60V转3V,3.3V;60V转5V,12V,15V电源芯片电路图
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概述:LM2596系列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,还有一个输出可调版本。
添加少量的外部元件就可以使用该电压调节器。
该器件内部集成有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。
其封装形式包括标准的5脚TO-220封装和5脚TO-263表贴封装。
由于该器件可以使用通用的标准电感,这更优化了LM2596的使用,极大地简化了开关电源电路的设计。
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±4%的范围内,振荡频率误差在±15%的范围内;可以用仅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)。
特征:※ 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,±4%※封装形式:TO-220(T)和TO-263(S)※保证输出负载电流3A※输入电压可高达40V※仅需4个外接元件※很好的线性和负载调节特性※150KHz固定频率的内部振荡器※TTL关断能力※低功耗待机模式,I Q的典型值为80μA※高转换效率※使用容易购买的标准电感※具有过热保护和限流保护功能应用:※简易高效率降压调节器※在卡上的开关电压调节器※正到负电压转换器专利号:5382918典型电路(固定输出电压版本):封装和型号:※弯曲交叉的引脚,通孔封装,5脚TO-220 (T)订货型号:LM2596T-3.3, LM2596T-5.0,LM2596T-12 or LM2596T-ADJ ※表面贴封装,5脚TO-263 (S)订货型号:LM2596S-3.3, LM2596S-5.0, LM2596S-12 or LM2596S-ADJ极限条件:最大供电电压45VON /OFF 管脚输入电压-0.3≤V≤+25V反馈脚电压-0.3≤V≤+25V输出电压到地(稳态)-1V功率消耗内部限定储存温度-65°C 到+150°CESD易感性(人体模式)2KV焊接温度T封装(锡焊, 10秒) +260°C最大结温+150°C运行条件:温度范围-40°C≤T J≤+125°C供电电压 4.5V 到40VLM2596-3.3电参数说明:标准字体对应的项目适合于TJ=25℃时,粗体字对应的项目适合于全温度范围符号意义测试条件典型值(注3)极限值(注4)单位(极限)系统参数(注5) 测试电路图 1V OUT输出电压 4.75V ≤ V IN≤ 40V,0.2A ≤ I LOAD≤ 3A 3.33.168/3.1353.432/3.465VV(min)V(max)η效率V IN = 12V,I LOAD = 3A73 %LM2596-5.0电参数说明:标准字体对应的项目适合于TJ=25℃时,粗体字对应的项目适合于全温度范围符号意义测试条件典型值(注3)极限值(注4)单位(极限)系统参数(注5) 测试电路图 1V OUT输出电压7V ≤ V IN ≤ 40V,0.2A ≤ I LOAD≤ 3A 5.04.800/4.7505.200/5.250VV(min)V(max)η效率V IN = 12V,I LOAD = 3A80 %LM2596-12电参数说明:标准字体对应的项目适合于TJ=25℃时,粗体字对应的项目适合于全温度范围符号意义测试条件典型值(注3)极限值(注4)单位(极限)系统参数(注5) 测试电路图 1V OUT输出电压15V ≤ V IN≤ 40V,0.2A ≤ I LOAD≤ 3A 12.011.52/11.4012.48/12.60VV(min)V(max)η效率V IN = 25V,I LOAD = 3A90 %LM2596-ADJ电参数说明:标准字体对应的项目适合于TJ=25℃时,粗体字对应的项目适合于全温度范围符号意义测试条件典型值(注3)极限值(注4)单位(极限)系统参数(注5) 测试电路图 1V FB反馈电压 4.5V ≤ V IN≤ 40V,0.2A ≤ I LOAD≤ 3AV OUT设计为3V,电路图 1 1.2301.193/1.1801.267/1.280VV(min)V(max)η效率V IN = 12V, V OUT =3V, I LOAD = 3A73 %所有输出电压版本电参数说明: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。
PW2153的PCB 布局设计建议-基础篇开关电源的一个常见问题是“不稳定”的开关波形。
有时,波形抖动很明显,可以听到从磁性元件发出噪声。
如果问题与印刷电路板(PCB )布局有关,则很难确定原因。
EMC 也是很注重(PCB )布局,这就是为什么在开关电源设计的早期正确布局PCB 至关重要的原因。
其重要性不可夸大。
平芯微半导体原理图走线主要器件放置CIN 加并联一个旁路电容0.1uF SW 节点FB 反馈电阻R1,R2COUT 电容容易影响输出的布线功率组件的推荐焊盘图案GND 功率地的PCB 布线电感器选择降压电路CIN 并联加旁路电容0.1uF 的重要性原理图走线•良好的布局设计可优化电源效率,减轻热应力,最重要的是,可将噪声以及走线与组件之间的相互作用降至最低。
•开始进行PCB布局之前,一个好的做法是突出显示高电流走线的原理图走线,平芯微产品Datasheet的典型应用电路中,特别用了显著标示提供给客户参考:黑色粗线。
主要器件放置•开关电源电路可以分为功率级电路和小信号控制电路。
功率级电路包括传导大电流的组件。
通常,应首先放置这些组件(PW2153芯片,Q1,D1,R7A,R7B,L1,CIN和COUT)。
随后将小信号控制电路放置在布局中的特定位置。
电感大电流走线应短而宽,以最小化PCB电感,电阻和电压降。
•我们知道当开关或者拔插电源时,会产生数倍高于输入电压的尖峰电压。
表现明显的类似我们平时插上充电器时的电击声音,这个插入拔出的动作或者开关动作就会产生输入尖峰电压。
吸收输入尖峰电压解决方案常见:并联TVS管,加大或加47uF-470uF电解电容,RC电路等等。
根据不同输入应用来测试选择。
CIN加并联一个旁路电容0.1uF•建议在CIN并联加一个0.1uF-1uF的高频去耦电容器,采用X5R或X7R介电陶瓷电容器,其ESL和ESR非常低。
同时放置于Q1旁。
后面内容会特意讲下为何并联这样一个电容器。
15V转5V转3.3V转3V芯片,DC-DC和LDO
15V电压是属于一般电压,降压转成5V电压,3.3V电压和3V电压,适用于这个电压的DC-DC很多,LDO也是有可以选择的。
LDO芯片如PW6206,PW8600等。
DC-DC芯片如:PW2162,PW2312,PW2558等等很多选择。
如下表
在15V输入中,比较合适的LDO可以选择:PW6206,输出电压3V,3.3V,5V
输入电压最高40V,功耗也低4uA左右。
在15V输入中,比较合适的DC-DC可以选择:2A的PW2162,1.2A的PW2312和3A的PW2330都最合适的。
PW2162是一颗DC-DC同步降压转换器芯片,输入电压范围4.5V-16V,最大负载电流2A,可调输出电压,频率600kHZ高频率,可采用贴片电感,节省空间,采用SOT23-6封装形式。
PW2312是一颗DC-DC同步降压转换器芯片,输入电压范围4V-30V,最大负载电流1.2A,可调输出电压,频率1.4MHZ高频率,可采用贴片电感,节省空间,采用SOT23-6封装形式。
3.3V转5V的双向电平转换电路说说所有的电平转换方法,你自己参考~(1) 晶体管+上拉电阻法就是一个双极型三极管或MOSFET,C/D极接一个上拉电阻到正电源,输入电平很灵活,输出电平大致就是正电源电平。
(2) OC/OD 器件+上拉电阻法跟1) 类似。
适用于器件输出刚好为OC/OD 的场合。
(3) 74xHCT系列芯片升压(3.3V→5V)凡是输入与5V TTL 电平兼容的5V CMOS 器件都可以用作3.3V→5V 电平转换。
——这是由于3.3V CMOS 的电平刚好和5V TTL电平兼容(巧合),而CMOS 的输出电平总是接近电源电平的。
廉价的选择如74xHCT(HCT/AHCT/VHCT/AHCT1G/VHCT1G/...) 系列(那个字母T 就表示TTL 兼容)。
(4) 超限输入降压法(5V→3.3V, 3.3V→1.8V, ...)凡是允许输入电平超过电源的逻辑器件,都可以用作降低电平。
这里的"超限"是指超过电源,许多较古老的器件都不允许输入电压超过电源,但越来越多的新器件取消了这个限制(改变了输入级保护电路)。
例如,74AHC/VHC 系列芯片,其datasheets 明确注明"输入电压范围为0~5.5V",如果采用3.3V 供电,就可以实现5V→3.3V 电平转换。
(5) 专用电平转换芯片最著名的就是164245,不仅可以用作升压/降压,而且允许两边电源不同步。
这是最通用的电平转换方案,但是也是很昂贵的(俺前不久买还是¥45/片,虽是零售,也贵的吓人),因此若非必要,最好用前两个方案。
(6) 电阻分压法最简单的降低电平的方法。
5V电平,经1.6k+3.3k电阻分压,就是3.3V。
(7) 限流电阻法如果嫌上面的两个电阻太多,有时还可以只串联一个限流电阻。
某些芯片虽然原则上不允许输入电平超过电源,但只要串联一个限流电阻,保证输入保护电流不超过极限(如74HC 系列为20mA),仍然是安全的。