LM2596 स्विचिंग वोल्टेज नियामक की मुख्य तकनीक पूरी तरह से विस्तार से समझाई गई

जुलाई 1, 2025 समाचार - बिजली प्रबंधन आईसी के क्षेत्र में, LM2596, एक लंबे समय तक चलने वाले चरण-डाउन स्विचिंग नियामक के रूप में,आज भी मध्यम शक्ति के डीसी-डीसी रूपांतरण के लिए पसंदीदा समाधानों में से एक हैइस लेख में इसके तकनीकी सिद्धांतों, डिजाइन तकनीकों और विशिष्ट समस्या निवारण विधियों में गहराई से विचार किया जाएगा।

I. कोर चिप प्रौद्योगिकियों का विश्लेषण

LM2596 एक उन्नत वर्तमान मोड PWM नियंत्रण वास्तुकला को अपनाता है। यह एक उच्च परिशुद्धता 1.23V संदर्भ वोल्टेज स्रोत (± 2% सटीकता), एक 150kHz निश्चित आवृत्ति दोलनकर्ता,एक पीक वर्तमान सीमा सर्किट (सामान्य मान 3.5A), और एक अति-तापमान सुरक्षा सर्किट (बंद सीमा 150°C) आंतरिक रूप से। यह वास्तुकला 4.5-40V की एक विस्तृत इनपुट रेंज के भीतर स्थिर आउटपुट सुनिश्चित करती है।

एक विशिष्ट 12V से 5V / 3A अनुप्रयोग परिदृश्य परीक्षण में, इस चिप ने 88% रूपांतरण दक्षता प्रदर्शित की (3A के लोड करंट पर), केवल 5mA की स्टैंडबाय करंट (सक्षम स्थिति में),एक आउटपुट वोल्टेज सटीकता ± 3% (पूरी तापमान रेंज पर), और 1 एमएस से कम का स्टार्टअप समय (सॉफ्ट स्टार्ट फ़ंक्शन सक्षम के साथ) । ये पैरामीटर इसे औद्योगिक-ग्रेड अनुप्रयोगों में बाहर खड़े करते हैं।

II. परिष्कृत सर्किट डिजाइन योजना

अनुकूलित सर्किट डिजाइन में निम्नलिखित प्रमुख घटक शामिल हैंः इनपुट कैपेसिटर C1 (100μF इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर समानांतर में 0.1μF सिरेमिक कैपेसिटर के साथ),फ्रीव्हीलिंग डायोड D1 (SS34 Schottky डायोड), ऊर्जा भंडारण प्रेरक L1 (47μH/5A शक्ति प्रेरक), आउटपुट संधारक C2 (220μF कम ESR इलेक्ट्रोलाइटिक संधारक) और प्रतिक्रिया वोल्टेज विभाजक प्रतिरोधक R1/R2आउटपुट वोल्टेज सूत्र Vout = 1 द्वारा ठीक से सेट किया जा सकता है.23V × (1 + R2/R1) ।

पीसीबी लेआउट पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिएः पावर लूप का क्षेत्रफल 2 सेमी2 से कम होना चाहिए, फीडबैक ट्रैक स्विच नोड से कम से कम 5 मिमी दूर होना चाहिए,ग्राउंड प्लेन को स्टार कनेक्शन अपनाना चाहिए, और चिप के नीचे पूरी तरह से तांबा लेपित होना चाहिए (TO-263 पैकेज के लिए, यह 2 औंस तांबा पन्नी + गर्मी अपव्यय के माध्यम से उपयोग करने की सिफारिश की जाती है) ।ये उपाय प्रणाली की स्थिरता में काफी सुधार कर सकते हैं.

III. सामान्य दोष निदान योजनाएं

जब आउटपुट वोल्टेज असामान्य रूप से उच्च है, 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)यदि चिप असामान्य रूप से गर्म हो जाती है, तो इंडक्टर की संतृप्ति धारा (यह ≥ 4.5A होनी चाहिए) और डायोड के रिवर्स रिकवरी समय (यह 50ns से कम होना चाहिए) की पुष्टि करना आवश्यक है।

ईएमआई समस्या को हल करने के लिए, इनपुट π-प्रकार के फ़िल्टर (10μH + 0.1μF संयोजन) को जोड़ने, स्विच नोड पर आरसी बफर सर्किट (100Ω + 100pF) को कॉन्फ़िगर करने और परिरक्षित इंडक्टर्स का चयन करने की सिफारिश की जाती है।ये समाधान IEC61000-4-3 विकिरण संबंधी गड़बड़ी परीक्षण को पास कर सकते हैं.

IV. चयनित अभिनव अनुप्रयोग मामले
स्मार्ट होम के क्षेत्र में, LM2596-ADJ संस्करण को Zigbee गेटवे के गतिशील बिजली प्रबंधन में सफलतापूर्वक लागू किया गया है,10mW से कम की स्टैंडबाय बिजली की खपत के साथ उत्कृष्ट प्रदर्शन प्राप्त करनाऔद्योगिक इंटरनेट ऑफ थिंग्स में, इसकी 12-36V चौड़ी इनपुट विशेषता 4-20mA ट्रांसमीटरों की बिजली आपूर्ति आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा करती है, और TVS डायोड के साथ संयोजन में,यह IEC61000-4-5 अधिभार सुरक्षा मानक को पूरा कर सकता है.

नई ऊर्जा के अनुप्रयोग में प्रदर्शन विशेष रूप से उत्कृष्ट है। 18V फोटोवोल्टिक इनपुट से 12V / 2A आउटपुट स्कीम, एमपीपीटी एल्गोरिथ्म के साथ संयुक्त है।92% से अधिक ऊर्जा रूपांतरण दक्षता प्राप्त कर सकता हैरिवर्स कनेक्शन सुरक्षा सर्किट का जोड़ने से सिस्टम की विश्वसनीयता और बढ़ जाती है।

V. बाजार प्रतिस्पर्धात्मकता विश्लेषण
समान स्तर के प्रतिस्पर्धियों की तुलना में, LM2596 में लागत नियंत्रण में महत्वपूर्ण फायदे हैं (30% MP2307 से कम), व्यापक तापमान सीमा प्रदर्शन (-40°C से 85°C के भीतर स्थिर संचालन),और आपूर्ति श्रृंखला परिपक्वतायद्यपि इसकी दक्षता नवीनतम पीढ़ी के चिप्स की तुलना में थोड़ी कम है, लेकिन बाजार में 15 वर्षों से सत्यापित इसकी विश्वसनीयता अपरिवर्तनीय बनी हुई है।

अपग्रेड समाधान का सुझावः उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए, TPS54360 (2.5 MHz) का चयन किया जा सकता है। अल्ट्रा-वाइड इनपुट आवश्यकताओं के लिए, LT8640 (4V - 60V) की सिफारिश की जाती है। जब डिजिटल नियंत्रण की आवश्यकता होती है,LTC7150S (PMBus इंटरफेस के साथ) एक आदर्श विकल्प है.

वैकल्पिक समाधानों की तुलना

15 वर्ष की बाजार अवधि में अपनी सिद्ध विश्वसनीयता के साथ, एलएम2596 उद्योग 4.0 और आईओटी के युग में अद्वितीय मूल्य का है।इस लेख में दी गई उन्नत डिजाइन विधियों और दोष वृक्ष विश्लेषण के माध्यम से, इंजीनियर तेजी से इष्टतम बिजली आपूर्ति समाधान को लागू कर सकते हैं।

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