等也有这一现象。

2.1.3应用注意事项

1）反馈线要远离电感，电路中输入/输出电容、肖特基二极管、接地端、控制端的联机要尽可能短而粗，最好用地线屏蔽。

2）由于器件较高的转换效率，几乎不用考虑散热问题。

2.2工作模式可控应用设计

　　LM2576的5脚输入电平可用于控制LM2576的工作状态。

5脚输入电平与TTL电平兼容。

当输入为低电平时，LM2576正常工作;当输入为高电平时，LM2576停止输出并进入低功耗状态。

图6是LM2576的工作模式可控电路原理图。

图6中，下拉电阻可保证MCU-CON控制端为低时LM2576的正常工作。

ShutdownInput的控制端信号来自MCU，该端为低电平时，LM2576停止输出，系统进入低功耗状态。

当为该端为高电平时，三极管导通会使LM2576重新工作。

设计时保证当MCU-CON控制端为高电平且三极管导通时，电阻R不至于因过流而损坏MCU的输出控制端。

2.31.2V至55V的可调3A低输出纹波电源

图7

2.4输入欠压锁定电源

图8

3.LM2576测试电路和PCB布局原则

在任何开关稳压器中，印刷电路板的布局都很重要。

由于引线电感的作用，快速切换的电流会引起电压的瞬变，造成许多问题。

要使电感和接地回路最小，就要使用粗线标出的引线尽量短。

要获得最佳的效果，应使用单点接地或接地平面结构。

当使用可调节型号的稳压器时，应把调节电阻近可能靠近稳压器，让敏感的反馈接线尽量短。

图9