Η βασική τεχνολογία του ρυθμιστή εναλλακτικής τάσης LM2596 εξηγείται λεπτομερώς

Ιουλίου 1, 2025 Ειδήσεις - Στο πεδίο των διακυβέρνησης ενέργειας ICs, το LM2596, ως μακροχρόνια ρυθμιστής μεταγωγής βήμα προς τα κάτω,παραμένει μία από τις προτιμώμενες λύσεις για τη μετατροπή DC-DC μεσαίας ισχύος μέχρι σήμεραΤο άρθρο αυτό θα ερευνήσει τις τεχνικές αρχές, τις τεχνικές σχεδιασμού και τις τυπικές μεθόδους αντιμετώπισης προβλημάτων.

Ι. Ανάλυση των τεχνολογιών πυρήνα τσιπ

Το LM2596 υιοθετεί μια προηγμένη αρχιτεκτονική ελέγχου PWM τρέχουσας λειτουργίας. Ενσωματώνει μια πηγή τάσης αναφοράς υψηλής ακρίβειας 1,23V (± 2% ακρίβεια), έναν τακτικό ταλαντωτή σταθερής συχνότητας 150 kHz,ένα κυκλώμα οριακού ρεύματος κορυφής (τυπική τιμή 3Η αρχιτεκτονική αυτή εξασφαλίζει σταθερή ισχύ στην ευρεία περιοχή εισόδου 4,5-40V.

Σε μια τυπική δοκιμή σεναρίου εφαρμογής 12V έως 5V/3A, το τσιπ αυτό απέδειξε αποτελεσματικότητα μετατροπής 88% (σε ρεύμα φορτίου 3A), ρεύμα αναμονής μόνο 5mA (στην ενεργοποιημένη κατάσταση),με ακρίβεια τάσης εξόδου ± 3% (σε ολόκληρο το εύρος θερμοκρασιών), και χρόνος εκκίνησης μικρότερος από 1 ms (με τη λειτουργία μαλακής εκκίνησης ενεργοποιημένη).

ΙΙ. Σχέδιο βελτιωμένου σχεδιασμού κυκλωμάτων

Ο βελτιστοποιημένος σχεδιασμός κυκλώματος περιλαμβάνει τα ακόλουθα βασικά συστατικά: πυκνωτής εισόδου C1 (100μF ηλεκτρολυτικός πυκνωτής παράλληλα με πυκνωτή κεραμικού 0,1μF),Δίοδος ελεύθερης τροχιάς D1 (Δίοδος Schottky SS34), επαγωγός αποθήκευσης ενέργειας L1 (47μH/5A επαγωγός ισχύος), πυκνωτής εξόδου C2 (220μF χαμηλός ηλεκτρολυτικός πυκνωτής ESR) και αντίστοιχες αντίστοιχες αντιδράσεις διαίρεσης τάσης ανατροφοδότησης R1/R2.Η τάση εξόδου μπορεί να ρυθμιστεί με ακρίβεια με τον τύπο Vout = 1.23V × (1 + R2/R1).

Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στη διάταξη των PCB: η περιοχή του κυκλώματος τροφοδοσίας πρέπει να είναι μικρότερη από 2 cm2, το ίχνος ανατροφοδότησης πρέπει να βρίσκεται τουλάχιστον 5 mm μακριά από τον κόμβο διακόπτη,Το επίπεδο εδάφους πρέπει να υιοθετήσει αστρική σύνδεση., και ο πάτος του τσιπ πρέπει να είναι πλήρως επικάλυπτος με χαλκό (για συσκευασία TO-263, συνιστάται η χρήση χαλκού 2 ουγγών + διάχυσης θερμότητας μέσω).Τα μέτρα αυτά μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά τη σταθερότητα του συστήματος.

ΙΙΙ. Τυπικά σχήματα διάγνωσης ελαττωμάτων

Όταν η τάση εξόδου είναι ασυνήθιστα υψηλή, 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)Εάν το τσιπ θερμαίνεται μη φυσιολογικά, είναι απαραίτητο να επιβεβαιωθεί το ρεύμα κορεσμού του επαγωγού (θα πρέπει να είναι ≥ 4,5A) και ο χρόνος ανάκαμψης του διόδου (θα πρέπει να είναι μικρότερος από 50ns).

Για την αντιμετώπιση του προβλήματος EMI, συνιστάται να προστεθεί ένα φίλτρο π-τύπου εισόδου (10μH + 0,1μF συνδυασμός), να ρυθμιστεί ένα κύκλωμα ασφαλείας RC (100Ω + 100pF) στον κόμβο διακόπτη και να επιλεγούν προστατευμένοι επαγωγείς.Αυτές οι λύσεις μπορούν να περάσουν τη δοκιμή διαταραχής από ακτινοβολία IEC61000-4-3.

IV. Επιλεγμένες περιπτώσεις καινοτόμων εφαρμογών
Στον τομέα των έξυπνων σπιτιών, η έκδοση LM2596-ADJ έχει εφαρμοστεί με επιτυχία στη δυναμική διαχείριση ενέργειας των Zigbee gateways,που επιτυγχάνουν εξαιρετικές επιδόσεις με κατανάλωση ισχύος σε κατάσταση αναμονής μικρότερη από 10mWΣτο βιομηχανικό Διαδίκτυο των Πραγμάτων, το εύρος εισόδου 12-36V ικανοποιεί τέλεια τις απαιτήσεις παροχής ενέργειας των πομμάτων 4-20mA και σε συνδυασμό με τις διόδους TVS,μπορεί να ανταποκρίνεται στο πρότυπο προστασίας από υπερβολικές τάσεις IEC61000-4-5.

Το σύστημα 18V φωτοβολταϊκής εισόδου σε 12V / 2A έξοδο, σε συνδυασμό με τον αλγόριθμο MPPT,μπορεί να επιτύχει απόδοση μετατροπής ενέργειας άνω του 92%Η προσθήκη του κυκλώματος προστασίας αντίστροφης σύνδεσης ενισχύει περαιτέρω την αξιοπιστία του συστήματος.

V. Ανάλυση της ανταγωνιστικότητας της αγοράς
Σε σύγκριση με τους ανταγωνιστές του ίδιου επιπέδου, το LM2596 έχει σημαντικά πλεονεκτήματα όσον αφορά τον έλεγχο του κόστους (30% χαμηλότερο από το MP2307), τις επιδόσεις σε ευρύ εύρος θερμοκρασιών (σταθερή λειτουργία εντός των ορίων -40°C έως 85°C),και διάρκεια της αλυσίδας εφοδιασμούΠαρόλο που η απόδοσή του είναι ελαφρώς χαμηλότερη από εκείνη των τσιπ της τελευταίας γενιάς, η αξιοπιστία του που έχει επαληθευτεί εδώ και 15 χρόνια στην αγορά παραμένει αναντικατάστατη.

Προτεινόμενη λύση αναβάθμισης: Για εφαρμογές υψηλής συχνότητας, μπορεί να επιλεγεί το TPS54360 (2,5 MHz). Για απαιτήσεις υπερευρείας εισόδου, συνιστάται το LT8640 (4V - 60V).Η LTC7150S (με διεπαφή PMBus) είναι η ιδανική επιλογή.

VI. Σύγκριση εναλλακτικών λύσεων

Με την αποδεδειγμένη αξιοπιστία του σε μια περίοδο αγοράς 15 ετών, το LM2596 παραμένει μοναδική αξία στην εποχή της Βιομηχανίας 4.0 και του IoT.Μέσω των βελτιωμένων μεθόδων σχεδιασμού και ανάλυσης δέντρου σφάλματος που παρέχονται σε αυτό το άρθρο, οι μηχανικοί μπορούν να εφαρμόσουν γρήγορα την βέλτιστη λύση παροχής ενέργειας.

Επικοινωνήστε με τον εμπειρογνώμονα μας:

- Τι;

• Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο: xcdzic@163.com
•  
• WhatsApp: +86-134-3443-7778
•  
• Επισκεφθείτε τη σελίδα προϊόντων του ECER για λεπτομέρειες: [链接]