以LM2596為核心的不間斷直流電源設計

在主電源斷電時，電路通過繼電器自動將蓄電池切入，給設備供電。在主電源正常時，以不同模式給蓄電池充電：當電壓大于設定值時，恒壓充電；當電壓低于設定值時，恒流充電。探測結果證明該系統可以通過繼電器對電路進行過流保護與欠壓保護。

該設計方案的指標要求：蓄電池為4.2V，負載為5V.為此利用開關電壓調節器LM2596進行DC-DC變換，具有驅動能力強，線性較好的特點。該不間斷直流電源的主要特點如下：主電源正常時，除可以給設備供電外，還可以以不同模式給蓄電池充電，當電壓大于4.2V時，切斷恒流充電電路，接通恒壓充電電路；當電壓低于4.2V時，保持恒流充電；恒壓充電由W117和運放LM324構成，具有輸出穩定，波紋小等特點。恒流充電由大功率場管IRF640和運放LM324組成，具有輸出電流精度高，紋波小，輸出電流受負載影響小等特點；若主電源斷電，則自動將蓄電池切入，保持電源不間斷。

1系統設計方案

1.1系統總體框圖

依據系統設計要求，該不間斷直流電源具有：在無交流電源時，不間斷給設備供電；交流電源正常時，有恒壓充電和恒流充電兩種模式；綜合設計要求，形成系統框圖如圖1所示。

1.2DC-DC變換器方案的選擇

采用開關電壓調節器LM2596，能夠輸出3A的驅動電流，同時具有很好的線性和負載調節特性，可固定輸出3.3V，5V，12V三種電壓，也可實今朝1.2~37V之間的可調輸出。

該器件內部集成頻率補償和固定頻率發生器，開關頻率為150kHz，與低頻開關調節器相比較，可以使用更小規格的濾波元件。由于該器件只需4個外接元件，可以使用通用的標準電感，這更簡化了LM2596的使用，極大地簡化了開關電源電路的設計。在特定的輸入電壓和輸出負載的條件下，輸出電壓的誤差可以保證在±4%的范圍內，振蕩頻率誤差在±15%的范圍內。可以用僅80μA的待機電流，實現外部斷電；具有自我保護電路（一個兩級降頻限流保護和一個在異常情況下斷電的過溫完全保護電路）。

DC-DC變換器電路如圖2所示。

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