基于LM2576的MCU電源設計

嵌入式控制系統的MCU一般都需要一個(gè)穩定的工作電壓才能可靠工作。而設計者多習慣采用線(xiàn)性穩壓器件(如78xx系列三端穩壓器件)作為電壓調節和 穩壓器件來(lái)將較高的直流電壓轉變MCU所需的工作電壓。這種線(xiàn)性穩壓電源的線(xiàn)性調整工作方式在工作中會(huì )大的“熱損失”(其值為V壓降×I負荷)，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)控制系統置于密閉容器內的聚集也加劇了MCU的惡劣工況，從而使嵌入式控制系 統的穩定性能變得更差。

　　而開(kāi)關(guān)電源調節器件則以完全導通或關(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)穩壓電源的功 耗極低，其平均工作效率可達70%～90%[1]。在相同電壓降的條件下，開(kāi)關(guān)電源調節器件與線(xiàn)性穩壓器件相比具有少得多的“熱損失”。因此，開(kāi)關(guān)穩壓電 源可大大減少散熱片體積和PCB板的面積，甚至在大多數情況下不需要加裝散熱片，從而減少了對MCU工作環(huán)境的有害影響。

　　采用開(kāi)關(guān)穩壓電源來(lái)替代線(xiàn)性穩壓電源作為MCU電源的另一個(gè)優(yōu)勢是：開(kāi)關(guān)管的高頻通斷特性以及串聯(lián)濾波電感的使用對來(lái)自于電源的高頻干擾具有較 強的抑制作用。此外，由于開(kāi)關(guān)穩壓電源“熱損失”的減少，設計時(shí)還可提高穩壓電源的輸入電壓，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)穩壓集成電路是線(xiàn)性三端穩壓器件(如78xx系列端穩壓集成電路)的替代品，它具有可靠的工作性能、較高的工作效率和較強的輸出電流驅動(dòng)能力，從而為MCU的穩定、可靠工作提供了強有力的保證。

　　1 LM2576簡(jiǎn)介

　　LM2576系列是美國國家半導體公司生產(chǎn)的3A電流輸出降壓開(kāi)關(guān)型集成穩壓電路，它內含固定頻率振蕩器(52kHz)和基準穩壓器(1.23V)，并具 有完善的保護電路，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成高效穩壓電路。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(-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)等可選;

　　●振東頻率：52kHz;

　　●轉換效率：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)或六個(gè)(可調);