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LM2595 中文资料

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2023年12月2日发(作者:机绮怀)

LM2595 SIMPLE SWITCHER®电源转换器150千赫1A降压型稳压器

检查样品:LM2595

特性:

•3.3V,5V,12V,和可调输出版本

•可调版本的输出电压范围,1.2V至37V±4%最大以上的线路和负载条件

•可在TO-220和TO-263(表面贴装)封装

•有保证1A输出负载电流

•输入电压范围高达40V

•只需4个外围元件

•出色的线路和负载调节规格

•150 kHz固定频率的内部振荡器

•TTL关断功能

•低功耗待机模式,Iq的通常85μA

•高效率

•使用现成的标准电感

•热停机和电流限制保护

应用:

•简单的高效率降压(降压)稳压器

•高效预调节的线性稳压器

•卡上开关稳压器

•正负转换器

说明:

该LM2595系列稳压器是单片集成电路,提供所有的活动功能,适用于降压(降压)开关稳压器,能够驱动一个1A负载出色的线路和负载调节。这些器件可在3.3V的固定输出电压, 5V , 12V ,和可调输出ing外部元件数量最少,这些稳压器使用简单,内置频率补偿电路† ,和固定频率振荡器。

该LM2595系列工作在150 kHz的开关频率,从而使小尺寸的滤波元件比什么将需要较低的高频开关稳压器。可在一个标准的5引脚TO -220封装的几种不同的引脚弯曲的选项,以及5引脚TO -263表面贴装封装。通常情况下,对于输出电压小于12V,且环境温度低于50 ℃,没有散热器是必需的。

标准电感器系列可从与该LM2595系列采用优化的几个不同的厂家。此功能大大简化了开关电源的设计。

其他功能包括输出电压的保证±4 %公差指定的输入电压和输出负载条件下,和± 15 %对振荡器的频率。外部停机包括在内,具有典型的85 μA待机电流。自我保护功能包括两个阶段的频率降低电流限制输出开关和过温关断故障条件下完整的保护。

典型用途

(固定输出电压版本)

连接图

请注意,关于可用性,保证标准,并使用德州仪器公司的半导体产品和免责条款及其关键应用使用一个重要的通知出现在此数据表的末尾。

2SIMPLE切换器,切换器制造简单的注册德州仪器的商标。

3All其他商标均为其各自所有者的财产。

图1。弯曲和交错引线,通过

孔封装

5引脚TO-220(NDH)

图3:16引脚陶瓷双列直插封装

(NFE)

图2:表面贴装封装

5引脚TO-263(KTT)

这些器件具有有限的内置ESD保护。导线应短接在一起或在储存或处理放置在导电泡棉,防止了静电损坏MOS大门。

绝对最大额定值(1)(2)

最大电源电压 45V

ON/ OFF脚输入电压 -0.3≤V≤+25 V

反馈引脚电压 -0.3≤V≤+25 V

输出电压对地 (稳态) -1V

功率耗散内部限制

存储温度范围 -65°C至+150°C

ESD敏感性

人体模型(3) 2千伏

焊接温度

KTT包装

气相(60秒) +215°C

红外(10秒) +245°C

NDH包装(焊接,10秒) +260°C

最大结温 +150°C

(1) 绝对最大额定值表明,超过这个可能会损坏设备的限制。经营额定值表明该设备是为了正常工作,但不保证特殊的性能界限。对于有保证的规格和测试条件,请参阅电气特性。

(2) 如果军事/航空航天指定的设备是必需的,请联系德州仪器销售办事处/经销商咨询具体可用性和规格。

(3) 人体模型是一个100pF的电容通过一个1.5KΩ的电阻向每个引脚放电。

工作条件:

温度范围-40°C≤TJ≤+125°C

电源电压4.5V到40V

LM2595-3.3电气特性

规格与面部标准型是TJ =25°C,和那些黑体字适用于整个工作

温度范围。

符号

参数

条件

LM2595-3.3

典型

(1)

极限

(2)

单位

(限额)

系统参数(3)测试电路图21

3.168/3.135

3.432/3.465

V

V(min)

V(max)

%

VOUT

输出电压

4.75V ≤ VIN ≤ 40V,

0.1A ≤ ILOAD ≤ 1A

3.3

η

效率

VIN = 12V,

ILOAD = 1A

78

(1)典型值是在25°C,代表了最有可能的常态。

(2)在室温(脸部标准型)和极端温度(脸黑体字)指定的所有限制。所有房间的温度限制是100%生产测试。所有的限制在极端温度,通过使用标准的统计质量控制规定(SQC)方法。所有参数均用于计算平均出厂质量水平(AOQL)。

(3)外部元件,如续流二极管,电感,输入和输出电容器和电压的编程电阻会影响开关调节器系统的性能。当LM2595用作示于图21中的测试电路,系统性能将如在电气特性部分的系统参数。

LM2595-5.0电气特性

规格与面部标准型是TJ =25°C,和那些黑体字适用于整个工作

温度范围。

符号

参数

条件

LM2595-5.0

典型

(1)

极限

(2)

单位

(限额)

系统参数(3)测试电路图21

4.800/4.750

5.200/5.250

V

V(min)

V(max)

%

VOUT

输出电压

7V ≤ VIN ≤ 40V,

0.1A ≤ ILOAD ≤ 1A

5.0

η 效率

VIN = 12V,

ILOAD = 1A

82

(1)典型值是在25°C,代表了最有可能的常态。

(2)在室温(脸部标准型)和极端温度(脸黑体字)指定的所有限制。所有房间的温度限制是100%生产测试。所有的限制在极端温度,通过使用标准的统计质量控制规定(SQC)方法。所有参数均用于计算平均出厂质量水平(AOQL)。

(3)外部元件,如续流二极管,电感,输入和输出电容器和电压的编程电阻会影响开关调节器系统的性能。当LM2595用作示于图21中的测试电路,系统性能将如在电气特性部分的系统参数。

LM2595-12电气特性

规格与面部标准型是TJ =25°C,和那些黑体字适用于整个工作

温度范围。

符号

参数

条件

LM2595-12

典型

(1)

极限

(2)

单位

(限额)

系统参数(3)测试电路图21

11.52/11.40

12.48/12.60

V

V(min)

V(max)

VOUT

输出电压

15V ≤ VIN ≤ 40V,

0.1A ≤ ILOAD ≤ 1A

12.0

(1)典型值是在25°C,代表了最有可能的常态。

(2)在室温(脸部标准型)和极端温度(脸黑体字)指定的所有限制。所有房间的温度限制是100%生产测试。所有的限制在极端温度,通过使用标准的统计质量控制规定(SQC)方法。所有参数均用于计算平均出厂质量水平(AOQL)。

(3)外部元件,如续流二极管,电感,输入和输出电容器和电压的编程电阻会影响开关调节器系统的性能。当LM2595用作示于图21中的测试电路,系统性能将如在电气特性部分的系统参数。

LM2595-12电气特性(续)

规格与面部标准型是TJ =25°C,和那些黑体字适用于整个工作

温度范围。

符号

参数

条件

LM2595-12

典型

(1)

极限

(2)

单位

(限额)

η 效率

VIN = 25V, ILOAD = 1A

12.0 90 %

LM2595-ADJ电气特性

规格与面部标准型是TJ =25°C,和那些黑体字适用于整个工作

温度范围。

符号

参数

条件

LM2595-ADJ

典型

(1)

极限

(2)

单位

(限额)

系统参数(3)测试电路图21

.5V ≤ VIN ≤ 40V, 0.1A

≤ ILOAD ≤ 1A

VOUT编程为3V。

电路如图21的

VFB

反馈电压

1.230

1.193/1.180

1.267/1.2801

V

V(min)

V(max)

%

η

效率

VIN

= 12V, VOUT

= 3V, ILOAD

= 1A

78 所有输出电压版本电气特性

规格与面部标准型是TJ =25°C,和那些黑体字适用于整个工作

温度范围。除非另有说明,VIN=12V为3.3V,5V,和可调版本和VIN=24V为

12V版本。 ILOAD= 200毫安。

LM2595-XX

符号 参数 条件

典型

(1)

设备参数

极限

(2)

单位

(限额)

Ib

fO

vSAT

DC

反馈偏置电流

振荡器频率

Adjustable Version Only,

VFB = 1.3V

See (3)

10 50/100

127/110

173/173

1.2/1.3

nA

nA (max)

kHz

kHz(min)

kHz(max)

V

V(max)

%

150

饱和电压

最大占空比(ON)

最小占空比(关)

IIOUT

= 1A

(4) (5)

See

(5)

See

(6)

1

100

0

(1)典型值是在25°C,代表了最有可能的常态。

(2)在室温(脸部标准型)和极端温度(脸黑体字)指定的所有限制。所有房间的温度限制是100%生产测试。所有的限制在极端温度,通过使用标准的统计质量控制规定(SQC)方法。所有参数均用于计算平均出厂质量水平(AOQL)。

(3)当第二阶段的电流限制被激活的开关频率被降低。减少的量由确定电流过载的严重程度。

(4)连接到输出引脚无二极管,电感或电容。

(5)从输出反馈端取出并连接到0V,强制输出晶体管开关。

(6)从输出反馈引脚断开,连接到12V为3.3V,5V,和ADJ。版本,15V为12V版本,给力输出开关管关闭。 所有输出电压版本电气特性(续)

规格与面部标准型是TJ =25°C,和那些黑体字适用于整个工作

温度范围。除非另有说明,VIN=12V为3.3V,5V,和可调版本和VIN=24V为

12V版本。 ILOAD= 200毫安。

LM2595-XX

符号 参数 条件

典型

(1)

极限

(2)

单位

(限额)

ICL

IL

IQ

ISTBY

θJC

θJA

θJA

θJA

θJA

电流限制 峰值电流(4)(5)

输出= 0V(4)(6)和(7)

输出=-1V

见(6)

ON / OFF端子=5V(关)(7)

TO-220或TO-263封装,结到外壳

TO-220封装,结到环境(8)

TO-263封装,结到环境(9)

TO-263封装,结到环境(10)

TO-263封装,结到环境(11)

1.5

1.2/1.15

2.4/2.6

50

15

10

200/250

输出漏电流

静态电流

待机静态

当前

2

5

85

2

50

50

30

20

热阻

A

A(min)

A(max)

μA(max)

mA

mA(max)

mA

mA(max)

μA

μA(max)

°C/W

°C/W

°C/W

°C/W

°C/W

ON / OFF控制测试电路图21

VIH

VIL

IH

IL

ON / OFF端子的逻辑输入

阈值电压

低(调节剂)

高(稳压器关闭)

V逻辑=2.5V(稳压器关闭)

V逻辑=0.5V(调节剂)

1.3

5

0.02

0.6

2.0

15

5

ON / OFF端子

输入电流

V

V(max)

V(min)

μA

μA(max)

μA

μA(max)

(7)VIN=40V。

(8)结到环境的热阻(不外加散热片)的TO-220封装垂直安装,具有焊接到引线印刷电路板(1盎司)的铜约1平方英寸区域。

(9)结到环境的热阻与TO-263包装标签焊接到一块印刷电路板0.5平方英寸(1盎司)。铜面积。

(10)结到环境的热阻与TO-263包装标签焊接到单面印刷电路板2.5平方英寸(1盎司)铜面积。

(11)结到环境的热阻与TO-263包装标签焊接到双面印刷电路板3平方英寸(1盎司)。铜面积电路板上的LM2595S侧,并在印刷电路板的另一面约16平方英寸铜。请参阅应用本数据表中的信息,并在切换器的热模型化繁为简®4.3版软件。

典型性能特性

(图21中的电路)

典型性能特性(续)

(图21中的电路)

典型性能特性(续)

(图21中的电路)

连续模式切换波形

反馈引脚VIN=20V,VOUT=5V,ILOAD=1A

偏置电流L =68μH,COUT=120μF,COUT ESR=100MΩ

A:输出引脚电压,至10V/div。

B:电感电流0.5A/div。

C:输出纹波电压,50 mV /格。

水平时基:2微秒/ div。

间断模式切换波形

VIN=20V,VOUT=5V,ILOAD=600毫安

L =22μH,COUT=220μF,COUT ESR=50MΩ

A:输出引脚电压,至10V/div。

B:电感电流0.5A/div。

C:输出纹波电压,50 mV /格。

水平时基:2微秒/ div。

负载瞬态响应连续模式

VIN=20V,VOUT=5V,ILOAD= 250 mA到750毫安

L =68μH,COUT=120μF,COUT ESR=100MΩ

A:输出电压,100 mV /格。(AC)

B:250毫安到750 mA负载脉冲

水平时基:100微秒/格。

典型性能特性(续)

(图21中的电路)

负载瞬态响应不连续模式

VIN=20V,VOUT=5V,ILOAD= 250 mA到750毫安

L =22μH,COUT=220μF,COUT ESR=50MΩ

A:输出电压,100 mV /格。(AC)

B:250毫安到750 mA负载脉冲

水平时基:200微秒/格。

测试电路和布局指南

图21。标准测试电路和布局指南

固定输出电压版本

CIN-120μF,50V,铝电解尼吉康“PL系列”

COUT-120μF,25V的铝电解,尼吉康“PL系列”

D1-3A,40V肖特基整流器,1N5822

L1-100μH,L29

可调输出电压版本

CIN-120μF,50V,铝电解尼吉康“PL系列”

COUT-120μF,25V的铝电解,尼吉康“PL系列”

D1-3A,40V肖特基整流器,1N5822

L1-100μH,L29

R1-1KΩ,1%的

CFF-参见应用信息科

标准测试电路和布局指南

正如在任何开关稳压器,布局是非常重要的。

与布线相关的快速开关电流

电感可以产生电压瞬变可能会造成问题。对于最小的电感和接地环路,由粗线表示的电线应宽印刷电路痕迹,应尽可能地短越好。为了达到最佳效果,外部元件应尽可能靠近切换lC的越好使用地面平面建设或单点接地。

如果打开芯电感时,必须特别注意作为这种类型的的位置和定位

电感。允许电感焊剂相交敏感的反馈,lC的groundpath和COUT的接线会造成

的问题。

当使用可调版本,必须特别注意作为反馈电阻的位置,并

相关的布线。物理定位两个电阻附近的IC和路由布线远离电感,

电感尤其是一个开放的核心类型。 (更多信息请参阅应用信息部分。)

表1。LM2595系列降压稳压器设计程序(固定输出)

程序(固定输出电压版本)

鉴于:

VOUT=稳压输出电压(3.3V,5V或12V)

VIN(MAX)=最大DC输入电压

ILOAD(MAX)=最大负载电流

1,电感选择(L1)

A.选择从图22正确的电感值的选择指南,图23,或图24(3.3V的输出电压,5V,12V或分别。)对于所有其他电压,请参阅设计程序可调版本。

B.从电感值的选择指南,确定电感区域的最大输入电压线相交和最大负载电流线。每个区域由一个确定电感值和电感器代码(LXX)。

C.选择从四个厂家的部分适当的电感在表5中列出的号码。

2,输出电容的选择( COUT )

答:在大多数应用中,低ESR (等效串联阻力位) 47 μF和330 μF之间电解电容56 μF ,270 μF之间的低ESR固体钽电容器提供最佳的结果。该电容应靠近使用IC短电容器引线和短铜线。别使用电容比330 μF大。有关更多信息,请参阅在输出电容部分应用信息部分。

B.为了简化电容选择程序,请参阅快速如表2所示的设计元件选择表,这表包含不同的输入电压,输出电压和负载电流,并列出了各种电感器和输出电容器,将提供最好的设计方案。

C.该电容器的额定电压电解电容应比输出电压高至少1.5倍,经常多需要更高的电压额定值,以满足低ESR要求低输出纹波电压。

D.对于计算机辅助设计软件,见切换器制造简单4.2或更高版本。

3,续流二极管的选择(D1)

A.续流二极管电流额定值必须至少1.3倍超过最大负载电流。另外,如果电源设计必须能够承受连续输出短路时,应该有一个二极管电流额定值等于LM2595的最大电流限制。该最紧张的条件此二极管是过载或短路输出条件。

B.二极管的反向电压额定值应该至少1.25倍的最大输入电压。

C.这个二极管必须是快速(反向恢复时间短) ,并且必须靠近使用短引线的LM2595和短印刷电路的痕迹。由于其开关速度快和低正向的压降,肖特基二极 管提供最佳的性能和效率,而应该是首选,特别是在低输出电压应用。超快速恢复,或高效率整流器还提供了不错的成绩。超快速恢复二极管通常有扭转50 ns或更少的恢复时间。整流器如1N5400系列是过慢和不应该被使用。

4,输入电容(CIN )

低ESR铝或钽旁路电容是必要的之间的输入引脚和接地引脚,以防止大的电压瞬变出现在输入。该电容应靠近IC使用短引线。此外,在RMS输入电容的电流额定值应被选择为至少½ DC负载电流。该电容器制造商的数据表必须进行检查,以确保这个电流额定值不超过。该曲线如图26所示显示了典型的RMS电流额定值几个不同的铝电解电容器的值。对于铝电解,电容器电压额定值应约1.5倍的最大输入电压。必须谨慎如果固体钽电容的使用行使(见应用对输入电容的信息) 。钽电容电压额定值应为2倍的最大输入电压,这是建议它们是浪涌电流由生产测试。输入旁路采用陶瓷电容时要小心,因为它可能会导致严重的振铃在VIN引脚。有关更多信息,请参阅在输入电容部分应用信息部分。

示例(固定输出电压版本)

鉴于:

VOUT=5V

VIN(MAX)=12V

ILOAD(MAX)=1A

1,电感选择(L1)

A.使用电感器选择指南中显示的5V版本图23。

B.从图23中所示的电感值的选择指南由12V水平线和1A相交电感区域垂直线是68μH,和电感器代码是L30。反应所需的电感值是68μH。从表中表5,转到L30线,从选择一个电感器零件号任何显示的四个厂家。 (在大多数情况下,这两个通孔和表面贴装电感器可用。)

2,输出电容的选择( COUT )在应用信息输出电容

A。见节一节。

B.从所示的快速设计部分选择表表2中,找到5V输出电压部分。在负载电流列中,选择负载电流线是最接近于当前需要在你的应用程序,在这个例子中,使用1A线。在最大输入电压列中,选择包含输入行需要在你的应用程序,在这个例子中电压,使用15V线。继续在这条线被推荐的电感和电容这将提供最佳的整体性能。该电容器清单包含两个通孔的电解和表面从四个不同的电容贴装钽电容制造商。建议两种制造商和列出在表中的制造商的序列被使用。在这个例子中的铝从几个电解电容不同的制造商提供与ESR的数字范围需要的。

220 μF 25V松下HFQ系列

220 μF 25V尼吉康PL系列

C.对于5V输出,电容电压额定值至少7.5V以上是必要的。但是,在这个例子中,即使是低ESR ,开关级,220μF 10V的铝电解电容器会表现出约225 MΩ的ESR

(见曲线在图27中为ESR与额定电压) 。这一数额的ESR将导致相对高输出纹波电压。为了减少纹波输出的1 %电压,或更小,具有更高的电压等级(低ESR)电容器应该被选中。一个16V或25V的电容会降低纹波电压约一半。

3,续流二极管的选择(D1)

A.参考表8所示在本例中的表,3A,20V,1N5820肖特基二极管将提供最佳的性能,并会不,即使是输出短路过分。

4,输入电容(CIN )

对于输入电容的重要参数是输入电压额定值和RMS电流额定值。标称输入

12V,用电压铝电解电容器的电压额定值大于18V ( 1.5 × VIN )是必要的。下一个更高的电容电压额定值为25V 。RMS额定电流要求在降压输入电容稳压器是大约半直流负载电流。在这个例子中,与图1A的负载,具有至少500的RMS电流额定值的电容器毫安是必要的。在图26中所示的曲线可以用来选择适当的输入电容。从曲线,找到25V线并注意哪些电容值有RMS电流额定值更大超过500毫安。无论是180 μF或220 μF , 25V的电容可以使用。

对于通孔设计,一个220 μF/25V电解电容(松下HFQ系列或尼吉康PL系列或同等学历)会是足够的。其他类型或其他厂商的电容可以使用提供的RMS纹波电流额定值是足够的。对于表面贴装设计,固体钽电容器可使用,但必须谨慎关于电容浪涌行使额定电流(见本上的输入电容应用信息数据表) 。该TPS系列AVX ,和593D系列从斯普拉格都是浪涌电流测试。

表2。LM2595固定电压快速设计元件选型表

表3。LM2595系列降压稳压器设计程序(可调输出)

程序(可调输出电压版本)

鉴于:

VOUT=稳压输出电压

VIN(MAX)=最大输入电压

ILOAD(MAX)=最大负载电流

F =开关频率(固定在标称150千赫)。

1,编程输出电压(选择R1和R2,如图图21) 使用下面的公式来选择合适的电阻值。

选择240Ω和1.5KΩ之间为R1的值。较低的电阻值最小化敏感的反馈引脚噪声拾取。 (对于最低温度系数和随时间,使用最佳的稳定性1%的金属膜电阻器。)

2,电感选择(L1)

A. 计算电感电压•微秒常数E•T(V•微秒),从下面的公式:

其中VSAT=内部开关的饱和电压=1V和VD=二极管正向压降=0.5V

B.使用从以前的公式在E•T值中,并与它相匹配对电感值的选择的垂直轴在E•T号指导图25中所示。

C.在横轴上,选择的最大负载电流。

D.确定由E•T值中相交的电感区域和最大负载电流值。每个区域由一个确定电感值和电感器代码(LXX)。

E.选择从四个厂家的部分适当的电感在表5中列出的号码。

3,输出电容的选择(COUT)

答:在大多数应用中,低ESR电解电容或固态47μF,330μF的钽电容提供最好的结果。该电容应使用短位于靠近IC电容器引线和短铜线。不要使用电容超过330μF大。有关更多信息,请参阅第输出电容器的应用信息部分。

B.为了简化电容选择程序,请参阅快速表4所示的设计表,该表包含不同的输出

电压,并列出了各种输出电容器,将提供最佳的设计解决方案。

C.该电容器的电压额定值应至少1.5倍比输出电压,并常常高得多的电压评级为

为满足需要低输出的低ESR要求所需纹波电压。

4,前馈电容(CFF)(见图21)

对于输出电压大于10V,额外的电容是必需的。补偿电容器通常是50 pF和10 nF的,并且并联在输出端之间电压设定电阻,R2。它提供了额外的稳定性高输出电压,低输入输出电压,和/或非常低的ESR输出电容,如固体钽电容器。

该电容类型可以是陶瓷,塑料,银云母等。(因为陶瓷电容器的特性不稳定的制造与Z5U材料,他们不推荐。)

5,续流二极管的选择(D1)

A.续流二极管电流额定值必须至少1.3倍超过最大负载电流。另外,如果电源设计必须能够承受连续输出短路时,应该有一个二极管电流额定值等于LM2595的最大电流限制。该最紧张的条件此二极管是过载或短路输出条件。

B.二极管的反向电压额定值应该至少1.25倍的最大输入电压。

C.这个二极管必须是快速(反向恢复时间短) ,并且必须靠近使用短引线的LM2595和短印刷电路的痕迹。由于其开关速度快和低正向的压降,肖特基二极管提供最佳的性能和效率,而应该是首选,特别是在低输出电压应用。超快速恢复,或高效率整流器也是一个不错的选择,但是有些在突然关闭特性可能会引起不稳定或EML问题。超快速恢复二极管通常具有50 ns或反向恢复时间少。整流器如1N4001系列是过于缓慢,不应使用。 6,输入电容(CIN)

低ESR铝或钽旁路电容是必要的之间的输入引脚和接地,以防止大的瞬态电压从出现在输入。此外, RMS额定电流输入电容应被选择为至少½直流负载电流。该电容器制造商的数据表必须进行检查,以确保这个电流额定值不超过。

在所示的曲线图26显示了几种不同的典型的RMS电流额定值铝电解电容器的值。

该电容应使用短引线位于靠近IC和电压额定值应该是大约1.5倍最大输入电压。

如果固体钽输入电容的使用,它是recomended他们将浪涌电流由生产测试。

使用具有高介电常数的陶瓷电容器时本身告诫输入旁路,因为它可能在V IN引脚引起严重的振铃。有关更多信息,请参阅在输入电容部分应用信息部分。

示例(可调输出电压版本)

鉴于:

VOUT=20V

VIN(MAX)=28V

ILOAD(MAX)=1A

F =开关频率(固定在标称150千赫)。

1,编程输出电压(选择R1和R2,如图图21)选择R1为1KΩ,1%。解决为R2。

R2=1K(16.26 - 1)=15.26k,最接近1%值15.4KΩ。 R 2=15.4KΩ。

2,电感选择(L1)

A.计算电感电压•微秒常数(E•T)

B.电子•T =34.8(V•微秒)

C. ILOAD(MAX)=1A

D.从图25中所示的电感值的选择指南,该由35(V•微秒)相交电感地区水平线和在图1A的垂直线为100μH,和电感器代码是L29。

E.从表见表5,定位线L29,然后选择一个电感器从制造商的零件编号的列表的一部分号码。

3,输出电容SeIection ( COUT )

答:请参见上COUT在应用信息部分章节。

B.从表4所示的快速设计表,找到输出电压列。从该列中,找到输出电压最接近

输出电压在应用程序中。在这个例子中,选择24V线。在输出电容部分,从一个电容通孔电解或表面的列表贴装钽类型从四个不同的电容器制造商。建议两个列出的制造商和生产商系列在表中被使用。在这个例子中,通过从孔的铝电解电容器几个不同的制造商提供。

82 μF , 35V松下HFQ系列

82 μF , 35V尼吉康PL系列

C.对于20V输出,至少30V以上是电容器的评估需要的。在这个例子中,无论是35V或50V的电容器会工作。一个35V额定值被选中,但也可以使用50V评级如果需要较低的输出纹波电压。其他制造商或其它类型的电容器,也可以使用,所提供的电容器的规格(特别是100千赫ESR)紧密地匹配于该表中列出的类型。请参考电容器制造商的数据表信息。

4,前馈电容(CFF)

在表4所示的表中包含前馈电容值不同的输出电压。在这个例子中,一个1 nF的电容是需要的。

5,续流二极管的选择(D1)

A.参考表8中所示的表

肖特基二极管提供最佳的性能,并且在这个例子中3A,40V,1N5822肖特基二极管将是一个不错的选择。该二极管3A评级是足够有余,并不会 即使短路输出过分。

6,输入电容(CIN )

对于输入电容的重要参数是输入电压额定值和RMS电流额定值。标称输入28V ,铝电解铝电解电压电容器的电压额定值大于42V ( 1.5 × VIN )将需要的。由于下一个更高的电容电压额定值为50V ,一50V电容器应该被使用。 (1.5 ×电容电压额定值VIN )是一个保守的方针,有些是否可以修改所需。

RMS额定电流为一个降压的输入电容稳压器是大约半直流负载电流。在这个例子中,与图1A的负载,具有至少500的RMS电流额定值的电容器毫安是必要的。

在图26中所示的曲线可用于选择适当的输入电容。从曲线,找到50V路线和注意哪些电容值有RMS电流额定值大于500毫安。无论是100 μF或120 μF ,可以使用50V电容。对于通孔的设计,一个120 μF/50V电解电容器(松下HFQ系列或尼吉康PL系列或同等学历)会是足够的。其他类型或其他厂商的电容可以使用提供的RMS纹波电流额定值是足够的。

对于表面贴装设计,固体钽电容器可使用,但必须谨慎关于电容浪涌行使目前rting (见本应用信息或输入电容数据表) 。该TPS系列AVX ,和593D

系列从斯普拉格都是浪涌电流测试。

为了进一步简化降压稳压器设计程序,德州仪器正在使用电脑设计软件是

与SIMPLE SWITCHER易电源线OT开关稳压器使用。

切换器制造简单(版本4.2或更高版本)可在3 ½“软盘的IBM兼容电脑。

表4。输出电容和前馈电容的选型表

LM2595系列降压稳压器设计程序

电感值的选择指南

Figure 23. LM2595-5.0 Figure 23. LM2595-5.0

Figure 24. LM2595-12 Figure 25. tLM2595-ADJ

表5。电感器制造商的零件编号

表8。二极管选型表

框图

应用信息

引脚功能

+ VIN

这是积极的输入电源的IC开关稳压器。合适的输入旁路电容必须出席这个引脚以减少电压瞬变,并提供所需的开关电流调节器。

地面电路接地。

输出内部开关。

( + VIN - VSAT )

之间在这个引脚上的电压开关和大约为- 0.5V ,带约VOUT / VIN占空比。为了尽量减少耦合到敏感电路,印刷电路板铜连接到该管脚面积应保持在最低限度。

反馈义的稳压输出电压来完成反馈回路。

ON / OFF

允许开关稳压器电路使用逻辑电平信号从而总的滴被关闭输入电源电流约85

μA 。将该引脚以下约阈值电压1.3V打开稳压器,并要将这个引脚1.3V以上(最高可达25V的)闭调节器下来。如果不需要此关机功能, ON / OF端子可连接到接地引脚,也可以是左开,在这两种情况下,监管机构将在ON状态。

外部元件输入电容

CIN-低ESR铝或钽旁路电容之间需要输入引脚和接地引脚。它必须靠近使用短引线调节器。这个电容可以防止大的瞬态电压从出现在输入,并提供了所需的瞬时电流每次开关接通。对于输入电容的重要参数是电压额定值和RMS电流额定值。由于相对较高的RMS电流流动在降压稳压器的输入电容,该电容应选择其RMS电流额定值而不是它的电容或电压额定值,虽然电容值和电压评级直接相关的RMS电流额定值。

一个电容的RMS电流额定值可被视为一个电容器的额定功率。该RMS电流流通过电容器内部ESR产生动力,这将导致电容器的内部温度来上升。

一个电容器的RMS电流额定值的电流,使体内所需的金额确定温度约10℃以上的105℃的环境温度下电容器的消散能力这个热量散发到周围空气中,将决定的电流对电容器可以安全地承受的量。电容器的体积较大,且有大面积通常会具有较高的RMS电流额定值。

对于一个给定电容值,更高的电压电解电容器在物理上比低电压电容越大,并从而能够消散更多热量散发到周围空气中,并因此将有一个较高的RMS电流额定值。

操作上面RMS额定电流的电解电容器的后果是缩短经营生活。较高的温度加快了电容器的电解液的蒸发,从而导致最终的失败。选择一个输入电容需要咨询制造商的数据表的最大允许RMS纹波电流。为40 ℃,最高环境温度,一般原则是选择与一个电容器纹波的直流负载电流的约50 %的额定电流。 对于环境温度高达70 ° C时,直流负载电流的75%的额定电流将是一个保守的设计是不错的选择。电容器额定电压必须大于最大输入电压大至少1.25倍,并常常高得多的电压电容器是必要的,以满足在RMS电流的要求。

在图26中所示的曲线示出了电解电容器的值,它的额定电压之间的关系,并RMS电流是额定的。这些曲线是从尼吉康“PL”系列低ESR的,获得高设计的开关稳压器应用的可靠性电解电容。其他电容器制造商提供相似类型的电容器,但经常检查电容器的数据表。

“标准”电解电容器通常具有更高的ESR号码,较低的RMS电流额定值和典型地具有较短的工作寿命。

由于其体积小,性能优良,表面贴装固体钽电容器通常用于输入旁路,但一些预防措施,必须遵守。固体钽电容器一小部分可短,如果浪涌电流额定值超出。这可以在转弯发生在当输入电压是突然应用,当然,更高的输入电压产生较高的浪涌电流。

几个电容器制造商做100%的浪涌电流测试他们的产品,以尽量减少这种潜在的问题。如果高导通电流预期的,则可能需要通过增加之前的任一些电阻或电感,以限制该电流钽电容,或选择更高的电压电容器。与铝电解电容器,RMS纹波

额定电流的大小必须在负载电流。

前馈电容

(可调输出电压版本)

CFF-前馈电容CFF,在图21 R2两端所示是用来当输出电压大于10V或当COUT具有非常低的ESR。该电容增加了超前补偿的反馈回路,增加了相位裕度更好的环路稳定性。对于CFF选择,请参阅设计程序部分。

图26。RMS电流额定值为低ESR电解电容(典型值) 输出电容

COUT -输出电容必须过滤输出,并提供稳压环路稳定性。低阻抗或低ESR电解或固体钽电容设计的开关稳压器应用必须使用。

当选择一个输出电容器,该电容器的重要参数;在100千赫的等效串联电阻(ESR) , RMS纹波额定电流,额定电压和电容值。输出电容,在ESR值是最重要的参数。

输出电容器需要的ESR值,该值具有上限和下限。对于低输出纹波电压,需要低ESR值。这个值是由所允许的最大输出纹波电压,通常为1 %确定到输出电压的2%。但是,如果所选择的电容器的ESR极低,有一个可能性不稳定的反馈环,从而产生一个振荡输出。使用该表中列出的电容,或类似的类型,将提供各种条件下的设计方案。

如果非常低的输出纹波电压(小于15毫伏)是必需的,是指在输出电压的部

纹波和瞬变一个职位纹波过滤器。

铝电解电容器的ESR值与电容值和它的额定电压。在大多数的情况下,高电压电解电容器具有较低的ESR值(参见图27) 。通常情况下,电容与多更高的电压额定值可能会需要提供所需的低输出纹波电压,低ESR值。

输出电容为许多不同的切换器的设计往往能得到满足,只有三个或四个不同电容值和几个不同的电压等级。请参阅快速设计部分选择表表2和表4的典型电容值,额定电压,制造商和电容类型。

电解电容是不建议温度低于-25 °C。的ESR在冷急剧上升温度和典型的上升3X

@ -25° C和高达10倍于-40 °C。见曲线,如图28所示。

固体钽电容器有一个更好的ESR规格为寒冷的气温和被推荐为

温度低于-25°C。

图27。电容ESR与电容的额定电压(典型的低ESR电解电容)

肖特基二极管

降压稳压器需要一个二极管,当开关关闭,以提供返回路径的电感电流。这必须是快速二极管,并使用短引线和短印刷电路走线必须靠近LM2595。 因为他们非常快的开关速度和低正向电压下降,肖特基二极管提供最佳的 性能,尤其是在低输出电压应用(5V及更低)。

超快速恢复,或高效率整流器也是一个不错的选择,但是有些在突然关机,可能会引起不稳定或EMI问题。超快速恢复二极管通常具有50 ns或更少的反向恢复时间。这种整流器为1N5400系列是过慢和不应该被使用。

图28。电容ESR变化与温度

电感的选择

所有的开关稳压器有两种基本的工作模式;连续和不连续的。所不同的两种类型之间涉及的电感电流,无论是连续流动的,或者如果它下降到零的在正常的开关周期期间的时间。

每种模式都有明显不同的经营特色,这可能会影响调节器的性能和要求。大多数开关的设计将在运行当负载电流是不连续的低模。

的LM2595(或任何简单切换器的家庭)可用于两个连续或不连续模式操作。

在许多情况下,操作的优选模式是连续模式。它提供更大的输出功率,低峰值开关,电感器和二极管的电流,并且可以具有较低的输出纹波电压。

但它确实需要更大的电感值,以保持电感电流连续流动,特别是在低输出负载电流和/或 高输入电压。

为了简化电感选择过程中,一个电感器选择指南(算图)的设计(见图22通过图25)。本指南假设稳压器工作在连续模式下运行,并选择一个电感器,这将允许一个峰 - 峰值电感纹波电流为最大设计的若干百分比负载电流。

该峰 - 峰值电感纹波电流百分比是不固定的,但允许改变为不同设计的负载电流进行选择。 (见图29。)

图29(ΔIIND)峰 - 峰值电感纹波电流(为百分比负载电流)与负载电流的

可以保持相对较低。

当在连续模式下,电感器电流波形范围为三角形,以锯齿波形(取决于输入电压) ,在该电流波形等于平均值类型直流输出负载电流。

电感器,可在不同的风格,如锅核心,环形, E型磁芯,绕线管芯等,以及不同芯材料,如铁氧体和铁粉。最便宜的,筒子,棒或棍子核心,由线缠绕在一个铁氧体线轴。这种类型的结构使得一个廉价的电感,但自磁通量没有被完全内芯体,它会产生更多的电磁干扰(EML) 。

该磁通可诱发电压到附近的印刷电路走线,从而导致问题的两个开关稳压器的操作和附近敏感的电路,并且可以放弃,因为不正确的读数范围感应电压在示波器探头。也看到在打开芯电感部分。

当多个开关稳压器都位于同一台PC板,开核的磁性能引起两个调节器电路的一个或多个,特别是在高电流之间的干扰。一个环形或E型磁芯电感器(闭磁路结构)应在这些情况下使用。

在选型表中列出的电感器包括铁氧体E型磁芯建设肖特,铁氧体梭芯伦科和COILCRAFT ,和铁粉环形脉冲工程。

超过一个电感器的最大电流额定值可能导致电感由于铜线的过热损失,或核心可能饱和。如果电感开始饱和,电感迅速减小,电感开始主要是看电阻(绕组的直流电阻) 。这会造成开关的电流上升非常迅速,开关强行进入逐周期电流限制,从而降低了DC输出负载电流。

这也可能导致电感器和/或LM2595的过热。不同的电感类型有不同的饱和特性,而这应该是选择电感时牢记。

电感器制造商的数据表,包括电流和能量限制,以避免电感饱和。

不连续模式操作

选择指南选择适合连续工作模式的电感值,但对于低电流应用和/或高输入电压,不连续模式的设计可能是一个更好的选择。它会使用 电感器,其将物理上更小,并且将只需要一个半到三分之一所需要的电感值 对连续模式设计。

峰值开关和电感电流将在一个不连续的设计更高, 但在这些低的负载电流(400

mA以下),最大开关电流仍将小于开关 电流限制。

不连续的操作可以有电压波形是不是连续的设计相当的不同。

输出引脚(开关)波形可以有一定的阻尼正弦振荡存在。 (见典型性能特性照片标题为间断模式切换波形)这铃声是正常的不连续操作,而不是由反馈回路不稳定性引起的。在连续操作,有一段时间其中既没有开关或二极管被导通,电感器电流下降到零。

在这时,少量的能量可以在电感器和开关/二极管的寄生电容之间循环造成这一特点的铃声。通常这铃声是不是一个问题,除非幅度变大足以超过输入电压,即使在那时,有非常少的能量存在造成损害。

不同类型的电感器和/或核心材料产生不同量的这种特性振铃。铁氧体磁芯电感器具有非常小的磁芯损耗,并因此产生最振铃。铁粉的高铁损电感器产生较少的铃声。如果需要的话,一个串联RC可以被放置在与电感器并联以抑制振铃。计算机辅助设计软件切换器制造简单(版本4.3)将提供所有组件值进行操作的连续和不连续模式。

图30。发表纹波波形过滤器

输出电压纹波和瞬变

在连续模式中操作的一个开关电源的输出电压将包含一个锯齿纹波电压在切换频率,并且还可能包含短电压尖峰在锯齿的峰波形。

输出纹波电压是电感锯齿纹波电流的输出和ESR的函数电容。一个典型的输出纹波电压的范围可以从约0.5%到输出电压的3%。至获得低纹波电压,输出电容的ESR要低,然而,必须谨慎时用极低的ESR电容,因为它们会影响环路的稳定性,从而导致振荡问题。如果非常低的输出纹波电压是必要的(小于20毫伏),后纹波过滤器建议。 (见图21)。

所需的电感量通常为1μH和5μH之间,具有低直流电阻,以保持良好的负载

调节。低ESR输出滤波电容也需要保证良好的动态负载响应和纹波减少。此电容器的ESR可以低随意的,因为它是出了调节器的反馈回路的。 在图30所示的照片显示了一个典型的输出纹波电压,有和没有一个后纹波过滤器。 当观察输出纹波与一个范围,它是必不可少的一个短,低电感示波器探头接地结合使用。大多数示波器探头制造商提供其焊接到一个特殊的探头终止调节板,最好在输出电容。

这提供了非常短的范围地面从而消除与通常设置有所述探针的3英寸地线相关联的问题,并提供了一个更纹波电压波形更清洁,更准确的描述。

电压尖峰是由输出开关和二极管的快速切换动作引起的,该寄生电感输出滤波电容器,以及其相关联的布线。为了减少这些电压尖峰,输出电容器应设计为开关稳压器应用,和引线长度必须保持非常短。

布线电感,杂散电容,以及用于评估这些瞬变示波器探头,都有助于到这些峰值的幅度。

当开关调节器工作在连续模式下,电感器电流的波形从一个范围三角到波形(取决于输入电压)的锯齿型。对于一个给定的输入和输出电压,这个电感器电流波形的峰 - 峰振幅保持恒定。随着负载电流的增加或减小,整个锯齿波电流波形也上升和下降。这个平均值(或中心)电流波形是等于DC负载电流。

如果负载电流下降到足够低的水平,锯齿电流波形的底部将达到零,并切换将平滑地改变从连续到不连续的操作模式。最切换器设计(irregardless多大的电感值)将被强制执行,如果不连续的输出是轻加载。这是操作的一个完全可以接受的模式。

图31。峰 - 峰值电感纹波电流与负载电流

在一个开关稳压器设计,知道峰 - 峰值电感纹波电流( ΔIIND )的值可以是用于确定许多其它电路参数是有用的。例如,峰值电感或峰值开关参数当前,最小负载电流之前的电路变得不连续,输出纹波电压和输出电容的ESR都可以从峰到峰ΔIIND计算。当在所示的电感器共线图

图22至图25是用来选择一个电感值,峰 - 峰值电感纹波电流可立即确定。在图31中所示的曲线示出了( ΔIIND )的,可预期的范围不同的负载电流。该曲线也显示了峰 - 峰值电感纹波电流( ΔIIND )变动你从下部边界的电感区域内去上边界(对于给定的负载电流)。该上部边界表示一个更高的输入电压,而下边界代表低级输入电压(见电感的选择指南) 。 这些曲线是唯一正确的连续模式运行,且仅当电感器选择指南的使用选择电感值

请看下面的例子:

VOUT=5V,800 mA(最大值)负载电流

VIN=12V,额定,10V和14V之间变化。

在图23中选择导引显示的垂直线为一个0.8A的负载电流,及水平线的12V输入电压相交大约中间的68μH的电感的上下边界之间区域。 A 68μH电感器将允许peak-to-peak电感电流(ΔIIND)流动,这将是的百分比最大负载电流。参考图31,按照0.8A线近似中间插入电感区域,并读取峰 - 峰值电感纹波电流(ΔIIND)在左手轴(约300毫安页)。

随着输入电压增加至14V,它接近电感区域的上边界,以及电感纹波电流增大。参照图31的曲线,可以看出,对于0.8A的负载电流,该峰 - 峰值电感纹波电流(ΔIIND)为300 mA的12V的,并且可以从340毫安在上边框(14V的)到225毫安的下边界(10V的)。一旦ΔIIND值是已知的,下面的公式可以用于计算有关的其他信息开关稳压器的电路。

1, 峰值电感或峰值开关电流

2,电路之前,最小负载电流变得不连续

3,输出纹波电压=(ΔIIND)×(COUT的ESR)=0.30A×0.16Ω= 48毫伏的p-p

4. ESR of COUT

开芯电感

增加输出纹波电压或不稳定的操作的另一种可能的来源是一个开放的空心电感。

铁氧体线轴或棒的电感器具有的磁通线从线轴的一端流过空气来的另一端。通量这些磁力线会感应出一个电压到任何电线或PC板铜的痕迹来自电感器的磁内。磁场的强度,方向和位置PC铜跟踪到的磁场,铜跟踪和电感器之间的距离,确定电压中的铜迹线中产生的量。

看这个电感耦合的另一种方法是将考虑PC板铜箔的变压器一匝(二级)与电感线圈作为初级。许多毫伏可以在铜箔靠近一个开放的核心电感这可能会导致产生

稳定的问题或高输出纹波电压的问题。

如果不稳定的操作能够被看见,并且一个开芯电感器被使用时,它可能是电感的与位置相对于其它PC的痕迹可能是问题。如果要判断这是不是问题,暂时提高电感离板由几英寸,然后检查电路的操作。如果电路目前经营正常,然后从开放的核心电感磁通引起的问题。代以封闭磁芯的电感如环形线圈或E -核心将纠正问题,或重新安排电脑布局可能是必要的。

磁焊剂切割IC器件的地线,反馈跟踪或输出电容的正或负的痕迹应尽量减少。 有时候,直接定位一丝筒子电感器下方提供了良好的效果,只要它恰恰是在电感器的中心(因为感应电压互相抵消了) ,但如果是偏离中心1方向或另一方向,则可能出现问题。如果焊剂的问题存在时,所述电感器的连方向绕组可以有所作为的一些电路。

开放核心电感这次讨论是不是要吓唬用户,而是要提醒什么样的问题在用户要注意在使用他们。开核梭芯或“棒”电感器是一种廉价,简单的方法制造一个紧凑高效的感应器,并且它们在许多不同的应用程序使用的数以百万计。

热注意事项

该LM2595可在两个包,一个5引脚TO-220(NDH)和5-pin表面贴装TO-263(KTT)。

可以不使用散热器的环境温度下,TO-220封装高达约50℃ (取决于输出电压和负载电流)。

在图32中的曲线显示了LM2595T结温度上升到高于环境温度为不同的输入和输出电压。 Tor的这些曲线的数据采取与LM2595T(TO-220封装)操作中的环境温度下的开关regutator 25°C(静止空气中)。

这些温升数字都是近似的,有很多因素会影响这些温度。更高的环境温度需要一定的散热片,无论是在PC板或小外部散热器。

在TO-263表面贴装型封装标签被设计为焊接到铜上的印刷电路板。该铜和董事会是该包的其他热生产部件,如散热器和续流二极管和电感。

PC板铜区,该包被焊接到至少应0.4平方英寸,理想情况下应具有2个或更多平方英寸的2盎司( 0.0028英寸)的铜。

附加铜面积提高热特性,但与铜地区大于约3平方英寸,只在小的改进散热得以实现。如果需要进一步改进热,双面,多层印制板大型铜矿区的建议。

在图33所示的曲线显示LM2595S ( TO- 263封装)结高于环境温度上升温度带1A负载关于各种输入和输出电压。这一数据是采取与电路的工作与所有组分的降压开关稳压器装在一个印刷电路板,以模拟结温在实际工作条件。

该曲线可用于快速检查的近似结温度各种条件,但要知道,有很多因素可以影响结温度。

为了获得最佳的热性能,广泛铜痕迹和印刷电路板铜数额慷慨应在电路板布局可以使用。 (有一个例外,这是输出(开关)引脚,这应该不会有大铜的地方。 )铜大面积提供热量的最佳传输(较低的热电阻)的周围的空气,流动的空气降低热阻进一步。

封装的热阻和结温上升数字都是近似的,并有许多因素会影响这些数字。其中的一些因素包括板的尺寸,形状,厚度,位置位置,甚至板的温度。

其他因素包括,线宽,总面积印刷电路铜,铜厚度,单或双面,多层电路板和焊料的金额在黑板上。

的有效性PC板的散热也取决于大小,数量及其他部件的间距在板,以及周围的空气是否是静止的或移动。而且,其中的一些组件,例如续流二极管将增加热量PC板和热可随输入电压的变化。对于电感器,根据不同的物理尺寸,类型芯材和直流电阻,其既可以作为一个散热片带走热量从董事会,也可以增加热量董事会。 电路数据的温升曲线

TO-220封装(NDH)

电容器 通孔电解

感应器 通孔,肖特,68μH

二极管 通孔,3A40V,肖特基

PC板 3平方英寸单面2盎司铜(0.0028“)

电路数据的温升曲线

TO-263封装(KTT)

电容器 表面贴装钽,模压“D”型

感应器 表面贴装,肖特,68μH

二极管 表面贴装,3A40V,肖特基

PC板 3平方英寸单面2盎司铜(0.0028“)

图34。延迟启动

图35。欠压锁定为降压稳压器

延迟启动

该电路在图34使用的ON / OFF引脚提供时间输入电压之间的时间延迟应用和当时的输出电压来了(只涉及到延迟电路启动时显示)。

当输入电压上升时,电容器C1的充电拉的ON / OFF脚高,保持调节器关闭。一旦输入电压达到其最终值和电容器停止充电,并且电阻器R2拉开/ OFF引脚为低电平,从而使电路启动开关。电阻R1被包括以限制最大电压适用于ON / OFF端子(最大25V的) ,降低电源噪声的敏感性,也限制了电容C1放电电流。

当高输入纹波电压存在,避免长时间的延迟时间,因为这个纹波可以耦合到ON /

OFF端子而造成问题。

这个延迟启动功能是在输入电源的量有限的情况下非常有用目前它可以提供。它允许输入电压上升到一个更高的电压调节器开始工作之前。降压稳压器需要在高输入电压小于输入电流。

欠压分离

有些应用程序要求监管机构保持关闭,直到输入电压达到预定的电压。一个

适用于降压调节器的欠压锁定特征示于图35,图36和图37

应用相同的功能,其倒相电路。该电路在图36具有恒定的阈值电压打开和关闭(齐纳电压加上约一伏)。如果滞后是必要的,电路如图37 有一个开启电压比关断电压不同。滞后的量为约等于输出电压的值。如果齐纳电压大于25V时,一个额外的47kΩ电阻从ON / OFF端子是需要接地引脚留在ON / OFF端子的25V最大限制之内。

反向稳压器

该电路在图38转换成一个正输入电压的负输出电压有一个共同点。该电路通过引导稳压器的接地引脚连接到负输出电压,然后接地操作反馈引脚,调节器会感应反向输出电压,调节它。

该电路具有大约13V的接通/断开阈值。

图36。欠压锁定反相器

这个例子使用了LM2595 -5.0产生一个-5V输出,但其它输出电压可以通过选择

其他输出电压版本,包括可调版本。

因为这个调节器的拓扑结构可产生一个输出电压,或者是大于或小于输入电压,最大输出电流在很大程度上取决于输入和输出电压两者。在所示的曲线图39提供了指导,以输出负载电流的可能的量对于不同的输入和输出电压的条件。

的最大电压出现在整个调节器的输入和输出电压的绝对值之和,并这必须被限制在一个最大的40V 。例如,将+20 V至-12V时,调节器会看到之间的输入引脚和接地引脚32V 。该LM2595具有40V最大输入电压规格。

额外的二极管都需要在这个稳压器配置。二极管D1用于隔离输入电压纹波或从通过CIN电容耦合到输出端,在轻负载或无负载条件下的噪声。另外,该二极管

隔离拓扑变化到closley类似于降压配置从而提供良好的闭环稳定性。

肖特基二极管被推荐用于低输入电压, (由于其较低的电压下降),但更高的输入电压时,可以使用一个快速恢复二极管。

无二极管D3,当输入电压首先施加,CIN的充电电流可以拉输出正由几伏的时间很短。添加维生素D3防止输出从去积极通过多二极管的电压。

该电路具有迟滞

监管机构开始在VIN =13V开关

调节器停止在VIN =8V切换

图37。与滞后欠压分离反相器

图39。反向稳压器的典型负载电流

因为在反相器的操作不同,所以标准设计过程不习惯选择电感值。在大多数设计中,一个68μH,1.5A电感器是最好的选择。电容选择也可以缩小到只有几个值。使用图38所示的值将提供良好的结果在大多数反相设计。

这种类型的反相器可以在启动时需要相对大的量的输入电流,即使轻负载。需要至少2毫秒或输入电流高达本LM2595电流限制(大约1.5A)更多的,直到输出达到其额定输出电压。

的实际时间取决于输出电压和输出电容的大小。输入电源的电流限制或来源,无法提供这些电流没有得到装下来,可能无法正常工作。由于相对较高的启动电流

通过反相拓扑结构需要时,( C1, R1和R2)如图38所示的延迟启动功能是推荐。通过延迟调节器启动时,输入电容被允许充电到一个更高的电压切换器开始工作之前。启动所需的高输入电流的部分现在由提供输入电容(CIN ) 。对于严重的启动条件,输入电容可以做得比正常大得多。

反向稳压器关闭方法

要使用ON / OFF端子在标准降压配置很简单,把它低于1.3V(@25°C,参考地)打开稳压器开启,拉上面1.3V它关闭稳压器关闭。随着反相配置,一些电平转换是必需的,因为稳压器的接地引脚不再在地面,但现在设置在负输出电压电平。两种不同的关闭方法反相调节器如图40所示和图41。

图40。反向稳压器接地参考关机

使用光电设备图41。反向稳压器接地参考关机

机械数据

2023年12月2日发(作者:机绮怀)

LM2595 SIMPLE SWITCHER®电源转换器150千赫1A降压型稳压器

检查样品:LM2595

特性:

•3.3V,5V,12V,和可调输出版本

•可调版本的输出电压范围,1.2V至37V±4%最大以上的线路和负载条件

•可在TO-220和TO-263(表面贴装)封装

•有保证1A输出负载电流

•输入电压范围高达40V

•只需4个外围元件

•出色的线路和负载调节规格

•150 kHz固定频率的内部振荡器

•TTL关断功能

•低功耗待机模式,Iq的通常85μA

•高效率

•使用现成的标准电感

•热停机和电流限制保护

应用:

•简单的高效率降压(降压)稳压器

•高效预调节的线性稳压器

•卡上开关稳压器

•正负转换器

说明:

该LM2595系列稳压器是单片集成电路,提供所有的活动功能,适用于降压(降压)开关稳压器,能够驱动一个1A负载出色的线路和负载调节。这些器件可在3.3V的固定输出电压, 5V , 12V ,和可调输出ing外部元件数量最少,这些稳压器使用简单,内置频率补偿电路† ,和固定频率振荡器。

该LM2595系列工作在150 kHz的开关频率,从而使小尺寸的滤波元件比什么将需要较低的高频开关稳压器。可在一个标准的5引脚TO -220封装的几种不同的引脚弯曲的选项,以及5引脚TO -263表面贴装封装。通常情况下,对于输出电压小于12V,且环境温度低于50 ℃,没有散热器是必需的。

标准电感器系列可从与该LM2595系列采用优化的几个不同的厂家。此功能大大简化了开关电源的设计。

其他功能包括输出电压的保证±4 %公差指定的输入电压和输出负载条件下,和± 15 %对振荡器的频率。外部停机包括在内,具有典型的85 μA待机电流。自我保护功能包括两个阶段的频率降低电流限制输出开关和过温关断故障条件下完整的保护。

典型用途

(固定输出电压版本)

连接图

请注意,关于可用性,保证标准,并使用德州仪器公司的半导体产品和免责条款及其关键应用使用一个重要的通知出现在此数据表的末尾。

2SIMPLE切换器,切换器制造简单的注册德州仪器的商标。

3All其他商标均为其各自所有者的财产。

图1。弯曲和交错引线,通过

孔封装

5引脚TO-220(NDH)

图3:16引脚陶瓷双列直插封装

(NFE)

图2:表面贴装封装

5引脚TO-263(KTT)

这些器件具有有限的内置ESD保护。导线应短接在一起或在储存或处理放置在导电泡棉,防止了静电损坏MOS大门。

绝对最大额定值(1)(2)

最大电源电压 45V

ON/ OFF脚输入电压 -0.3≤V≤+25 V

反馈引脚电压 -0.3≤V≤+25 V

输出电压对地 (稳态) -1V

功率耗散内部限制

存储温度范围 -65°C至+150°C

ESD敏感性

人体模型(3) 2千伏

焊接温度

KTT包装

气相(60秒) +215°C

红外(10秒) +245°C

NDH包装(焊接,10秒) +260°C

最大结温 +150°C

(1) 绝对最大额定值表明,超过这个可能会损坏设备的限制。经营额定值表明该设备是为了正常工作,但不保证特殊的性能界限。对于有保证的规格和测试条件,请参阅电气特性。

(2) 如果军事/航空航天指定的设备是必需的,请联系德州仪器销售办事处/经销商咨询具体可用性和规格。

(3) 人体模型是一个100pF的电容通过一个1.5KΩ的电阻向每个引脚放电。

工作条件:

温度范围-40°C≤TJ≤+125°C

电源电压4.5V到40V

LM2595-3.3电气特性

规格与面部标准型是TJ =25°C,和那些黑体字适用于整个工作

温度范围。

符号

参数

条件

LM2595-3.3

典型

(1)

极限

(2)

单位

(限额)

系统参数(3)测试电路图21

3.168/3.135

3.432/3.465

V

V(min)

V(max)

%

VOUT

输出电压

4.75V ≤ VIN ≤ 40V,

0.1A ≤ ILOAD ≤ 1A

3.3

η

效率

VIN = 12V,

ILOAD = 1A

78

(1)典型值是在25°C,代表了最有可能的常态。

(2)在室温(脸部标准型)和极端温度(脸黑体字)指定的所有限制。所有房间的温度限制是100%生产测试。所有的限制在极端温度,通过使用标准的统计质量控制规定(SQC)方法。所有参数均用于计算平均出厂质量水平(AOQL)。

(3)外部元件,如续流二极管,电感,输入和输出电容器和电压的编程电阻会影响开关调节器系统的性能。当LM2595用作示于图21中的测试电路,系统性能将如在电气特性部分的系统参数。

LM2595-5.0电气特性

规格与面部标准型是TJ =25°C,和那些黑体字适用于整个工作

温度范围。

符号

参数

条件

LM2595-5.0

典型

(1)

极限

(2)

单位

(限额)

系统参数(3)测试电路图21

4.800/4.750

5.200/5.250

V

V(min)

V(max)

%

VOUT

输出电压

7V ≤ VIN ≤ 40V,

0.1A ≤ ILOAD ≤ 1A

5.0

η 效率

VIN = 12V,

ILOAD = 1A

82

(1)典型值是在25°C,代表了最有可能的常态。

(2)在室温(脸部标准型)和极端温度(脸黑体字)指定的所有限制。所有房间的温度限制是100%生产测试。所有的限制在极端温度,通过使用标准的统计质量控制规定(SQC)方法。所有参数均用于计算平均出厂质量水平(AOQL)。

(3)外部元件,如续流二极管,电感,输入和输出电容器和电压的编程电阻会影响开关调节器系统的性能。当LM2595用作示于图21中的测试电路,系统性能将如在电气特性部分的系统参数。

LM2595-12电气特性

规格与面部标准型是TJ =25°C,和那些黑体字适用于整个工作

温度范围。

符号

参数

条件

LM2595-12

典型

(1)

极限

(2)

单位

(限额)

系统参数(3)测试电路图21

11.52/11.40

12.48/12.60

V

V(min)

V(max)

VOUT

输出电压

15V ≤ VIN ≤ 40V,

0.1A ≤ ILOAD ≤ 1A

12.0

(1)典型值是在25°C,代表了最有可能的常态。

(2)在室温(脸部标准型)和极端温度(脸黑体字)指定的所有限制。所有房间的温度限制是100%生产测试。所有的限制在极端温度,通过使用标准的统计质量控制规定(SQC)方法。所有参数均用于计算平均出厂质量水平(AOQL)。

(3)外部元件,如续流二极管,电感,输入和输出电容器和电压的编程电阻会影响开关调节器系统的性能。当LM2595用作示于图21中的测试电路,系统性能将如在电气特性部分的系统参数。

LM2595-12电气特性(续)

规格与面部标准型是TJ =25°C,和那些黑体字适用于整个工作

温度范围。

符号

参数

条件

LM2595-12

典型

(1)

极限

(2)

单位

(限额)

η 效率

VIN = 25V, ILOAD = 1A

12.0 90 %

LM2595-ADJ电气特性

规格与面部标准型是TJ =25°C,和那些黑体字适用于整个工作

温度范围。

符号

参数

条件

LM2595-ADJ

典型

(1)

极限

(2)

单位

(限额)

系统参数(3)测试电路图21

.5V ≤ VIN ≤ 40V, 0.1A

≤ ILOAD ≤ 1A

VOUT编程为3V。

电路如图21的

VFB

反馈电压

1.230

1.193/1.180

1.267/1.2801

V

V(min)

V(max)

%

η

效率

VIN

= 12V, VOUT

= 3V, ILOAD

= 1A

78 所有输出电压版本电气特性

规格与面部标准型是TJ =25°C,和那些黑体字适用于整个工作

温度范围。除非另有说明,VIN=12V为3.3V,5V,和可调版本和VIN=24V为

12V版本。 ILOAD= 200毫安。

LM2595-XX

符号 参数 条件

典型

(1)

设备参数

极限

(2)

单位

(限额)

Ib

fO

vSAT

DC

反馈偏置电流

振荡器频率

Adjustable Version Only,

VFB = 1.3V

See (3)

10 50/100

127/110

173/173

1.2/1.3

nA

nA (max)

kHz

kHz(min)

kHz(max)

V

V(max)

%

150

饱和电压

最大占空比(ON)

最小占空比(关)

IIOUT

= 1A

(4) (5)

See

(5)

See

(6)

1

100

0

(1)典型值是在25°C,代表了最有可能的常态。

(2)在室温(脸部标准型)和极端温度(脸黑体字)指定的所有限制。所有房间的温度限制是100%生产测试。所有的限制在极端温度,通过使用标准的统计质量控制规定(SQC)方法。所有参数均用于计算平均出厂质量水平(AOQL)。

(3)当第二阶段的电流限制被激活的开关频率被降低。减少的量由确定电流过载的严重程度。

(4)连接到输出引脚无二极管,电感或电容。

(5)从输出反馈端取出并连接到0V,强制输出晶体管开关。

(6)从输出反馈引脚断开,连接到12V为3.3V,5V,和ADJ。版本,15V为12V版本,给力输出开关管关闭。 所有输出电压版本电气特性(续)

规格与面部标准型是TJ =25°C,和那些黑体字适用于整个工作

温度范围。除非另有说明,VIN=12V为3.3V,5V,和可调版本和VIN=24V为

12V版本。 ILOAD= 200毫安。

LM2595-XX

符号 参数 条件

典型

(1)

极限

(2)

单位

(限额)

ICL

IL

IQ

ISTBY

θJC

θJA

θJA

θJA

θJA

电流限制 峰值电流(4)(5)

输出= 0V(4)(6)和(7)

输出=-1V

见(6)

ON / OFF端子=5V(关)(7)

TO-220或TO-263封装,结到外壳

TO-220封装,结到环境(8)

TO-263封装,结到环境(9)

TO-263封装,结到环境(10)

TO-263封装,结到环境(11)

1.5

1.2/1.15

2.4/2.6

50

15

10

200/250

输出漏电流

静态电流

待机静态

当前

2

5

85

2

50

50

30

20

热阻

A

A(min)

A(max)

μA(max)

mA

mA(max)

mA

mA(max)

μA

μA(max)

°C/W

°C/W

°C/W

°C/W

°C/W

ON / OFF控制测试电路图21

VIH

VIL

IH

IL

ON / OFF端子的逻辑输入

阈值电压

低(调节剂)

高(稳压器关闭)

V逻辑=2.5V(稳压器关闭)

V逻辑=0.5V(调节剂)

1.3

5

0.02

0.6

2.0

15

5

ON / OFF端子

输入电流

V

V(max)

V(min)

μA

μA(max)

μA

μA(max)

(7)VIN=40V。

(8)结到环境的热阻(不外加散热片)的TO-220封装垂直安装,具有焊接到引线印刷电路板(1盎司)的铜约1平方英寸区域。

(9)结到环境的热阻与TO-263包装标签焊接到一块印刷电路板0.5平方英寸(1盎司)。铜面积。

(10)结到环境的热阻与TO-263包装标签焊接到单面印刷电路板2.5平方英寸(1盎司)铜面积。

(11)结到环境的热阻与TO-263包装标签焊接到双面印刷电路板3平方英寸(1盎司)。铜面积电路板上的LM2595S侧,并在印刷电路板的另一面约16平方英寸铜。请参阅应用本数据表中的信息,并在切换器的热模型化繁为简®4.3版软件。

典型性能特性

(图21中的电路)

典型性能特性(续)

(图21中的电路)

典型性能特性(续)

(图21中的电路)

连续模式切换波形

反馈引脚VIN=20V,VOUT=5V,ILOAD=1A

偏置电流L =68μH,COUT=120μF,COUT ESR=100MΩ

A:输出引脚电压,至10V/div。

B:电感电流0.5A/div。

C:输出纹波电压,50 mV /格。

水平时基:2微秒/ div。

间断模式切换波形

VIN=20V,VOUT=5V,ILOAD=600毫安

L =22μH,COUT=220μF,COUT ESR=50MΩ

A:输出引脚电压,至10V/div。

B:电感电流0.5A/div。

C:输出纹波电压,50 mV /格。

水平时基:2微秒/ div。

负载瞬态响应连续模式

VIN=20V,VOUT=5V,ILOAD= 250 mA到750毫安

L =68μH,COUT=120μF,COUT ESR=100MΩ

A:输出电压,100 mV /格。(AC)

B:250毫安到750 mA负载脉冲

水平时基:100微秒/格。

典型性能特性(续)

(图21中的电路)

负载瞬态响应不连续模式

VIN=20V,VOUT=5V,ILOAD= 250 mA到750毫安

L =22μH,COUT=220μF,COUT ESR=50MΩ

A:输出电压,100 mV /格。(AC)

B:250毫安到750 mA负载脉冲

水平时基:200微秒/格。

测试电路和布局指南

图21。标准测试电路和布局指南

固定输出电压版本

CIN-120μF,50V,铝电解尼吉康“PL系列”

COUT-120μF,25V的铝电解,尼吉康“PL系列”

D1-3A,40V肖特基整流器,1N5822

L1-100μH,L29

可调输出电压版本

CIN-120μF,50V,铝电解尼吉康“PL系列”

COUT-120μF,25V的铝电解,尼吉康“PL系列”

D1-3A,40V肖特基整流器,1N5822

L1-100μH,L29

R1-1KΩ,1%的

CFF-参见应用信息科

标准测试电路和布局指南

正如在任何开关稳压器,布局是非常重要的。

与布线相关的快速开关电流

电感可以产生电压瞬变可能会造成问题。对于最小的电感和接地环路,由粗线表示的电线应宽印刷电路痕迹,应尽可能地短越好。为了达到最佳效果,外部元件应尽可能靠近切换lC的越好使用地面平面建设或单点接地。

如果打开芯电感时,必须特别注意作为这种类型的的位置和定位

电感。允许电感焊剂相交敏感的反馈,lC的groundpath和COUT的接线会造成

的问题。

当使用可调版本,必须特别注意作为反馈电阻的位置,并

相关的布线。物理定位两个电阻附近的IC和路由布线远离电感,

电感尤其是一个开放的核心类型。 (更多信息请参阅应用信息部分。)

表1。LM2595系列降压稳压器设计程序(固定输出)

程序(固定输出电压版本)

鉴于:

VOUT=稳压输出电压(3.3V,5V或12V)

VIN(MAX)=最大DC输入电压

ILOAD(MAX)=最大负载电流

1,电感选择(L1)

A.选择从图22正确的电感值的选择指南,图23,或图24(3.3V的输出电压,5V,12V或分别。)对于所有其他电压,请参阅设计程序可调版本。

B.从电感值的选择指南,确定电感区域的最大输入电压线相交和最大负载电流线。每个区域由一个确定电感值和电感器代码(LXX)。

C.选择从四个厂家的部分适当的电感在表5中列出的号码。

2,输出电容的选择( COUT )

答:在大多数应用中,低ESR (等效串联阻力位) 47 μF和330 μF之间电解电容56 μF ,270 μF之间的低ESR固体钽电容器提供最佳的结果。该电容应靠近使用IC短电容器引线和短铜线。别使用电容比330 μF大。有关更多信息,请参阅在输出电容部分应用信息部分。

B.为了简化电容选择程序,请参阅快速如表2所示的设计元件选择表,这表包含不同的输入电压,输出电压和负载电流,并列出了各种电感器和输出电容器,将提供最好的设计方案。

C.该电容器的额定电压电解电容应比输出电压高至少1.5倍,经常多需要更高的电压额定值,以满足低ESR要求低输出纹波电压。

D.对于计算机辅助设计软件,见切换器制造简单4.2或更高版本。

3,续流二极管的选择(D1)

A.续流二极管电流额定值必须至少1.3倍超过最大负载电流。另外,如果电源设计必须能够承受连续输出短路时,应该有一个二极管电流额定值等于LM2595的最大电流限制。该最紧张的条件此二极管是过载或短路输出条件。

B.二极管的反向电压额定值应该至少1.25倍的最大输入电压。

C.这个二极管必须是快速(反向恢复时间短) ,并且必须靠近使用短引线的LM2595和短印刷电路的痕迹。由于其开关速度快和低正向的压降,肖特基二极 管提供最佳的性能和效率,而应该是首选,特别是在低输出电压应用。超快速恢复,或高效率整流器还提供了不错的成绩。超快速恢复二极管通常有扭转50 ns或更少的恢复时间。整流器如1N5400系列是过慢和不应该被使用。

4,输入电容(CIN )

低ESR铝或钽旁路电容是必要的之间的输入引脚和接地引脚,以防止大的电压瞬变出现在输入。该电容应靠近IC使用短引线。此外,在RMS输入电容的电流额定值应被选择为至少½ DC负载电流。该电容器制造商的数据表必须进行检查,以确保这个电流额定值不超过。该曲线如图26所示显示了典型的RMS电流额定值几个不同的铝电解电容器的值。对于铝电解,电容器电压额定值应约1.5倍的最大输入电压。必须谨慎如果固体钽电容的使用行使(见应用对输入电容的信息) 。钽电容电压额定值应为2倍的最大输入电压,这是建议它们是浪涌电流由生产测试。输入旁路采用陶瓷电容时要小心,因为它可能会导致严重的振铃在VIN引脚。有关更多信息,请参阅在输入电容部分应用信息部分。

示例(固定输出电压版本)

鉴于:

VOUT=5V

VIN(MAX)=12V

ILOAD(MAX)=1A

1,电感选择(L1)

A.使用电感器选择指南中显示的5V版本图23。

B.从图23中所示的电感值的选择指南由12V水平线和1A相交电感区域垂直线是68μH,和电感器代码是L30。反应所需的电感值是68μH。从表中表5,转到L30线,从选择一个电感器零件号任何显示的四个厂家。 (在大多数情况下,这两个通孔和表面贴装电感器可用。)

2,输出电容的选择( COUT )在应用信息输出电容

A。见节一节。

B.从所示的快速设计部分选择表表2中,找到5V输出电压部分。在负载电流列中,选择负载电流线是最接近于当前需要在你的应用程序,在这个例子中,使用1A线。在最大输入电压列中,选择包含输入行需要在你的应用程序,在这个例子中电压,使用15V线。继续在这条线被推荐的电感和电容这将提供最佳的整体性能。该电容器清单包含两个通孔的电解和表面从四个不同的电容贴装钽电容制造商。建议两种制造商和列出在表中的制造商的序列被使用。在这个例子中的铝从几个电解电容不同的制造商提供与ESR的数字范围需要的。

220 μF 25V松下HFQ系列

220 μF 25V尼吉康PL系列

C.对于5V输出,电容电压额定值至少7.5V以上是必要的。但是,在这个例子中,即使是低ESR ,开关级,220μF 10V的铝电解电容器会表现出约225 MΩ的ESR

(见曲线在图27中为ESR与额定电压) 。这一数额的ESR将导致相对高输出纹波电压。为了减少纹波输出的1 %电压,或更小,具有更高的电压等级(低ESR)电容器应该被选中。一个16V或25V的电容会降低纹波电压约一半。

3,续流二极管的选择(D1)

A.参考表8所示在本例中的表,3A,20V,1N5820肖特基二极管将提供最佳的性能,并会不,即使是输出短路过分。

4,输入电容(CIN )

对于输入电容的重要参数是输入电压额定值和RMS电流额定值。标称输入

12V,用电压铝电解电容器的电压额定值大于18V ( 1.5 × VIN )是必要的。下一个更高的电容电压额定值为25V 。RMS额定电流要求在降压输入电容稳压器是大约半直流负载电流。在这个例子中,与图1A的负载,具有至少500的RMS电流额定值的电容器毫安是必要的。在图26中所示的曲线可以用来选择适当的输入电容。从曲线,找到25V线并注意哪些电容值有RMS电流额定值更大超过500毫安。无论是180 μF或220 μF , 25V的电容可以使用。

对于通孔设计,一个220 μF/25V电解电容(松下HFQ系列或尼吉康PL系列或同等学历)会是足够的。其他类型或其他厂商的电容可以使用提供的RMS纹波电流额定值是足够的。对于表面贴装设计,固体钽电容器可使用,但必须谨慎关于电容浪涌行使额定电流(见本上的输入电容应用信息数据表) 。该TPS系列AVX ,和593D系列从斯普拉格都是浪涌电流测试。

表2。LM2595固定电压快速设计元件选型表

表3。LM2595系列降压稳压器设计程序(可调输出)

程序(可调输出电压版本)

鉴于:

VOUT=稳压输出电压

VIN(MAX)=最大输入电压

ILOAD(MAX)=最大负载电流

F =开关频率(固定在标称150千赫)。

1,编程输出电压(选择R1和R2,如图图21) 使用下面的公式来选择合适的电阻值。

选择240Ω和1.5KΩ之间为R1的值。较低的电阻值最小化敏感的反馈引脚噪声拾取。 (对于最低温度系数和随时间,使用最佳的稳定性1%的金属膜电阻器。)

2,电感选择(L1)

A. 计算电感电压•微秒常数E•T(V•微秒),从下面的公式:

其中VSAT=内部开关的饱和电压=1V和VD=二极管正向压降=0.5V

B.使用从以前的公式在E•T值中,并与它相匹配对电感值的选择的垂直轴在E•T号指导图25中所示。

C.在横轴上,选择的最大负载电流。

D.确定由E•T值中相交的电感区域和最大负载电流值。每个区域由一个确定电感值和电感器代码(LXX)。

E.选择从四个厂家的部分适当的电感在表5中列出的号码。

3,输出电容的选择(COUT)

答:在大多数应用中,低ESR电解电容或固态47μF,330μF的钽电容提供最好的结果。该电容应使用短位于靠近IC电容器引线和短铜线。不要使用电容超过330μF大。有关更多信息,请参阅第输出电容器的应用信息部分。

B.为了简化电容选择程序,请参阅快速表4所示的设计表,该表包含不同的输出

电压,并列出了各种输出电容器,将提供最佳的设计解决方案。

C.该电容器的电压额定值应至少1.5倍比输出电压,并常常高得多的电压评级为

为满足需要低输出的低ESR要求所需纹波电压。

4,前馈电容(CFF)(见图21)

对于输出电压大于10V,额外的电容是必需的。补偿电容器通常是50 pF和10 nF的,并且并联在输出端之间电压设定电阻,R2。它提供了额外的稳定性高输出电压,低输入输出电压,和/或非常低的ESR输出电容,如固体钽电容器。

该电容类型可以是陶瓷,塑料,银云母等。(因为陶瓷电容器的特性不稳定的制造与Z5U材料,他们不推荐。)

5,续流二极管的选择(D1)

A.续流二极管电流额定值必须至少1.3倍超过最大负载电流。另外,如果电源设计必须能够承受连续输出短路时,应该有一个二极管电流额定值等于LM2595的最大电流限制。该最紧张的条件此二极管是过载或短路输出条件。

B.二极管的反向电压额定值应该至少1.25倍的最大输入电压。

C.这个二极管必须是快速(反向恢复时间短) ,并且必须靠近使用短引线的LM2595和短印刷电路的痕迹。由于其开关速度快和低正向的压降,肖特基二极管提供最佳的性能和效率,而应该是首选,特别是在低输出电压应用。超快速恢复,或高效率整流器也是一个不错的选择,但是有些在突然关闭特性可能会引起不稳定或EML问题。超快速恢复二极管通常具有50 ns或反向恢复时间少。整流器如1N4001系列是过于缓慢,不应使用。 6,输入电容(CIN)

低ESR铝或钽旁路电容是必要的之间的输入引脚和接地,以防止大的瞬态电压从出现在输入。此外, RMS额定电流输入电容应被选择为至少½直流负载电流。该电容器制造商的数据表必须进行检查,以确保这个电流额定值不超过。

在所示的曲线图26显示了几种不同的典型的RMS电流额定值铝电解电容器的值。

该电容应使用短引线位于靠近IC和电压额定值应该是大约1.5倍最大输入电压。

如果固体钽输入电容的使用,它是recomended他们将浪涌电流由生产测试。

使用具有高介电常数的陶瓷电容器时本身告诫输入旁路,因为它可能在V IN引脚引起严重的振铃。有关更多信息,请参阅在输入电容部分应用信息部分。

示例(可调输出电压版本)

鉴于:

VOUT=20V

VIN(MAX)=28V

ILOAD(MAX)=1A

F =开关频率(固定在标称150千赫)。

1,编程输出电压(选择R1和R2,如图图21)选择R1为1KΩ,1%。解决为R2。

R2=1K(16.26 - 1)=15.26k,最接近1%值15.4KΩ。 R 2=15.4KΩ。

2,电感选择(L1)

A.计算电感电压•微秒常数(E•T)

B.电子•T =34.8(V•微秒)

C. ILOAD(MAX)=1A

D.从图25中所示的电感值的选择指南,该由35(V•微秒)相交电感地区水平线和在图1A的垂直线为100μH,和电感器代码是L29。

E.从表见表5,定位线L29,然后选择一个电感器从制造商的零件编号的列表的一部分号码。

3,输出电容SeIection ( COUT )

答:请参见上COUT在应用信息部分章节。

B.从表4所示的快速设计表,找到输出电压列。从该列中,找到输出电压最接近

输出电压在应用程序中。在这个例子中,选择24V线。在输出电容部分,从一个电容通孔电解或表面的列表贴装钽类型从四个不同的电容器制造商。建议两个列出的制造商和生产商系列在表中被使用。在这个例子中,通过从孔的铝电解电容器几个不同的制造商提供。

82 μF , 35V松下HFQ系列

82 μF , 35V尼吉康PL系列

C.对于20V输出,至少30V以上是电容器的评估需要的。在这个例子中,无论是35V或50V的电容器会工作。一个35V额定值被选中,但也可以使用50V评级如果需要较低的输出纹波电压。其他制造商或其它类型的电容器,也可以使用,所提供的电容器的规格(特别是100千赫ESR)紧密地匹配于该表中列出的类型。请参考电容器制造商的数据表信息。

4,前馈电容(CFF)

在表4所示的表中包含前馈电容值不同的输出电压。在这个例子中,一个1 nF的电容是需要的。

5,续流二极管的选择(D1)

A.参考表8中所示的表

肖特基二极管提供最佳的性能,并且在这个例子中3A,40V,1N5822肖特基二极管将是一个不错的选择。该二极管3A评级是足够有余,并不会 即使短路输出过分。

6,输入电容(CIN )

对于输入电容的重要参数是输入电压额定值和RMS电流额定值。标称输入28V ,铝电解铝电解电压电容器的电压额定值大于42V ( 1.5 × VIN )将需要的。由于下一个更高的电容电压额定值为50V ,一50V电容器应该被使用。 (1.5 ×电容电压额定值VIN )是一个保守的方针,有些是否可以修改所需。

RMS额定电流为一个降压的输入电容稳压器是大约半直流负载电流。在这个例子中,与图1A的负载,具有至少500的RMS电流额定值的电容器毫安是必要的。

在图26中所示的曲线可用于选择适当的输入电容。从曲线,找到50V路线和注意哪些电容值有RMS电流额定值大于500毫安。无论是100 μF或120 μF ,可以使用50V电容。对于通孔的设计,一个120 μF/50V电解电容器(松下HFQ系列或尼吉康PL系列或同等学历)会是足够的。其他类型或其他厂商的电容可以使用提供的RMS纹波电流额定值是足够的。

对于表面贴装设计,固体钽电容器可使用,但必须谨慎关于电容浪涌行使目前rting (见本应用信息或输入电容数据表) 。该TPS系列AVX ,和593D

系列从斯普拉格都是浪涌电流测试。

为了进一步简化降压稳压器设计程序,德州仪器正在使用电脑设计软件是

与SIMPLE SWITCHER易电源线OT开关稳压器使用。

切换器制造简单(版本4.2或更高版本)可在3 ½“软盘的IBM兼容电脑。

表4。输出电容和前馈电容的选型表

LM2595系列降压稳压器设计程序

电感值的选择指南

Figure 23. LM2595-5.0 Figure 23. LM2595-5.0

Figure 24. LM2595-12 Figure 25. tLM2595-ADJ

表5。电感器制造商的零件编号

表8。二极管选型表

框图

应用信息

引脚功能

+ VIN

这是积极的输入电源的IC开关稳压器。合适的输入旁路电容必须出席这个引脚以减少电压瞬变,并提供所需的开关电流调节器。

地面电路接地。

输出内部开关。

( + VIN - VSAT )

之间在这个引脚上的电压开关和大约为- 0.5V ,带约VOUT / VIN占空比。为了尽量减少耦合到敏感电路,印刷电路板铜连接到该管脚面积应保持在最低限度。

反馈义的稳压输出电压来完成反馈回路。

ON / OFF

允许开关稳压器电路使用逻辑电平信号从而总的滴被关闭输入电源电流约85

μA 。将该引脚以下约阈值电压1.3V打开稳压器,并要将这个引脚1.3V以上(最高可达25V的)闭调节器下来。如果不需要此关机功能, ON / OF端子可连接到接地引脚,也可以是左开,在这两种情况下,监管机构将在ON状态。

外部元件输入电容

CIN-低ESR铝或钽旁路电容之间需要输入引脚和接地引脚。它必须靠近使用短引线调节器。这个电容可以防止大的瞬态电压从出现在输入,并提供了所需的瞬时电流每次开关接通。对于输入电容的重要参数是电压额定值和RMS电流额定值。由于相对较高的RMS电流流动在降压稳压器的输入电容,该电容应选择其RMS电流额定值而不是它的电容或电压额定值,虽然电容值和电压评级直接相关的RMS电流额定值。

一个电容的RMS电流额定值可被视为一个电容器的额定功率。该RMS电流流通过电容器内部ESR产生动力,这将导致电容器的内部温度来上升。

一个电容器的RMS电流额定值的电流,使体内所需的金额确定温度约10℃以上的105℃的环境温度下电容器的消散能力这个热量散发到周围空气中,将决定的电流对电容器可以安全地承受的量。电容器的体积较大,且有大面积通常会具有较高的RMS电流额定值。

对于一个给定电容值,更高的电压电解电容器在物理上比低电压电容越大,并从而能够消散更多热量散发到周围空气中,并因此将有一个较高的RMS电流额定值。

操作上面RMS额定电流的电解电容器的后果是缩短经营生活。较高的温度加快了电容器的电解液的蒸发,从而导致最终的失败。选择一个输入电容需要咨询制造商的数据表的最大允许RMS纹波电流。为40 ℃,最高环境温度,一般原则是选择与一个电容器纹波的直流负载电流的约50 %的额定电流。 对于环境温度高达70 ° C时,直流负载电流的75%的额定电流将是一个保守的设计是不错的选择。电容器额定电压必须大于最大输入电压大至少1.25倍,并常常高得多的电压电容器是必要的,以满足在RMS电流的要求。

在图26中所示的曲线示出了电解电容器的值,它的额定电压之间的关系,并RMS电流是额定的。这些曲线是从尼吉康“PL”系列低ESR的,获得高设计的开关稳压器应用的可靠性电解电容。其他电容器制造商提供相似类型的电容器,但经常检查电容器的数据表。

“标准”电解电容器通常具有更高的ESR号码,较低的RMS电流额定值和典型地具有较短的工作寿命。

由于其体积小,性能优良,表面贴装固体钽电容器通常用于输入旁路,但一些预防措施,必须遵守。固体钽电容器一小部分可短,如果浪涌电流额定值超出。这可以在转弯发生在当输入电压是突然应用,当然,更高的输入电压产生较高的浪涌电流。

几个电容器制造商做100%的浪涌电流测试他们的产品,以尽量减少这种潜在的问题。如果高导通电流预期的,则可能需要通过增加之前的任一些电阻或电感,以限制该电流钽电容,或选择更高的电压电容器。与铝电解电容器,RMS纹波

额定电流的大小必须在负载电流。

前馈电容

(可调输出电压版本)

CFF-前馈电容CFF,在图21 R2两端所示是用来当输出电压大于10V或当COUT具有非常低的ESR。该电容增加了超前补偿的反馈回路,增加了相位裕度更好的环路稳定性。对于CFF选择,请参阅设计程序部分。

图26。RMS电流额定值为低ESR电解电容(典型值) 输出电容

COUT -输出电容必须过滤输出,并提供稳压环路稳定性。低阻抗或低ESR电解或固体钽电容设计的开关稳压器应用必须使用。

当选择一个输出电容器,该电容器的重要参数;在100千赫的等效串联电阻(ESR) , RMS纹波额定电流,额定电压和电容值。输出电容,在ESR值是最重要的参数。

输出电容器需要的ESR值,该值具有上限和下限。对于低输出纹波电压,需要低ESR值。这个值是由所允许的最大输出纹波电压,通常为1 %确定到输出电压的2%。但是,如果所选择的电容器的ESR极低,有一个可能性不稳定的反馈环,从而产生一个振荡输出。使用该表中列出的电容,或类似的类型,将提供各种条件下的设计方案。

如果非常低的输出纹波电压(小于15毫伏)是必需的,是指在输出电压的部

纹波和瞬变一个职位纹波过滤器。

铝电解电容器的ESR值与电容值和它的额定电压。在大多数的情况下,高电压电解电容器具有较低的ESR值(参见图27) 。通常情况下,电容与多更高的电压额定值可能会需要提供所需的低输出纹波电压,低ESR值。

输出电容为许多不同的切换器的设计往往能得到满足,只有三个或四个不同电容值和几个不同的电压等级。请参阅快速设计部分选择表表2和表4的典型电容值,额定电压,制造商和电容类型。

电解电容是不建议温度低于-25 °C。的ESR在冷急剧上升温度和典型的上升3X

@ -25° C和高达10倍于-40 °C。见曲线,如图28所示。

固体钽电容器有一个更好的ESR规格为寒冷的气温和被推荐为

温度低于-25°C。

图27。电容ESR与电容的额定电压(典型的低ESR电解电容)

肖特基二极管

降压稳压器需要一个二极管,当开关关闭,以提供返回路径的电感电流。这必须是快速二极管,并使用短引线和短印刷电路走线必须靠近LM2595。 因为他们非常快的开关速度和低正向电压下降,肖特基二极管提供最佳的 性能,尤其是在低输出电压应用(5V及更低)。

超快速恢复,或高效率整流器也是一个不错的选择,但是有些在突然关机,可能会引起不稳定或EMI问题。超快速恢复二极管通常具有50 ns或更少的反向恢复时间。这种整流器为1N5400系列是过慢和不应该被使用。

图28。电容ESR变化与温度

电感的选择

所有的开关稳压器有两种基本的工作模式;连续和不连续的。所不同的两种类型之间涉及的电感电流,无论是连续流动的,或者如果它下降到零的在正常的开关周期期间的时间。

每种模式都有明显不同的经营特色,这可能会影响调节器的性能和要求。大多数开关的设计将在运行当负载电流是不连续的低模。

的LM2595(或任何简单切换器的家庭)可用于两个连续或不连续模式操作。

在许多情况下,操作的优选模式是连续模式。它提供更大的输出功率,低峰值开关,电感器和二极管的电流,并且可以具有较低的输出纹波电压。

但它确实需要更大的电感值,以保持电感电流连续流动,特别是在低输出负载电流和/或 高输入电压。

为了简化电感选择过程中,一个电感器选择指南(算图)的设计(见图22通过图25)。本指南假设稳压器工作在连续模式下运行,并选择一个电感器,这将允许一个峰 - 峰值电感纹波电流为最大设计的若干百分比负载电流。

该峰 - 峰值电感纹波电流百分比是不固定的,但允许改变为不同设计的负载电流进行选择。 (见图29。)

图29(ΔIIND)峰 - 峰值电感纹波电流(为百分比负载电流)与负载电流的

可以保持相对较低。

当在连续模式下,电感器电流波形范围为三角形,以锯齿波形(取决于输入电压) ,在该电流波形等于平均值类型直流输出负载电流。

电感器,可在不同的风格,如锅核心,环形, E型磁芯,绕线管芯等,以及不同芯材料,如铁氧体和铁粉。最便宜的,筒子,棒或棍子核心,由线缠绕在一个铁氧体线轴。这种类型的结构使得一个廉价的电感,但自磁通量没有被完全内芯体,它会产生更多的电磁干扰(EML) 。

该磁通可诱发电压到附近的印刷电路走线,从而导致问题的两个开关稳压器的操作和附近敏感的电路,并且可以放弃,因为不正确的读数范围感应电压在示波器探头。也看到在打开芯电感部分。

当多个开关稳压器都位于同一台PC板,开核的磁性能引起两个调节器电路的一个或多个,特别是在高电流之间的干扰。一个环形或E型磁芯电感器(闭磁路结构)应在这些情况下使用。

在选型表中列出的电感器包括铁氧体E型磁芯建设肖特,铁氧体梭芯伦科和COILCRAFT ,和铁粉环形脉冲工程。

超过一个电感器的最大电流额定值可能导致电感由于铜线的过热损失,或核心可能饱和。如果电感开始饱和,电感迅速减小,电感开始主要是看电阻(绕组的直流电阻) 。这会造成开关的电流上升非常迅速,开关强行进入逐周期电流限制,从而降低了DC输出负载电流。

这也可能导致电感器和/或LM2595的过热。不同的电感类型有不同的饱和特性,而这应该是选择电感时牢记。

电感器制造商的数据表,包括电流和能量限制,以避免电感饱和。

不连续模式操作

选择指南选择适合连续工作模式的电感值,但对于低电流应用和/或高输入电压,不连续模式的设计可能是一个更好的选择。它会使用 电感器,其将物理上更小,并且将只需要一个半到三分之一所需要的电感值 对连续模式设计。

峰值开关和电感电流将在一个不连续的设计更高, 但在这些低的负载电流(400

mA以下),最大开关电流仍将小于开关 电流限制。

不连续的操作可以有电压波形是不是连续的设计相当的不同。

输出引脚(开关)波形可以有一定的阻尼正弦振荡存在。 (见典型性能特性照片标题为间断模式切换波形)这铃声是正常的不连续操作,而不是由反馈回路不稳定性引起的。在连续操作,有一段时间其中既没有开关或二极管被导通,电感器电流下降到零。

在这时,少量的能量可以在电感器和开关/二极管的寄生电容之间循环造成这一特点的铃声。通常这铃声是不是一个问题,除非幅度变大足以超过输入电压,即使在那时,有非常少的能量存在造成损害。

不同类型的电感器和/或核心材料产生不同量的这种特性振铃。铁氧体磁芯电感器具有非常小的磁芯损耗,并因此产生最振铃。铁粉的高铁损电感器产生较少的铃声。如果需要的话,一个串联RC可以被放置在与电感器并联以抑制振铃。计算机辅助设计软件切换器制造简单(版本4.3)将提供所有组件值进行操作的连续和不连续模式。

图30。发表纹波波形过滤器

输出电压纹波和瞬变

在连续模式中操作的一个开关电源的输出电压将包含一个锯齿纹波电压在切换频率,并且还可能包含短电压尖峰在锯齿的峰波形。

输出纹波电压是电感锯齿纹波电流的输出和ESR的函数电容。一个典型的输出纹波电压的范围可以从约0.5%到输出电压的3%。至获得低纹波电压,输出电容的ESR要低,然而,必须谨慎时用极低的ESR电容,因为它们会影响环路的稳定性,从而导致振荡问题。如果非常低的输出纹波电压是必要的(小于20毫伏),后纹波过滤器建议。 (见图21)。

所需的电感量通常为1μH和5μH之间,具有低直流电阻,以保持良好的负载

调节。低ESR输出滤波电容也需要保证良好的动态负载响应和纹波减少。此电容器的ESR可以低随意的,因为它是出了调节器的反馈回路的。 在图30所示的照片显示了一个典型的输出纹波电压,有和没有一个后纹波过滤器。 当观察输出纹波与一个范围,它是必不可少的一个短,低电感示波器探头接地结合使用。大多数示波器探头制造商提供其焊接到一个特殊的探头终止调节板,最好在输出电容。

这提供了非常短的范围地面从而消除与通常设置有所述探针的3英寸地线相关联的问题,并提供了一个更纹波电压波形更清洁,更准确的描述。

电压尖峰是由输出开关和二极管的快速切换动作引起的,该寄生电感输出滤波电容器,以及其相关联的布线。为了减少这些电压尖峰,输出电容器应设计为开关稳压器应用,和引线长度必须保持非常短。

布线电感,杂散电容,以及用于评估这些瞬变示波器探头,都有助于到这些峰值的幅度。

当开关调节器工作在连续模式下,电感器电流的波形从一个范围三角到波形(取决于输入电压)的锯齿型。对于一个给定的输入和输出电压,这个电感器电流波形的峰 - 峰振幅保持恒定。随着负载电流的增加或减小,整个锯齿波电流波形也上升和下降。这个平均值(或中心)电流波形是等于DC负载电流。

如果负载电流下降到足够低的水平,锯齿电流波形的底部将达到零,并切换将平滑地改变从连续到不连续的操作模式。最切换器设计(irregardless多大的电感值)将被强制执行,如果不连续的输出是轻加载。这是操作的一个完全可以接受的模式。

图31。峰 - 峰值电感纹波电流与负载电流

在一个开关稳压器设计,知道峰 - 峰值电感纹波电流( ΔIIND )的值可以是用于确定许多其它电路参数是有用的。例如,峰值电感或峰值开关参数当前,最小负载电流之前的电路变得不连续,输出纹波电压和输出电容的ESR都可以从峰到峰ΔIIND计算。当在所示的电感器共线图

图22至图25是用来选择一个电感值,峰 - 峰值电感纹波电流可立即确定。在图31中所示的曲线示出了( ΔIIND )的,可预期的范围不同的负载电流。该曲线也显示了峰 - 峰值电感纹波电流( ΔIIND )变动你从下部边界的电感区域内去上边界(对于给定的负载电流)。该上部边界表示一个更高的输入电压,而下边界代表低级输入电压(见电感的选择指南) 。 这些曲线是唯一正确的连续模式运行,且仅当电感器选择指南的使用选择电感值

请看下面的例子:

VOUT=5V,800 mA(最大值)负载电流

VIN=12V,额定,10V和14V之间变化。

在图23中选择导引显示的垂直线为一个0.8A的负载电流,及水平线的12V输入电压相交大约中间的68μH的电感的上下边界之间区域。 A 68μH电感器将允许peak-to-peak电感电流(ΔIIND)流动,这将是的百分比最大负载电流。参考图31,按照0.8A线近似中间插入电感区域,并读取峰 - 峰值电感纹波电流(ΔIIND)在左手轴(约300毫安页)。

随着输入电压增加至14V,它接近电感区域的上边界,以及电感纹波电流增大。参照图31的曲线,可以看出,对于0.8A的负载电流,该峰 - 峰值电感纹波电流(ΔIIND)为300 mA的12V的,并且可以从340毫安在上边框(14V的)到225毫安的下边界(10V的)。一旦ΔIIND值是已知的,下面的公式可以用于计算有关的其他信息开关稳压器的电路。

1, 峰值电感或峰值开关电流

2,电路之前,最小负载电流变得不连续

3,输出纹波电压=(ΔIIND)×(COUT的ESR)=0.30A×0.16Ω= 48毫伏的p-p

4. ESR of COUT

开芯电感

增加输出纹波电压或不稳定的操作的另一种可能的来源是一个开放的空心电感。

铁氧体线轴或棒的电感器具有的磁通线从线轴的一端流过空气来的另一端。通量这些磁力线会感应出一个电压到任何电线或PC板铜的痕迹来自电感器的磁内。磁场的强度,方向和位置PC铜跟踪到的磁场,铜跟踪和电感器之间的距离,确定电压中的铜迹线中产生的量。

看这个电感耦合的另一种方法是将考虑PC板铜箔的变压器一匝(二级)与电感线圈作为初级。许多毫伏可以在铜箔靠近一个开放的核心电感这可能会导致产生

稳定的问题或高输出纹波电压的问题。

如果不稳定的操作能够被看见,并且一个开芯电感器被使用时,它可能是电感的与位置相对于其它PC的痕迹可能是问题。如果要判断这是不是问题,暂时提高电感离板由几英寸,然后检查电路的操作。如果电路目前经营正常,然后从开放的核心电感磁通引起的问题。代以封闭磁芯的电感如环形线圈或E -核心将纠正问题,或重新安排电脑布局可能是必要的。

磁焊剂切割IC器件的地线,反馈跟踪或输出电容的正或负的痕迹应尽量减少。 有时候,直接定位一丝筒子电感器下方提供了良好的效果,只要它恰恰是在电感器的中心(因为感应电压互相抵消了) ,但如果是偏离中心1方向或另一方向,则可能出现问题。如果焊剂的问题存在时,所述电感器的连方向绕组可以有所作为的一些电路。

开放核心电感这次讨论是不是要吓唬用户,而是要提醒什么样的问题在用户要注意在使用他们。开核梭芯或“棒”电感器是一种廉价,简单的方法制造一个紧凑高效的感应器,并且它们在许多不同的应用程序使用的数以百万计。

热注意事项

该LM2595可在两个包,一个5引脚TO-220(NDH)和5-pin表面贴装TO-263(KTT)。

可以不使用散热器的环境温度下,TO-220封装高达约50℃ (取决于输出电压和负载电流)。

在图32中的曲线显示了LM2595T结温度上升到高于环境温度为不同的输入和输出电压。 Tor的这些曲线的数据采取与LM2595T(TO-220封装)操作中的环境温度下的开关regutator 25°C(静止空气中)。

这些温升数字都是近似的,有很多因素会影响这些温度。更高的环境温度需要一定的散热片,无论是在PC板或小外部散热器。

在TO-263表面贴装型封装标签被设计为焊接到铜上的印刷电路板。该铜和董事会是该包的其他热生产部件,如散热器和续流二极管和电感。

PC板铜区,该包被焊接到至少应0.4平方英寸,理想情况下应具有2个或更多平方英寸的2盎司( 0.0028英寸)的铜。

附加铜面积提高热特性,但与铜地区大于约3平方英寸,只在小的改进散热得以实现。如果需要进一步改进热,双面,多层印制板大型铜矿区的建议。

在图33所示的曲线显示LM2595S ( TO- 263封装)结高于环境温度上升温度带1A负载关于各种输入和输出电压。这一数据是采取与电路的工作与所有组分的降压开关稳压器装在一个印刷电路板,以模拟结温在实际工作条件。

该曲线可用于快速检查的近似结温度各种条件,但要知道,有很多因素可以影响结温度。

为了获得最佳的热性能,广泛铜痕迹和印刷电路板铜数额慷慨应在电路板布局可以使用。 (有一个例外,这是输出(开关)引脚,这应该不会有大铜的地方。 )铜大面积提供热量的最佳传输(较低的热电阻)的周围的空气,流动的空气降低热阻进一步。

封装的热阻和结温上升数字都是近似的,并有许多因素会影响这些数字。其中的一些因素包括板的尺寸,形状,厚度,位置位置,甚至板的温度。

其他因素包括,线宽,总面积印刷电路铜,铜厚度,单或双面,多层电路板和焊料的金额在黑板上。

的有效性PC板的散热也取决于大小,数量及其他部件的间距在板,以及周围的空气是否是静止的或移动。而且,其中的一些组件,例如续流二极管将增加热量PC板和热可随输入电压的变化。对于电感器,根据不同的物理尺寸,类型芯材和直流电阻,其既可以作为一个散热片带走热量从董事会,也可以增加热量董事会。 电路数据的温升曲线

TO-220封装(NDH)

电容器 通孔电解

感应器 通孔,肖特,68μH

二极管 通孔,3A40V,肖特基

PC板 3平方英寸单面2盎司铜(0.0028“)

电路数据的温升曲线

TO-263封装(KTT)

电容器 表面贴装钽,模压“D”型

感应器 表面贴装,肖特,68μH

二极管 表面贴装,3A40V,肖特基

PC板 3平方英寸单面2盎司铜(0.0028“)

图34。延迟启动

图35。欠压锁定为降压稳压器

延迟启动

该电路在图34使用的ON / OFF引脚提供时间输入电压之间的时间延迟应用和当时的输出电压来了(只涉及到延迟电路启动时显示)。

当输入电压上升时,电容器C1的充电拉的ON / OFF脚高,保持调节器关闭。一旦输入电压达到其最终值和电容器停止充电,并且电阻器R2拉开/ OFF引脚为低电平,从而使电路启动开关。电阻R1被包括以限制最大电压适用于ON / OFF端子(最大25V的) ,降低电源噪声的敏感性,也限制了电容C1放电电流。

当高输入纹波电压存在,避免长时间的延迟时间,因为这个纹波可以耦合到ON /

OFF端子而造成问题。

这个延迟启动功能是在输入电源的量有限的情况下非常有用目前它可以提供。它允许输入电压上升到一个更高的电压调节器开始工作之前。降压稳压器需要在高输入电压小于输入电流。

欠压分离

有些应用程序要求监管机构保持关闭,直到输入电压达到预定的电压。一个

适用于降压调节器的欠压锁定特征示于图35,图36和图37

应用相同的功能,其倒相电路。该电路在图36具有恒定的阈值电压打开和关闭(齐纳电压加上约一伏)。如果滞后是必要的,电路如图37 有一个开启电压比关断电压不同。滞后的量为约等于输出电压的值。如果齐纳电压大于25V时,一个额外的47kΩ电阻从ON / OFF端子是需要接地引脚留在ON / OFF端子的25V最大限制之内。

反向稳压器

该电路在图38转换成一个正输入电压的负输出电压有一个共同点。该电路通过引导稳压器的接地引脚连接到负输出电压,然后接地操作反馈引脚,调节器会感应反向输出电压,调节它。

该电路具有大约13V的接通/断开阈值。

图36。欠压锁定反相器

这个例子使用了LM2595 -5.0产生一个-5V输出,但其它输出电压可以通过选择

其他输出电压版本,包括可调版本。

因为这个调节器的拓扑结构可产生一个输出电压,或者是大于或小于输入电压,最大输出电流在很大程度上取决于输入和输出电压两者。在所示的曲线图39提供了指导,以输出负载电流的可能的量对于不同的输入和输出电压的条件。

的最大电压出现在整个调节器的输入和输出电压的绝对值之和,并这必须被限制在一个最大的40V 。例如,将+20 V至-12V时,调节器会看到之间的输入引脚和接地引脚32V 。该LM2595具有40V最大输入电压规格。

额外的二极管都需要在这个稳压器配置。二极管D1用于隔离输入电压纹波或从通过CIN电容耦合到输出端,在轻负载或无负载条件下的噪声。另外,该二极管

隔离拓扑变化到closley类似于降压配置从而提供良好的闭环稳定性。

肖特基二极管被推荐用于低输入电压, (由于其较低的电压下降),但更高的输入电压时,可以使用一个快速恢复二极管。

无二极管D3,当输入电压首先施加,CIN的充电电流可以拉输出正由几伏的时间很短。添加维生素D3防止输出从去积极通过多二极管的电压。

该电路具有迟滞

监管机构开始在VIN =13V开关

调节器停止在VIN =8V切换

图37。与滞后欠压分离反相器

图39。反向稳压器的典型负载电流

因为在反相器的操作不同,所以标准设计过程不习惯选择电感值。在大多数设计中,一个68μH,1.5A电感器是最好的选择。电容选择也可以缩小到只有几个值。使用图38所示的值将提供良好的结果在大多数反相设计。

这种类型的反相器可以在启动时需要相对大的量的输入电流,即使轻负载。需要至少2毫秒或输入电流高达本LM2595电流限制(大约1.5A)更多的,直到输出达到其额定输出电压。

的实际时间取决于输出电压和输出电容的大小。输入电源的电流限制或来源,无法提供这些电流没有得到装下来,可能无法正常工作。由于相对较高的启动电流

通过反相拓扑结构需要时,( C1, R1和R2)如图38所示的延迟启动功能是推荐。通过延迟调节器启动时,输入电容被允许充电到一个更高的电压切换器开始工作之前。启动所需的高输入电流的部分现在由提供输入电容(CIN ) 。对于严重的启动条件,输入电容可以做得比正常大得多。

反向稳压器关闭方法

要使用ON / OFF端子在标准降压配置很简单,把它低于1.3V(@25°C,参考地)打开稳压器开启,拉上面1.3V它关闭稳压器关闭。随着反相配置,一些电平转换是必需的,因为稳压器的接地引脚不再在地面,但现在设置在负输出电压电平。两种不同的关闭方法反相调节器如图40所示和图41。

图40。反向稳压器接地参考关机

使用光电设备图41。反向稳压器接地参考关机

机械数据

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