LM2576-классический регулятор переключения вниз понижениюПредставлено Texas Instruments (TI). С момента своего запуска он занимал важную позицию в области преобразования мощности постоянного тока. Благодаря своей зрелой технологии, стабильной производительности и широкой применимости, она стала эталонным продуктом в сценариях среднего и низкого мощного роста. Его сценарии применения охватывают несколько полей, таких как промышленное управление, автомобильная электроника, потребительская электроника и устройства с батарейным питанием. Благодаря этой статье инженеры и энтузиасты электроники могут быстро и всесторонне понять соответствующие знания LM2576, обеспечивая четкое и практическое руководство для работы по проектированию питания.
Регулятор напряжения вниз LM2576 Обзор
LM2576-классический регулятор пошагового напряжения на основе индукторазапущен Texas Instruments. Разработанный специально для сценариев средней и низкой мощности, он имеет максимальный выходной ток 1A и широко используется в промышленном управлении, автомобильной электронике и других полях. Он имеет диапазон входного напряжения 7-40 В (с некоторыми Models, достигающими до 60 В) и предлагает оба фиксированных выходных напряжений (такие как 3,3 В/5В) и регулируемые выходные подключения (1,2-37-ВВ). Работая на частоте переключения 52 кГц, он достигает эффективности конверсии 75%-88%, что может похвастаться значительными преимуществами энергоэффективности. Чип интегрирует функции защиты от перегрузки и теплового отключения для повышения надежности системы. Его периферическая схема проста, что требует только индуктора, конденсатора и диода для работы, что приводит к низкому конструктивному порогу. Пакеты, такие как TO-220, облегчают рассеяние тепла и адаптируются к различным требованиям к установке, что делает его оптимальным выбором, который уравновешивает производительность и простоту использования.
Если ваш проект требует модели из этой серии, пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы получить последнюю цитату.
Регулятор напряжения вниз LM2576
В качестве примера обычно используется пакет-220 (Model LM2576T), функции его контактов показаны в таблице ниже:
| PIN -код | Название вывода | Описание функции |
|---|---|---|
| 1 | Вин | Входной штифт напряжения, подключенный к нерегулируемому входному напряжению постоянного тока, которое должно быть в пределах указанного диапазона чипа |
| 2 | Виды | Выходное напряжение, обеспечивающее стабильное выходное напряжение постоянного тока |
| 3 | Гнездо | Заземляющий штифт, обеспечивая эталонную почву для чипа |
| 4 | Обратная связь | Пыч для обратной связи, используемый для обнаружения выходного напряжения и реализации регуляции закрытого конюса выходного напряжения. Для моделей с фиксированным выводом этот PIN-код имеет встроенную сеть разделителей напряжения; Для моделей с регулируемым выводом требуется сеть разделителей внешней разделители резисторов |
| 5 | ВКЛ/OFF | Управление переключателем, который управляет состоянием включения/выключения чипа через внешний сигнал. Когда этот штифт подключен к низкому уровню, чип выключается; При подключении к высокому уровню чип работает нормально (некоторые модели могут иметь противоположную логику, поэтому обратитесь к конкретному таблицу данных) |
Характеристики ПИН и соображения дизайна
Вин Пин: Входное напряжение должно находиться в пределах указанного диапазона (обычно 7 В-40 В); В противном случае это может вызвать повреждение чипа или ненормальную работу. При проектировании подходящий фильтр -конденсатор должен быть добавлен на входном конце, чтобы уменьшить пульсацию и шум при входном напряжении.
Vout Pin: Точность выходного напряжения связана с нагрузкой. При проектировании выходной схемы, такие компоненты, как индукторы и конденсаторы, должны быть разумно выбраны, чтобы убедиться, что стабильность и волна выходного напряжения соответствуют требованиям.
PIN -код обратной связи: Этот штифт очень чувствителен к шуму. Во время проводки его длина должна быть сведена к минимуму, и она должна избегать пересечения с помощью проводки пути мощности, чтобы предотвратить возмещение шумовых помех влиять на стабильность выходного напряжения. Для моделей с регулируемым выводом внешние резисторы должны быть резистовыми резисторами (например, 1% допуска), чтобы обеспечить точность выходного напряжения.
ВКЛ/ВЫКЛ: Если дистанционное управление состоянием переключения чипа не требуется, этот вывод может быть напрямую подключен к высоким уровням (для моделей с поддержкой высокого уровня) или левой плавания (в соответствии с требованиями конкретной модели).
LM2576 Функциональная блочная диаграмма
Внутренняя структураLM2576 в основномсостоит из следующих основных модулей:
Ссылка на напряжение: Обеспечивает стабильное эталонное напряжение, служащее в качестве эталона ввода для усилителя ошибки.
Усилитель ошибки: Сравнивает напряжение обратной связи с эталонным напряжением, усиливает сигнал ошибки между ними и использует его для управления состоянием включения/выключения питания.
Генератор: Генерирует фиксированную частоту (52 кГц) тактовой сигнал для управления ритмом переключения всей схемы.
Переключатель питания: Обычно MOSFET, который включается или выключен под управлением тактового сигнала и выходного сигнала усилителя ошибки, обеспечивая передачу энергии и преобразование.
- Защитная цепь: Включает в себя схемы защиты от перегрузки и термического отключения для защиты чипа в ненормальных условиях.
Его рабочий процесс заключается в следующем: после выборки входного напряжения получается напряжение обратной связи. Это напряжение обратной связи сравнивается с опорным напряжением в усилителе ошибки для генерации сигнала ошибки. Сигнал ошибки объединяется с тактовым сигналом, генерируемым генератором для управления включением/выключением питания. Когда переключатель питания включен, входное напряжение обеспечивает питание для индуктора и загружается через переключатель, а индуктор сохраняет энергию. Когда выключатель питания выключается, индуктор выпускает хранимую энергию через свободноколепочный диод, продолжая подавать питание на нагрузку. Благодаря этому процессу регулирования с закрытым контуром выходное напряжение остается стабильным.
LM2576 Особенности
Высокая эффективность:При частоте переключения 52 кГц эффективность конверсии может достигать 75% -88% в различных условиях нагрузки. Более высокая эффективность означает более низкое энергопотребление самого чипа, тем самым снижая требования к рассеянию тепла, что делает его подходящим для применений с ограниченным пространством рассеивания тепла.
Широкий диапазон ввода:Диапазон входного напряжения постоянного тока, как правило, 7 В-40 В, и некоторые модели (такие как LM2576HVT) могут поддерживать до 60 В. Это обеспечивает адаптацию к различным сценариям ввода мощности, повышая универсальность чипа.
Гибкость вывода:Доступны множественные версии выходного напряжения, включая фиксированные выходы (3,3 В, 5 В, 12 В, 15 В) и регулируемые выходы (1,23 В-37 В). Модели с фиксированным выходом могут использоваться непосредственно без дополнительных корректировок; Регулируемые модели вывода позволяют гибко настройку выходного напряжения через внешнюю сеть резисторов, отвечающие потребностям различных устройств.
Механизмы защиты:Встроенная защита над тока и тепловые функции отключения. Когда выходной ток превышает указанный порог, схема защиты над тока активируется для ограничения выходного тока, предотвращая повреждение чипа из -за перегрузки. Когда температура соединения чипа превышает заданную температуру (обычно 125 ℃), функция термического отключения останавливает работу чипа, и автоматически возобновляется после снижения температуры, защищая чип от перегрева.
Другие функции:Он имеет низкие характеристики тока в режиме ожидания. Когда чип выключен или под легкой нагрузкой, энергопотребление низкое, что помогает продлить срок службы батареи устройств с батареей. Кроме того, некоторые модели имеют возможность внешней синхронизации, что позволяет синхронизировать частоту переключения с внешним тактовым сигналом, уменьшая интерференцию между различными цепями.
LM2576 Приложения
LM2576, популярный шаг - Down Switching RegulatoR из Texas Instruments находит разнообразные приложения в нескольких отраслях промышленности из -за своей надежной производительности и гибких функций.
1. Промышленный контроль
Сила датчика и привода: В системах промышленной автоматизации многочисленные датчики, такие как температура, давление и датчики положения, требуют стабильных источников питания с низким напряжением. LM2576 может преобразовать обычно используемую 24В промышленную силовую шину в стабильную 5 В или 3,3 В для этих датчиков. Аналогичным образом, небольшие масштабные приводы, такие как соленоидные клапаны, могут питаться на регулируемом выходе LM2576.
Мощность микроконтроллера: Промышленные единицы управления часто используют микроконтроллеры для управления и координации различных операций. LM2576 обеспечивает стабильный источник питания, обеспечивая работу микроконтроллера без сбоев, вызванных колебаниями напряжения.
2. Автомобильная электроника
В - информационно -развлекательные системы автомобилей: Такие устройства, как автомобильные радиоприемники, навигационные системы GPS и сенсорные дисплеи, нуждаются в стабильном источнике питания. LM2576 может преобразовать напряжение аккумулятора 12 В или 24 В на соответствующие уровни низкого напряжения (например, 5 В или 3,3 В) для питания этих компонентов. Он также может выдержать электрические переходные процессы и пики напряжения, которые происходят во время запуска двигателя и других транспортных средств.
Электроника приборной панели: Приборные кластерные дисплеи, которые включают в себя спидометры, топливные датчики и индикаторы предупреждения, полагаются на стабильную мощность.LM2576Обеспечивает последовательную работу электроники за этими дисплеями, предоставляя водителю точную и надежную информацию.
3. потребительская электроника
Маршрутизатор и сетевые устройства: Маршрутизаторы, коммутаторы и точки беспроводного доступа требуют стабильной мощности для поддержания сетевого подключения. LM2576 может преобразовать входное напряжение из адаптера питания (обычно 9 В - 12 В) в необходимую 5 В или 3,3 В для внутренней схемы, включая микропроцессоры, чипы памяти и компоненты сетевого интерфейса.
SET - Top Boxes: Эти устройства используются для получения и декодирования телевизионных сигналов. LM2576 обеспечивает необходимую мощность для различных разделов набора - верхней коробки, таких как тюнер, декодер и выходная схема HDMI, обеспечивая плавное воспроизведение видео и звука.
4. Аккумуляторные устройства
Портативные медицинские устройства: Устройства, такие как глюкозу, портативная электрокардиограмма (ЭКГ) мониторы, и портативные импульсы часто работают на батареях. LM2576 может преобразовать напряжение аккумулятора (например, 7,4 В из литий -ионного аккумулятора) в стабильный 5 В или 3,3 В, продлевая срок службы батареи с относительно высокой эффективностью и питание датчиков устройства, микроконтроллеров и отображения единиц.
Беспроводные сенсорные узлы: В приложениях Интернета вещей (IoT) узлы беспроводных датчиков, развернутые в различных средах, питаются батареями. LM2576 может снизить напряжение аккумулятора до соответствующего уровня для радиоперсивера узла, микроконтроллера и компонентов датчика, что позволяет работать длиной без частой замены батареи.
Фиксированная версия выходного напряжения типичная диаграмма применения
Это типичная схема примененияLM2576Исправлена - версия выходного напряжения. Это требует 7 В - 40 В (60 В для HV) нерегулируемый вход постоянного тока. Ключевые компоненты включают входной конденсатор CIN (100 мкф), индуктор L1 (100 мкм), свободный - диод колеса D1 (1N5822) и выходной конденсатор Cout (1000 мкф), обеспечивая регулируемый выход +5V для нагрузки 3A.
От 1,2 д. до 55-В отрегулируемое 3-A питание с низкой выходной передачей
Это регулируемая цепь питания 1,2 - 55 В с использованием LM2576HV - прил. Это требует нерегулируемого постоянного тока 55 В, с такими компонентами, как CIN (100 мкф), L1 (150 мкм), D1 (1N5822), Cout (2000 мкф) и R1/R2 для регулировки напряжения. Дополнительный фильтр волн (20 мкН индуктора + 100 мкф конденсатор) уменьшает выходную волну.
Инвертирование Buck-Boost развивает -12 В
Это инвертирующая схема Bust - Boost с использованием LM2576HV - прил. Требуется от +12 до +45 В нерегулируемый вход постоянного тока. Компоненты, такие как CIN (100 мкф), L1 (68 мкм), D1 (1N5822) и COUT (2200 мкф), работают с чипом для генерации регулируемого выхода 12 В при 0,7A, обеспечивая инверсию и регулирование напряжения.
Как использоватьLM2576?
1. Анализ требований
Сначала определите диапазон входного напряжения, значение выходного напряжения и максимальный ток нагрузки. Например, если входное напряжение варьируется от 7 В до 40 В, и вам нужен стабильный выход 5 В с максимальным током нагрузки 1А, выберите соответствующую модель LM2576. Фиксированные - выходные модели, такие как LM2576T - 5.0 могут быть выбраны для простых приложений; Для регулируемых выходных потребностей регулируемая версия более подходит.
2. Выбор компонентов
Индуктор: На основе входных и выходных напряжений и частоты переключения 52 кГц вычислите необходимое значение индуктивности. Обычно индуктор 33 мкм является общим выбором, но гарантируйте, что его ток насыщения превышает максимальный выходной ток и имеет низкую сопротивление постоянного тока.
Конденсаторы: Выберите входные и выходные конденсаторы в соответствии с требованиями Ripple. Входной конденсатор C1 часто сочетает в себе электролитический конденсатор 10 мкл и керамический конденсатор 0,1 мкл для фильтрации входного шума. Выходной конденсатор C2 использует электролитический конденсатор 100 мкл и керамический конденсатор 0,1 мкл для уменьшения выходной пульсации.
БЕСПЛАТНО - Диод колеса: Выберите подходящий диод, такой как 1N5822. Его обратное напряжение должно быть выше, чем максимальное входное напряжение, а рейтинг прямого тока должен соответствовать спросу выходного тока.
3. Конструкция схемы и макет печатной платы
Нарисуйте подробную схему схемы в соответствии с типичной схемой применения. При изложении печатной платы отделяйте путь мощности от пути сигнала. Путь мощности должен быть коротким и толстым, чтобы уменьшить сопротивление и индуктивность. Используйте одиночное - точечное заземление или заземляющую плоскость для надежного заземления. Для - 220 пакетов зарезервируйте достаточно места для радиаторов в применении с высокой - питанием.
4. Отладка и тестирование
После создания прототипа проверьте выходное напряжение, пульс и эффективность. Если выходное напряжение нестабильно или пульсация слишком велика, проверьте соединения компонентов, значения компонентов и макет PCB для возможных помех или неправильных выборов и выполните своевременные настройки.
Устранение неполадок общих проблем
Чрезмерный выходной сигнал: Это может быть вызвано недостаточной емкостью выходного конденсатора, неподходящим типом конденсаторов или 不合理 проводкой. Попробуйте увеличить емкость выходного конденсатора, используя конденсаторы с низким эквивалентным серийным сопротивлением (ESR) или оптимизируйте проводку, чтобы сократить длину путей мощности и пути сигнала.
Нестабильное напряжение: Это может быть результатом помех в схему обратной связи, неправильный выбор индукторов или конденсаторов или чрезмерного колебания входного напряжения. Проверьте, является ли проводка штифта обратной связи разумной, замените подходящими индукторами и конденсаторами или добавьте схему фильтра на входном конце, чтобы стабилизировать входное напряжение.
Низкая эффективность: Это может быть вызвано чрезмерным перепадением напряжения напряжения в свободном диоде, чрезмерной сопротивлением постоянного тока индуктора или чрезмерной настойкой переключающего транзистора. Используйте диоды Schottky с низким падением прямого напряжения, индукторы с низким сопротивлением постоянного тока или проверьте, работает ли чип на нормальной частоте переключения.
Эквиваленты для LM2576
LM1117
Тип и режим регулирования напряжения: линейный регулятор с низким отсеванием (LDO). Он стабилизирует выходное напряжение, регулируя падение напряжения внутренних транзисторов. По сравнению с регуляторами переключения, он имеет меньшую волновую силу выходного напряжения.
Выходное напряжение: доступно в различных версиях фиксированного выходного напряжения, таких как 1,8 В, 2,5 В, 3,3 В и т. Д. Существует также регулируемая версия, которая может установить выходное напряжение через внешние резисторы, а диапазон выходного напряжения обычно около 1,25 В - 5 В.
Выходной ток: Типичный выходной ток составляет 800 мА, а некоторые улучшенные версии могут достигать 1А. Он подходит для схем, чувствительных к питанию, и с небольшим током нагрузки, такими как микроконтроллерские системы и аудио цепи.
Характеристика напряжения отсева: напряжение отсевания низкое, обычно около 1,2 В при полной нагрузке. Его эффективность выше, чем у обычных линейных регуляторов, но ниже, чем у регуляторов переключения.
CS51411
Тип и режим регулирования напряжения: он принадлежит регуляторам переключения, обычно используя ШИМ (модуляция ширины импульса) для регулировки выходного напряжения, которое может достичь высокой эффективности преобразования.
Выходное напряжение: регулируемый диапазон выходного напряжения широкий, что может соответствовать различным требованиям напряжения и адаптироваться к более сложным сценариям проектирования питания.
Выходной ток: он обладает сильной возможностью выходного тока и может обеспечить большую нагрузку, подходящую для цепей с высокими требованиями мощности.
Другие характеристики: обычно интегрируются с множественными функциями защиты, такими как защита от перегрузки, защита от перенапряжения и защита от обороты. Это также может иметь быструю возможность переходного отклика, чтобы справиться с быстрыми изменениями нагрузки.
LM723
Тип и режим регулирования напряжения: это регулятор линейного напряжения общего назначения, который может использоваться в качестве регулятора положительного напряжения или регулятора отрицательного напряжения посредством соответствующей конфигурации внешней цепи. Он стабилизирует выходное напряжение с помощью усиления ошибки и управления обратной связью.
Выходное напряжение: диапазон регулировки выходного напряжения широкий, от 2 В до 37 В, а выходное напряжение может быть гибко установить через сеть внешней резисторы.
Выходной ток: его собственная возможность выходного тока ограничена, как правило, около десятков миллиамперов, но он может расширить выходной ток, подключая внешние транзисторы питания для привлечения больших нагрузок.
Сценарии применения: из -за своей гибкости его часто используются в лабораторных расходных материалах, оборудовании для управления промышленным управлением и в других случаях, которые имеют определенные требования к точности регулирования напряжения и не имеют особенно большого тока нагрузки.
LM7912
Тип и режим регулирования напряжения: трехконцонный регулятор с фиксированным отрицательным напряжением. Он может преобразовать входное напряжение постоянного тока в устойчивое выходное напряжение -12 В и сохранить выходное напряжение стабильным посредством регулировки внутренних схем.
Выходное напряжение: фиксированный выход -12V, нерегулируемый.
Выходной ток: максимальный выходной ток, как правило, составляет 1А, что может соответствовать некоторым схемам, которые требуют отрицательного источника питания и имеют текущий спрос в этом диапазоне, такие как отрицательный источник питания рабочих усилителей.
Сценарии применения: часто используются в электронных устройствах, которые нуждаются в стабильном источнике питания -12V, таких как схемы усилителей мощности аудио, для обеспечения отрицательного источника питания для сопутствующих чипов.
LM2576Информация о пакете
LM2576 доступен в нескольких основных типах пакетов:
TO-220 Package (LM2576T): Это обычно используемый пакет из-за хорошего тепла, подходящий для охлаждения с помощью радиатора. Его компоновка - ясная, облегчая ручную пайку и установку.
До 263 пакета: Поверхностный пакет, идеально подходит для автоматического производства. Он занимает меньше места на печатной плате, но имеет немного низкую производительность рассеивания тепла по сравнению с пакетом TO-220.
Различные пакеты имеют различные параметры теплового сопротивления. Термическое сопротивление соединения к пакетию с соединением до 220 обычно составляет около 60 ° С/Вт (без радиатора), что может быть значительно уменьшено путем добавления радиатора. При разработке теплового решения соответствующий размер и тип радиатора должны быть выбраны на основе энергопотребления чипа и температуры окружающей среды, чтобы гарантировать, что температура соединения чипа остается в пределах указанного диапазона.
LM2576 DataSheet
Заключение
В заключение,LM2576Стоит как вневременное и надежное решение в сфере регулирования напряжения, сбалансировать эффективность, универсальность и простоту дизайна. Его широкий входной диапазон, гибкие варианты вывода и надежные механизмы защиты делают его одним из основных продуктов в различных приложениях - от промышленного управления до автомобильной и потребительской электроники.
Являетесь ли вы инженером, проектирующим модуль компактной мощности или энтузиаст, прототипируя устройство с батарейным питанием, понимание его функций, принципов работы и проектирования нюансов раскрывает весь свой потенциал. В то время как новые регуляторы могут предлагать более высокие частоты или меньшие следы, LM2576 остается выбором для ее проверенной производительности и доступности.
Используя идеи в этом руководстве - от выбора компонентов до макета печатной платы - вы можете использовать его возможности для создания стабильных, эффективных энергосистем. По мере развития технологии, наследие LM2576 терпит, свидетельствует о своей стойкой ценности в управлении питанием.
Список желаний (0 пунктов)