La technologie de base du régulateur de tension de commutation LM2596 expliquée en détail

Dans le domaine des circuits intégrés de gestion de l'énergie, le LM2596, comme régulateur de commutation à basse vitesse,reste l'une des solutions préférées pour la conversion CC-DC de puissance moyenne à ce jourCet article aborde les principes techniques, les techniques de conception et les méthodes typiques de dépannage.

I. Analyse des technologies des puces de base

Le LM2596 adopte une architecture de commande PWM avancée en mode courant. Il intègre une source de tension de référence de haute précision de 1,23 V (précision ± 2%), un oscillateur à fréquence fixe de 150 kHz,un circuit de limite de courant de pointe (valeur typique 3.5A), et un circuit de protection contre les sur-températures ( seuil d'arrêt 150°C) à l'intérieur.

Dans un test typique de 12V à 5V/3A, cette puce a démontré un rendement de conversion de 88% (à un courant de charge de 3A), un courant de veille de seulement 5mA (à l'état activé),une précision de tension de sortie de ± 3% (sur toute la plage de température), et un temps de démarrage inférieur à 1 ms (avec la fonction de démarrage en douceur activée).

II. Système de conception de circuits améliorés

La conception du circuit optimisé comprend les composants clés suivants: condensateur d'entrée C1 (condensateur électrolytique à 100 μF en parallèle avec un condensateur céramique à 0,1 μF),une diode à roue libre D1 (diode Schottky SS34), l'inducteur de stockage d'énergie L1 (inducteur de puissance 47μH/5A), le condensateur de sortie C2 (condensateur électrolytique à basse ESR de 220μF) et les résistances de division de tension de rétroaction R1/R2.La tension de sortie peut être réglée avec précision par la formule Vout = 1.23V × (1 + R2/R1).

Une attention particulière doit être accordée à la disposition des circuits imprimés: la surface de la boucle d'alimentation doit être inférieure à 2 cm2, la trace de rétroaction doit être située à au moins 5 mm du nœud de commutation,le plan au sol doit adopter la connexion étoile, et le fond de la puce doit être entièrement plaqué en cuivre (pour le paquet TO-263, il est recommandé d'utiliser 2 oz de feuille de cuivre + dissipation de chaleur via).Ces mesures peuvent améliorer considérablement la stabilité du système.

III. Systèmes typiques de diagnostic des défauts

Lorsque la tension de sortie est anormalement élevée, 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)Si la puce se réchauffe anormalement, il est nécessaire de confirmer le courant de saturation de l'inducteur (il doit être ≥ 4,5 A) et le temps de récupération inverse de la diode (il doit être inférieur à 50 ns).

Pour résoudre le problème de l'EMI, il est recommandé d'ajouter un filtre de type π d'entrée (combination 10μH + 0,1μF), de configurer un circuit tampon RC (100Ω + 100pF) au nœud de commutation et de sélectionner des inducteurs blindés.Ces solutions peuvent passer le test de perturbation par rayonnement IEC61000-4-3.

IV. Cas d'application innovants sélectionnés
Dans le domaine de la maison intelligente, la version LM2596-ADJ a été appliquée avec succès à la gestion dynamique de l'énergie des passerelles Zigbee,réalisant des performances exceptionnelles avec une consommation d'énergie en veille inférieure à 10 mWDans l'Internet des objets industriel, sa caractéristique d'entrée large de 12 à 36 V répond parfaitement aux besoins d'alimentation des émetteurs de 4 à 20 mA et, en combinaison avec les diodes TVS, permet d'éviter les problèmes de détection de l'électricité.il peut répondre à la norme de protection contre les surtensions IEC61000-4-5.

Les performances dans l'application des nouvelles énergies sont particulièrement remarquables.peut atteindre un rendement de conversion d'énergie supérieur à 92%L'ajout du circuit de protection de la connexion inverse améliore encore la fiabilité du système.

V. Analyse de la compétitivité du marché
Comparé aux concurrents du même niveau, le LM2596 présente des avantages significatifs en matière de maîtrise des coûts (30% inférieurs à ceux du MP2307), de performances dans une large plage de températures (opération stable entre -40°C et 85°C),et échéance de la chaîne d'approvisionnementBien que son efficacité soit légèrement inférieure à celle des puces de dernière génération, sa fiabilité vérifiée depuis 15 ans sur le marché reste irremplaçable.

Suggestion de solution de mise à niveau: Pour les applications à haute fréquence, TPS54360 (2,5 MHz) peut être sélectionné. Pour les besoins d'entrée ultra-large, LT8640 (4V - 60V) est recommandé.LTC7150S (avec interface PMBus) est le choix idéal.

VI. Comparaison des solutions de remplacement

Avec sa fiabilité prouvée sur une période de marché de 15 ans, le LM2596 reste d'une valeur unique à l'ère de l'industrie 4.0 et de l'IoT.Grâce aux méthodes de conception améliorées et à l'analyse de l'arbre des failles fournies dans cet article, les ingénieurs peuvent rapidement mettre en œuvre la solution d'alimentation optimale.

Contactez notre spécialiste:

Je suis désolé.

• Le courrier électronique: xcdzic@163.com
•  
• WhatsApp: +86-134-3443-7778 Vous pouvez nous contacter par téléphone.
•  
• Pour plus de détails, consultez la page du produit ECER: [链接]