1. 概述

LM2596S-ADJ 是一款高效的可調降壓型直流-直流轉換器，由德州儀器公司推出，適用于寬輸入電壓范圍的應用場景。它利用內部的開關穩壓技術，可以將高輸入電壓高效地降至目標輸出電壓。其可調版本支持通過外部電阻分壓調節輸出電壓范圍，從1.23伏到輸入電壓減去一定降壓余量的值。

為了增強用戶體驗，數顯模塊經常與 LM2596S-ADJ 電路配合使用。通過數顯模塊可以實時監控輸入、輸出電壓或電流，適合在需要高精度電源調節的場景中應用。

2. LM2596S-ADJ 的工作原理

LM2596S-ADJ 的核心是基于脈寬調制技術的降壓轉換器。內部主要由振蕩器、誤差放大器、MOSFET 開關、參考電壓源和保護電路組成。它的輸出電壓由外部反饋電路和內部誤差放大器共同決定。

輸入電壓通過開關管的周期性通斷形成脈沖信號，再經過電感和電容的濾波轉換成直流信號輸出。輸出電壓反饋至誤差放大器，形成閉環控制，通過調節脈沖寬度維持目標電壓。

3. 數顯模塊的工作原理

數顯模塊通常采用單片機控制，通過采樣電阻、電壓分壓電路和 ADC（模數轉換器）測量電壓或電流，最終驅動 LED 或 LCD 顯示屏。其核心部分包括以下功能單元：

1. 電壓檢測電路
   電壓分壓電路用于將被測電壓降至 ADC 輸入范圍內。通過計算分壓比，可以將 ADC 采樣值還原成實際電壓。

2. 電流檢測電路
   采用低阻值采樣電阻，通過測量電阻上的壓降計算負載電流。采樣電壓信號同樣需經放大和 ADC 轉換后處理。

3. 單片機控制單元
   單片機負責數據處理、轉換和顯示，使用預編程算法將采樣值轉換成標準單位數據。

4. 顯示單元
   通常使用 7 段 LED 顯示屏或 LCD 顯示屏，顯示輸入或輸出電壓、電流等參數。

4. 電路設計

LM2596S-ADJ 的外圍電路設計

1. 輸入濾波器
   為了抑制高頻噪聲和保護 LM2596S-ADJ，輸入端通常設計 RC 或 LC 濾波器。

2. 反饋電阻網絡
   由兩個電阻組成分壓網絡，用于調節輸出電壓。調整電阻值即可改變輸出電壓范圍。

3. 輸出濾波器
   輸出端電感和電容的選擇直接影響穩壓性能。電感需根據負載電流計算合適的值，電容則用低等效串聯電阻的鉭電容或鋁電解電容。

數顯模塊與主電路的連接

數顯模塊一般通過以下兩種方式獲取信號：

1. 電壓檢測點
   將輸入和輸出電壓分別通過分壓網絡接入數顯模塊的 ADC 輸入端。

2. 電流檢測點
   在負載端串聯采樣電阻，通過放大電路檢測采樣電壓并接入模塊。

通過合理布線，確保信號采樣點不會受主電路開關噪聲干擾。

5. 應用場景

1. 實驗室可調電源
   LM2596S-ADJ 配合數顯模塊可構成簡易的實驗室可調直流穩壓電源，輸出電壓范圍廣，適合各種小型電子實驗。

2. 便攜式設備電源管理
   在移動設備中，數顯功能能夠直觀顯示電池狀態，提高使用便捷性。

3. 工業控制電源
   工業自動化設備中，數顯電路便于實時監測電壓和電流，確保系統穩定運行。

6. 注意事項

1. 散熱設計
   LM2596S-ADJ 在高電流輸出時會產生一定熱量，應配備合適的散熱片或采取 PCB 散熱措施。

2. 干擾防護
   由于 LM2596S-ADJ 屬于開關穩壓器，其高頻開關可能對數顯模塊造成干擾。需要使用屏蔽電纜、合理布線和適當濾波。

3. 模塊校準
   數顯模塊的精度依賴于 ADC 和采樣電阻。設計完成后需進行系統校準，以確保測量結果準確。

7. 未來發展方向

隨著電子技術的發展，數顯模塊的功能正在逐漸豐富。例如加入藍牙模塊實現遠程監控和控制，或者結合更高精度的 ADC 以提高測量性能。這些新功能使得 LM2596S-ADJ 數顯電路在更多場景中具有潛力。