网友 jun427 的用M8与LM2576制作可调数控开关电源讨论贴

apcfy

LM2576数控可调开关稳压电源设计
从版主那接盘到今天已经有好几日了，其它几个案子都丰丰火火的进行着。只有我负责的开关电源却没有任何进展公布！不要以为我忘记了，我可没忘。这些时间我一直在了解我要做的这个电源。虽然我只是负责整理下资料重做个PCB，但我最少要知道我做的是什么，可不能只是将原电路搬过来瞎复制一通！我必需要搞懂，为什么要这样设计，这样我才能学到东西。从开源中学习，这样才有DIY的真正意义。至此，我才对jun427的电话有了些了解，也不得不佩服jun427。下面，我将会将我整理一部分一部分的试着分析，有误及需要补充的部份，请大家指出!
废话少说，先上datasheet:
点击此处下载 ourdev_495815.pdf(文件大小:743K) (原文件名:LM2576.pdf)
点击此处下载 ourdev_495816.pdf(文件大小:138K) (原文件名:LMC7660IN.pdf)


恩师曾要求我Datasheet一定要熟读，那我们先从LM2576的Datasheet开始吧，LM2576是个啥玩艺呢？且听我慢慢解来！SIMPLE SWITCHER® 3A Step-Down Voltage Regulator，小生初中毕业英文底子差得很，我猜大概意思应该是简易3A开关降压调节器。LM2576有很多个版本，有3.3V、5V、12V、15V和Adjustable（可调）版本，可输入0－40电压，LM2576HV则可以输入可达60V。我们选用的是可调版本！
LM2576与传统的三端稳压器相比，效率要高很多。Datasheet这样吹的，砖头别砸我！内部有固定的52KHz开关频率震荡器！LM2576的特殊应用也很多，内部含Buck-Boost配置，可以输出负压，亦可用于升－降压电路。详情请看Datasheet第17页（Additional Applications）。

LM7660In是一个正压转负压的IC，在这里它不是主，所以就不多介绍它了！

现在来看咱的原理图：
第一张，主电源部分：


(原文件名:LM2576_Regulator.jpg)

点击此处下载 ourdev_495850.pdf(文件大小:10K) (原文件名:LM2576_Regulator.pdf)

第二张，ADC部分：

(原文件名:LM2576_ADC.jpg)

点击此处下载 ourdev_495879.pdf(文件大小:8K) (原文件名:LM2576_ADC.pdf)


先上PDF的，大家确认OK，最后再上传protel格式的

.....绘制中....

apcfy

【1楼】 cowboy

你果然是牛人，一眼就看到破绽！
我之前有想过要在前面加一个限流电阻的，画原理图时忘记了！
输入是40V，电压很高。之前jun427用的是12－30V，这样话，可能程序也要小改一下才行！

apcfy

两个图均有错误，修改如下：

(原文件名:LM2576_Regulator.jpg)


(原文件名:LM2576_ADC.jpg)

MCU部分的图，要明天才能完成了！
完成所有原理图之后再一一来分析。。。

apcfy

【4楼】 cowboy
估算一下后面的总电流有多大，选择适当功率的稳压管。似乎LCD背光电流占大部分。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－
晕，5楼的图我又忘记计算LCD所需的电流了，真是粗心。。

apcfy

【3楼】 yan_jian
【4楼】 cowboy


稳压二极管是好，明天我再算算总共需要多少电流！

apcfy

请教各位，LCD1602的背光电流大概有多大？我查了不少资料，只找到个说大概50mA，没有找到哪个资料里有明确指出的。长沙太阳人的datasheet里也没有指出！

apcfy

最近好忙，刚刚修改了了下原理图，请大家看看原理图这样做是否可以！！
点击此处下载 ourdev_499443.pdf(文件大小:8K) (原文件名:ADC.pdf)
点击此处下载 ourdev_499444.pdf(文件大小:18K) (原文件名:Mcu.pdf)
点击此处下载 ourdev_499445.pdf(文件大小:14K) (原文件名:switcher.pdf)


大伙有没有好的想法，要加入到电源里来！

简单的解说下：

我加入了一个控制背光的三极管，因为我觉得背光不应该常亮着。输入直接改成了交流，有两档切换，这与0－20V可调电源一样！既然是DIY的东西，LM2576可能会不好买，所以在Layout时，我会将LT1084的封装也会设计进去，这样方便大家！关键电容、电阻的焊盘都会设计得尽可能适用于DIY。。有想过外壳，个人比较喜欢铝挤形的外壳，这个电源我自己也会DIY一个。

打*号的地方，以后有时间再作解说.

apcfy

(原文件名:adc.jpg)


(原文件名:mcu.jpg)


(原文件名:mcu1.jpg)


(原文件名:mcu2.jpg)


(原文件名:switcher.jpg)


(原文件名:switcher1.jpg)


(原文件名:switcher2.jpg)

apcfy

protel格式：点击此处下载 ourdev_499467.rar(文件大小:16K) (原文件名:sch.rar)

apcfy

没有怎么检查，可能会有很多BUG，希望大家能花点时间帮忙审核！！

谢谢！

对了，如果这样子做，程序就必须作修改！如果大家没时间等我来边学AVR，边写程序的话。我会在PCB上加DIP switch位置，这样就用原程序烧进去就能动了！

apcfy

【16楼】 cowboy

非常感谢！！我是只十足的菜鸟！
交流分档是考虑到手头刚好有一只这样的变压器。另考虑到DIY的朋友，不一定能买到LM2576HV，适用其它三端稳压IC！

其它你对！

另请教一个问题：
如下这电容的充电时间要如何计算？PWM这部分我还不太了解

(原文件名:pwm.jpg)

apcfy

【19楼】 cowboy

这部分是典型的二阶RC低通滤波器，用电容充放电时间计算不太合适。可以用低通滤波器的特征来分析。
按图中参数，低通滤波器的截止频率是：
          f0=1/(2*pi*R*C)
计算约为72Hz，而PWM的频率较高，一般都取10KHz以上，按照7.2KHz来算，比截止频率高100倍，按照二阶低通滤波器的衰减率特征，每10倍频率衰减40dB，也就是说对7.2KHz PWM信号的基频能衰减80dB，对于5V的PWM，衰减后纹波残余幅度约0.5mV，一般能满足要求了。

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Thanks!

其实我手头有个案子，涉及到一个要计算的。请看下图，我就是不知道如何计算C40的充放电时间，所以我只能一个一个调整。
电路的用途是，当上电45秒时，接通后级。。因为电子管要预热！！
(原文件名:c.jpg)

apcfy

【24楼】 cowboy

非常感谢呀！可我家没有葡萄。。。
不知要如何来感谢你！

apcfy

【16楼】 cowboy
一点提议：
既然是开关电源，何必做交流电压分档？LM2576HV能在很宽的输入电压范围内都有较高的效率。
保险管位置不妥，即使烧断，仍有一绕组通电。
C7 3300uf有点大了，220uf应该够了。
如果电源能整流得到负压，那么U3可以不用了。
C16、C17要并联小电容，C17也似乎过大了。
AD键的分压电阻为何不做到按键板上？这样可以省下很多连线。

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Hi cowboy
C17是不是就没有必要并小电容了？后面还有个C18呢！
前面C16并小电容有何用呢？我不明白，前面这个电容并小电容的实际意义，有哪位真正测试过吗？还是心理作用，请赐教！


另，这个拖得时间太长了，真有点不好意思了，我想这周把PCB完成！望各位积极赐教。谢谢

apcfy

发现个搞笑的问题，我的运放电源脚居然弄反了。估计是垂直翻转时弄反了，没注意！

版主在另贴中把我也列入了大师级中，发现这样的问题可真让人有点无地自容！！！

apcfy

修改了些低级错误，将7809改成了LM783.
点击此处下载 ourdev_507329.pdf(文件大小:18K) (原文件名:MCU.pdf)
点击此处下载 ourdev_507330.pdf(文件大小:8K) (原文件名:ADC.pdf)
点击此处下载 ourdev_507331.pdf(文件大小:14K) (原文件名:Switcher.pdf)


“如果电源能整流得到负压，那么U3可以不用了。”
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
请问cowboy,如果只有这一组电源，如何得出负压？下面jun427的设计，我不太明白。

(原文件名:p.jpg)

apcfy

接受村长的建议，加了颗磁珠将数字地与模拟地分开。

apcfy

【37楼】 cowboy

谢谢，还不太明白，但我想回头我会想明白。。现在是思想死区时间！


【38楼】 yy888 许意义
谢谢！
版主这样慷慨，我还真有点不好意思！
呵呵，离高手还有一段很长很长的路要走。
15岁的时候就看无线电上的初学者园地，十年都快过去了，依然停在初学者园地！！！
哈哈，看来是很不思进取呀！

apcfy

昨天在惠福西路买了几颗假货....

(原文件名:假货.jpg)

Atmega8居然开价要十块钱一个...

准备搭个实验板玩一下.

apcfy

点击此处下载 ourdev_509714.pdf(文件大小:8K) (原文件名:ADC.pdf)
点击此处下载 ourdev_509715.pdf(文件大小:19K) (原文件名:MCU.pdf)
点击此处下载 ourdev_509716.pdf(文件大小:15K) (原文件名:Switcher.pdf)
sch格式ourdev_509717.rar(文件大小:17K) (原文件名:switcher.rar)

修改了一下电源供电部分。。。
如果大家没有意见，我想就用这个版本画PCB了，这个电路总体没怎么改动，只要按原理图上那些只有中国人能看懂的英文做（因为我的Protel不能输入中文）使用jun427的原程序，也可以动！
我从来没有AVR做过项目，确切的说，用单片机的次数也驱指可数...
也不知道啥时候才能出像样程序，所以只能用这种招数，让网友直接下载jun427的程序就能动

这里的高手太多了，打*号的地方，俺就不再班门弄斧了，免得多说多错！如果您觉得您的问题很菜，那还可以问下我，或许二个臭皮匠也能顶上半个张飞。。

apcfy

【45楼】 tanmiao6235974
弱弱的问一下，这里的输出电流是不是不是绝对意义上的可调，而是和输出电压有关，比如说U2C那里的时候就是Io=Uo/1，随着电压变化而变化，电流调节也就是调电压？不知道这样说对不对，希望大侠们能帮一下菜鸟....
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類似這種電源，我們將電流調節至一個值，它的意思是：
當負載上所需的電流小于設定值，那電源輸出為穩壓狀態;
當負載上所需的電流超過設定值，那電源就工作在恒流狀態。

apcfy

【47楼】 cowboy
我想了一下，還是不要用磁珠了，改成一個0ohm的電阻。
如何？
这个磁珠我觉得加哪都没多大作用，用在这里不适合！

apcfy

Uo并不是直接加到電流取樣電阻的，中間還有一個負載(RL)！所以你的計算是錯鋘的！Uo=20V,W=Uo*Uo/(R10//R11+RL)...

對了，你所指的R10、R11是jun427的原版圖紙上的編號吧！

apcfy

【53楼】 JinBao  

你53楼的图上结论不对

把U5A看成一个正向放大器，它的放大倍数为2倍，再减去参考电压，即为输出的电压。
U5A_1 = U5A_3*2-[5*［R17/(R13+R17)]]
因此，输出电压应该是U5A的输出范围应该是：-1.16V－－－8.8V（这个结果没计算R15与R16的影响）

以上公式是我仿真出来的结果，请cowboy帮忙详解下，我不知道怎么解释要减去5*［R17/(R13+R17)]；

FeedBack_re 取自Vout*(1/7),据上式，便可计算出U5B输出为多少！

apcfy

【58楼】 cowboy  
另外，U5B输出电压在反馈作用下是固定的1.23V，不会变，这点需要明确。
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如果不会变那如何调压？

另：各位，不好意思，由于工作的原因，要出趟远差，这一周都可能没时间上网！

apcfy

(原文件名:block diagram.jpg)

apcfy

【66楼】 cowboy

应该是2x-Vr17!
Vr17为R17上的压降。。。
这样理解是否正确？

apcfy

【68楼】 gzhuli 咕唧霖
但现在问题变成：Vr17 = ？
这个答不上来，问题还没解决，呵呵。
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哈哈，最好的解决办法，就是用两个二极管串联代替R17，你看这样成不成？
或者将R15、R16变成100K，这样它的影响力就很小了！但是这样做，LM324的对负反馈电阻有没有要求？我现在来不及看Datasheet,赶飞机去了。。期待各位大师的解答！！！

apcfy

【73楼】 tanmiao6235974

你最好是上传个图，因为从字面意义上，我个人愚钝，真的看不懂你在说哪根哪？
不知道高手们看明白没？

最近忙得要死，都没时间上线。。。

【75楼】 thomasjun  
抱歉，我们还没做。。。
呵呵，这是版主开源项目，你的积分不够100分，还不能申请样品。。
当然你可以向版主开源基金捐100元钱，即可申请版主开源项目里的免费PCB了，好像是一个项目限制申请1片..

apcfy

两个星期不见，这个帖子变酷了。。多谢高手们的指点，从中又学到了不少东西。

现在我也有时间了，这一周都没什么事，看来可以画PCB了！

大家还有什么好的建议吗？或者有原理图中有什么错误还没被发觉出来？

apcfy

回复【112楼】yy888 许意义
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了解，谢谢！

apcfy

总算把PCB给Lay出来了，请各位帮忙检查低级错误。。。
刚刚画完，还没仔细检查过，明天我再修整一下，加粗下必要的线。。
PCB不小，加上按键板与LCD板的总面积是：180mm*110mm.主板Size:150mm*110mm
有劳各位帮忙检查及提出您保贵建议！

(原文件名:switcher.jpg)
点击此处下载 ourdev_523239.rar(文件大小:75K) (原文件名:Switcher Voltage Regulator.rar)
点击此处下载 ourdev_523240.pdf(文件大小:1.32M) (原文件名:SWITCHER VOLTAGE REGULATOR.pdf)

apcfy

回复【117楼】cowboy
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我晕，别戴我高帽，我还是等下自己检查下吧！肯定还有低级错误。。

肯定有很多问题的。。。因为我比较粗心。。。

apcfy

回复【122楼】fsclub 绿林好汉
哈哈，模拟部分有一些“单点接地”。
不过感觉右下方那部分太密，有的走线很细。焊上东西出问题查也不好查。
建议把右下那部分上移，适当分散。加宽走线。
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大胡子叔叔
我这都是乱搞一通。。

右下方那部分可能不能动了，如果往上移，我担心DIY的朋友给U4、D5等东西的散热不好锁（考虑到一些随手找来的散热器，左下方的散热器，是我手头上常用的，占地面积挺大，所以一般DIY的朋友的小散器应该可以直接上）...
由于右下方这块都是标准尺寸的元件，只好委屈它们一下，挤挤让一些位置上面那些乱七八糟的东西。。
其实走线也不算细了，右下角那一块大多都是0.5mm的走线，最小的0.4mm(如果我没记错不有一条）。
安全间距是0.5mm...

大电流的部分我会再加粗些。。。

apcfy

回复【124楼】fsclub 绿林好汉
我主要是担心焊功不好的，几下就把那细线给焊掉下来。还有就是线又细双密，不便排障。
个人认为DIY的板，线宽最好能达到0.8mm.
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是的，大胡子叔叔高见！

只是还是有问题，这样的话单片机下面最多能走3条线，要增加PCB大小。
当然DIY用的东西，PCB大小一般是可以不刻意去限制它的。
我刚买了一个兆信的直流电源，小小的5A的那种，它的外宽大概就是12.5mm，我想如果做这种电源的话，我们要选外壳最好不要大于这个规格。双面板，焊接的时候把线焊下来的可能性还是比较小的，我觉得还是做一些焊盘泪滴吧。然后再做一些关键的测试点在上面，方便大家测试、排障！只是在拆的时候，就要注意点，别把过孔中间的铜给拨出来了。

apcfy

来交作业了：
Protel99格式点击此处下载 ourdev_524873.rar(文件大小:189K) (原文件名:Switcher_20100111.rar)

(原文件名:photo.jpg)

PDF：点击此处下载 ourdev_524875.pdf(文件大小:1.35M) (原文件名:SWITCHER VOLTAGE REGULATOR.pdf)

apcfy

回复【131楼】chenloveyj
这版电源跟定了，打样的时候叫上我  
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哈哈，这版的技术含量最低，适合初学者，对电源要求不高，对DIY感兴趣，焊接练手也不错。。

apcfy

回复【135楼】hahahagg
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那个是LCD1602的排线座。。串口是又下角那个4pin插座。。

apcfy

回复【139楼】yy888 许意义
回复【136楼】apcfy Action  
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电路构架初步核查了一遍，未发现错误，由于此电路为二板电源通用电路，较乱，是否帮忙在原理图上分二种颜色圈出特定零件，即输出使用LM2576时，必须要装的零件用一种用颜色圈出, 当输出使用LT1084时，必须要装的零件用一种用另颜色圈出, 有些零件的阻值随输出芯片的不同而不同，需另行醒目注明。
由于版主没审核，犯了大错，故这次审核严了点，如有得罪，请原谅。
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很好的建议呀！
版主太客气了，我等后生晚辈在您面前哪还敢耍威风呀，直话直说就好！
不过现在实在是没时间了，忙着要回家过年了。。
下周我再来整理，请见谅！



回复【138楼】yy888 许意义
回复【136楼】apcfy Action
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初步核对了一下电路，想请教一下电路指标。
按电路估算，当输出用LM2576时，输出电压最大为25.5V, 当输出用LT1084时，输出电压最大为10V, 是否太低了？

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实在对不住，加LT1084的电路我是直接从LM317那里直接复制过来的！


回复【141楼】cowboy
建议取消LT1084和继电器算了，意义不大，且要考虑过多的兼容问题。纯粹建议，楼主请自行决定。
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说实话，其实后来我的想法一样，只是当时担心怕被人骂说话不算数，硬着头皮装上去的！

真是抱歉各位！

谢谢各位！

apcfy

回复【141楼】cowboy
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想了一下，还是留着吧！因为就算都去掉，也省不了多少空间。
而且LT1084这东西也是相对LM2576是有不少优点的！
不需要的朋友可以直接Bypass。。
真正动手去做的人，一定会好好看资料弄明白。

apcfy

回复【146楼】chenloveyj
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还没呢...只是现在开始忙了，回家了，都没时间上网！

apcfy

对不起楼上各位，现在才看到这贴子还存在。。。

               原以为会因为意义的事永久删除了...

当看到一切都是假的的时候，一点都不想发言了,或许会被很多人骂，不想过多解释，只能自己默默的做自己的事！

       我的工作室下周一就要开始营业了...

apcfy

回复【164楼】waiman
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32-12=20V

20V的压降在7812上，只要0.1A电流7812上的热功率就2W了，当然热呀！