I. 소개 : 두 개의 고전적인 스텝 다운 레귤레이터의 위치
Texas Instruments (TI)의 두 개의 상징적 인 스위칭 스텝 다운 레귤레이터로LM2576그리고LM2596높은 효율성, 디자인의 용이성 및 넓은 적용 성으로 인해 저전소 전원 공급 장치 설계에서 필수 선택이되었습니다. 둘 다 산업 제어, 소비자 전자 제품, 자동차 전자 제품 및 기타 분야를 다루는 3A 출력 기능을 중심으로합니다. 그러나 주파수 특성, 효율성 성능 및 해당 시나리오가 크게 다릅니다. 이 기사는 기본 기능, 매개 변수 변형, 실용적인 응용 프로그램 시나리오에 대한 기능 구성과의 유사성과 차이점을 종합적으로 분석하여 선택에 대한 명확한 참조를 제공합니다.
II. 분석LM2576기본 기능
1. 핵심 포지셔닝 및 작업 원칙
LM2576은 중간 규모의 전압 시나리오를 위해 설계된 비동기 스텝 다운 스위칭 조절기입니다. 52kHz의 고정 스위칭 주파수를 채택하고 PWM (Pulse Width Modulation) 기술을 통해 출력 전압을 조정합니다. 이 설계는 비용과 성능의 균형을 맞추는 것을 목표로하여 레이아웃 복잡성 요구 사항이 낮고 입력 전압이 높을수록 시나리오에 적합합니다. 전원 스위치 튜브, 오차 증폭기 및 보호 회로를 내부적으로 통합하여 복잡한 주변 회로없이 안정적인 전압 스텝 다운을 가능하게합니다.
2. 키 매개 변수
·출력 기능: 3A의 최대 출력 전류, 고정 출력 (3.3V/5V/12V/15V) 및 조정 가능한 출력 (1.23-37V). 조정 가능한 버전은 외부 저항 전압 구분을 통해 전압을 설정하여 유연성이 높습니다.
·효율성과 보호: 전환 효율은 75%에서 88% 사이입니다 (부하에 따라 다름). 과전류 방지 (현재 한계 약 4a), 열 차단 (정션 온도가 165 ° C에 도달 할 때 트리거) 및 내부 주파수 보상을 통합하여 추가 보상 구성 요소가 필요하지 않습니다.
·디자인 장점: 주변 성분은 최소화되어 있으며 인덕터, 입력/출력 커패시터 및 프리 휠링 다이오드 만 작동해야합니다. TO-220 (통과 구멍) 및 TO-263 (표면 마운트) 패키지로 제공됩니다. TO-220 패키지에는 금속 히트 싱크가있어 방열판을 직접 장착하여 중간 전원 열 소산 요구에 적응할 수 있습니다.
III. LM2596 기본 기능 분석
1. 핵심 포지셔닝 및 작업 원칙
LM2596은 LM2576의 업그레이드 된 버전이며 비동기 스텝 다운 아키텍처를 사용합니다. 그러나 스위칭 주파수 (150kHz)를 증가시켜 동적 응답 및 구성 요소 크기를 최적화합니다. 이 설계는 고주파 시나리오에 더 중점을 두어 전원 공급량, 효율성 및 규제 정확도에 대한 요구 사항이 높은 응용 프로그램에 적합합니다. 소형 및 고성능 방향으로 LM2576의 확장으로 간주 될 수 있습니다.
2. 키 매개 변수
·출력 기능: 3A의 최대 출력 전류, 고정 출력 (3.3V/5V/12V) 및 조정 가능한 출력 (1.23-37V). 출력 전압 정확도는 LM2576의 출력 전압 정확도보다 높습니다.
·효율성과 보호: 전환 효율은 ± 2% (LM2576의 ± 4%에 비해)와 더 나은 부하 조절 성능으로 90% (전부로드)에 도달 할 수 있습니다. 과전류 보호 및 열 차단을 포함하여 LM2576과 동일한 보호 기능을 공유합니다.
·디자인 장점: 150kHz 고주파수 특성은 더 작은 인덕터 (22-47μh) 및 커패시터를 사용하여 전력 모듈의 부피를 크게 줄일 수 있습니다. Surface-Mount 패키지 버전은 고밀도 PCB 레이아웃에 더 적합하여 휴대용 장치의 컴팩트 한 설계 요구를 충족시킵니다.
IV. LM2576과 LM2596 사이의 코어 매개 변수 비교
매개 변수 | LM2576 | LM2596 |
전환 주파수 | 52kHz (고정) | 150kHz (고정) |
입력 전압 범위 | 7-40V (표준 버전); 7-60V (HV 버전) | 4.5-40V |
조정 가능한 출력 전압 범위 | 1.23-37V | 1.23-37V |
최대 출력 전류 | 3A (연속) | 3A (연속) |
일반적인 효율 (50% 부하) | 78%-82% | 85%-88% |
라인 규제 정확도 | ± 4% (입력 전압 변화 포함) | ± 2% (입력 전압 변화 포함) |
최소 드롭 아웃 전압 (전체 부하) | 1.5V (최소 Vin-Vout) | 1.0V (최소 Vin-Vout) |
권장 인덕턴스 | 33-100μh | 22-47μh |
V. 핀 정의 및 회로 구성의 차이
1. 핀 함수 비교
둘 다 다음 핀 정의와 함께 5 핀 패키지 (TO-220/TO-263)를 채택합니다.
LM2576:
핀 번호 | 핀 이름 | 설명 |
1 | v in | 조절 해야하는 전압은이 핀에 대한 입력으로 제공됩니다. |
2 | 산출 | 조절 된 출력은이 핀을 통해 얻을 수 있습니다 |
3 | 지면 | 시스템 접지에 연결되었습니다 |
4 | 피드백 | 이 핀은 출력이 규제되는 피드백 전압과 함께 제공됩니다. |
5 | 온/꺼짐 | 조정기를 활성화하거나 VCC에 연결하여 조절기를 비활성화하려면지면에 연결하십시오. |
LM2596:
핀 번호 | 핀 이름 | 설명 |
1 | v in | 이것은 IC 스위칭 레귤레이터의 긍정적 인 입력 전력입니다. 적절한 입력 우회가 있어야합니다콘덴서이 핀에서 전압 과도를 최소화하고 조절기가 요구하는 스위칭 전류를 공급합니다. |
2 | 산출 | 이 핀은 내부 스위치입니다. 이 핀의 전압은 대략 (-v sat)와 약 -0.5V 사이로 전환되고 듀티 사이클은 v Out /v in입니다. 민감한 회로와의 커플 링을 최소화하려면이 핀에 연결된 PCB의 구리 영역을 최소로 유지해야합니다. |
3 | 지면 | 회로 접지 |
4 | 피드백 | 피드백 루프를 완료하기 위해 조절 된 출력 전압을 감지합니다. |
5 | 온/꺼짐 | 활성화 핀은 정상 작동을 위해 접지해야합니다 |
핵심 차이: LM2596의 피드백 핀은 내부적으로 더 높은 대역폭 오차 증폭기를 통합하여 LM2576보다 3 배 이상 빠르게 출력 전압 변동에 응답하여 고주파 시나리오에서 과도 부하 변화에 적합합니다.
2. 일반적인 회로 구성
LM2576:
33-100μh 전력 인덕터 (포화 전류 ≥4A), 100μF 전해 커패시터 (입력, 입력 리플을 필터로 확장), 1000μF 전해 커패시터 (출력, 출력 리플을 억제) 및 프리 헤 헤링 다이오드가 필요합니다. 권장 프리 휠링 다이오드는 1N5822 (Schottky 다이오드, 역전 전압 ≥40V, 전방 전류 ≥3A)입니다.
LM2596:
더 높은 주파수로 인해 인덕터는 22-47μh (LM2576의 크기가 50% 더 작음) 일 수 있고, 입력 커패시터는 47μF로 감소 될 수 있고, 출력 커패시터는 220μF로 (세라믹 커패시터와 결합하여 리플 리플을 추가로 줄일 수 있음). 권장 프리 휠링 다이오드는 SR560 (역전 전압 60V, 전류 5A, 고주파 특성이 향상됨)입니다.
VI. 기능적 특성 및 해당 시나리오 분석
1. 유리한 시나리오의 비교
LM2576:
·고전압 입력 시나리오 : 산업 24V 시스템, 자동차 12V 배터리 전원 공급 장치 (HV 버전은 24V 트럭 배터리를 처리 할 수있는 60V 입력을 지원합니다);
·비용에 민감한 장치 : 주변 부품이 LM2596보다 약 20% 낮은 저가형 전력 어댑터 및 배터리 충전기와 같은 장치;
·느슨한 레이아웃 요구 사항이있는 시나리오 : 계측기 및 미터 용 외부 전력 모듈과 같은 소형 설계가 필요하지 않은 시나리오.
LM2596:
·고주파 소형 설계 : 소규모 인덕터 및 커패시터가 PCB 영역을 줄일 수있는 휴대용 기기 및 UAV 배터리 관리 모듈과 같은;
·고효율 수요 시나리오 : 태양 광 발전 은행과 같은 (5% -10% 더 높은 효율, 배터리 수명 확장);
·고정밀 시나리오 : ± 2% 전압 정확도가 전압 변동으로 인한 디지털 회로의 오해를 방지 할 수있는 임베디드 시스템 (MCU, 센서 전원 공급 장치)과 같은.
2. 한계 비교
·LM2576 : 52kHz 저주파는 더 큰 인덕터 크기와 더 높은 출력 리플 (약 50MV)을 초래하여 노이즈에 민감한 회로 (예 : 오디오 증폭기)에 적합하지 않습니다.
·LM2596 : 입력 전압의 하한은 4.5V이며 직접 3.7V 리튬 배터리 전원 공급 장치에 적응할 수 없으며 (먼저 5V 이상으로 부스트해야 함) 고주파 스위칭 노이즈는 LM2576의 고주파 스위칭 노이즈보다 큽니다 (억제를위한 추가 자기 비드가 필요).
VII. 대체 솔루션 및 선택 제안
1. 유사한 대체 모델
·더 높은 전류 요구 사항 : LM2597 (5A 출력, 150kHz 주파수), MP2307 (3A 동기 스텝 다운, 95% 효율, 저전력 시나리오에 적합);
·더 높은 주파수 : TPS5430 (3A 출력, 500kHz 주파수, 초소형 설계에 적합);
·저전압 입력 : RT9193 (LDO, 입력 2.5-5.5V, 출력 1.2-3.3V, 직접 3.7V 리튬 배터리 전원 공급 장치에 적합).
2. 선택 결정 트리
·입력 전압 ≥7V 인 경우 비용은 우선 순위이며 레이아웃이 느슨합니다 → LM2576을 선택하십시오.
·고주파, 소형 설계 및 효율 ≥85%가 필요한 경우 → LM2596을 선택하십시오.
·입력 전압 <7V (예 : 5V 입력) → 선호 LM2596 (4.5V 하한이 더 적합);
·고전압 입력 (> 40V)이 필요한 경우 → LM2576 HV 버전을 선택하십시오.
VIII. 결론 : 선택하는 방법?
LM2576과 LM2596은 모두 주파수, 효율 및 입력 범위의 핵심 차이를 갖는 전형적인 3A 레벨 스텝 다운 레귤레이터 솔루션입니다.
·고전압, 저비용 및 느슨한 레이아웃 시나리오의 경우 LM2576은 60V 입력 기능과 낮은 구성 요소 비용으로 안정적인 선택입니다.
·고주파, 소형 설계 및 고정밀 요구 사항의 경우 LM2596은 150kHz 주파수와 90% 효율로 이점이 있습니다.
실제 선택은 입력 전압 범위, 효율 목표 및 레이아웃 제약 조건을 고려해야합니다. 예를 들어, LM2576은 산업 제어에서 24V ~ 5V 변환에 선호되는 반면, LM2596은 휴대용 장치에서 12V ~ 3.3V 변환에 더 적합합니다. 둘 다 최소한의 주변 회로를 통해 안정적인 전압 변환을 달성하여 저전대 전력 시나리오에 대한 비용 효율적인 옵션을 만듭니다.
LM2576 시리즈 모델
부분 | 패키지 | 다리 | 평가 | OP 온도 (° C) |
DDPAK/TO-263 (KTT) | 5 | 레벨 -3-245C-16 일일 평균 RFQ 볼륨 표준 제품 단위 전 세계 제조업체 재고 창고 |
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