تم شرح التكنولوجيا الأساسية لجهاز تنظيم الجهد التشغيلي LM2596 بالتفصيل الكامل
1 يوليو 2025 أخبار - في مجال إدارة الطاقة ICs، LM2596، كمنظم التبديل خطوة إلى أسفل طويلة الأمد،لا تزال واحدة من الحلول المفضلة لتحويل DC-DC متوسط الطاقة حتى يومنا هذاستقوم هذه المقالة بتعمق في مبادئها التقنية وتقنيات التصميم وأساليب استكشاف الأخطاء النموذجية.
I. تحليل تكنولوجيات الرقائق الأساسية
يتبنى LM2596 بنية تحكم PWM متقدمة في الوضع الحالي. وهو يدمج مصدر فولتاج مرجعية عالي الدقة 1.23 فولت (دقة ± 2٪) ، ومذبذب تردد ثابت 150 كيلو هرتز ،دائرة الحد الأقصى للتيار (القيمة النموذجية 3.5A) ، ودوائر حماية من زيادة درجة الحرارة (حد إيقاف 150 درجة مئوية) داخلياً. هذه الهندسة المعمارية تضمن إنتاج مستقر ضمن نطاق واسع من المدخلات من 4.5-40 فولت.
في اختبار سيناريو تطبيق نموذجي من 12V إلى 5V / 3A ، أظهرت هذه الشريحة كفاءة التحويل 88٪ (في تيار الحمل من 3A) ، تيار الاستعداد من 5mA فقط (في الحالة المفعول) ،دقة الجهد الخارجي من ± 3٪ (على امتداد نطاق درجة الحرارة الكامل)، ووقت تشغيل أقل من 1ms (مع تمكين وظيفة البدء الناعم). هذه المعايير تجعله يبرز في التطبيقات الصناعية.
II. مخطط تصميم الدوائر المحسنة
تصميم الدائرة المثلى يتضمن المكونات الرئيسية التالية: مكثف المدخل C1 (100μF مكثف إلكتروليتي بالتوازي مع مكثف 0.1μF السيراميكي) ،ثنائي الدوار الحر D1 (ثنائي شوتكي SS34)، محرك تخزين الطاقة L1 (47μH / 5A محرك طاقة) ، مكثف الخروج C2 (220μF مكثف الكهربائي ESR المنخفض) ومقاومات تقسيم الجهد الارتجاعي R1 / R2.يمكن تعيين الجهد الخارجي بدقة من خلال الصيغة Vout = 1.23 فولت × (1 + R2/R1).
وينبغي إيلاء اهتمام خاص لتخطيط PCB: يجب أن تكون مساحة حلقة الطاقة أقل من 2 سم2 ، يجب أن يكون ردود الفعل على بعد 5 ملم على الأقل من عقدة التبديل ،يجب أن تتبنى الطائرة الأرضية الاتصال بالنجوم، ويجب أن يكون الجزء السفلي من الشريحة مغلفا بالكامل بالنحاس (بالنسبة لعبوة TO-263 ، يوصى باستخدام 2 أونصة من ورق النحاس + تبديد الحرارة عبر).هذه التدابير يمكن أن تحسن بشكل كبير استقرار النظام.
III. مخططات تشخيص عيب نموذجية
عندما يكون الجهد الخارجي مرتفع بشكل غير طبيعي the resistance accuracy of the FB pin (it is recommended to use a 1% accuracy resistor) should be checked first and the impedance of the FB pin to ground should be measured (the normal value should be greater than 100kΩ)إذا كانت الشريحة تتسخن بشكل غير طبيعي ، فمن الضروري تأكيد تيار التشبع للمحفز (يجب أن يكون ≥ 4.5A) ووقت التعافي العكسي للديود (يجب أن يكون أقل من 50ns).
لمعالجة مشكلة EMI ، يوصى بإضافة فلتر من نوع π المدخل (10μH + 0.1μF مزيج) ، وتهيئة دائرة عازلة RC (100Ω + 100pF) في عقدة التبديل ، واختيار المحفزات المحمية.هذه الحلول يمكن أن تجتاز اختبار IEC61000-4-3 الإشعاع.
IV. حالات تطبيق مبتكرة مختارة
في مجال المنازل الذكية، تم تطبيق نسخة LM2596-ADJ بنجاح على إدارة الطاقة الديناميكية لبوابات Zigbee،تحقيق أداء متميز مع استهلاك طاقة في حالة الاحتياط أقل من 10 ميجاواتفي الإنترنت الصناعي للأشياء، خصائص مدخل 12-36 فولت واسعة تلبي تماما متطلبات إمدادات الطاقة من 4-20mA أجهزة إرسال،يمكن أن تلبي معيار حماية IEC61000-4-5 من التفوق.
الأداء في تطبيق الطاقة الجديدة ممتاز بشكل خاص. نظام الدخول الضوئي للطاقة الشمسية 18 فولت إلى 12 فولت / 2A الخروج، جنبا إلى جنب مع خوارزمية MPPT،يمكن تحقيق كفاءة تحويل الطاقة تزيد عن 92٪إضافة دائرة حماية الاتصال العكسي تعزز موثوقية النظام.
V. تحليل القدرة التنافسية في السوق
بالمقارنة مع المنافسين في نفس المستوى ، LM2596 لديها مزايا كبيرة في التحكم في التكاليف (30٪ أقل من MP2307) ، أداء نطاق درجة حرارة واسعة (التشغيل المستقر في حدود -40 °C إلى 85 °C) ،ومدة سلسلة التوريدعلى الرغم من أن كفاءته أقل قليلاً من أحدث أجيال الرقائق، إلا أن موثوقيتها التي تم التحقق منها على مدى 15 عامًا في السوق لا تزال لا غنى عنها.
اقتراح حل لترقية التردد: يمكن اختيار TPS54360 (2.5 ميغاهرتز) للتطبيقات عالية التردد. ويتم التوصية بتطبيق LT8640 (4 فولت - 60 فولت) لمتطلبات المدخلات العريضة للغاية. عندما تكون هناك حاجة إلى التحكم الرقمي،LTC7150S (مع واجهة PMBus) هو الخيار المثالي.
VI. مقارنة الحلول البديلة
مع موثوقيتها المثبتة على مدى 15 عامًا من فترة السوق ، لا يزال LM2596 ذو قيمة فريدة في عصر الصناعة 4.0 وIoT.من خلال طرق التصميم المحسنة وتحليل شجرة الخلل المقدمة في هذه المقالة، يمكن للمهندسين تطبيق حل إمدادات الطاقة المثلى بسرعة.
اتصل بخبير التجارة لدينا:
....
- البريد الإلكتروني: xcdzic@163.com /
- واتساب: +86-134-3443-7778
- زيارة صفحة منتج ECER للحصول على تفاصيل: [链接]