图解教程：使用LM2596开关稳压器的应用电路图示例

大家好，今天我们来讲述一下LM2596这款开关稳压器在不同应用场景下的电路设计。

LM2596是一款非常实用的电源管理芯片，以其高效能、低功耗以及灵活的输出电压调节能力而受到广泛的应用。在这篇文章中，我们将详细介绍如何使用LM2596构建多种不同的电源电路，包括提供固定3.3V和5V输出的简单电路，以及支持从1.2V到37V连续可调输出的复杂应用。我们还将深入讲解基于LM2596的不间断直流电源系统的设计，其中包括DC-DC变换器的选择、恒压充电电路以及压控恒流充电电路的具体实现方式。同时，我们还会介绍如何通过增加额外的功能电路，使LM2596具备限流功能，并展示一个基于LM2596-ADJ构成的LED开关恒流稳压电源案例。希望通过这些实例能够帮助各位更好地理解和掌握LM2596的应用技巧。

LM2596应用电路图（一）：3.3V、5V输出电源电路图

要获得+1.8v输出电压请使用图a，要获得3.3V、+5V输出电压请使用图b。

LM2596应用电路图（二）

LM2596应用电路图（三）

LM2596支持可调输出，输入40V时，输出可连续调节0～37V，典型应用电路如下：

LM2596应用电路图（四）

①系统总体框图

根据系统设计要求，不间断直流电源具有：当无交流电源时，持续为设备供电；当交流电源正常时，有恒压充电、恒流充电两种模式。考虑到设计要求，形成如下图所示的系统框图。

② DC-DC变换器方案的选择

采用开关稳压器LM2596，可输出3A的驱动电流，具有良好的线性度和负载调整率特性，可输出3.3V、5V、12V三种电压，还可实现1.2~37V之间的可调输出。 

该器件内部集成了频率补偿和固定频率发生器，开关频率为150kHz，与低频开关稳压器相比，可使用更小的滤波元件。由于该器件仅需4个外部元件，可使用通用的标准电感，简化了LM2596的使用，大大简化了开关电源电路的设计。在特定的输入电压和输出负载条件下，可保证输出电压的误差在±4%以内，振荡频率的误差在±15%以内。仅需80μA待机电流即可实现外部关机；具有自保护电路（两级降频限流保护和过温完善的保护电路，在异常情况下关机）。

DC-DC转换器电路如下图所示。

③恒压充电电路设计

恒压充电电路如图3所示。该电路由运算放大器LM324和三端稳压器W117组成。LM324接成电压跟随器，其输出电压U1=U-=U+=UX，可以看出，调节电阻R2的中间抽头即可改变输出电压。由于运算放大器的存在，输出电压的调节非常平滑。

④压控恒流充电电路设计

电路原理如图4所示，恒流源电路由运算放大器LM324、场效应管IRF640、取样电阻R3、负载电阻RL等组成。

该电路采用大功率场效应管IRF640作为稳压管，该管为N沟道增强型MOS管。该管工作电压最高可达100V，饱和漏极电流可达28A，功耗约150W。当效应管工作在饱和区时，漏极电流Id近似为电压Ugs控制的电流。即当Ud为常数时，满足Id=f(Ugs)，只要Ugs不变，Id就不变。

本电路中R2为恒流源材料取样电阻（阻值随温度变化不大）。OP07作为电压跟随器有U+=U-=Us，由于栅极电流可忽略不计，有Id=Is=I2=Us R2=U+R2。因Id=U+R2，电路输入电压U+控制电流Id，即Id不随RL的变化而变化，实现压控恒流。图4中参数充电电流为200mA，若要改变充电电流，只需调节R2即可。

LM2596应用电路图（五）：LM2596构成的可调限流稳压器

LM2596性能特点：

内置固定频率振荡器（150KHZ）和参考调节器（1.23v）

具有完整的保护电路、电流限制、热关断电路等。

仅需少量外围元器件即可组成高效稳压电路。

提供3.3V、5V、12V、可调（-ADJ）等多种电压等级。

M2596常规应用不具备限流功能，在一些电子设计及辅助设备中，对限流功能有一定的需求，虽然厂家给出的标准应用电路无法完成该功能，但我们可以适当增加功能电路，使其实现限流功能。如下图：

LM2596应用电路图（六）：LED开关恒流稳压电源

下图是基于LM2596-ADJ的LED开关恒流稳压电源。

该电路包含两个环路：电压控制环路和电流控制环路，电压控制环路由运算放大器U2A、R1、R5组成，控制电源的最大输出电压。

LM2596的使用有哪些注意事项

确保电源的输入电压在LM2596规定的范围内（4.5V至40V）。超出这个范围可能会导致芯片损坏。

LM2596的最大连续输出电流为3A。如果负载需求超过此值，可能需要考虑并联多个LM2596或者选择更高功率的稳压器。

LM2596在工作时会产生热量，特别是在高负载情况下。因此，必须采取适当的散热措施，如安装散热片或强制风冷，以保持芯片的工作温度在一个安全的范围内。

确保所有地线连接良好且可靠。不良的接地可能导致电路不稳定甚至损坏芯片。

在输入和输出端都应加入适当的电容进行滤波，这有助于减少纹波、提高效率并增强抗干扰能力。建议使用低ESR的电解电容，并注意极性不要接反。

防止输出端发生短路情况，因为这会导致瞬间大电流通过芯片，从而造成损坏。

根据数据手册推荐的选择合适的外部元件，比如电感和二极管等。不正确的元件选择可能会影响性能或导致故障。

尽量让反馈线路远离电感和其他噪声源，这样可以减少电磁干扰对调节回路的影响。

虽然LM2596内置了一些保护机制，但在设计中仍然应该考虑到额外的过流保护、过热保护以及欠压锁定等功能，以增加系统的可靠性。

完成设计后，一定要对整个系统进行全面的验证和测试，包括电气特性测试和长期稳定性测试，以确认其满足设计要求。

遵循这些基本指南可以帮助您更有效地利用LM2596，并构建出稳定可靠的电源解决方案。