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1、 降压型DC DC开关稳压电源调节器J M 2 5 9 6 概述 JM2596系列是降压型开关稳压器 具有非常小的电压调整率和电流调整率 且能够提 供3A的负载驱动 JM2596系列有3 3V 5V 12V三个固定输出电压版本和一个输出电压可调 ADJ 的版本 JM2596系列的外围元件少 应用简单 内置频率补偿电路和固定频率振荡器 JM2596 系列的开关频率为150KHz 所以可以使用小尺寸的滤波元件 JM2596系列的每种版本都有5 Lead TO 220 T 直插式 与5 Lead TO 263 贴片装 两种封装类型 在规定输入电压和输出负载的条件下 JM2596系列的输出电压容差为
2、4 振荡频率 的容差为 15 JM2596系列的待机电流为75 A 典型值 内置两级过流保护电路和过热保护电路 特点 3 3V 5V 12V固定输出版和输出可调版 负载电流达到3A 输入电压达到40V 外围只需四个元件 电压调整率和电流调整率非常小 内置固定频率振荡器 TTL电平关断功能 待机电流仅为75 A 转换效率高 内置过热保护电路和限流保护电路 应用领域 高效降压型调节器 在线式开关调节器 负电压转换器 管脚设置 5 Lead TO 220 T 5 Lead TO 263 S 1 本产品完全兼容L M 2 5 9 6 性能参数指标完全达到或者超过L M 2 5 9 6 电话 0 1 0
3、 5 9 0 1 9 1 9 8 5 9 0 1 9 0 7 0 5 9 0 1 9 2 网址 w w w b e i d o u g p s n e t 北京蓝通精电科技有限公司 J M 2 5 9 6 产品说明书 管脚设置 序号 1 2 3 4 5 管脚符号 Vin Output GND Feedback 说明 直流输入直流输出电源地反馈端 使能端 功能框图 最大绝对额定值 注1 名称 范围 单位 最大电源电压 40 V 脚输入电压 0 3 25 V 反馈 脚电压 0 3 25 V 到地的输出电压 静态 1 V 功耗 由内部限定 储存温度 65 150 ESD保持能力 人体放电 注2 2
4、KV 气焊 60秒 215 TO 263 红外线焊接 10秒 245 焊接时的 管脚温度 TO 220 电烙铁焊接 10秒 260 最高工作温度 150 工 作 条 件 温度范围 40 125 电源电压 4 5 40 V 2 JM2596 5 电气特性 除非特别说明 Vin 12V ILOAD 500mA 说明 本参数适合于芯片结温TJ 25 JM2596 5 0 符 号 参数说明 条件 最小 注4 典型 注3 最大 注4 单 位 器件参数 Ib 反馈偏置电流 只对输出 可调 类型 VFB 1 3V 10 60 nA fO 振荡器频率 见注6 127 150 173 KHz VSAT 饱和压降
5、 IOUT 3A 注 6 7 1 26 1 4 V 最大占空比 ON 见注8 100 DC 最小占 空比 OFF 见注9 0 ICL 过流限制 峰值电流 注7 8 4 9 A IL 输出漏电流 输出为 0V 注7 9 50 A IQ 静态电流 见注9 8 6 10 mA ISTBY 待机电流 脚 5V OFF 注10 75 200 A JC TO 220或 TO 263 2 W JA TO 263 注 11 50 W JA TO 263 注 12 50 W JA TO 263 注 13 30 W JA 热阻 TO 263 注 14 20 W 3 电特性 续 JM2596 XX 单位 符 号 参
6、数说明 条件 最小 注4 典型 注3 最大 注4 控制 测试电路见图1 VIH VIL 脚输入 阈值电压 最大输入低电 平 最小输入高电 平 2 0 1 3 0 8 V max V min IH VLOGIC 2 5V OFF 4 5 15 A IL 脚输入 电流 VLOGIC 0 5V ON 0 001 0 6 A VOUT 输出电压 7V Vin 40V 0 2A ILOAD 3A 4 80 5 5 2 V 效率 Vin 12V ILOAD 3A 79 注1 最大绝对额定值给器件的正常工作范围做了限制 超过这些条件时器件有可能损坏 注2 人体放电模式相当于一个100pF的电容通过一个1 5
7、K 的电阻向每个管脚放电 注3 典型数据是指在工作在25 下 代表最常见的情况 注4 所有的范围保证在室温和极限温度下 所有室温下的范围都是经过100 测试得出的 所有 的极限温度下的范围都可以通过使用相关的标准统计质量控制方法来加以保证 注5 外部元件为续流二极管 储能电感 输入和输出端电容 输出电压可调型的编程电阻会影 响开关调节器的系统性能 JM2596用在如图1所示测试电路中时 其系统性能如电气特性 中的系统参数所示 注6 当第二级电流限制起作用时 开关频率会降低 降低值决定于过流程度 注7 输出管脚不连接二极管 电感或电容 注8 把反馈端直接连接到0V电压 强制输出开关管常开启 注9
8、 把连接在调整器输出脚的反馈端断开 VOUT 3 3V 5V或ADJ型的JM2596反馈端连接12V电压 VOUT 12V的JM2596反馈端连到15V电压 强制输出开关管常关闭 注10 Vin 36V 4 注11 环境热阻 不外加散热片 是指TO 220封装的JM2596垂直焊接在覆盖有铜皮面积约为1 平方英寸 盎司的PCB上所对应的热阻 注12 TO 263封装的JM2596垂直焊接在覆盖有面积约为0 5平方英寸 盎司铜箔的PCB上所对应的 环境热阻 注13 TO 263封装的JM2596垂直焊接在覆盖有面积约为2 5平方英寸铜箔的PCB上所对应的环境 热阻 注14 TO 263封装的JM
9、2596垂直焊接在覆盖有面积约为3平方英寸 盎司铜箔的PCB上所对应的环 境热电阻电阻 而PCB的另一面覆盖有面积约为16平方英寸 盎司铜箔 典型特性曲线 温度特性 电压调整率 饱和压降 输入输出压差 待机特性 频率特性 5 测试电路和PCB版图指导 测试电路和PCB版图指导 测试电路 固定输出电压型 CIN 470 F 50V COUT 220 F 25V Nichicon PL 系列铝电解电容 D1 5A 40V肖特基整流二极管 IN5825 L1 68 H L38 注1 反馈线要远离电感 电路中的粗线一定要短 最好用地线屏蔽 注2 上图右为滤纹波接线图 Cfilter的串联电阻必需小 可
10、调输出电压型 为了使电路稳定 选R1阻值为1K 误差精度为1 CIN 470 F 50V COUT 220 F 35V Nichicon PL 系列铝电解电容 R1 1K 1 D1 5A 40V IN5825 肖特基整流二极管 L1 68 H CFF 参照应用说明 注1 反馈线要远离电感 电路中的粗线一定要短 最好用地线屏蔽 注2 R2应尽量靠近反馈脚 图1 标准测试电路与PCB版图指导 6 应用指南 典型应用电路 管脚描述 Vin 正电源输入端 为减小输入瞬态电压和给调节器提供开关电流 此管脚应接旁路电容 GND 电路地端 Output 开关输出端 输出高电压为 Vin VSAT 输出低电压
11、为 0 5V Feedback 反馈端 ON OFF 待机端 低电平有效 外部元器件 输入电容C输入电容CIN IN 在输入端和地之间需要加一个具有低等效串联电阻的铝或钽旁路电容 这个电 容可以抑制在输入端出现大的瞬态电压 同时为JM2596在每次开关时提供瞬态电流 前反馈电容CFF 可调输出电压型 当输出电压大于10V或输出电容的等效串联电阻很小时 要加 一个前馈电容CFF 这个电容是用来对反馈环路进行补偿和增加相位裕量以提高环路的稳定性 输出电容C输出电容COUT OUT 这个电容是用来对输出滤波以及提高环路的稳定性 在设计开关调节器的应用 中 必须使用小阻抗或低等效串联电阻的电解电容或固
12、态钽电容 输出电容的等效串联电阻值 有上下限 如果要得到小的输出纹波电压 则输出电容的等效串联电阻值要小 这个值由可允 许的最大纹波电压决定 但是 如果输出电容的等效串联电阻值太小 就有可能使反馈环路不 稳定 最终导致输出端振荡 铝电解电容的等效串联电阻值与其电容值和耐压值有关 在许多 情况下 耐压值高的电解电容的等效串联电阻就小 通常 在需要小的输出纹波电压 等效串 联阻抗低的情况下 要选用耐压值高的电解电容 续流二极管D续流二极管D 在降压型开关调节器中需要一个续流二极管为关态时的电感电流提供回路 续流 二级管必须靠近JM2596 管脚要短 相连接的导线也要短 由于肖特基二极管开关速度快
13、正 向压降小 所以 使用中其性能很好 特别是在输出电压较低的情况 5V或更低 中使用 超 快恢复 小于50ns 的整流二极管也是可选的 但是有些在突然关断时 可能会引起不稳定或 电磁干扰问题 电感 L电感 L 所有开关调节器都有两种基本的工作方式 连续型和非连续型 两者之间的区别在于 流过电感的电流的不同 即电感电流若是连续的为连续型 电感电流在一个开关周期内降到零 为非连续型 每一种工作模式都有可以影响开关调节器的性能和要求 当负载电流很小时 在 设计中可采用非连续模式 JM2596既可以用于连续型也可以用于非连续型 通常情况下 连续 工作模式具有好的工作特性 此模式能提供较大的输出功率 较
14、小的峰峰值电流和较低的纹波 电压 一般应用可用下式进行选择 固定输出电压型JM2596调节器的设计步骤 条件 7 VOUT 固定输出电压 3 3V 5V 12V Vin 最大直流输入电压 ILOAD 最大负载电流 1 电感的选择 L1 A 要根据图2 图3和图4所示的数据选择电感的适当值 分别对应输出电压为3 3V 5V 和12V 对于所有的其他输出电压的情况 请看可调输出电压调节器的设计步骤 B 在最大输入电压线和最大负载电流线的交叉区域选择电感值 每一个区域都对应一个电 感值和一个电感代号 LXX 2 输出电容的选择 COUT A 使用82 F到820 F之间的低等效串联电阻的电解电容或1
15、 F到470 F之间的低等效串 联电阻的钽电容 电容应该靠近IC 同时 电容的管脚要短 连接的铜线也要短 不要 使用电容值大于820 F的电容 B 电解电容的耐压值至少是输出电压的1 5倍 为了得到纹波小的输出电压 则需用耐压 值更高的电容 3 续流二极管的选择 D1 A 二极管的最大承受电流能力至少为最大负载电流的1 3倍 如果设计的电源要承受连续 电流能力要等于JM2596的最大限流值 对续流二极管来说 最坏的情况是过载或输出短 路 B 续流二极管的反向耐压至少要为最大输入电压的1 25倍 C 续流二极管必须是反向恢复时间短 管脚要短 连接的铜线短且位置靠近JM2596的二极 管 由于所需
16、的二极管开关速度快 正向压降低 所以肖特基二极管是首选 因为它能 提供很好的性能和效率 特别是在低输出电压情况下更是如此 二极管的典型恢复时间 为50ns或更小 象IN5400系列的整流二极管速度很慢 通常不用 4 输入电容的选择 CIN A 为了防止在输入端出现大的瞬态电压 在输入端和地之间要加一个低等效串联电阻的铝 或钽电容作为旁路电容 这个电容要靠近IC 另外 输入电容的电流均方根值至少为直 流负载电流的1 2 要确保所选的电容的这个参数不能低于直流负载电流的一半 几个 不同的铝电解电容的典型均方根电流值所对应的曲线如图7所示 B 对铝电解电容 其耐压值要为最大输入电压的1 5倍 必须注意的是 如果使用了钽电 容 则它的耐压要为输入电压的2倍 推荐使用生产厂家测试过浪涌电流的电容 使用 瓷片电容为输入旁路电容时要特别小心 因为这可能会在输入脚处引起非常严重的噪 声 固定输出电压型JM2596调节器的设计举例 条件 VOUT 5V Vin max 12V ILOAD max 3A 步骤 1 电感的选择 L1 A 按图3所示的电感选择方法选择输出为5V时的电感 B 由图3可见 电压为
