LM2596 مقابل LM2576: أي محول خافض للجهد تختار

LM2596 مقابل LM2576: الفرق الأساسي

الاختلاف الجوهري بين LM2596 وLM2576 هو تردد التبديل، وكل اختلاف عملي في المقارنة ينبع منه. يتبديل LM2576 بتردد 52 كيلوهرتز، وهو تردد تصميم SIMPLE SWITCHER الأصلي، وLM2596 يتبديل بتردد 150 كيلوهرتز، وهو أعلى بثلاث مرات تقريبًا، والتردد يحدد حجم المحث، ومرشح الخرج، والتيار المتناوب الذي ينتجه المحول. التردد الأعلى للتبديل يُحوّل المحث بشكل أسرع، مما يسمح لمحول الخفض باستخدام محث أصغر ومكثفات خرج أصغر مع الحفاظ على نفس التيار المتناوب في الخرج، لذلك ينتج LM2596 سكة أصغر وأقل بروزًا من LM2576 لنفس الخرج. التردد الأعلى ينقل أيضًا ضوضاء التبديل إلى نطاق أعلى، وهو أسهل في التصفية عند الخرج وأصعب عند EMI المدخلات، لذا اختيار التردد هو المفاضلة بين الحجم وEMI. الاختلاف الجوهري هو التردد، والمقارنة تقرأ عواقب التردد، المحث، والتيار المتناوب، الكفاءة، وEMI، من خلال بقية الدليل.

يشترك الجزءان أيضًا في التصميم الذي يجعلهما شقيقين، لأن LM2596 هو خليفة LM2576 وليس محولًا مختلفًا. كلاهما من منظمات الخفض الأصيلة ذات التصميم القديم مع المفتاح الداخلي والمذبذب الداخلي، كلاهما يوفر 3 أمبير، كلاهما يخفض من مدخلات تشغيل تصل إلى حوالي 40 فولت، كلاهما يدعم الخرج الثابت ووضع القابل للضبط مع مقسم المقاوم الخارجي، وكلاهما يحمل حد التيار وحماية الإغلاق الحراري. المشاركة في التصميم تعني أن المصمم الذي يعرف أحدهما يعرف الآخر، والمقارنة بينهما هي المفاضلة في التردد وليست مسابقة القدرات. لا يفعل LM2596 ما لا يستطيع LM2576 فعله، إنه يفعله بتردد أعلى، والمقارنة تحترم هذه العلاقة بقراءة التردد كمحور حاسم.

كيف يغير تردد التبديل المحول

يغير تردد التبديل المحول في أصغر أجزائه، المحث ومكثف الخرج. يخزن محول الخفض الطاقة في محثه خلال وقت التبديل ويوفرها خلال وقت إيقاف التبديل، والتردد الأعلى يعني دورات أقصر وطاقة أقل مخزنة لكل دورة، لذلك تنخفض حث المحث وحجمه الفعلي لنفس تيار الخرج والتيار المتناوب. يتزاوج LM2596 عند 150 كيلوهرتز عادةً مع محث بضع عشرات من الميكروهنري ومكثف خرج صغير، بينما يتزاوج LM2576 عند 52 كيلوهرتز مع محث أكبر، غالبًا مئة ميكروهنري أو أكثر، ومكثف سائبة أكبر، لنفس السكة. يشكل التردد أيضًا التيار المتناوب في الخرج عند نفس القيم، لأن التردد الأعلى يوزع نبضات الشحنة ويسمح للفلتر بتنعيم التقلبات الأصغر. المصمم الذي يقرأ التردد يقرأ المحث والمكثف الذي يحتاجه الدائرة، وهذه الحقيقة الواحدة هي السبب في أن LM2596 يصنع السكة الأصغر.

المحث والمرشح الناتج: LM2596 مقابل LM2576

المحث هو الجزء الذي يجعل لوحات LM2596 و LM2576 تبدو مختلفة، ومقارنة المرشح هي مقارنة التردد المُجسَّد فعليًا. يستخدم تصميم خافض LM2596 عند 150 كيلوهرتز محثًا بقيمة عشرات الميكروهنري، غالبًا ما يكون أسطوانة صغيرة محمية، ومكثفًا ناتجًا يقوم بتصفية تموج 150-كيلوهرتز إلى المستوى المطلوب، ويشغل السكة الكاملة مساحة مدمجة صغيرة. يستخدم تصميم خافض LM2576 عند 52 كيلوهرتز محثًا أكبر، غالبًا ما يكون مئة ميكروهنري أو أكثر، ومكثفًا ناتجًا أكبر، ويشغل السكة مساحة لوحة أكبر وارتفاعًا أعلى. المقايضة هي هبة التردد وتكلفته: يوفر LM2596 مساحة اللوحة لكنه يُبدّل الضوضاء عند التردد الأعلى، ويزيد LM2576 من مساحة اللوحة لكنه يُبدّل الضوضاء عند التردد الأدنى. يعتمد الاختيار على قراءة ميزانية مساحة اللوحة وميزانية الضوضاء معًا، لأن المرشح الذي يفرضه التردد هو الفرق المادي بين السكتين.

يتبع مرشح الدخل والتخطيط نفس قصة التردد، لأن التيار المُبدَّل لمحول خافض هو مصدر ضوضاء على كل من الدخل والخرج. يحتاج LM2596 ذو التردد الأعلى المكثف بالقرب من القطعة وتخطيطًا يحافظ على حلقة التبديل محكمة، بينما LM2576 ذو التردد الأدنى أكثر تسامحًا مع التخطيط والوصلات الطويلة، وهو جزء من سبب استمرار القطعة القديمة في عالم الهواة. تموج الخرج هو نفس هدف التصميم، الذي يُحدَّده قيم المحث والمكثف عند كل تردد، والحجم الذي يحتاج سكة هادئة المرشح عند تردده ويضيف المرشح اللاحق حيث يتطلب ميزان التموج. مقارنة المرشح هي جوهر فرق التردد، ويقرأ المصمم المحث والمكثف والتخطيط الذي يفرضه التردد قبل الاختيار بين القطعتين.

كيفية حساب حجم المحث لكل قطعة

يعتمد حساب حجم المحث لكل قطعة على جدول ورقة البيانات والتردد. يتزاوج LM2576 عند 52 كيلوهرتز مع محاثة أكبر يحددها ورقة البيانات عبر جهد الدخل وجهد الخرج والتيار، وتكون القيمة النموذجية حول أو أعلى من مئة ميكروهنري لسكة 3 أمبير، وتقييم تيار التشبع أعلى من تيار المفتاح الذروي. يتزاوج LM2596 عند 150 كيلوهرتز مع محاثة أصغر، وتكون القيمة النموذجية في عشرات الميكروهنري للسكة نفسها، ونفس تصنيف التيار الذروي على قطعة مادية أصغر حجمًا. تحدد ورقة البيانات رقم القطعة ونوع القلب والسلك، ويقرأ المصمم الجدول عند نقطة التشغيل بدلاً من تخمين القيمة. حجم المحث هو النتيجة المباشرة للتردد، وهو سبب صغر حجم لوحة LM2596، وهو أكثر فرق واضح في المقارنة.

الكفاءة والحرارة والأداء: LM2596 مقابل LM2576

كفاءة LM2596 و LM2576 هي نفس قصة العائلة، كفاءة خافض كلاسيكية من فئة 80% تبقى عبر معظم نطاق التشغيل، مع الفروقات التي تجلبها نقطة التشغيل وفقدان التبديل. يضيف التردد الأعلى لـ LM2596 كمية صغيرة من فقدان التبديل عند المفتاح والثنائي، ويحمل التردد الأدنى لـ LM2576 فقدان المحث الأكبر، وصافي الكفاءة عند نفس الخرج متقارب، وتُظهر منحنيات ورقة البيانات القيم العملية عند كل دخل وخرج. تتبع الحرارة الكفاءة والتيار: خافض 3 أمبير من دخل 12 فولت إلى خرج 5 فولت يُنصّف الطاقة التي سيُبذرها النوع الخطي، وتُبدَّد القدرة المتبقية عبر العبوة ولسان TO-220 أو وسادة TO-263 ونحاس اللوحة. مقارنة الكفاءة والحرارة هي مقارنة القيم المتقاربة والعبوة المشتركة، والاختيار بينهما لا يُحدَّده الكفاءة، بل يُحدَّده التردد والمساحة التي تقرأها الأقسام السابقة من هذا الدليل.

يحمل الأداء أيضًا الاستجابة والحماية المشتركتين بين القطعتين، لأن طابع العائلة هو بساطة SIMPLE SWITCHER. تحتاج كلتا القطعتين فقط المحث والثنائي والمكثفات وشبكة التغذية الراجعة، بدون تعويض خارجي، لأن التعويض الداخلي مصمم للتردد الثابت، وتحمل كلاهما تحديد التيار وإيقاف الحرارة الذي يحمي القطعة والحمل. يختلف بدء التشغيل والتشغيل الناعم والاستجابة لخطوة الحمل بالتفصيل، وتُظهر منحنيات ورقة البيانات السلوك، لكن لا قطعة هي المحول سريع الاستجابة والغني بالميزات من العائلات الأحدث. مقارنة الأداء هي الحدود المشتركة للعائلة، والتفضيل بين القطعتين هو تفضيل التردد والمساحة بدلاً من القدرة. الكفاءة والحرارة هما أرقام العائلة الصادقة، والتردد هو المميِّز للعائلة.

كيف يتغير فقدان التبديل مع التردد

فقدان التبديل هو الطاقة المفقودة في كل مرة يتصل فيها المفتاح ويفصل، ويتناسب مع التردد لأن التردد الأعلى يُضاعف عدد الانتقالات. تنتقل انتقالات LM2596 عند 150 كيلوهرتز ثلاث مرات أكثر من انتقالات LM2576 عند 52 كيلوهرتز، لذا يحمل المفتاح والثنائي عند التردد الأعلى حصة أكبر من فقدان التبديل، مع تساوي كل شيء آخر، ويمكن أن تُظهر منحنيات الكفاءة عند الحمل الخفيف الفرق. يعتمد المقدار العملي على زمن الصعود والسقوط للمفتاح واستعادة الثنائي ومقاومة التيار المتردد للمحث، وعند نقاط التشغيل الطبيعية 3 أمبير تقترب القطعتان، مع كون القطعة ذات التردد الأدنى أحيانًا أكثر كفاءة بقليل عند الحمل الثقيل والقطعة ذات التردد الأعلى تحافظ على الأفضلية في حلول المرشح الصغير. يقرأ المصمم منحنيات الكفاءة عند الدخل والخرج المحددين، بدلاً من مقارنة القطعتين برقم واحد، والاستنتاج الصادق هو أن التردد يُحدِّد الحجم وEMI، وتتبع الكفاءة المنحنيات بدلاً من رقم القطعة.

النطاق المدخلي وخيارات الخرج والحماية: lm2596 مقابل lm2576

النطاق المدخلي وخيارات الخرج للجزأين متطابقان، لأن المواصفات مشتركة ضمن العائلة، وتقرأ المقارنة هذين العنصرين على أنهما مشتركان وليسا اختلافات. كلاهما يعمل كخافض للجهد من مدخل يصل إلى حوالي 40 فولت في الدرجة القياسية وحوالي 60 فولت في درجة HV، ويوفر كلاهما الخرج في النسخ الثابتة 3.3 و5 و12 و15 فولت في المجموعة الكلاسيكية، أو في النسخة القابلة للتعديل والتي يتم ضبط خرجها بواسطة مقسم المقاومات الخارجي، وينظم كلاهما الخرج بدقة العائلة والسلوكيات المقابلة للحمل والخط كما ورد في ورقة البيانات. يعني النطاق المدخلي والخرجي المشترك أن التصميم الذي يشغل LM2576 يمكنه تشغيل LM2596 على نفس المدخل والخرج، لأن الأرقام متطابقة والتردد هو الاختلاف الوحيد الذي تراه اللوحة. الحماية، تحديد التيار وإيقاف الحرارة، مشتركة أيضاً، وتوصيات ورقة البيانات للترشيح المدخلي والحماية العكسية وحماية التيار العابر تنطبق على كليهما. الأرضي المشترك هو السبب في أن المقارنة هي قرار تردد وليست قرار قدرة.

تستحق درجة HV قراءة خاصة، لأنها هي المتغير الذي يوسع نطاق العائلة. يقبل LM2576HV وLM2596HV مدخلاً يصل إلى حوالي 60 فولت، وهو ما يخدم الحافلات الصناعية 48 فولت وحافلات الاتصالات، وتحمل أجزاء HV نفس الفرق في التردد مثل الأجزاء القياسية، LM2576HV بتردد 52 كيلوهرتز وLM2596HV بتردد 150 كيلوهرتز. المصمم الذي يعمل على المدخل الأعلى يقرأ درجة HV ونفس المفاضلة في تردد المحث والفلتر، وقاعدة المقارنة تنتقل عبر الدرجة. خيارات المدخل والخرج هي اتساع العائلة المشترك، وتمدد درجة HV هذا الاتساع، وتستمر المقارنة بين الجزأين في كل الدرجة لأن فرق التردد هو الثابت. الأرضي المشترك والاتساع المشترك يحافظان على المقارنة واضحة، ويبقى التردد محور الاختيار.

الخرج الثابت مقابل القابل للتعديل في عائلة الخافض

يتبع الخرج الثابت مقابل القابل للتعديل في عائلة الخافض نفس القاعدة التي تستخدمها عائلات المنظم الأخرى. اختر الجزء الثابت، LM2576-5.0 أو LM2596-5.0، عندما يكون السكة جهداً قياسياً والتصميم يريد خرجاً دقيقاً بدون مقسم خارجي، واختر الجزء القابل للتعديل عندما تكون السكة قيمة غير قياسية أو يجب على نفس اللوحة خدمة عدة مخرجات بتغيير مقاومة. تحمل كلتا النسختين الثابتة والقابلة للتعديل نفس الفرق في التردد بين LM2596 وLM2576، لذا فإن اختيار الثابت مقابل القابل للتعديل مستقل عن اختيار التردد، ويفصل المصمم بين بنية الخرج والتردد. خافض التيار القابل للتعديل هو النسخة الكامنة وراء الوحدات المنتشرة، وخافض التيار الثابت هو سكة الإنتاج، وتغطي المقارنة كليهما تحت نفس قاعدة التردد.

متى تختار LM2596

اختر LM2596 عندما تهم مساحة اللوحة والارتفاع، لأن تردد 150 كيلوهرتز يسمح للسكة باستخدام المحث الأصغر وفلتر الخرج الأصغر، والحل الأقل بروزاً هو سبب وجود LM2596. اختره عندما يفضل التصميم السكة الحديثة الأكثر إحكاماً، عندما تكون اللوحة كثيفة وكل سنتيمتر مكعب له قيمة، وعندما يمكن احتواء EMI التردد الأعلى قليلاً من خلال التخطيط والتصفية المدخلية التي يتطلبها التردد الأعلى. اختر LM2596 للبناءات الأحدث وتصميمات الوحدات واللوحات حيث المحث الأصغر هو الميزة الحاسمة، لأن هدية التردد هي المساحة التي يوفرها. LM2596 هو الإجابة للسكة المدمجة، وقاعدة المقارنة هي ترك الجزء الأحدث يملك الخافض محدود المساحة.

يقرأ اختيار 2596 أيضاً النظام البيئي أيضاً، لأن LM2596 ووحداته هي المعيار على طاولة العمل، وأجزاء المجتمع حول الوحدات القابلة للتعديل وفيرة. النموذج الأولي الذي يستخدم وحدة LM2596 يترجم بسهولة إلى LM2596 الإنتاجي على اللوحة، وتغطي النسخ الثابتة والقابلة للتعديل ودرجة HV النطاق، لذا التصميم الذي يعتمد على LM2596 لديه إمداد عميق وعملي. ينطبق عرض الاستبدال لأن توزيع الأطراف موحد عبر الموردين والأجزاء المحلية، والإمداد عميق لأن الجزء هو كلاسيكي طاولة العمل. قصة LM2596 هي المحول المدمج ونظام الوحدات البيئي، وطريقة الدليل متطابقة، التردد الصحيح والفلتر الصغير والعائلة العميقة.

متى تختار LM2576

اختر LM2576 عندما تتوفر المساحة على اللوحة وتصمم القيم تردد التبديل الأقل، لأن سكة 52 كيلو هرتز تحول ضوضاءها في النطاق الأدنى وتتسامح مع التخطيط والأسلاك الطويلة، مما يناسب اللوحات الأقل كثافة وتصاميم التحديث. اختره عندما يعمل التصميم بأحمال حيث يكون فقدان التبديل لمحول التردد المنخفض أقل قليلاً، وعندما يكون المحث الأكبر مقبولاً مقابل EMI التردد المنخفض الذي يرثه تصميم الجزء الأقدم. اختر LM2576 للوحات التي تستخدمه بالفعل، والتصاميم الناضجة، والتطبيقات التي ستعقد فيها ضوضاء التردد في النطاق الأعلى تصفية الترشيح، لأن المقايضة القديمة للجزء تصرف المساحة التي يستهلكها. LM2576 هو الإجابة على السكة المتسعة والمساحة وتردد EMI المنخفض، وقاعدة المقارنة هي ترك الجزء الأصلي يملك البوك الهادئ.

يقرأ اختيار 2576 أيضاً تراث العائلة، لأن LM2576 هو SIMPLE SWITCHER الأصلي الذي أنتجته الصناعة وخدمته لعقود. ورقة البيانات ناضجة، وملاحظات التطبيق شاملة، والمجتمع يعرف الجزء، والجزء ووحداته متوفران في المخزون في كل مكان، لذا فإن التصميم الذي يختار LM2576 يرث إمداداً عميقاً موثقاً جيداً. وجهة النظر البديلة تحمل نفس توزيع الأطراف ونفس العبوة، والتوريد يمتد عبر الموردين والأجزاء المحلية. LM2576 هو الوجه الأقدم للعائلة، وقصته هي السكة المثبتة والتوثيق العميق، والدليل يعامله كخيار حقيقي بدلاً من كونه الحل القديم المتأخر، لأن المقايضة بين المساحة والضوضاء هي قرار هندسي مشروع.

كيفية تصميم محول باك حول هذه الأجزاء

تصميم محول باك حول LM2596 أو LM2576 هو تمرين بسيط لاختيار المكونات، والمثال العملي يجعل الفرق بين الجزأين ملموساً. خذ السكة الشائعة: دخل 12 فولت، خرج 5 فولت، وحمل 1 أمبير. الاختيار الأول هو الثنائي، الذي يجب أن يكون من النوع سريع الاسترداد أو شوتكي بمعدل للجهد الداخل زائد هامش وللتيار الأمامي المتوسط، لأن الثنائي يوصّل خلال وقت إيقاف التبديل عندما يدور المحث بحرية، والثنائي البطيء يحرق المزيد من الكفاءة ويسخن أكثر. الاختيار الثاني هو المحث، وهنا يت parting الجزأين: تعطي جدولة اختيار المحث في ورقة البيانات القيمة بالجهد الداخل والجهد الخارج والتيار، وللسكة 12 فولت إلى 5 فولت، 1 أمبير يختار LM2596 عند 150 كيلو هرتز عادةً محثاً في فئة 33 ميكرو هنري مع معدل تيار تشبع أعلى من تيار التبديل الذروي، بينما يختار LM2576 عند 52 كيلو هرتز قيمة في فئة 100 ميكرو هنري للسكة نفسها. الاختيار الثالث هو مكثف الخرج، الذي تحجمه ورقة البيانات بموجة الخرج والثبات، جزء منخفض ESR في فئة 220 ميكرو فاراد لـ LM2596 وحجم أكبر في فئة 330 ميكرو فاراد لـ LM2576، مع قراءة ESR المنخفض ومعدل تيار الموجة مقابل الحمل. الاختيار الرابع هو مكثف الدخل، مكثف إلكتروليتي فئة 100 ميكرو فاراد موضوع بالقرب من الجزء للتعامل مع تيار الدخل المتبدل. الملاحظة هي الأخيرة: الإصدارات الثابتة لا تحتاج مقسماً، والإصدارات القابلة للضبط تضبط الخرج بمقاومتين باستخدام مرجع العائلة، وتتساوى نسبة التسامح في المقسم مع تسامح الخرج.

يقرأ المثال العملي أيضاً التخطيط، لأن تيار التبديل لمحول باك هو مصدر ضوضاء يروضه التخطيط أو يطلقه. حافظ على حلقة التبديل ضيقة، مكثف الدخل، التبديل، الثنائي، والمحث، في أصغر حلقة، لأن مساحة الحلقة هي الهوائي للضوضاء التي لا يمكن للتصفية الداخلية والخارجية أن تلتقطها بالكامل. ضع الجزء والثنائي والمحث بالقرب من بعض، ومسار الملاحظة بعيداً عن عقدة التبديل، حتى لا تلتقط المرجعية ضوضاء التبديل. انضباط التخطيط هو الفرق بين المحول الذي يعمل على منضدة العمل والذي يجتاز اختبار EMI، وهو نفس الانضباط عند أي تردد. يحتاج LM2596 عند 150 كيلو هرتز إلى تخطيط أضيق ومكثف دخل أقرب، وLM2576 عند 52 كيلو هرتز أكثر تسامحاً، وهو التكرار الفيزيائي للتردد على مستوى اللوحة. التصميم الذي يتبع إرشادات التخطيط في ورقة البيانات يبني السكة التي أثبت موردو الوحدات صحتها بالفعل، وهو الإكمال العملي لاختيار المكونات.

جدول اختيار المحث والمكثف العملي

جدول الاختيار العملي يجعل التصميم ملموساً، وهو الجدول الذي يستخدمه بنّاؤو الوحدات بفعالية.للدخل 12 فولت والخرج 5 فولت، 1 أمبير: يختار LM2596 محثاً بالقرب من 33 ميكرو هنري، مكثف خرج منخفض ESR بالقرب من 220 ميكرو فاراد، ثنائي شوتكي بمعدل بالقرب من 40 فولت وللتيار المتوسط 1 أمبير، ومكثف دخل بالقرب من 100 ميكرو فاراد؛ يختار LM2576 محثاً بالقرب من 100 ميكرو هنري، مكثف خرج بالقرب من 330 ميكرو فاراد، نفس فئة الثنائي، ونفس مكثف الدخل. تأتي القيم من جداول الاختيار في ورقة البيانات، والمصمم يقرأها عند نقطة التشغيل بدلاً من الذاكرة، لأن الجدول يحسب جهد الدخل والموجة والثبات الذي لا يمكن لرقم واحد أن يحسبه. تيار تشبع المحث هو الفحص الذي يلخصه الجدول: تيار التبديل الذروي، المتوسط زائد نصف الموجة، يجب أن يقع تحت معدل تشبع المحث، أو سيتم تشبع المحث، وتنهار الحث، ويفقد المحول الكفاءة والتنظيم. تيار موجة المكثف هو الفحص الثاني، لأن التيار المتبدل عبر حجم صغير يسخنه، وتُقرأ ESR المنخفضة ومعدل تيار الموجة معاً. يحول الجدول ورقة البيانات إلى تصميم، والتصميم يحول LM2596 أو LM2576 إلى سكة عاملة.

الكفاءة والحرارية: حساب عملي لـ LM2596 و LM2576

تُظهر الكفاءة والسلوك الحراري لعائلة محولات الخفض (buck) بشكل أفضل من خلال حساب عملي، والأرقام هي التعبير الصادق عن المقارنة. خذ سكة 12 فولت إلى 5 فولت بـ 1 أمبير: الطاقة الخارجة هي 5 واط، وعند كفاءة العائلة النموذجية البالغة حوالي 80%، فإن الطاقة الداخلة تساوي الطاقة الخارجة مقسومة على الكفاءة، أي حوالي 6.25 واط، لذا يبدد المحول الفرق، حوالي 1.25 واط، عبر المفتاح والثنائي والمحث. قارن ذلك مع منظم الجهد الخطي على نفس السكة، الذي يبدد الفرق بين الدخل والخرج مضروباً في التيار، حوالي 7 واط، و1.25 واط للخفض هي السبب في وجود منظم الجهد التبديلي، والحرارة جزء بسيط من حرارة المنظم الخطي، واللوحة لا تحتاج إلى مشتت حراري ضخم. تتبع درجة حرارة الوصلة لمفتاح الخفض القدرة المبددة والعبوة: عبوة TO-220 مع مقاومة حرارية هوائية عادلة في فئة 50 درجة لكل واط تعمل الوصلة عند حوالي 25 درجة حرارة محيطة زائد 1.25 مضروباً في 50، أي حوالي 87 درجة، ضمن تصنيفها البالغ 125 درجة ولكنها دافئة، ومشتت حراري أو نحاس اللوحة يخفضها إلى 40 درجة مريحة. الحساب متماثل لكلا الجزأين، والاختلاف بينهما يكمن في تفاصيل فقدان التبديل وليس في الرقم الرئيسي.

يُضيف تردد التبديل حده الصغير الخاص إلى الحمل الحراري، والرقم المحسوب يُظهر السبب في ندرته كعامل حاسم في الاختيار. يعمل LM2596 بتردد 150 كيلوهرتز ثلاث مرات أكثر من LM2576 بتردد 52 كيلوهرتز، وكل انتقالة تحرق فقداناً صغيراً في التبديل عبر المفتاح والثنائي، لذا يحمل الجزء الأعلى تردداً فقداً تبديلياً أكبر بقليل على نفس السكة، ومن الممكن أن تُظهر منحنيات الكفاءة عند الحمل الخفيف هذا الفرق. المقدار عند نقاط التشغيل العادية لا يتجاوز بضع نقاط، وتُذكر منحنيات الكفاءة في ورقة البيانات القيم الفعلية عند كل دخل وخرج، لذا يقرأ المصمم المنحنى عند نقطة التشغيل بدلاً من مقارنة الجزأين برقم واحد. ينتهي حساب العمل الحراري لذلك حيث بدأ الاختيار: يحدد التردد المحث والمرشح والتخطيط، وتتبع الكفاءة والحرارة المنحنيات والعبوة، وأي سكة تناسب اللوحة عند القدرة الحرارية للعبوة يخدمها أي جزء بالأرقام التي تُظهرها ورقة البيانات. حساب العمل هو الرقم خلف "فئة 80%" التي يذكرها نسخ الكتالوج، وهو الرقم الذي يستخدمه التصميم الحراري.

قياس تموج الخرج والضوضاء على طاولة العمل

قياس تموج الخرج وضوضاء التبديل لـ LM2596 أو LM2576 هو إجراء مخبري يؤكد تصميم المرشح، وإعداد القياس الصحيح نصف النتيجة. استخدم راسم ذبذبات مع مجس 10x وطرف أرضي قصير، أو زنبرك الأرضي للمجس، وقياس مباشرة عبر مكثف الخرج، لأن الطرف الأرضي الطويل يلتقط ضوضاء الحلقة التي يخلطها القياس مع المواصفة. اضبط الراسم على اقتران متناوب وأطبق حد عرض النطاق الترددي 20 ميغاهرتز، الذي يرفض الضوضاء العريضة ويكشف تموج التبديل الذي تحدده ورقة البيانات. تُظهر القراءة التموج عند تردد التبديل، تموج 150 كيلوهرتز لـ LM2596 و52 كيلوهرتز لـ LM2576، مع سعة في عشرات المللي فولت لمرشح بأبعاد مناسبة، والقمم عند حواف التبديل هي الضوضاء السريعة التي يزيلها حد عرض النطاق. القياس هو التأكيد على أن جدول المحث والمكثف تم تحديد أبعاده بشكل صحيح، وهو الرقم الذي يسجله التصميم بجانب اختبار الحمل.

يُقرأ القياس أيضاً خطوة الحمل، وهي الحالة العابرة التي يجب أن يتحملها المرشح. طبّق خطوة حمل من 20 إلى 80% من التصنيف باستخدام الحمل الإلكتروني، وراقب الخرج على الراسم، الانحدار عند الخطوة والاستعادة والاهتزاز، وقارن النتيجة مع الاستجابة العابرة في ورقة البيانات. مكثف خرج أكبر ومقاومة ESR أقل تشدد الاستجابة، والتخطيط ذو الحلقة الطويلة يرخيها، لذا قراءة خطوة الحمل هي الواجهة بين المرشح والتخطيط. يعمل نفس القياس على النسختين الثابتة والقابلة للتعديل، وتظهر ضوضاء تخطيط مقسم التغذية الراجعة في الضوضاء التي يلتقطها طرف الضبط، والتي يعالجها مكثف التخطي على طرف الضبط. قياسات التموج وخطوة الحمل هما نصف طاولة العمل لتصميم المرشح، ومحول يقرأ نظيفاً على الراسم هو محول قيم ورقة بياناته التي أكدت اللوحة صحتها، وهو إكمال عملية التصميم التي بدأها جدول الاختيار.

استكشاف أعطال محولات الخفض وإصلاحها

تظهر مشاكل محولات الخفض على اللوحة الجديدة بشكل متسق، وتتضمن عملية الاستكشاف قائمة قصيرة من الفحوصات. إذا لم يعمل التنظيم في الخرج، تحقق من جهد الدخل مقارنة بالحد الأدنى للجزء وفقدان الجهد، وتحقق من توصيل مقسم التغذية الراجعة في النسخة القابلة للتعديل، وتحقق من وجود طرف التمكين أو وضعه بشكل صحيح، لأن الجزء الثابت بدون تمكين يحتاج فقط الدخل، بينما الجزء القابل للتعديل يحتاج المقسم ليصل. إذا اهتز الخرج أو أصدرت اللوحة صوت طنين، فإن المشتبه بهم المعتادين هما الملفات الحثية التي تصل إلى التشبع، أو مقاومة السلسلة المكافئة لمكثف الخرج خارج نطاق ورقة البيانات، أو حلقة تخطيط قد يثيرها التيار المتبدل، والحل هو الملف الأكبر بتصنيف تشبع أعلى، والمكثف الصحيح، والحلقة الضيقة. إذا ارتفاع حرارة الجزء، تحقق من الثنائي، حيث يضيف الثنائي البطيء خسارة الاسترداد، وتحقق من مقاومة التيار المتردد للملف الحثي، وتحقق من نحاس اللوحة أسفل الجزء، لأن المسار الحراري جزء من التصنيف. إذا أصدر الخرج صوت عويل عند ترددات مكثفات السيراميك، فإن الحل هو التخطيط وقيم المكثفات التي توصي بها ورقة البيانات، والصوت هو تأثير الكهرباء الانضغاطية للسيراميك أو قلب الملف الذي يهتز عند تردد التبديل. قائمة استكشاف الأخطاء هي الختام العملي للتصميم، وهي قائمة المراجعة التي يحتفظ بها المصمم للوحة الأولى لكل سكة خفض.

النسخة القابلة للتعديل من الوحدة وتصميمها

الوحدة القابلة للتعديل هي حيث يلتقي معظم المهندسين لأول مرة بـ LM2596 و LM2576، وفهم تصميم الوحدة يوضح العالم العملي للجزء. وحدة الخفض موجودة في كل مكان، وهي مبنية حول النسخة القابلة للتعديل، مع مقوم متغير أو مقسم مقاومات ثابت يضبط الخرج، ومقاومة متغيرة على اللوحة للذراع، ومكثف دخل، ومكثف خرج، وملف حثي، وثنائي، وغالبًا مؤشر LED، والتجميع الكامل هو تطبيق ورقة البيانات القابل للتعديل مصنوع فعليًا. يضبط مقوم الوحدة خرج الوحدة من خلال مقسم المرجع، ونفس الدائرة مع استبدال المقوم بمقاومات ثابتة هي سكة الإنتاج، ولهذا السبب يترجم تصميم الوحدة مباشرة إلى تصميم اللوحة. تظهر الوحدة أيضًا الأجزاء التي يحتاجها كل تصميم، والملف الذي يختاره التردد، والثنائي، والمكثفات، والمصمم الذي يقرأ الوحدة يمكنه قراءة اللوحة. الوحدة هي مقدمة الجزء، وورقة البيانات هي اكتمالها، وهذا هو المسار الذي يتبعه المثال العملي في هذا الدليل.

تحمل النسخة القابلة للتعديل من الوحدة أيضًا خيارات التصميم التي يرثها كل بناء. يضيف المقوم التفاوت إلى الخرج، لذلك دقة الجهد الاسمي للوحدة لا تتجاوز دقة المقوم والمرجع، واستبدال المقوم بمقاومات ثابتة دقيقة في تصميم الإنتاج. تخطيط الوحدة هو الحلقة المدمجة التي توصي بها ورقة البيانات، ولهذا السبب تعمل الوحدة بأداء جيد لحجمها، واللوحة التي تنسخ تخطيط الوحدة ترث سلوكها. يستهلك مؤشر LED والمقوم تياراتهما الصغيرة من السكة، ودقة الوحدة المُبلغ عنها تتجاهلهما. تصميم الوحدة هو القالب العملي، وجدول العمل وملاحظات التخطيط في هذا الدليل هي التحليل وراء القالب، لذلك المصمم الذي يبدأ بوحدة وينتقل إلى لوحة إنتاج يقرأ نفس الدائرة في كلا المكانين. الوحدة هي الوجه المريح لـ LM2596 و LM2576، والتصميم الذي يصفه هذا الدليل هو نفس الوجه المرسوم على اللوحة.

LM2596 مقابل LM2576: المكافئات وبدائل الاستبدال

منظور الاستبدال لمقارنة LM2596 مقابل LM2576 هو التوريد الذي يفتحه كلا الخيارين، وهو نفس المنظور للجزأين. كلاهما في عائلة الخفض التي يعيد المصنّعون المحليون إنتاج توزيع الأطراف الخاص بها، وتغطي الدرجات الثابتة والقابلة للتعديل والعالية الجهد النطاق، لذلك التصميم الذي يختار أيًا منهما لديه مصدر عميق متوافق الأطراف. تأهيل الاستبدال يتبع نفس الانضباط كأي استبدال: تأكد من العبوة وتوزيع الأطراف، TO-220 أو TO-263، تأكد من التردد هو جزء من الجزء نفسه، لأن LM2596 و LM2576 غير قابلين للتبديل بنفس توزيع الأطراف دون تغيير الملف والفلتر، تأكد من الدخل والخرج، واختبر الاستبدال على اللوحة عبر الحمل ودرجة الحرارة. الاستبدال متوافق الأطراف داخل العائلة، وفرق التردد يعني أن المصمم الذي يستبدل 2576 بـ 2596، أو العكس، يعيد فحص الملف والفلتر بدلاً من افتراض أن القيم القديمة لا تزال صالحة.

تسمى المقارنة أيضًا الأشقاء المحيطين بالجزأين، لأن LM2596 و LM2576 ينتميان إلى عائلة ذات أعضاء أكثر. LM2676 و LM2673 وأجزاء SIMPLE SWITCHER ذات الصلة، والمحولات المتزامنة الأحدث، ومنظمات الخفض المتوافقة الأطراف المصنّعة محليًا تخدم جميعها نفس دور التخفيض للجهد بنفس الترددات وترددات مختلفة، والاختيار بين 2596 و 2576 هو زوج واحد داخل عائلة أوسع. المصمم الذي يقرأ مقارنة LM2596 مقابل LM2576 بهذه الطريقة يختار حسب التردد والمساحة وميزانية التوافق الكهرومغناطيسي، ويؤمن الجزء المختار من خلال الإمداد العميق للعائلة، ويعيد فحص الفلتر كلما تغير التردد، وهذا الانضباط هو الإجابة العملية التي يقبلها المخطط واللوحة.