电源控制IC_lm2596和ams1117

一 、 LM2596电源芯片理论

前言
基于电源芯片设计既能提供高能量又能提供精确电压值的稳压电路

1.BUCK电路原理

开关管:可以导通和关断电流
电感：可以将电能转化位磁能储存起来，也能将磁能转化为电能再次释放。（电感在进行存储能和势能转化时，电感的正负极会发生反向。流经电感的电流不能发发生突变，只能逐渐变大或变小。隔交通直）
电容：具备存储释放电流的功能，电容两端的电压高于外部电压时放电，反之充电。（电容冲放电时正负极不会发生反向。隔直通交）
二极管：单向导电性，电流只能沿着三角方向流过，及只有A端电流>K端电流才能导通

电流由图中方向流动，此时电感的工作状态为左正右负，流经电感的电流不能发生突变，所以输出端负载两端的电压是逐步增大，同时电容充电。

电源不再供电，电感存储的磁能转化为电能释放，电感极性反转，电容释放电流，电压电流的反向并没用发生变化，但电容电感储存的能量有限，所以此时的电压电流会逐步变小。

总结

由以上两种状态可以得出：假设我们输入24V的电压想要5V供电。首先闭合开关电感限制电流逐步增大，使输出端的电压逐步增大，当输出电压大于5V时关闭开关，电感限制电压逐步减小小于5V时在闭合开关，如此往复，输出电压就在5V左右。由于开关管的工作频率非常很，在结合电容的滤波作用，即可得到相对精确的输出电压。
这便是开关稳压电路原理，LM2596就是起到开关的作用。

2.示例电路分析

CIN，C1输入滤波电容一般取图中所示的参数即可对0~24V输入经行有效滤波。

这里的D1、L1、COUT电容既承担的BUCK电路中对应的角色，其中L1和COUT电容需要用定参表确定参数。

由图中公式可以看出输出电压与输入电压无关，仅与电阻大小有关，可根据输出电压搭配不同电阻。

二、AMS1117理论

1.LDO电路原理

当Vf>Vs时输出电压增大，当Vs>Vf是输出电压减小。Vf是放大器的参考电压，根据稳压管特性Vf是一个定值。Vs是采样电压，它可以通过电阻分压计算出和输出的关系。

可以根据控制端电压信号控制另外两个极得大电流信号，如果基极工作在线性区还可以根据电压大小连续调控电流大小

当二极管像这样阳极接地阴极接输入时，端电压会稳定在一定范围内。

即使Vin变化Vf也不会变化。

可由串联分压特性的公式求出放大器输入端与输出端的对应关系。

总结

由以上分析可以得出：当Vs>Vf时，说明了此时得输出超过雷期望值恰好会造成放大器输出端电压减小，使晶体管基极电压减小，晶体管运行在线性区，所以晶体管导通电流也会减小，从而使输出端的电压降回期望值。而当VS<Vf时，输出电压低于期望值，导通电流增大使电压上升。整个电路就是根据反馈调节电流大小，可将晶体管看住一个智能可变电阻，它能根据输出的电压反馈值调节自身阻值的大小，从而实现对输出电压的调控。由于LDO电路是线性调节，可以根据误差大小来调节导通大小，相比只能开和关的BUCK电路精度更高。

2.实列电路分析

LDO电路比较简单元器件基本都集成在IC内部，对于固定输出版本，一般只需两组电容对输出输入电压进行滤波即可，如下。
滤波电容的用法：最常用的用法是将两个一大一小的电容并联，其中小电容滤除高频噪声，大电容滤除低频噪声，大小两个电容的容值不要太接近，一般不低于100倍，常用的组合10uF配0.1uF，22uF配0.1uF。一般情况下用铝电解电容，如果需要更高的性能、工作在更高的温度下或者更长的使用寿命以及等容量下更下的体积可以选择钽电容。
无论使用哪一种电容，都需要留有足够的冗余设计，最好让各项参数大于元年定值的百分之五十。

拓展

电容隔直通交原理：当直流电通过电容时会给电容充电，当电容充到平衡时就不再充电，此时电容所在电路相当于断路这就是隔直。而交流电是一直变化的，则由交流形成的电荷运动一直在进行电流就是电荷的运动即可以看作交流电通过了电容，而所说的滤波作用就可以看作电容把电源中的交流部分短接到了GND，仅通过了直流部分。
除了滤波作用之外电容还有续流作用，开关管开关瞬间的电流就是由电容释放出内部储存的电荷提供。
电容还具有信号耦合，谐振，补偿等功能。

三、BUCK电路于LDO电路的比较

我们可以看到两款电源IC的优势是互补的，因此在工程中通常将两款IC结合起来使用，实现优势互补。

四、LM2596+AMS1117联合稳压电路