一种基于LM2596的可控高精度电压输出电路及群组的制作方法

本实用新型涉及汽车仪表检测技术领域，特别与一种基于 LM2596的可控高精度电压输出电路及群组有关。

背景技术：

汽车仪表在出厂之前都需要进行一道检测环节，模拟安装在汽车系统环境中，测试仪表的工作情况，因此检测设备常用到不同规格的电源。目前的可调电源，很多采用LM2596开关电压调节器，其可调电路采用手动调节可调电阻器的阻值，来实现电压的可调输出，需要根据输出的电压值，来调大或调小可调电阻器的阻值。但是LM2596 开关电压调节器的局限在于：如果需要控制电压输出的值相差很大，调整起来比较麻烦，且很浪费时间。另一方面可调电阻容易受外界震动的影响，从而导致输出的时候精度受到影响，电压不稳定。

针对上述问题，本发明人做了一种基于LM2596的可控高精度电压输出电路，本案由此产生。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种基于LM2596的可控高精度电压输出电路，结合上位机和下位机的通信，只需要在上位机中输入需要输出的电压值，下位机即可控制输出设定的电压值，十分方便，极大的提高了工作效率。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于LM2596的可控高精度电压输出电路，包括上位机、下位机、LM2596开关电压调节器、运算放大器；LM2596开关电压调节器的输入管脚一连接工作电压，控制管脚五接地，输出管脚二作为整个电路的输出端，输出管脚二和反馈管脚四之间连接电阻R70，反馈管脚四通过电阻R67接地，同时通过R68连接至运算放大器的管脚一，运算放大器的管脚一和管脚二相连，运算放大器的管脚3连接下位机，下位机再通过串口与上位机连接。

所述的下位机为单片机MCU。

所述的上位机为PC机。

所述的下位机与运算放大器之间，连接有π型RC滤波电路。

所述的LM2596开关电压调节器的输入管脚一连接工作电压之前，连接有防反向二极管。

所述的LM2596开关电压调节器输出管脚二和接地管脚三之间连接有LC滤波电路。

一种可控高精度电压输出电路群组，包括多个由上述基于 LM2596的可控高精度电压输出电路形成的调压子模块、上位机、下位机；上位机、下位机之间串口通讯，下位机通过CAN总线给各个调压子模块发送数据，各个调压子模块之间级联，上一个调压子模块的负极连接下一个调压子模块的正极，依次连接，最后输出总电压以第一个调压子模块的正极和最后一个调压子模块的负极作为输出。

采用上述方案后，本实用新型具有如下有益效果：

1、精度高，实现了5-36V±0.1V可调输出，还可以实现扩大输出电压范围，可串级配置，组合方便，组合后可以实现5-108V±0.1V。

2、与其他可调电源相比，成本低，只有传统可调电源的几十分之一。

3、与传统手工电源调节相比，效率高，准确度提高，用调整输出PWM占空比的方式替代了手动调节阻值的方式实现了输出电压的调整，避免手调产生的错误，提高了自动化程度。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的电路示意图；

图2为本实用新型较佳实施例的群组示意图。

具体实施方式

参见说明书附图，对本实用新型较佳实施例做进一步阐述。

一种基于LM2596的可控高精度电压输出电路，包括上位机1、下位机2、LM2596开关电压调节器U7、运算放大器U8。本实施例中的上位机1采用PC机，人机操作方便。下位机2采用单片机MCU，可以选用stm32f103c8t6。

LM2596开关电压调节器U7中，输入管脚一通过稳压二极管D3 外接工作电压36V，还通过电容EC3接地。控制管脚五接地，输出管脚二上连接有电感L21和电容EC4组成的LC滤波电路，然后输出作为整个电路的输出端VOUT_IGN。输出管脚二上还连接有肖特基二极管D4。输出管脚二(在LC滤波电路之后)和反馈管脚四之间连接电阻R70，反馈管脚四通过电阻R67接地，同时反馈管脚四通过R68连接至运算放大器U8A的管脚二，运算放大器U8A的管脚一和管脚二相连，运算放大器U8A的管脚3连接下位机2，下位机2 再与上位机1连接。运算放大器U8A的管脚3和下位机之间还连接有一个电阻R74、电阻R82、电容C7、电容C8组成的π型RC滤波电路。

本实用新型工作时，设定输出端VOUT_IGN处为输出电压Vout， LM2596开关电压调节器U7中的反馈管脚四处电压为Vref，运算放大器U8A管脚二处的电压为Vpwm。基于基尔霍夫电流定律，电路中任一个节点上，在任一时刻，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和，则得出

流经R70上的电流I1＝I2+I3+I4； ①

同时I1＝(Vout–Vref)/R70； ②

流经R67上的电流I2＝Vref/R67； ③

流经R68上的电流I3＝(Vref-Vpwm)/R68； ④

反馈管脚四处的电流为I4＝0； ⑤

将②③④代入①后，(Vout-Vref)/R70＝Vref/R67+(Vref-Vpwm)/R68 换算后得到Vpwm＝Vref-((Vout–Vref)/R70-Vref/R67)*R68

由此可以看出只要通过下位机2单片机MCU控制pwm输出信号，经过π型RC型滤波后，再使用运放的跟随电路，产生Vpwm,跟随电路后输出的阻抗很低，对于R68几乎可以忽略不计。下位机2单片机MCU通过上位机1PC机来控制输出pwm的占空比。

当需要更为宽泛的电压值，可以将上述的单个电路级联形成电路群组。参见图2，一种可控高精度电压输出电路群组，包括多个由上述基于LM2596的可控高精度电压输出电路形成的调压子模块，本实施例中以三个为例，还配备有上位机4，下位机5。上位机4、下位机之间串口通讯，下位机5通过CAN总线给调压子模块1、2、3发送数据，三个调压子模块之间采用级联的方式，即调压子模块1的负极连接调压子模块2的正极，调压子模块2的负极连接调压子模块3 的正极，最后输出总电压以调压子模块1的正极和调压子模块3的负极作为输出。这样级联的方式，可以提供更为宽泛的一个电压值，应用更广。

以上是本实用新型优选实施方式，在本实用新型构思前提下所做出若干其他简单替换和改动，都应当视为属于本实用新型的保护范畴。