LM2596开关电压调节器 SEPTEMBER, 2004 LM2596 开关电压调节器 LM2596开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路,能够输出3A的驱动电流,同时具有很好的线性和负载调节特性固定输出版本有3.3V、5V、12V, 可调版本可以输出小于37V的各种电压 该器件内部集成频率补偿和固定频率发生器,开关频率为150KHz,与低频开关调节器相比较,可以使用更小规格的滤波元件由于该器件只需4 LM2596的使用,极大地简化了开关电源电路的设计 其封装形式包括标准的5脚TO-该器件还有其他一些特点:在特定的输入电压和输出负载的条件下,输出电压的误差可以保证在±内,振荡频率误差在±15%的范围内;可以用降频限流保护和一个在异常情况下断电的过温完全保护电路)特点 ※ 3.3V、5V、12V的固定电压输出和可调电压输出※ 可调输出电压范围1.2V~37V※ 输出线性好且负载可调节 ※ 输出电流可高达3A ※ 输入电压可高达40V ※ 采用150KHz的内部振荡频率,属于第二代开关电压调节器,功耗小、效率高※ 低功耗待机模式,IQ的典型值为※ TTL断电能力 ※ 具有过热保护和限流保护功能※ 封装形式:TO-220(T)和※ 外围电路简单,仅需4个外接元件,应用领域 ※ 高效率降压调节器 ※ 单片开关电压调节器 ※ 正、负电压转换器 典型应用(固定输出) 个外接元件,可以使用通用的标准电感,这更优化了220封装(DIP)和5脚TO-263表贴封装(SMD)。
4%的范围仅80μA的待机电流, 实现外部断电;具有自我保护电路(一个两级±4% 80μA TO-263(S) 且使用容易购买的标准电感 LM2596□-5.0 1 LM2596开关电压调节器 SEPTEMBER, 2004 管脚图 极限参数 名称 范围 单位 最大电源电压45 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 ℃ 静电释放(人体放电1)2000 V气流焊(60秒) 215 ℃ TO-263 红外线焊接(10秒)245℃ 焊接时的管脚温度 TO-220 波峰焊/电烙铁焊接(10秒)260 ℃ 最高结温 150℃ 温度范围-40~125 ℃ 工 作条 件 电源电压4.5~40 V注1:人体放电模式相当于一个100PF的电容通过一个1.5K的电阻向每个管脚放电 电气特性 说明:标准字体对应的项目适合于TJ=25℃时,带下划线的粗斜体字对应的项目适合于整个温度范围; 系统参量(4) 测试电路见图1 符号 参量 条件 典型值(2)极限值(3)单位 LM2596□—3.3 (见注14) VOUT 输出电压 4.75V≤VIN≤40V, 0.2A≤ILOAD≤3A 3.3 3.168/3.135 3.432/3.465 V V(min) V(max) η 效率 VIN=12V,ILOAD=3A 73 % LM2596□—5.0 (见注14) VOUT输出电压 7V≤VIN≤40V, 0.2A≤ILOAD≤3A 5.0 4.800/4.750 5.200/5.250 V V(min) V(max) η 效率 VIN=12V,ILOAD=3A 80 % 2 LM2596开关电压调节器 SEPTEMBER, 2004 符号 参量 条件 典型值(2)极限值(3)单位 LM2596□—12 (见注14) VOUT输出电压 15V≤VIN≤40V, 0.2A≤ILOAD≤3A 12.0 11.52/11.40 12.48/12.60 V V(min) V(max) η 效率 VIN=25V,ILOAD=3A 88 % LM2596□—ADJ (见注14) VFB反馈电压 4.5V≤VIN≤40V, 0.2A≤ILOAD≤3A VOUT调为3V, 电路图见图1 1.230 1.193/1.180 1.267/1.280 V V(min) V(max) VIN=25V,VOUT=3V, ILOAD=3A 73 % η 效率 VIN=25V,VOUT=15V,ILOAD=3A 90 % 电气特性(所有输出) 说明:标准字体对应的项目适合于TJ=25℃时,带下划线的粗斜体字对应的项目适合于整个温度范围。
除非特别说明,VIN=12V对应于LM2596□—3.3、LM2596□—5.0、LM2596□—ADJ,VIN=24V对应于LM2596□—12. ILOAD=500mA (见注14) 3LM2596□—XX 符号 参量 条件 典型值(2)极限值(3)单位 器件参数 10 nA Ib 反馈偏置电流 只适用于输出可调节的情况,VFB=1.3V50/100 nA(max) 150 KHz 127/110 KHz(min)fO 振荡器频率 见注5 173/173 KHz(max)1.16 V VSAT 饱和电压 IOUT=3A(6,7) 1.4/1.5 V(max) 最大工作周期(ON) 见注7 100 %DC 最小工作周期(OFF) 见注8 0 % 4.5 A 3.6/3.4 A(min) ICL 极限电流 峰值电流(6,7) 6.9/7.5 A(max) 输出为0V(6,8) 50 μA(max)2 mA IL 输出漏电流 输出为-1V(9) 30 mA(max) 5 mA IQ 静电流 见注9 10 mA(max) 80 μA ISTBY 待机静电流 ON/OFF脚=5V(OFF)(9) 200/250 μA(max) LM2596开关电压调节器 SEPTEMBER, 2004 LM2596□—XX 符号 参量 条件 典型值(2)极限值(3)单位 θJC TO-220或TO-263 2 ℃/W θJATO-263(10) 50 ℃/W θJATO-263(11) 50 ℃/W θJATO-263(12) 30 ℃/W θJA热阻 TO-263(13) 20 ℃/W ON/OFF控制 ( 测试电路见图1) 1.3 V低(调节器开) 0.6 V(max) VIH VILON/OFF脚逻辑输入 门槛电压 高(调节器关)2.0 V(min) 5 μA IH VLOGIC=2.5V(调节器关) 15μA(max)0.02 μA IL ON/OFF脚输入电流 VLOGIC=0.5V(调节器开) 5μA(max)注2: 典型值是指在25℃下的数值,代表最常见的情况。
注3: 所有的极限参数都必须适合于室温(用正常字体表示)和极限温度(用带下划线的粗斜体字表示),所有室温下的极限参数都是经过测试得出的,所有的极限温度下的极限参数都可以通过使用相关的标准静态质量控制方法来加以保证 注4:二极管、电感、输入和输出端的电容以及调节输出电压的电阻等外接元件可能会影响开关调节器的系统性能当LM2596用在如图1所示测试电路中时,其系统性能如电气特性中系统参量所示 注5:当第二级电流极限功能启动时,开关频率会有所下降, 下降的程度取决于过电流的严重程度 注6:输出管脚不连接电感、电容或二极管 注7:把反馈管脚和输出管脚断开,把反馈管脚连到0V,以强制输出开关晶体管导通 注8:把反馈管脚和输出管脚断开,把反馈管脚连到12V(当VOUT=3.3V、5V或ADJ时)或15V(当VOUT=12V时), 以强制输出开关晶体管截止 注9:VIN=40V 注10:环境热阻(不外加散热片)是指TO-220封装的LM2596垂直焊接在覆盖有面积约为1平方英寸铜箔的PCB上所对应的值 注11:TO-263封装的LM2596垂直焊接在覆盖有面积约为0.5平方英寸铜箔的单面PCB上所对应的环境热阻。
注12:TO-263封装的LM2596垂直焊接在覆盖有面积约为2.5平方英寸铜箔的单面PCB上所对应的环境热阻 注13:TO-263封装的LM2596垂直焊接在覆盖有面积约为3平方英寸铜箔的双面PCB上所对应的环境热阻,而PCB的另一面覆盖有面积约为16平方英寸铜箔 注14: LM2596T-3.3, LM2596T-5.0, LM2596T-12, LM2596T-ADJ为TO-220封装(DIP); LM2596S-3.3, LM2596S-5.0,LM2596S-12, LM2596S-ADJ为TO-263封装(SMT) 4 LM2596开关电压调节器 SEPTEMBER, 2004 测试电路及其布线方案(固定输出) 注: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 纹波滤波电路 CIN---470μF/50V COUT----220μF/25V D1----5A/40V IN5825 L1---68μH,L38 测试电路及其布线方案(输出可调) 注: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,调节输出电压的电阻R1、R2要靠近LM2596的4脚。
输出电压的计算可由下式给出: , 其中VREF=1.23V, ,为了确保输出稳定, R1选用标称阻值为1KΩ,精度为1%的电阻 CIN---470μF/50V COUT----220μF/35V R1----1K,1% D1----5A/40V IN5825 L1---68μH CFF----参照有关的应用信息 图1 标准测试电路 在开关调节器中,PCB版面布局图非常重要,开关电流与环线电感密切相关,由这种环线电感所产生的暂态电压往往会引起许多问题要使这种感应最小、地线形成回路,图中所示的粗线部分在要尽可能地短为了取得最好的效果,外接元器件要尽可能地靠近开关型集成电路,最好用地线屏蔽或单点接地最好使用磁屏蔽结构的电感器,如果所用电感是磁芯开放式的,那么,对它的位置必须格外小心如果电感通量和敏感的反馈线相交叉,则集成电路的地线及输出端的电容COUT的连线可能会引起一些问题在输出可调的方案中,必须特别注意反馈电阻及其相关导线的位置在物理上,一方面电阻要靠近IC,另一方面相关的连线要远离电感,如果所用电感是磁芯开放式的,那么,这一点就显得更加重要。
PCB板上要印制得宽一点,且5 LM2596开关电压调节器 SEPTEMBER, 2004 TO-263封装(S)尺寸图 单位:英寸/毫米 TO-220封装(T)尺寸图 单位:英寸/毫米 6 LM2596开关电压调节器 SEPTEMBER, 2004 设计步骤及实例 固定输出调节器的设计步骤 条件:VOUT=3.3(或5 、或 12)V , VIN(max)为最大直流输入电压, ILOAD(max)为最大负载电流 步骤: 1. 电感的选择(L1) A. 要根据图4、图5和图6所示的数据选择电感的适当值(分别对应输出电压为3.。