TI LM2596芯片的M3控制板5V電源設(shè)計(jì)方案

LM2596系列是美國德州儀器（原美國國家半導(dǎo)體）生產(chǎn)的3A電流輸出降壓開關(guān)型集成穩(wěn)壓芯片，它內(nèi)含固定頻率振蕩器（150KHZ）和基準(zhǔn)穩(wěn)壓器（1.23v），并具有完善的保護(hù)電路、電流限制、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。提供的有：3.3V、5V、12V及可調(diào)（-ADJ）等多個(gè)電壓檔次產(chǎn)品。目前，在電路中應(yīng)用比較廣泛的是5V電源電路。

在電路設(shè)計(jì)中，這個(gè)芯片由于其平民價(jià)格，深得我們的喜愛。與傳統(tǒng)7805系列芯片相比，性能穩(wěn)定；不但能提供高效率，電流輸出也能滿足較大功率需求?；贚M2596-5芯片設(shè)計(jì)的M3控制板采用兩層板設(shè)計(jì)，面積100mm*80mm,支持?jǐn)U展子板輔助MCU，同時(shí)集成串口、CAN、網(wǎng)絡(luò)，USB、SD卡存儲(chǔ)，能夠滿足各種中低端控制項(xiàng)目的應(yīng)用。

下面說一下該板卡的電源設(shè)計(jì)方案。該板卡采用三種供電方式: 方式一、采用mini USB 5V電壓供電。方式二、采用USB轉(zhuǎn)串口模塊的USB 5V供電。方式三、采用外部電壓輸入，輸入電壓范圍：12V-24V，標(biāo)準(zhǔn)情況下采用12V電壓供電，經(jīng)過LM2596芯片輸出5V后，再為3顆AMS117芯片供電，其中一路AMS117專為MCU電路供電。

方案框圖如下：

通過圖表數(shù)據(jù)的對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)，理論設(shè)計(jì)和實(shí)際設(shè)計(jì)還是有一些差距的。首先，在設(shè)計(jì)時(shí)間上，用WEBENCH完成這個(gè)原理圖是自動(dòng)生成的，不過幾分鐘時(shí)間。自己去畫的話，考慮做原理圖封裝的時(shí)間，得半個(gè)小時(shí)以上，還是工具設(shè)計(jì)快速。在成本方面：TI給出的價(jià)格都是按照國際大廠的原裝產(chǎn)品價(jià)格、其中LM2596 1.8美元，電感1.2美元。而我們實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，采購方式五花八門，像LM2596可以從電子大樓很容易買到，2.5元一片，1個(gè)直插電感在1元左右，這樣導(dǎo)致成本相差不少。當(dāng)然，如果要用在野外惡劣環(huán)境，采購原裝品的話，實(shí)際設(shè)計(jì)方案價(jià)格不會(huì)低于20元了。經(jīng)過實(shí)際測(cè)試，效率與理論值相差不大，但低于理論值，可能是使用的元器件造成的。由于實(shí)際設(shè)計(jì)方案考慮了保護(hù)，為了防止電源在插入的過程中反接而導(dǎo)致電路損壞，在設(shè)計(jì)方案中，設(shè)計(jì)了保護(hù)二極管，可以支持正反插入。另外，更嚴(yán)格要求下，需要增加自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，壓敏電阻器件，而WEBENCH工具設(shè)計(jì)的器件，僅包含基本電路，這些保護(hù)電路是沒有的。

實(shí)際設(shè)計(jì)方案實(shí)物圖：