I. Giriş: İki klasik adım aşağı düzenleyicinin konumlandırılması
Texas Instruments'tan (TI) iki ikonik anahtarlama adım atma düzenleyicisi olarakLM2576VeLM2596yüksek verimlilikleri, tasarım kolaylığı ve geniş uygulanabilirlikleri nedeniyle düşük ila orta güç kaynağı tasarımlarında temel seçimler haline gelmiştir. Her ikisi de endüstriyel kontrol, tüketici elektroniği, otomotiv elektroniği ve diğer alanları kapsayan bir 3A çıkış özelliği etrafında merkezlenir. Bununla birlikte, frekans özellikleri, verimlilik performansı ve uygulanabilir senaryolarda önemli ölçüde farklılık gösterirler. Bu makale, temel özelliklerden, parametre varyasyonlarından, fonksiyonel yapılandırmalardan pratik uygulama senaryolarına benzerliklerini ve farklılıklarını kapsamlı bir şekilde analiz ederek seçim için net referanslar sağlar.
İi. AnaliziLM2576Temel Özellikler
1. Çekirdek konumlandırma ve çalışma prensibi
LM2576, orta ila düşük voltaj senaryoları için tasarlanmış asenkron bir adım aşağı anahtarlama regülatörüdür. 52kHz sabit bir anahtarlama frekansını benimser ve çıkış voltajını darbe genişliği modülasyonu (PWM) teknolojisinden ayarlar. Tasarımı, maliyeti ve performansı dengelemeyi amaçlamaktadır, bu da düşük düzen karmaşıklığı gereksinimlerine ve daha yüksek giriş voltajlarına sahip senaryolar için uygun hale getirir. Bir güç anahtarı tüpünü, hata amplifikatörünü ve koruma devrelerini dahili olarak entegre ederek karmaşık periferik devreler olmadan kararlı voltaj aşağı adım atar.
2. Anahtar parametreler
·Çıktı özelliği: Sabit çıkışları (3.3V/5V/12V/15V) ve ayarlanabilir çıkışları (1.23-37V) destekleyen maksimum 3A çıkış akımı. Ayarlanabilir versiyon, voltajı harici direnç voltaj bölümü üzerinden ayarlar ve yüksek esneklik sağlar.
·Verimlilik ve Koruma: Dönüşüm verimliliği% 75 ila% 88 arasında değişir (yüke göre değişir). Aşırı akım koruması (akım sınır eşiği yaklaşık 4A), termal kapatma (bağlantı sıcaklığı 165 ° C'ye ulaştığında tetiklenir) ve iç frekans telafisini entegre ederek ek tazminat bileşenlerine olan ihtiyacı ortadan kaldırır.
·Tasarım Avantajları: Periferik bileşenler minimaldir, sadece bir indüktör, giriş/çıkış kapasitörleri ve çalışması için serbest bir diyot gerektirir. 220 TO (delikten) ve 263 (yüzey montaj) paketlerinde mevcuttur. TO-220 paketi, orta güç ısı yayma ihtiyaçlarına uyum sağlayarak doğrudan bir ısı lavabosu monte edebilen metal bir soğutucu bulunur.
III. LM2596 Temel Özelliklerinin Analizi
1. Çekirdek konumlandırma ve çalışma prensibi
LM2596, LM2576'nın yükseltilmiş bir versiyonudur ve aynı zamanda eşzamansız bir adım aşağı mimari kullanılarak. Bununla birlikte, anahtarlama frekansını (150kHz) artırarak dinamik yanıtı ve bileşen boyutunu optimize eder. Tasarımı daha yüksek frekans senaryolarına odaklanır, bu da güç kaynağı hacmi, verimlilik ve düzenleme doğruluğu için daha yüksek gereksinimlere sahip uygulamalara uygun hale getirir. LM2576'nın kompaktlık ve yüksek performans yönünde bir uzantısı olarak kabul edilebilir.
2. Anahtar parametreler
·Çıktı özelliği: Sabit çıkışları (3.3V/5V/12V) ve ayarlanabilir çıkışları (1.23-37V) destekleyen maksimum 3A çıkış akımı. Çıkış voltajı doğruluğu LM2576'dan daha yüksektir.
·Verimlilik ve Koruma: Dönüşüm verimliliği% 90'a (tam yükte) ulaşabilir, hat düzenleme doğruluğu ±% 2 (LM2576 için ±% 4'e kıyasla) ve daha iyi yük regülasyon performansı. Aşırı akım koruması ve termal kapatma dahil LM2576 ile aynı koruma işlevlerini paylaşır.
·Tasarım Avantajları: 150kHz yüksek frekanslı karakteristiği, daha küçük indüktörlerin (22-47μH) ve kapasitörlerin kullanılmasına izin vererek güç modülünün hacmini önemli ölçüde azaltır. Yüzey montaj paketi sürümü, taşınabilir cihazların kompakt tasarım ihtiyaçlarını karşılayarak yüksek yoğunluklu PCB düzenleri için daha uygundur.
IV. LM2576 ve LM2596 arasındaki çekirdek parametrelerin karşılaştırılması
Parametre | LM2576 | LM2596 |
Anahtarlama Frekansı | 52khz (sabit) | 150khz (sabit) |
Giriş Voltaj Aralığı | 7-40V (standart sürüm); 7-60V (HV sürümü) | 4.5-40V |
Ayarlanabilir çıkış voltaj aralığı | 1.23-37V | 1.23-37V |
Maksimum çıkış akımı | 3a (sürekli) | 3a (sürekli) |
Tipik verimlilik (% 50 yük) | %78-82 | %85-%88 |
Çizgi düzenleme doğruluğu | ±% 4 (giriş voltajı değişimi ile) | ±% 2 (giriş voltajı değişikliği ile) |
Minimum Bırakma Voltajı (Tam Yük) | 1.5V (Minimum Vin-Vout) | 1.0V (Minimum Vin-Vout) |
Önerilen endüktans | 33-100μH | 22-47μh |
V. PIN tanımlarında ve devre yapılandırmalarındaki farklılıklar
1. PIN fonksiyonlarının karşılaştırılması
Her ikisi de aşağıdaki PIN tanımlarıyla 5 pimli bir paket (220/TO-263) benimser:
LM2576:
Pin numarası | Pin adı | Tanım |
1 | V | Düzenlenmesi gereken voltaj, bu pime girdi olarak sağlanır |
2 | Çıktı | Düzenlenen çıktı bu pim üzerinden elde edilebilir |
3 | Zemin | Sistem Ground'a bağlı |
4 | Geri bildirim | Bu PIN, çıktının düzenlendiği geri bildirim voltajı ile sağlanır. |
5 | Açık/kapalı | Regülatörü etkinleştirmek için yere bağlanın veya düzenleyiciyi devre dışı bırakmak için VCC'ye bağlanın. |
LM2596:
Pin numarası | Pin adı | Tanım |
1 | V | Bu, IC anahtarlama regülatörünün pozitif giriş gücüdür. Uygun bir giriş baypası olmalıkapasitörvoltaj geçişlerini en aza indirmek ve regülatörün gerektirdiği anahtarlama akımlarını sağlamak için bu pim üzerinde. |
2 | Çıktı | Bu pim dahili bir anahtardır. Bu pim üzerindeki voltaj yaklaşık olarak (+v -v -ved) ile yaklaşık -0.5 V arasında değiştirilir ve görev döngüsü V çıkış /V in'dir. Hassas devrelerle bağlantıyı en aza indirmek için, bu pime bağlı PCB'nin bakır alanı minimumda tutulmalıdır. |
3 | Zemin | Devre |
4 | Geri bildirim | Geri bildirim döngüsünü tamamlamak için düzenlenmiş çıkış voltajını algılar |
5 | Açık/kapalı | Etkinleştir Pimi, normal çalışma için topraklanmalıdır |
Temel fark: LM2596'nın geri bildirim pimi, daha yüksek bant genişliği hata amplifikatörünü dahili olarak birleştirerek, çıkış voltaj dalgalanmalarına LM2576'dan 3 kat daha hızlı yanıt verir ve bu da yüksek frekanslı senaryolardaki geçici yük değişiklikleri için uygun hale getirir.
2. Tipik devre konfigürasyonları
LM2576:
33-100μH güç indüktör (doygunluk akımı ≥4a), 100μF elektrolitik kapasitör (giriş, giriş dalgalanmasını filtrelemek için), 1000μF elektrolitik kapasitör (çıkış, çıkış dalgalanmasını bastırmak için) ve serbest bir diyot gerektirir. Önerilen serbest dönen diyot 1N5822'dir (Schottky diyot, ters voltaj ≥40V, ileri akım ≥3a).
LM2596:
Daha yüksek frekansından dolayı, indüktör 22-47μH (LM2576 içinden% 50 daha küçük) olabilir, giriş kapasitörü 47μF'ye ve çıkış kapasitörünü 220μF'ye (dalgalanmayı daha da azaltmak için bir seramik kapasitör ile birleştirilebilir) indirebilir. Önerilen serbest dönen diyot SR560'dır (Ters Voltaj 60V, İleri Akım 5A, daha iyi yüksek frekanslı özelliklere sahip).
VI. Fonksiyonel özelliklerin ve uygulanabilir senaryoların analizi
1. Avantajlı senaryoların karşılaştırılması
LM2576:
·Yüksek voltaj giriş senaryoları: Endüstriyel 24V sistemleri, otomotiv 12V pil güç kaynakları (HV sürümü, 24V kamyon pillerini taşıyabilen 60V girişini destekler);
·Maliyete duyarlı cihazlar: düşük kaliteli güç adaptörleri ve pil şarj cihazları gibi, periferik bileşenli LM2596'ya göre yaklaşık% 20 daha düşük;
·Gevşek Düzenli Senaryolar: Kompakt tasarımın gerekli olmadığı enstrümanlar ve sayaçlar için harici güç modülleri gibi.
LM2596:
·Yüksek frekanslı kompakt tasarımlar: küçük boyutlu indüktörlerin ve kapasitörlerin PCB alanını azaltabileceği taşınabilir enstrümanlar ve İHA pil yönetimi modülleri gibi;
·Yüksek verimli talep senaryoları: güneş enerjisi bankaları gibi (% 5-10 daha yüksek verimliliğe sahip, pil ömrü uzatma);
·Yüksek hassasiyetli senaryolar: ±% 2 voltaj doğruluğunun voltaj dalgalanmaları nedeniyle dijital devrelerin yanlış işlenmesini önleyebileceği gömülü sistemler (MCU, sensör güç kaynakları) gibi.
2. Sınırlamaların karşılaştırılması
·LM2576: 52kHz düşük frekans, daha büyük bir indüktör boyutu ve daha yüksek çıkış dalgalanması (yaklaşık 50mV) ile sonuçlanır, bu da onu gürültüye duyarlı devreler (ses amplifikatörleri gibi) için uygun değildir;
·LM2596: Giriş voltajının alt sınırı 4.5V'dir, 3.7V lityum pil güç kaynağını (ilk önce 5V'nin üzerine artırmayı gerektirir) ve yüksek frekanslı anahtarlama gürültüsünün LM2576'dan (bastırma için ek manyetik boncuklara ihtiyaç duyan) daha büyüktür.
Vii. Alternatif çözümler ve seçim önerileri
1. Benzer alternatif modeller
·Daha yüksek akım gereksinimleri: LM2597 (5A çıkış, 150kHz frekansı), MP2307 (3A senkron adım aşağı,% 95 verimlilik, düşük güç senaryoları için uygun);
·Daha yüksek frekans: TPS5430 (3A çıkış, 500KHz frekans, ultra kompakt tasarımlar için uygun);
·Düşük voltaj girişi: RT9193 (LDO, giriş 2.5-5.5V, 1.2-3.3v çıkış, doğrudan 3.7V lityum pil güç kaynağı için uygun).
2. Seçim karar ağacı
·Giriş voltajı ≥7V ise, maliyet bir önceliktir ve düzen gevşektir → LM2576'yı seçin;
·Yüksek frekans, kompakt tasarım ve verimlilik ≥% 85 gerekliyse → LM2596'yı seçin;
·Giriş voltajı <7V (örneğin, 5V giriş) → LM2596'yı tercih ederse (4.5V alt sınır daha uygundur);
·Yüksek voltaj girişi (> 40V) gerekliyse → LM2576 HV sürümünü seçin.
VIII. Sonuç: Nasıl Seçilir?
Hem LM2576 hem de LM2596, frekans, verimlilik ve giriş aralığında çekirdek farklılıklar olan klasik 3A seviyeli adım aşağı regülatör çözümleridir:
·Yüksek voltaj, düşük maliyetli ve gevşek düzen senaryoları için LM2576, 60V giriş kapasitesi ve düşük bileşen maliyetleri ile güvenilir bir seçimdir;
·Yüksek frekans, kompakt tasarım ve yüksek hassasiyetli gereksinimler için LM2596, 150kHz frekansı ve% 90 verimliliği ile avantajlara sahiptir.
Pratik seçim giriş voltaj aralığı, verimlilik hedefleri ve düzen kısıtlamalarını dikkate almalıdır: Örneğin, LM2576 endüstriyel kontrolde 24V ila 5V dönüşüm için tercih edilirken, LM2596 taşınabilir cihazlarda 12V ila 3.3V dönüşüm için daha uygundur. Her ikisi de minimal periferik devreler yoluyla kararlı voltaj dönüşümü elde ederek düşük ila orta güç senaryoları için uygun maliyetli seçenekler haline getirir.
LM2576 Serisi Modeller
Parça | Paketi | Pinler | derecelendirme | OP sıcaklığı (° C) |
DDPAK/TO-263 (KTT) | 5 | Seviye-3-245C-16 Günlük ortalama RFQ hacmi Standart Ürün Birimi Dünya çapında üreticiler Stock içi depo |
Wishlist (0 öğe)