فناوری اصلی رگولاتور ولتاژ سوئیچینگ LM2596 به طور کامل توضیح داده شده است.
1 جولای 2025 اخبار - در زمینه IC های مدیریت برق، LM2596، به عنوان یک تنظیم کننده سوئیچینگ طولانی مدت،هنوز هم یکی از راه حل های مورد علاقه برای تبدیل قدرت متوسط DC به DC استدر این مقاله اصول فنی، تکنیک های طراحی و روش های حل مشکل معمول آن مورد بررسی قرار می گیرد.
I. تجزیه و تحلیل فناوری های تراشه اصلی
LM2596 از یک معماری کنترل پیشرفته PWM در حالت جریان استفاده می کند. این یک منبع ولتاژ مرجع 1.23V با دقت بالا (دقیقیت ± 2٪) ، یک نوسانگر 150kHz فرکانس ثابت ، یک دستگاه کنترل PWM با سرعت بالا و یک دستگاه کنترل PWM با سرعت بالا استفاده می کند.مدار محدودی جریان اوج (ارزش معمولی 3.5A) ، و یک مدار حفاظت از بیش از حد درجه حرارت (سطح خاموش 150 °C) در داخل. این معماری تضمین می کند که خروجی پایدار در محدوده ورودی گسترده 4.5-40V باشد.
در یک آزمایش سناریوی کاربردی معمولی 12V تا 5V / 3A، این تراشه یک بهره وری تبدیل 88٪ را نشان داد (در یک جریان بار 3A) ، یک جریان آماده فقط 5mA (در حالت فعال) ،یک دقت ولتاژ خروجی ±3٪ (در کل محدوده دمایی)، و زمان راه اندازی کمتر از 1ms (با فعال کردن عملکرد شروع نرم). این پارامترها آن را در برنامه های کاربردی صنعتی برجسته می کنند.
II. طرح طراحی مدار پیشرفته
طراحی مدار بهینه شده شامل اجزای کلیدی زیر است: خازن ورودی C1 (100μF خازن الکترولیتی در موازی با 0.1μF خازن سرامیکی)دیود چرخ آزاد D1 (دیود Schottky SS34)، اندوکتور ذخیره انرژی L1 (اندوکتور قدرت 47μH/5A) ، خازن خروجی C2 (اندوکتور الکترولیتی ESR 220μF) و مقاومت های تقسیم کننده ولتاژ بازخورد R1 / R2ولتاژ خروجی را می توان با فرمول Vout = 1 تنظیم کرد.23V × (1 + R2/R1).
توجه ویژه ای باید به طرح PCB پرداخت شود: منطقه حلقه قدرت باید کمتر از 2 سانتی متر مربع باشد، مسیر بازخورد باید حداقل 5 میلی متر از گره سوئیچ فاصله داشته باشد.سطح زمین باید ارتباط ستاره ای را اتخاذ کند، و پایین تراشه باید به طور کامل مس پوشانده شود (برای بسته TO-263، توصیه می شود که از 2 اونس ورق مس + تبعید گرما از طریق استفاده شود).این اقدامات می تواند به طور قابل توجهی ثبات سیستم را بهبود بخشد.
III. طرح های تشخیص خطای معمولی
وقتی ولتاژ خروجی فوق العاده بالا باشد، 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)اگر تراشه به طور غیرمعمولی گرم شود، لازم است که جریان اشباع کننده ای را تایید کنید (باید ≥ 4.5A باشد) و زمان بازیابی معکوس دیود (باید کمتر از 50ns باشد).
برای رفع مشکل EMI، توصیه می شود یک فیلتر نوع π ورودی (10μH + 0.1μF ترکیب) اضافه کنید، یک مدار بافر RC (100Ω + 100pF) را در گره سوئیچ پیکربندی کنید و induktor های محافظ را انتخاب کنید.این راه حل ها می توانند آزمون IEC61000-4-3 اختلال تابش را پشت سر بگذارند..
IV. موارد کاربردی نوآورانه انتخاب شده
در زمینه خانه های هوشمند، نسخه LM2596-ADJ با موفقیت برای مدیریت انرژی پویا در گیت های Zigbee استفاده شده است.دارای عملکرد فوق العاده با مصرف برق در حالت آماده کمتر از 10mWدر اینترنت صنعتی اشیاء، ویژگی ورودی 12-36V آن به خوبی نیازهای منبع برق فرستنده های 4-20mA را برآورده می کند و در ترکیب با دیود های TVS،می تواند استاندارد حفاظت از افزایش IEC61000-4-5 را برآورده کند.
عملکرد در استفاده از انرژی جدید به ویژه برجسته است.می تواند کارایی تبدیل انرژی بیش از 92٪ را به دست آورداضافه کردن مدار محافظت از اتصال معکوس قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می دهد.
V. تجزیه و تحلیل رقابت در بازار
در مقایسه با رقبای در همان سطح، LM2596 دارای مزایای قابل توجهی در کنترل هزینه (30٪ کمتر از MP2307) ، عملکرد طیف گسترده ای از دما (کار پایدار در محدوده -40 °C تا 85 °C) ،و بلوغ زنجیره تامیناگرچه کارایی آن کمی کمتر از تراشه های نسل جدید است، اما قابلیت اطمینان آن در طول 15 سال در بازار ثابت شده است.
پیشنهاد راه حل ارتقا: برای برنامه های فرکانس بالا، TPS54360 (2.5 MHz) را می توان انتخاب کرد. برای نیازهای ورودی فوق العاده گسترده، LT8640 (4V - 60V) توصیه می شود. هنگامی که کنترل دیجیتال مورد نیاز است،LTC7150S (با رابط PMBus) یک انتخاب ایده آل است.
VI. مقایسه راه حل های جایگزین
با اطمینان اثبات شده در طول یک دوره 15 ساله بازار، LM2596 همچنان در عصر صنعت 4.0 و IoT ارزش منحصر به فرد دارد.از طریق روش های طراحی پیشرفته و تجزیه و تحلیل درخت نقص ارائه شده در این مقاله، مهندسان می توانند به سرعت راه حل تامین انرژی بهینه را پیاده سازی کنند.
با متخصص تجارت ما تماس بگیرید:
....
- ایمیل: xcdzic@163.com /
- واتساپ: +86-134-3443-7778
- برای اطلاعات بیشتر به صفحه محصول ECER مراجعه کنید: [链接]