1. 概述

LM2596S-ADJ 是一款高效的可調(diào)降壓型直流-直流轉(zhuǎn)換器，由德州儀器公司推出，適用于寬輸入電壓范圍的應(yīng)用場景。它利用內(nèi)部的開關(guān)穩(wěn)壓技術(shù)，可以將高輸入電壓高效地降至目標(biāo)輸出電壓。其可調(diào)版本支持通過外部電阻分壓調(diào)節(jié)輸出電壓范圍，從1.23伏到輸入電壓減去一定降壓余量的值。

為了增強(qiáng)用戶體驗，數(shù)顯模塊經(jīng)常與 LM2596S-ADJ 電路配合使用。通過數(shù)顯模塊可以實時監(jiān)控輸入、輸出電壓或電流，適合在需要高精度電源調(diào)節(jié)的場景中應(yīng)用。

2. LM2596S-ADJ 的工作原理

LM2596S-ADJ 的核心是基于脈寬調(diào)制技術(shù)的降壓轉(zhuǎn)換器。內(nèi)部主要由振蕩器、誤差放大器、MOSFET 開關(guān)、參考電壓源和保護(hù)電路組成。它的輸出電壓由外部反饋電路和內(nèi)部誤差放大器共同決定。

輸入電壓通過開關(guān)管的周期性通斷形成脈沖信號，再經(jīng)過電感和電容的濾波轉(zhuǎn)換成直流信號輸出。輸出電壓反饋至誤差放大器，形成閉環(huán)控制，通過調(diào)節(jié)脈沖寬度維持目標(biāo)電壓。

3. 數(shù)顯模塊的工作原理

數(shù)顯模塊通常采用單片機(jī)控制，通過采樣電阻、電壓分壓電路和 ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）測量電壓或電流，最終驅(qū)動 LED 或 LCD 顯示屏。其核心部分包括以下功能單元：

1. 電壓檢測電路
   電壓分壓電路用于將被測電壓降至 ADC 輸入范圍內(nèi)。通過計算分壓比，可以將 ADC 采樣值還原成實際電壓。

2. 電流檢測電路
   采用低阻值采樣電阻，通過測量電阻上的壓降計算負(fù)載電流。采樣電壓信號同樣需經(jīng)放大和 ADC 轉(zhuǎn)換后處理。

3. 單片機(jī)控制單元
   單片機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理、轉(zhuǎn)換和顯示，使用預(yù)編程算法將采樣值轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)單位數(shù)據(jù)。

4. 顯示單元
   通常使用 7 段 LED 顯示屏或 LCD 顯示屏，顯示輸入或輸出電壓、電流等參數(shù)。

4. 電路設(shè)計

LM2596S-ADJ 的外圍電路設(shè)計

1. 輸入濾波器
   為了抑制高頻噪聲和保護(hù) LM2596S-ADJ，輸入端通常設(shè)計 RC 或 LC 濾波器。

2. 反饋電阻網(wǎng)絡(luò)
   由兩個電阻組成分壓網(wǎng)絡(luò)，用于調(diào)節(jié)輸出電壓。調(diào)整電阻值即可改變輸出電壓范圍。

3. 輸出濾波器
   輸出端電感和電容的選擇直接影響穩(wěn)壓性能。電感需根據(jù)負(fù)載電流計算合適的值，電容則用低等效串聯(lián)電阻的鉭電容或鋁電解電容。

數(shù)顯模塊與主電路的連接

數(shù)顯模塊一般通過以下兩種方式獲取信號：

1. 電壓檢測點
   將輸入和輸出電壓分別通過分壓網(wǎng)絡(luò)接入數(shù)顯模塊的 ADC 輸入端。

2. 電流檢測點
   在負(fù)載端串聯(lián)采樣電阻，通過放大電路檢測采樣電壓并接入模塊。

通過合理布線，確保信號采樣點不會受主電路開關(guān)噪聲干擾。

5. 應(yīng)用場景

1. 實驗室可調(diào)電源
   LM2596S-ADJ 配合數(shù)顯模塊可構(gòu)成簡易的實驗室可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓范圍廣，適合各種小型電子實驗。

2. 便攜式設(shè)備電源管理
   在移動設(shè)備中，數(shù)顯功能能夠直觀顯示電池狀態(tài)，提高使用便捷性。

3. 工業(yè)控制電源
   工業(yè)自動化設(shè)備中，數(shù)顯電路便于實時監(jiān)測電壓和電流，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

6. 注意事項

1. 散熱設(shè)計
   LM2596S-ADJ 在高電流輸出時會產(chǎn)生一定熱量，應(yīng)配備合適的散熱片或采取 PCB 散熱措施。

2. 干擾防護(hù)
   由于 LM2596S-ADJ 屬于開關(guān)穩(wěn)壓器，其高頻開關(guān)可能對數(shù)顯模塊造成干擾。需要使用屏蔽電纜、合理布線和適當(dāng)濾波。

3. 模塊校準(zhǔn)
   數(shù)顯模塊的精度依賴于 ADC 和采樣電阻。設(shè)計完成后需進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)，以確保測量結(jié)果準(zhǔn)確。

7. 未來發(fā)展方向

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)顯模塊的功能正在逐漸豐富。例如加入藍(lán)牙模塊實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制，或者結(jié)合更高精度的 ADC 以提高測量性能。這些新功能使得 LM2596S-ADJ 數(shù)顯電路在更多場景中具有潛力。