LM2596 交換電圧調節器のコア技術が詳細に説明されています
2025年7月1日 ニュース - パワー管理ICの分野で LM2596は今日まで中高功率DC-DC変換の好ましいソリューションの1つですこの記事では,その技術的原則,設計技術,および典型的なトラブルシューティング方法について詳しく説明します.
I.コアチップ技術の分析
LM2596は先端の電流モードPWM制御アーキテクチャを採用.高精度1.23V参照電圧源 (± 2%精度),150kHz固定周波数振動器,ピーク電流制限回路 (典型値3).5A),内部には高温保護回路 (シャットオフ限界150°C) が作られており,このアーキテクチャは4.5~40Vの広い入力範囲内で安定した出力を保証する.
典型的な12Vから5V/3Aのアプリケーションシナリオテストでは,このチップは88%の変換効率 (3Aの負荷電流で),わずか5mAの待機電流 (有効状態で),出力電圧精度 ±3% (全温度範囲)ソフト・スタート機能が有効である場合,1ms未満の起動時間.これらのパラメータにより,工業用アプリケーションで注目される.
II 強化回路設計計画
最適化された回路設計には,次の主要なコンポーネントが含まれます. 入力コンデンサ C1 (100μF電解コンデンサを0.1μFセラミックコンデンサと並行して),フリーホイールダイオードD1 (SS34ショットキーダイオード), エネルギー貯蔵インダクタ L1 (47μH/5A電源インダクタ),出力コンデンサ C2 (220μF低ESR電解コンデンサ),およびフィードバック電圧分割レジスタ R1/R2.出力電圧は,公式 Vout = 1 によって正確に設定することができます.23V × (1 + R2/R1)
特別注意はPCBの配置に:電源回路の面積は2cm2未満で,フィードバックの軌跡はスイッチノードから少なくとも5mm離れた場所でなければならない.地面平面は,スター接続を採用する必要がありますチップの底は完全に銅で覆われなければならない (TO-263パッケージでは,2オンス銅ホイル+熱消耗経由で使用することが推奨されます).これらの措置は,システムの安定性を著しく向上させることができる..
III. 典型的欠陥診断システム
この電源は,電源の電源が電源を回転させ,電源を回転させます. 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)チップが異常な熱を起こす場合,インダクターの飽和電流 (≥4.5A) とダイオードの逆回復時間 (50ns未満) を確認する必要があります.
EMIの問題を解決するために,入力 π型フィルター (10μH + 0.1μF組み合わせ) を追加し,スイッチノードでRCバッファ回路 (100Ω + 100pF) を設定し,シールドインデューターを選択することが推奨されます.これらのソリューションは,IEC61000-4-3放射性障害試験に合格できます..
IV. 選択された革新的な応用事例
スマートホームの分野では LM2596-ADJのバージョンが Zigbeeゲートウェイの動的電力管理に 成功的に適用されています待機電耗が10mW未満で優れた性能を達成する産業用IoTでは,その12~36V幅の入力特性により, 4~20mAトランスミッターの電源供給要件を完璧に満たし,TVSダイオードと組み合わせると,IEC61000-4-5 オーバージェス防護規格を満たすことができる.
新しいエネルギーの応用における性能は特に顕著です. 18Vの太陽光発電の入力から12V/2Aの出力スキーム,92%以上のエネルギー変換効率を達成できる逆接続保護回路の追加により,システムの信頼性がさらに向上します.
V. 市場競争力分析
同レベルの競合他社と比較して,LM2596はコスト管理において重要な利点 (30% MP2307より低),幅広い温度範囲での性能 (-40°Cから85°Cまでの安定した動作),そしてサプライチェーンにおける成熟度最新世代のチップよりも効率が少し低いものの,市場での15年以上にわたって確認された信頼性は,置き換えられないままです.
アップグレードソリューションの提案:高周波アプリケーションでは,TPS54360 (2.5 MHz) を選択できます.超広い入力要件では,LT8640 (4V - 60V) が推奨されます.デジタル制御が必要な場合,LTC7150S (PMBus インターフェース) は理想的な選択です.
VI.代替ソリューションの比較
15年以上の市場期間で実証された信頼性により,LM2596は産業4.0とIoTの時代にユニークな価値を維持しています.この記事 で 紹介 さ れ た 改良 さ れ た 設計 方法 や 断層 樹 の 分析 を 通し てエンジニアは最適な電源ソリューションを迅速に実装できます
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