LM2596 vs LM2576: Cómo Elegir el Convertidor Reductor Ideal

LM2596 vs LM2576: La Comparación Definitiva

LM2596 vs LM2576 es la comparación que todo aficionado y muchos profesionales realizan cuando necesitan un regulador de voltaje reductor conmutado, porque los dos componentes son los convertidores buck más comunes en el taller y en los innumerables módulos de potencia ajustables que se venden en línea. El LM2576 es el convertidor buck original SIMPLE SWITCHER, un regulador reductor de 3 amperios que conmuta a 52 kilohertz, y el LM2596 es su sucesor de mayor frecuencia, el mismo diseño reductor de 3 amperios que conmuta a 150 kilohertz, y la comparación entre los dos es una comparación de frecuencia más que de función. Ambas piezas reducen un amplio rango de entrada, hasta aproximadamente 40 voltios y 60 en la versión HV, a una salida más baja, en voltajes fijos o una versión ajustable establecida por un divisor resistivo, y ambas pertenecen a la familia de componentes compatibles en pines que el mercado reproduce. Esta guía compara los dos en cuanto a la frecuencia de conmutación, el tamaño del inductor y del filtro, la eficiencia y el calor, las opciones de entrada y salida, y las aplicaciones, y ofrece la regla para elegir entre ellos, para que el riel buck seleccione el original de 52 kilohertz o el sucesor de 150 kilohertz basándose en la evidencia.

La comparación también es la entrada a la perspectiva de reemplazo, porque el LM2596 y el LM2576 pertenecen a una de las familias de reguladores conmutados más reproducidas en electrónica. Ambos componentes comparten una distribución de pines que los proveedores y los fabricantes nacionales reproducen, y ambos aparecen en los omnipresentes módulos buck ajustables, por lo que un diseño que utiliza cualquiera de los dos tiene una fuente de alimentación profunda y compatible en pines. Esta guía cubre la comparación de ingeniería y la perspectiva de aprovisionamiento juntas, y evalúa las dos piezas con honestidad: son el mismo convertidor a frecuencias diferentes, la diferencia de frecuencia impulsa la elección del inductor y del filtro, y el resto de la comparación se deriva de ese hecho. El LM2596 y el LM2576 son la cara más antigua y la más nueva de la misma familia SIMPLE SWITCHER, y la comparación mapea la historia de frecuencia de la familia.

LM2596 vs LM2576: La Diferencia Fundamental

La diferencia fundamental entre el LM2596 y el LM2576 es la frecuencia de conmutación, y cada diferencia práctica en la comparación se deriva de ella. El LM2576 conmuta a 52 kilohertz, la frecuencia de su diseño SIMPLE SWITCHER original, y el LM2596 conmuta a 150 kilohertz, casi tres veces más alta, y la frecuencia determina el tamaño del inductor, el filtro de salida y la ondulación que produce el convertidor. Una frecuencia de conmutación más alta conmuta el inductor más rápido, lo que permite que un convertidor buck use un inductor más pequeño y capacitores de salida más pequeños mientras mantiene la misma ondulación de salida, por lo que el LM2596 construye un riel más pequeño y de menor perfil que el LM2576 para la misma salida. La mayor frecuencia también mueve el ruido de conmutación a una banda más alta, que es más fácil de filtrar en la salida y más difícil en la EMI de entrada, por lo que la elección de frecuencia es un compromiso de tamaño y EMI. La diferencia fundamental es la frecuencia, y la comparación lee las consecuencias de la frecuencia, el inductor, la ondulación, la eficiencia y la EMI, a través del resto de la guía.

Los dos componentes también comparten el diseño que los hace hermanos, porque el LM2596 es el sucesor del LM2576 en lugar de un convertidor diferente. Ambos son reguladores buck del estilo original con el interruptor interno y el oscilador interno, ambos entregan 3 amperios, ambos reducen desde una entrada de trabajo de hasta aproximadamente 40 voltios, ambos soportan las salidas fijas y el modo ajustable con el divisor resistivo externo, y ambos incluyen la limitación de corriente y la protección de apagado térmico. La compartición del diseño significa que un diseñador que conoce uno conoce el otro, y la comparación entre ellos es el compromiso de frecuencia en lugar de una competencia de capacidades. El LM2596 no hace lo que el LM2576 no puede hacer, lo hace a una frecuencia más alta, y la comparación respeta esa relación al considerar la frecuencia como el eje determinante.

Cómo la frecuencia de conmutación cambia el convertidor

La frecuencia de conmutación cambia el convertidor en sus partes más pequeñas, el inductor y el capacitor de salida. Un convertidor buck almacena energía en su inductor durante el tiempo de encendido del interruptor y la entrega durante el tiempo de apagado, y una mayor frecuencia significa ciclos más cortos y menos energía almacenada por ciclo, por lo que la inductancia y el tamaño físico del inductor disminuyen para la misma corriente de salida y ondulación. El LM2596 a 150 kilohertz típicamente se combina con un inductor de unas pocas decenas de microhenrios y un capacitor de salida pequeño, mientras que el LM2576 a 52 kilohertz se combina con un inductor más grande, a menudo de cien microhenrios o más, y un capacitor de filtro mayor, para el mismo riel. La frecuencia también moldea la ondulación de salida con los mismos valores, porque la mayor frecuencia distribuye los pulsos de carga y permite que el filtro suavice las oscilaciones más pequeñas. El diseñador que lee la frecuencia lee el inductor y el capacitor que el circuito necesita, y ese hecho único es la razón por la cual el LM2596 produce el riel más pequeño.

El inductor y el filtro de salida: LM2596 vs LM2576

El inductor es la parte que hace que las placas LM2596 y LM2576 se vean diferentes, y la comparación del filtro es la comparación de la frecuencia hecha física. Un diseño buck LM2596 a 150 kilohercios utiliza un inductor en las decenas de microhenrios, a menudo un pequeño nucleo blindado, y un capacitor de salida que filtra el rizado de 150 kilohercios hasta el nivel requerido, y toda la línea se adapta en una huella compacta. Un diseño buck LM2576 a 52 kilohercios utiliza un inductor más grande, a menudo cien microhenrios o más, y un capacitor de salida más grande, y la línea ocupa más área de placa y más altura. El compromiso es el regalo y el costo de la frecuencia: el LM2596 ahorra espacio en la placa pero conmuta el ruido a la frecuencia más alta, y el LM2576 gasta el espacio en la placa pero conmuta el ruido a la frecuencia más baja. La selección lee el presupuesto de espacio de la placa y el presupuesto de ruido juntos, porque el filtro que la frecuencia obliga es la diferencia física entre las dos líneas.

El filtro de entrada y el diseño siguen la misma historia de frecuencia, porque la corriente conmutada de un convertidor buck es una fuente de ruido tanto en la entrada como en la salida. El LM2596 de mayor frecuencia necesita el capacitor de entrada cerca de la pieza y un diseño que mantenga el lazo conmutado apretado, mientras que el LM2576 de menor frecuencia es más indulgente con el diseño y los cables largos, lo cual es parte de por qué la pieza más antigua sobrevive en el mundo de los aficionados. El rizado en la salida es el mismo objetivo de diseño, establecido por los valores del inductor y el capacitor a cada frecuencia, y un diseño que necesita una línea silenciosa dimensiona el filtro a su propia frecuencia y agrega el posfiltro donde el presupuesto de rizado lo exige. La comparación del filtro es el cuerpo de la diferencia de frecuencia, y el diseñador lee el inductor, el capacitor y el diseño que la frecuencia obliga antes de elegir entre las piezas.

Cómo dimensionar el inductor para cada pieza

El dimensionamiento del inductor para cada pieza sigue la tabla de la hoja de datos y la frecuencia. El LM2576 a 52 kilohercios se combina con una inductancia más grande que la hoja de datos selecciona por el voltaje de entrada, el voltaje de salida y la corriente, típicamente un valor alrededor o por encima de cien microhenrios para una línea de 3 amperios, y una clasificación de corriente de saturación por encima de la corriente pico del interruptor. El LM2596 a 150 kilohercios se combina con una inductancia más pequeña, típicamente en las decenas de microhenrios para la misma línea, y la misma clasificación de corriente pico en una pieza físicamente más pequeña. La hoja de datos selecciona el número de parte, el tipo de nucleo y el cable, y el diseñador lee la tabla en el punto de operación en lugar de adivinar el valor. El tamaño del inductor es la consecuencia directa de la frecuencia, y es la razón por la cual la placa del LM2596 es más pequeña, que es la diferencia más visible de la comparación.

Eficiencia, calor y rendimiento: LM2596 vs LM2576

La eficiencia del LM2596 y el LM2576 es la misma historia de familia, la eficiencia buck clásica del clase 80 por ciento que se mantiene en la mayor parte del rango de operación, con las diferencias que el punto de operación y las pérdidas de conmutación traen. La mayor frecuencia del LM2596 agrega una pequeña cantidad de pérdida de conmutación en el interruptor y el diodo, y la menor frecuencia del LM2576 lleva las pérdidas del inductor más grande, y la eficiencia neta a la misma salida es cercana, con las curvas de la hoja de datos mostrando los valores prácticos a cada entrada y salida. El calor sigue la eficiencia y la corriente: un buck de 3 amperios desde una entrada de 12 voltios a una salida de 5 voltios reduce a la mitad la potencia que la versión lineal quemaría, y el vataje residual se disipa a través del encapsulado, la pestaña TO-220 o la almohadilla TO-263 y el cobre de la placa. La comparación de la eficiencia y el calor es una comparación de los valores cercanos y el encapsulado compartido, y la selección entre los dos no se decide por la eficiencia, se decide por la frecuencia y el espacio que las secciones anteriores de esta guía leen.

El rendimiento también lleva la respuesta y la protección que ambas piezas comparten, porque el carácter de la familia es la simplicidad del SIMPLE SWITCHER. Ambas piezas solo necesitan el inductor, el diodo, los capacitores y la red de retroalimentación, sin compensación externa, porque la compensación interna está diseñada para la frecuencia fija, y ambas llevan la limitación de corriente y el apagado térmico que protegen la pieza y la carga. El arranque, el arranque suave y la respuesta al escalón de carga difieren en el detalle, y las curvas de la hoja de datos muestran el comportamiento, pero ninguna pieza es el convertidor de respuesta rápida y rico en características de las familias más nuevas. La comparación de rendimiento es el límite compartido de la familia, y la preferencia por las dos piezas es una preferencia de frecuencia y espacio en lugar de capacidad. La eficiencia y el calor son los números honestos de la familia, y la frecuencia es el diferenciador de la familia.

Cómo cambia la pérdida de conmutación con la frecuencia

La pérdida de conmutación es la energía perdida cada vez que el interruptor se enciende y apaga, y escala con la frecuencia porque la mayor frecuencia multiplica el número de transiciones. Los 150 kilohercios del LM2596 transicionan tres veces más a menudo que los 52 kilohercios del LM2576, por lo que el interruptor y el diodo a la mayor frecuencia llevan una porción más grande de la pérdida de conmutación, todo lo demás igual, y las curvas de eficiencia a la carga ligera pueden mostrar la diferencia. La magnitud práctica depende del tiempo de subida y bajada del interruptor, la recuperación del diodo y la resistencia CA del inductor, y en los puntos de operación normales de 3 amperios las dos piezas quedan cerca, con la pieza de menor frecuencia a menudo un poco más eficiente a la carga pesada y la pieza de mayor frecuencia manteniendo la ventaja en las soluciones de filtro pequeño. El diseñador lee las curvas de eficiencia a la entrada y salida específica, en lugar de comparar las dos piezas por un solo número, y la conclusión honesta es que la frecuencia decide el tamaño y la EMI, y la eficiencia sigue las curvas en lugar del número de pieza.

Rango de entrada, opciones de salida y protección

El rango de entrada y las opciones de salida de las dos piezas son los mismos, porque la familia comparte la especificación y la comparación los lee como compartidos en lugar de diferencias. Ambos reducen desde una entrada de trabajo de hasta aproximadamente 40 voltios en el grado estándar y aproximadamente 60 voltios en el grado HV, ambos entregan la salida en las versiones fijas de 3.3, 5, 12 y 15 voltios en la línea clásica, o en la versión ajustable cuya salida se establece mediante el divisor de resistores externo, y ambos regulan la salida con la precisión de la familia y los comportamientos de carga y línea que states la hoja de datos. La especificación compartida de entrada y salida significa que un diseño que funciona con el LM2576 puede funcionar con el LM2596 en la misma entrada y salida, porque los números coinciden y la frecuencia es la única diferencia que ve la placa. La protección, el límite de corriente y el apagado térmico, también se comparten, y el filtro de entrada y la protección inversa y contra sobretensiones que recomienda la hoja de datos se aplican a ambos. El terreno compartido es la razón por la que la comparación es una decisión de frecuencia en lugar de una decisión de capacidad.

El grado HV merece su propia lectura, porque es la variante que amplía el alcance de la familia. El LM2576HV y el LM2596HV aceptan una entrada de hasta aproximadamente 60 voltios, lo que sirve los buses industriales de 48 voltios y los de telecomunicaciones, y las piezas HV llevan la misma diferencia de frecuencia que las piezas estándar, el LM2576HV de 52 kilohercios y el LM2596HV de 150 kilohercios. El diseñador que trabaja con la entrada más alta lee el grado HV y la misma compensación de frecuencia del inductor y filtro, y la regla de la comparación se mantiene en todo el grado. Las opciones de entrada y salida son la amplitud compartida de la familia, y el grado HV extiende esa amplitud, y la comparación de las dos piezas se mantiene en cada grado porque la diferencia de frecuencia es la constante. El terreno compartido y la amplitud compartida mantienen la comparación limpia, y la frecuencia sigue siendo el eje de la elección.

Salida fija versus ajustable en la familia buck

La salida fija versus ajustable en la familia buck sigue la misma regla que usan el resto de familias de reguladores. Elige la pieza fija, la LM2576-5.0 o la LM2596-5.0, cuando el riel es un voltaje estándar y el diseño quiere la salida precisa sin divisor externo, y elige la pieza ajustable cuando el riel es un valor no estándar o la misma placa debe servir varias salidas cambiando un resistor. Tanto las versiones fijas como las ajustables llevan la misma diferencia de frecuencia entre el LM2596 y el LM2576, así que la elección de fijo versus ajustable es independiente de la elección de frecuencia, y el diseñador selecciona la arquitectura de salida y la frecuencia por separado. El buck ajustable es la versión detrás de los módulos ubiquitous, y el buck fijo es el riel de producción, y la comparación cubre ambos bajo la misma regla de frecuencia.

Cuándo elegir el LM2596

Elige el LM2596 cuando el espacio y la altura de la placa importan, porque la frecuencia de 150 kilohercios permite que el riel use el inductor más pequeño y el filtro de salida más pequeño, y la solución de perfil más bajo es la razón de ser del LM2596. Elige cuando el diseño prefiere el riel moderno y más compacto, cuando la placa es densa y cada milímetro cúbico cuenta, y cuando el EMI de frecuencia ligeramente más alta puede contenerse con el diseño y el filtrado de entrada que la frecuencia más alta demanda. Elige el LM2596 para las construcciones más nuevas, los diseños de módulos y las placas donde el inductor más pequeño es la ventaja decisiva, porque el regalo de la frecuencia es el espacio que ahorra. El LM2596 es la respuesta al riel compacto, y la regla de la comparación es dejar que la pieza más nueva posea el buck limitado en espacio.

La elección del 2596 también lee el ecosistema, porque el LM2596 y sus módulos son el estándar de trabajo, y las piezas y la comunidad alrededor de los módulos ajustables son vastas. Un prototipo que usa el módulo LM2596 se traduce fácilmente al LM2596 de producción en la placa, y las versiones fijas y ajustables y el grado HV cubren el rango, así que un diseño que estandariza en el LM2596 tiene un suministro profundo y práctico. La vista de reemplazo se mantiene porque el pinout está estandarizado entre los proveedores y las piezas domésticas, y el aprovisionamiento es profundo porque la pieza es un clásico de trabajo. La historia del LM2596 es el convertidor compacto y el ecosistema de módulos, y la vista de la guía coincide, la frecuencia correcta, el filtro pequeño y la familia profunda.

Cuándo elegir el LM2576

Elija el LM2576 cuando la placa tenga espacio y el diseño valore la frecuencia de conmutación más baja, porque la ruta de 52 kilohercios conmuta su ruido en la banda más baja y es más permisiva con el diseño y los cables largos, lo que se adapta a las placas menos densas y a los diseños de retrofit. Elíjalo cuando el diseño funcione con cargas donde la pérdida por conmutación del convertidor de baja frecuencia sea ligeramente menor, y cuando el inductor más grande sea aceptable a cambio del EMI de baja frecuencia que hereda el diseño de la pieza más antigua. Elija el LM2576 para las placas que ya lo utilizan, los diseños maduros y las aplicaciones donde el ruido de la frecuencia en la banda más alta complicaría el filtrado, porque la pieza más antigua gasta el espacio que ahorra. El LM2576 es la respuesta a la ruta permisiva al espacio y el EMI de baja frecuencia, y la regla de la comparación es dejar que la pieza original posea el buck de diseño silencioso.

La elección del 2576 también lee la herencia de la familia, porque el LM2576 es el SIMPLE SWITCHER original que la industria ha producido y serviced durante décadas. La hoja de datos es madura, las APPnotes son extensas, la comunidad conoce la pieza, y la pieza y sus módulos están en stock en todas partes, por lo que un diseño que elige el LM2576 hereda un suministro profundo y bien documentado. La vista de reemplazo se mantiene en el mismo pinout y el mismo paquete, y el aprovisionamiento abarca los proveedores y las piezas nacionales. El LM2576 es la cara más antigua de la familia, y su historia es la ruta probada y la documentación profunda, y la guía lo trata como una elección real en lugar de como el rezagado obsoleto, porque la compensación espacio-ruido es una decisión de ingeniería legítima.

Cómo diseñar un convertidor Buck alrededor de estas piezas

Diseñar un convertidor buck alrededor del LM2596 o el LM2576 es un pequeño ejercicio de selección de componentes, y el ejemplo trabajado hace concreta la diferencia entre las dos piezas. Tome la ruta común: una entrada de 12 voltios, una salida de 5 voltios y una carga de 1 amperio. La primera selección es el diodo, que debe ser del tipo de recuperación rápida o Schottky clasificado para el voltaje de entrada más un margen y para la corriente directa promedio, porque el diodo conduce durante el tiempo de apagado del interruptor cuando el inductor funciona en rueda libre, y un diodo lento quema más de la eficiencia y funciona más caliente. La segunda selección es el inductor, y aquí las dos piezas se separan: la tabla de selección de inductor de la hoja de datos da el valor por el voltaje de entrada, el voltaje de salida y la corriente, y para la ruta de 12 voltios a 5 voltios, 1 amperio el LM2596 a 150 kilohercios típicamente selecciona un inductor en la clase de 33 microhenrios con una clasificación de corriente de saturación por encima de la corriente pico del interruptor, mientras que el LM2576 a 52 kilohercios selecciona un valor en la clase de 100 microhenrios para la misma ruta. La tercera selección es el condensador de salida, que la hoja de datos dimensiona por el rizado de salida y la estabilidad, una pieza de baja ESR en la clase de 220 microfaradios para el LM2596 y un mayor volumen en la clase de 330 microfaradios para el LM2576, con la baja ESR y la clasificación de corriente de rizado leídas contra la carga. La cuarta selección es el condensador de entrada, un electrolítico de clase 100 microfaradios colocado cerca de la pieza para manejar la corriente de entrada conmutada. La retroalimentación es lo último: las versiones fijas no necesitan divisor, y las versiones ajustables establecen la salida con dos resistores usando la referencia de la familia, y la tolerancia del divisor se une a la tolerancia de salida.

El ejemplo trabajado también lee el diseño, porque la corriente conmutada del convertidor buck es una fuente de ruido que el diseño controla o libera. Mantenga el bucle conmutado apretado, el condensador de entrada, el interruptor, el diodo y el inductor, en el bucle más pequeño, porque el área del bucle es la antena para el ruido que el filtrado de entrada y salida luego no puede captar completamente. Coloque la pieza, el diodo y el inductor cerca juntos, y la traza de retroalimentación alejada del nodo conmutado, para que la referencia no capte el ruido de conmutación. La disciplina de diseño es la diferencia entre el convertidor que funciona en el banco y el que pasa la prueba de EMI, y es la misma disciplina a cualquier frecuencia. El LM2596 de 150 kilohercios necesita el diseño más apretado y el condensador de entrada más cerca, y el LM2576 de 52 kilohercios es más permisivo, que es la consecuencia física de la frecuencia repetida a nivel de placa. Un diseño que sigue la guía de diseño de la hoja de datos construye la ruta que los vendedores de módulos ya han probado, que es la finalización práctica de la selección de componentes.

Una tabla de trabajo de selección de inductor y condensador

Una tabla de selección trabajada hace concreto el diseño, y es la tabla que los constructores de módulos efectivamente usan. Para la entrada de 12 voltios y la salida de 5 voltios, 1 amperio: el LM2596 selecciona un inductor cerca de 33 microhenrios, un condensador de salida de baja ESR cerca de 220 microfaradios, un diodo Schottky clasificado cerca de 40 voltios y para el promedio de 1 amperio, y un condensador de entrada cerca de 100 microfaradios; el LM2576 selecciona un inductor cerca de 100 microhenrios, un condensador de salida cerca de 330 microfaradios, la misma clase de diodo y el mismo condensador de entrada. Los valores vienen de las tablas de selección de la hoja de datos, y el diseñador los lee en el punto de operación en lugar de de memoria, porque la tabla tiene en cuenta el voltaje de entrada, el rizado y la estabilidad que un solo número no puede. La corriente de saturación del inductor es la verificación que la tabla pasa por alto: la corriente pico del interruptor, el promedio más la mitad del rizado, debe estar por debajo de la clasificación de saturación del inductor, o el inductor se satura, la inductancia colapsa y el convertidor pierde la eficiencia y la regulación. La corriente de rizado del condensador es la segunda verificación, porque la corriente conmutada a través de una caja pequeña lo sobrecalienta, y la baja ESR y la clasificación de corriente de rizado se leen juntas. La tabla convierte la hoja de datos en el diseño, y el diseño convierte el LM2596 o el LM2576 en una ruta funcional.

Eficiencia y Térmica: Un Cálculo Práctico para el LM2596 y el LM2576

La eficiencia y el comportamiento térmico de la familia buck se aprecian mejor en un cálculo práctico, y los números son la imagen honesta de la comparación. Tome el riel de 12 voltios a 5 voltios, 1 amperio: la potencia de salida es 5 vatios, y con la eficiencia típica de la familia de aproximadamente 80 por ciento, la potencia de entrada es la potencia de salida dividida por la eficiencia, aproximadamente 6,25 vatios, por lo que el convertidor disipa la diferencia, aproximadamente 1,25 vatios, a través del interruptor, el diodo y el inductor. Compare eso contra el regulador lineal en el mismo riel, que disipa la diferencia de entrada menos salida multiplicada por la corriente, aproximadamente 7 vatios, y los 1,25 vatios del buck son la razón por la que existe el regulador conmutado, el calor es una fracción del lineal, y la placa no necesita el enorme disipador de calor. La temperatura de unión del interruptor del buck sigue la potencia disipada y el encapsulado: un TO-220 con la resistencia térmica de aire libre en la clase de 50 grados por vatio hace funcionar la unión a aproximadamente 25 grados ambiente más 1,25 veces 50, aproximadamente 87 grados, dentro de su calificación de 125 grados pero cálido, y un disipador de calor o el cobre de la placa lo baja a unos frescos 40 grados. El cálculo es el mismo para ambas partes, y la diferencia entre las dos está en el detalle de pérdida por conmutación en lugar del titular.

La frecuencia de conmutación agrega su propio pequeño término al térmico, y el número práctico muestra por qué rara vez decide la elección. El LM2596 a 150 kilohercios transiciona tres veces más a menudo que el LM2576 a 52 kilohercios, y cada transición quema una pequeña pérdida de conmutación en el interruptor y el diodo, por lo que la parte de mayor frecuencia lleva un poco más de pérdida por conmutación en el mismo riel, y las curvas de eficiencia en la carga ligera pueden mostrar la diferencia. La magnitud en los puntos operativos normales es de unos pocos puntos como máximo, y las curvas de eficiencia de la hoja de datos establecen los valores reales en cada entrada y salida, por lo que el diseñador lee la curva en el punto operativo en lugar de comparar las partes por una sola cifra. El cálculo térmico práctico termina donde comenzó la selección: la frecuencia decide el inductor y el filtro y el diseño, y la eficiencia y el calor siguen las curvas y el encapsulado, y un riel que cabe en la placa según la capacidad térmica del encapsulado es atendido por cualquier parte con los números que muestra la hoja de datos. El cálculo práctico es el número detrás de la "clase del 80 por ciento" que cita la copia del catálogo, y es el número que usa el diseño térmico.

Medición del Rizado y Ruido de Salida en el Banco

Medir el rizado de salida y el ruido de conmutación del LM2596 o el LM2576 es un procedimiento de banco que confirma el diseño del filtro, y la configuración correcta de medición es la mitad del resultado. Use un osciloscopio con una sonda 10x y un cable de tierra corto, o el resorte de tierra de la sonda, y mida directamente a través del capacitor de salida, porque el cable de tierra largo capta el ruido del bucle que la medición confunde con la especificación. Configure el osciloscopio en modo AC y aplique el límite de ancho de banda de 20 megahercios, que rechaza el ruido broadband y revela el rizado de conmutación que especifica la hoja de datos. La lectura muestra el rizado a la frecuencia de conmutación, el rizado de 150 kilohercios para el LM2596 y el de 52 kilohercios para el LM2576, con la amplitud en decenas de milivoltios para un filtro bien dimensionado, y los picos en los bordes de conmutación son el ruido rápido que el límite de ancho de banda elimina. La medición es la confirmación de que la tabla del inductor y el capacitor se dimensionó correctamente, y es el número que el diseño registra junto con la prueba de carga.

La medición también lee el escalón de carga, que es el transitorio que el filtro debe mantener. Aplique un escalón de carga del 20 al 80 por ciento de la capacidad nominal con la carga electrónica, y observe la salida en el osciloscopio, la caída en el escalón y la recuperación y el ringing, y compare el resultado contra la respuesta transitoria de la hoja de datos. Un capacitor de salida más grande y un ESR más bajo apretan la respuesta, y un diseño con el bucle largo la relaja, por lo que la lectura del escalón de carga es la interfaz entre el filtro y el diseño. La misma medición se ejecuta en las versiones fija y ajustable, y el diseño del divisor de realimentación se muestra en el ruido que capta el pin de ajuste, que el capacitor de bypass en el pin de ajuste corrige. Las mediciones de rizado y escalón de carga son la mitad de banco del diseño del filtro, y un convertidor que lee limpio en el osciloscopio es un convertidor cuyos valores de hoja de datos la placa ha confirmado, que es la finalización del proceso de diseño que comenzó la tabla de selección.

Resolución de Problemas de Convertidores Buck

Los problemas del convertidor buck que aparecen en una placa nueva son consistentes, y la resolución de problemas sigue una lista corta de verificaciones. Si la salida no se regula, verifique el voltaje de entrada contra el mínimo y la caída del componente, verifique el cableado del divisor de realimentación en la versión ajustable, y verifique si hay un pin de habilitación faltante o mal colocado, porque un componente fijo sin habilitación simplemente necesita la entrada, mientras que el componente ajustable necesita que el divisor aterrice. Si la salida oscila o la placa zumba, los sospechosos habituales son el inductor alcanzando saturación, la ESR del capacitor de salida fuera del rango de la hoja de datos, o un lazo de diseño que la corriente conmutada está excitando, y la solución es el inductor más grande con la clasificación de saturación más alta, el capacitor correcto, y el lazo ajustado. Si el componente se sobrecalienta, verifique el diodo, un rectificador lento añade la pérdida de recuperación, verifique la resistencia CA del inductor, y verifique el cobre de la placa debajo del componente, porque la ruta térmica es parte de la clasificación. Si la salida emite un chillido en las frecuencias del capacitor cerámico, la solución es el diseño y los valores de capacitor que la hoja de datos recomienda, y el chillido es el cerámico piezoeléctrico o el núcleo del inductor cantando en la frecuencia de conmutación. La lista de resolución de problemas es el broche práctico del diseño, y es la lista de verificación que un diseñador mantiene para la primera placa de cada riel buck.

La Versión del Módulo Ajustable y Su Diseño

El módulo ajustable es donde la mayoría de los ingenieros primero conocen el LM2596 y el LM2576, y entender el diseño del módulo explica el mundo práctico del componente. El módulo buck omnipresente se construye alrededor de la versión ajustable, con un trimmer o un divisor de resistor fijo estableciendo la salida, un potenciómetro en la placa para el ajuste, un capacitor de entrada, un capacitor de salida, el inductor, el diodo, y frecuentemente un LED de estado, y todo el conjunto es la aplicación ajustable de la hoja de datos hecha física. El trimmer del módulo establece la salida a través del divisor de referencia, y el mismo circuito con el trimmer reemplazado por los resistores fijos es el riel de producción, por eso un diseño de módulo se traduce directamente a un diseño de placa. El módulo también muestra las partes que cada diseño necesita, el inductor que la frecuencia selecciona, el diodo, y los capacitores, y un diseñador que lee un módulo puede leer la placa. El módulo es la introducción del componente, y la hoja de datos es su completación, que es el camino que el ejemplo trabajado en esta guía sigue.

La versión del módulo también lleva las opciones de diseño que cada construcción hereda. El trimmer añade la tolerancia a la salida, entonces el voltaje nominal del módulo es solo tan preciso como el trimmer y la referencia, y un diseño de producción reemplaza el trimmer con los resistores fijos de precisión. El diseño del módulo es el lazo compacto que la hoja de datos recomienda, por eso el módulo funciona tan bien como lo hace para su tamaño, y una placa que copia el diseño del módulo hereda su comportamiento. El LED de estado y el trimmer consumen sus pequeñas corrientes del riel, y la precisión reportada del módulo los ignora. El diseño del módulo es la plantilla práctica, y la tabla trabajada y las notas de diseño en esta guía son el análisis detrás de la plantilla, así que un diseñador que comienza con un módulo y se mueve a una placa de producción lee el mismo circuito en ambos lugares. El módulo es la cara del banco de trabajo del LM2596 y el LM2576, y el diseño que esta guía describe es la misma cara dibujada en la placa.

LM2596 vs LM2576: Equivalentes y Reemplazos

La perspectiva de reemplazo de la comparación LM2596 vs LM2576 es el aprovisionamiento que ambas opciones abren, y es la misma perspectiva para ambas partes. Ambos se sientan en la familia buck cuya distribución de pines los proveedores y los fabricantes domésticos reproducen, y las versiones fija, ajustable y HV cubren el rango, así que un diseño que elige cualquiera tiene un suministro profundo y compatible en pines. La calificación de reemplazo ejecuta la misma disciplina que cualquier sustitución: confirmar el paquete y la distribución de pines, el TO-220 o el TO-263, confirmar la frecuencia es la propia del componente, porque el LM2596 y el LM2576 no son intercambiables en el mismo pinout sin cambiar el inductor y el filtro, confirmar la entrada y la salida, y probar el reemplazo en la placa a través de la carga y la temperatura. El reemplazo es compatible en pines dentro de la familia, y la diferencia de frecuencia significa que un diseñador que intercambia el 2576 por un 2596, o viceversa, vuelve a verificar el inductor y el filtro en lugar de asumir que los valores anteriores se mantienen.

La comparación también nombra los hermanos que rodean las dos partes, porque el LM2596 y el LM2576 pertenecen a una familia con más miembros. Los LM2676 y LM2673 y las partes SIMPLE SWITCHER relacionadas, los convertidores síncronos más nuevos, y los reguladores buck compatibles en pines de los fabricantes domésticos todos cumplen el mismo rol de reducción de voltaje a las mismas y diferentes frecuencias, y la selección entre el 2596 y el 2576 es un par dentro de una familia más amplia. Un diseñador que lee la comparación LM2596 vs LM2576 de esta manera elige por la frecuencia, el espacio, y el presupuesto de EMI, asegura el componente elegido a través del suministro profundo de la familia, y vuelve a verificar el filtro cuando la frecuencia cambia, y esa disciplina es la respuesta práctica que el esquemático y la placa ambos aceptan.