ZHCSKU0G November   1999  – March 2023 LM2596

PRODUCTION DATA  

  1. 1 特性
  2. 2 应用
  3. 3 说明
  4. 4 修订历史记录
  5. 5 说明（续）
  6. 6 引脚配置和功能
  7. 7 规格
    1. 7.1  绝对最大额定值
    2. 7.2  ESD 等级
    3. 7.3  运行条件
    4. 7.4  热性能信息
    5. 7.5  电气特性 – 3.3V 版本
    6. 7.6  电气特性 – 5V 版本
    7. 7.7  电气特性 – 12V 版本
    8. 7.8  电气特性 – 可调电压版本
    9. 7.9  电气特性 – 所有输出电压版本
    10. 7.10 典型特性
  8. 8 详细说明
    1. 8.1 概述
    2. 8.2 功能方框图
    3. 8.3 特性说明
      1. 8.3.1 延迟启动
      2. 8.3.2 欠压锁定
      3. 8.3.3 反向稳压器
      4. 8.3.4 反相稳压器关断方法
    4. 8.4 器件功能模式
      1. 8.4.1 非连续模式运行
  9. 9 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
      1. 9.1.1 输入电容器 (CIN)
      2. 9.1.2 前馈电容器 (CFF)
      3. 9.1.3 输出电容器 (COUT)
      4. 9.1.4 环流二极管
      5. 9.1.5 电感器选型
      6. 9.1.6 输出电压纹波和瞬态
      7. 9.1.7 开放磁芯电感器
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 LM2596 固定输出系列降压稳压器
        1. 9.2.1.1 设计要求
        2. 9.2.1.2 详细设计过程
          1. 9.2.1.2.1 使用 WEBENCH® 工具进行定制设计
          2. 9.2.1.2.2 电感选择 (L1)
          3. 9.2.1.2.3 输出电容器选型 (COUT)
          4. 9.2.1.2.4 环流二极管选择 (D1)
          5. 9.2.1.2.5 输入电容器 (CIN)
        3. 9.2.1.3 应用曲线
      2. 9.2.2 LM2596 可调节输出系列降压稳压器
        1. 9.2.2.1 设计要求
        2. 9.2.2.2 详细设计过程
          1. 9.2.2.2.1 对输出电压进行编程
          2. 9.2.2.2.2 电感选择 (L1)
          3. 9.2.2.2.3 输出电容器选型 (COUT)
          4. 9.2.2.2.4 前馈电容器 (CFF)
          5. 9.2.2.2.5 环流二极管选择 (D1)
          6. 9.2.2.2.6 输入电容器 (CIN)
        3. 9.2.2.3 应用曲线
    3. 9.3 电源相关建议
    4. 9.4 布局
      1. 9.4.1 布局指南
      2. 9.4.2 布局示例
      3. 9.4.3 散热注意事项
  10. 10器件和文档支持
    1. 10.1 器件支持
      1. 10.1.1 第三方产品免责声明
      2. 10.1.2 开发支持
        1. 10.1.2.1 使用 WEBENCH® 工具进行定制设计
    2. 10.2 接收文档更新通知
    3. 10.3 支持资源
    4. 10.4 商标
    5. 10.5 静电放电警告
    6. 10.6 术语表
  11. 11机械、封装和可订购信息

封装选项

请参考 PDF 数据表获取器件具体的封装图。

机械数据 (封装 | 引脚)
  • NDH|5
  • NEB|5
  • KTT|5
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

9.1.6 输出电压纹波和瞬态

在连续模式下运行的开关电源的输出电压将在开关频率下包含锯齿纹波电压，并且还可以在锯齿波形的峰值处包含短电压尖峰。

输出纹波电压是电感器锯齿形纹波电流与输出电容器的 ESR 的函数。典型输出纹波电压的范围约为输出电压的 0.5% 至 3%。为了获得低纹波电压，输出电容器的 ESR 必须很低；但是，在使用极低 ESR 电容器时要小心，因为它们会影响环路稳定性，从而导致出现振荡问题。如果需要极低的输出纹波电压（小于 20mV），TI 建议使用后置纹波滤波器（请参阅图 9-10）。所需的电感通常在 1μH 至 5μH 之间，并且具有低直流电阻，以便保持良好的负载调节。还需要一个低 ESR 输出滤波电容器来确保良好的动态负载响应和纹波减少。由于此电容器不在稳压器反馈环路中，因此它的 ESR 可以根据需要降低到任何程度。图 8-9 展示了使用和不使用后置纹波滤波器时的典型输出纹波电压。

使用示波器观察输出纹波时，必须使用短的低电感示波器探针接地连接。大多数示波器探头制造商提供一个特殊的探头端子，它焊接在稳压器电路板上，最好是在输出电容器处。这样就提供了非常短的示波器接地，从而消除了与探头通常提供的 3 英寸接地引线相关的问题，并提供更清晰和更准确的纹波电压波形图片。

输出开关和二极管的快速开关动作、输出滤波电容器的寄生电感及其相关接线会引起电压尖峰。为了更大限度地减少这些电压尖峰，输出电容器必须设计用于开关稳压器应用，并且引线长度必须非常短。接线电感、杂散电容以及用于评估这些瞬变的示波器探头都会影响这些尖峰的幅度。

当开关稳压器在连续模式下运行时，电感器电流波形的范围从三角波形到锯齿波形变动（取决于输入电压）。对于给定的输入和输出电压，此电感器电流波形的峰峰值幅度保持恒定。随着负载电流增大或减小，整个锯齿电流波形也会上升和下降。此电流波形的平均值（或中心）等于直流负载电流。

如果负载电流降至足够低的水平，则锯齿电流波形的底部会达到零，并且开关转换器会从连续工作模式平稳地变为非连续工作模式。大多数开关转换器设计（无论电感器值是多大）在输出是轻负载时都会强制非连续运行。这是一种完全可以接受的运行模式。

GUID-53A4E167-76CF-484A-94D1-08B3F50FDB81-low.png图 9-9 峰峰值电感器纹波电流与负载电流间的关系

在开关稳压器设计中，知道峰峰值电感器纹波电流的值 (ΔIIND) 对于确定一些其他电路参数非常有用。峰值电感器或峰值开关电流、电路变得不连续之前的最小负载电流、输出纹波电压和输出电容 ESR 等参数均可根据峰峰值 ΔIIND 计算得出。当使用图 9-5 至图 9-8 中的电感器列线图来选择电感器值时，可以立即确定电感器纹波电流峰峰值。图 9-9 展示了不同负载电流的预期范围 (ΔIIND)。图 9-9 还展示了在电感区域内从下边界到上边界（对于给定负载电流）时电感器纹波电流峰峰值 (ΔIIND) 如何变化。上边界代表更高的输入电压，而下边界代表更低的输入电压。

这些曲线仅适用于连续模式运行，并且仅在使用电感器选择指南来选择电感器值时才正确。

考虑以下示例：

VOUT = 5V，最大负载电流为 2.5A

VIN = 12V，标称值，在 10V 和 16V 之间变化。

图 9-6 中的选择指南显示，2.5A 负载电流的垂直线和 12V 输入电压的水平线在 33μH 电感区域的上边界和下边界之间的大约中间位置交叉。使用 33μH 电感器，可以让电感器电流峰峰值 (ΔIIND)（在最大负载电流的特定百分比范围内）在电路中流动。在图 9-9 中，沿大约中间位置的 2.5A 线进入电感区域，然后读取左轴上的电感器纹波电流峰峰值 (ΔIIND)（大约 620mAp-p）。

随着输入电压增加到 16V，接近电感区域的上边界，电感纹波电流会增大。图 9-9 显示，对于 2.5A 的负载电流，在 12 VIN 下，电感器纹波电流峰峰值(ΔIIND) 为 620mA，并在上边界 (16 VIN) 时可达到 740mA，在下边界 (10 VIN) 时为 500mA。

已知 ΔIIND 值之后，使用这些公式计算有关开关稳压器电路的其他信息。

方程式 1. Peak Inductor or peak sWitch current =ILOAD+∆IIND2 = 2.5 A + 0.62 A2 = 2.81 A
方程式 2. Minimum load current before the circuit becomes discontinuous=∆IIND2 = 0.62 A2 = 0.31 A
方程式 3. O u t p u t   R i p p l e   V o l t a g e = ∆ I I N D E S R   o f   C O U T = 0.62   A 0.1   Ω = 62   m V p p
方程式 4. ESR of COUT=Output Ripple Voltage∆IIND=0.062 V0.62 A=0.1 Ω