LM2576 مقابل LM2596: مقارنة متعمقة - من الميزات الأساسية إلى دليل اختيار التطبيق

I. المقدمة: تحديد موضع المنظمين الكلاسيكيين المتدرجين

باعتبارهما منظمين مبدعين للتبديل من شركة Texas Instruments (TI)، فإنLM2576وLM2596أصبحت الاختيارات الأساسية في تصميمات مصادر الطاقة المنخفضة إلى المتوسطة نظرًا لكفاءتها العالية وسهولة تصميمها وإمكانية تطبيقها على نطاق واسع. يتمحور كلاهما حول قدرة إخراج 3A، والتي تغطي التحكم الصناعي، والإلكترونيات الاستهلاكية، وإلكترونيات السيارات، وغيرها من المجالات. ومع ذلك، فهي تختلف اختلافًا كبيرًا في خصائص التردد وأداء الكفاءة والسيناريوهات القابلة للتطبيق. تحلل هذه المقالة بشكل شامل أوجه التشابه والاختلاف بينها بدءًا من الميزات الأساسية واختلافات المعلمات والتكوينات الوظيفية وسيناريوهات التطبيق العملي، مما يوفر مراجع واضحة للاختيار.

ثانيا. تحليلLM2576الميزات الأساسية

1. تحديد المواقع الأساسية ومبدأ العمل

LM2576 عبارة عن منظم تبديل تنحي غير متزامن مصمم لسيناريوهات الجهد المتوسط ​​إلى المنخفض. إنها تعتمد تردد تحويل ثابت يبلغ 52 كيلو هرتز وتقوم بضبط جهد الخرج من خلال تقنية تعديل عرض النبض (PWM). ويهدف تصميمه إلى تحقيق التوازن بين التكلفة والأداء، مما يجعله مناسبًا للسيناريوهات ذات متطلبات التعقيد المنخفضة للتخطيط وفولتية الإدخال الأعلى. إنه يدمج أنبوب مفتاح الطاقة، ومضخم الأخطاء، ودوائر الحماية داخليًا، مما يتيح خفض الجهد المستقر بدون دوائر طرفية معقدة.

2. المعلمات الرئيسية

·القدرة على الإخراج: الحد الأقصى لتيار الإخراج 3 أمبير، يدعم المخرجات الثابتة (3.3 فولت/5 فولت/12 فولت/15 فولت) والمخرجات القابلة للتعديل (1.23-37 فولت). يقوم الإصدار القابل للتعديل بضبط الجهد عبر تقسيم جهد المقاوم الخارجي، مما يوفر مرونة عالية.

·الكفاءة والحماية: تتراوح كفاءة التحويل من 75% إلى 88% (تختلف باختلاف الحمل). فهو يدمج حماية التيار الزائد (عتبة الحد الحالي حوالي 4A)، والإغلاق الحراري (يتم تشغيله عندما تصل درجة حرارة الوصلة إلى 165 درجة مئوية)، وتعويض التردد الداخلي، مما يلغي الحاجة إلى مكونات تعويض إضافية.

·مزايا التصميم: المكونات الطرفية ضئيلة، ولا تتطلب سوى مغو ومكثفات الإدخال/الإخراج والصمام الثنائي الحر للتشغيل. وهي متوفرة في حزم TO-220 (من خلال الفتحة) وTO-263 (التثبيت على السطح). تتميز حزمة TO-220 بمبدد حراري معدني يمكنه تركيب المشتت الحراري مباشرة، والتكيف مع احتياجات تبديد الحرارة متوسطة الطاقة.

ثالثا. تحليل الميزات الأساسية LM2596

1. تحديد المواقع الأساسية ومبدأ العمل

يعد LM2596 نسخة مطورة من LM2576، ويستخدم أيضًا بنية تنحي غير متزامنة. ومع ذلك، فإنه يعمل على تحسين الاستجابة الديناميكية وحجم المكون عن طريق زيادة تردد التبديل (150 كيلو هرتز). يركز تصميمه بشكل أكبر على سيناريوهات التردد العالي، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات ذات المتطلبات الأعلى لحجم مصدر الطاقة والكفاءة ودقة التنظيم. ويمكن اعتباره امتدادًا لـ LM2576 في اتجاه الاكتناز والأداء العالي.

2. المعلمات الرئيسية

·القدرة على الإخراج: الحد الأقصى لتيار الإخراج 3 أمبير، يدعم المخرجات الثابتة (3.3 فولت/5 فولت/12 فولت) والمخرجات القابلة للتعديل (1.23-37 فولت). دقة جهد الخرج أعلى من دقة LM2576.

·الكفاءة والحماية: يمكن أن تصل كفاءة التحويل إلى 90% (عند التحميل الكامل)، مع دقة تنظيم الخط بنسبة ±2% (مقارنة بـ ±4% لـ LM2576) وأداء أفضل لتنظيم الحمل. وهو يشترك في نفس وظائف الحماية مثل LM2576، بما في ذلك الحماية من التيار الزائد والإغلاق الحراري.

·مزايا التصميم: خاصية التردد العالي 150 كيلو هرتز تسمح باستخدام محاثات أصغر (22-47μH) ومكثفات، مما يقلل بشكل كبير من حجم وحدة الطاقة. يعد إصدار الحزمة المثبتة على السطح أكثر ملاءمة لتخطيطات ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالي الكثافة، مما يلبي احتياجات التصميم المضغوط للأجهزة المحمولة.

رابعا. مقارنة المعلمات الأساسية بين LM2576 وLM2596

V. الاختلافات في تعريفات الدبوس وتكوينات الدائرة

1. مقارنة وظائف الدبوس

كلاهما يعتمد حزمة ذات 5 سنون (TO-220/TO-263) مع تعريفات الدبوس التالية:

LM2576: 

LM2596:

الفرق الأساسي: يدمج دبوس التغذية الراجعة الخاص بـ LM2596 مضخم خطأ عرض النطاق الترددي العالي داخليًا، ويستجيب لتقلبات جهد الخرج أسرع بأكثر من 3 مرات من LM2576، مما يجعله مناسبًا لتغييرات الحمل العابرة في سيناريوهات التردد العالي.

2. تكوينات الدوائر النموذجية

LM2576:

يتطلب مغو طاقة 33-100μH (تيار التشبع ≥4A)، ومكثف كهربائي 100μF (الإدخال، لتصفية تموج الإدخال)، ومكثف كهربائي 1000μF (الإخراج، لقمع تموج الإخراج)، وصمام ثنائي حر. الصمام الثنائي الحر الموصى به هو 1N5822 (صمام ثنائي شوتكي، الجهد العكسي ≥40V، التيار الأمامي ≥3A).

LM2596:

نظرًا لتردده العالي، يمكن أن يكون حجم المحث 22-47μH (أصغر بنسبة 50% من حجم LM2576)، ويمكن تقليل مكثف الإدخال إلى 47μF، ومكثف الخرج إلى 220μF (مع مكثف سيراميك لتقليل التموج بشكل أكبر). الصمام الثنائي الحر الموصى به هو SR560 (الجهد العكسي 60 فولت، التيار الأمامي 5 أمبير، مع خصائص أفضل للتردد العالي).

سادسا. تحليل الخصائص الوظيفية والسيناريوهات المطبقة

1. مقارنة السيناريوهات المفيدة

LM2576:

·سيناريوهات الإدخال ذات الجهد العالي: مثل الأنظمة الصناعية بجهد 24 فولت، وإمدادات طاقة بطارية السيارات بجهد 12 فولت (يدعم إصدار الجهد العالي إدخال 60 فولت، وهو قادر على التعامل مع بطاريات الشاحنات بجهد 24 فولت)؛

·الأجهزة الحساسة من حيث التكلفة: مثل محولات الطاقة المنخفضة وشواحن البطاريات، مع تكلفة المكونات الطرفية أقل بنسبة 20% تقريبًا من تلك الخاصة بـ LM2596؛

·السيناريوهات ذات متطلبات التخطيط الفضفاضة: مثل وحدات الطاقة الخارجية للأجهزة والعدادات، حيث لا يكون التصميم المدمج ضروريًا.

LM2596:

·التصميمات المدمجة عالية التردد: مثل الأجهزة المحمولة ووحدات إدارة بطاريات الطائرات بدون طيار، حيث يمكن للمحاثات والمكثفات صغيرة الحجم تقليل مساحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور؛

·سيناريوهات الطلب ذات الكفاءة العالية: مثل بنوك الطاقة الشمسية (بكفاءة أعلى بنسبة 5% إلى 10%، مما يطيل عمر البطارية)؛

·سيناريوهات عالية الدقة: مثل الأنظمة المدمجة (MCU، وإمدادات طاقة الاستشعار)، حيث يمكن لدقة الجهد ±2% أن تمنع سوء تشغيل الدوائر الرقمية بسبب تقلبات الجهد.

2. مقارنة القيود

·LM2576: يؤدي التردد المنخفض 52 كيلو هرتز إلى حجم محث أكبر وتموج إخراج أعلى (حوالي 50 مللي فولت)، مما يجعله غير مناسب للدوائر الحساسة للضوضاء (مثل مكبرات الصوت)؛

·LM2596: الحد الأدنى لجهد الإدخال هو 4.5 فولت، وهو غير قادر على التكيف مع مصدر طاقة بطارية الليثيوم 3.7 فولت المباشر (يتطلب التعزيز إلى أعلى من 5 فولت أولاً)، وضوضاء التبديل عالية التردد أكبر من LM2576 (تحتاج إلى خرزات مغناطيسية إضافية للقمع).

سابعا. الحلول البديلة واقتراحات الاختيار

1. نماذج بديلة مماثلة

·المتطلبات الحالية الأعلى: LM2597 (خرج 5A، تردد 150 كيلو هرتز)، MP2307 (تنحي متزامن 3A، كفاءة 95%، مناسب لسيناريوهات الطاقة المنخفضة)؛

·التردد العالي: TPS5430 (مخرج 3A، تردد 500 كيلو هرتز، مناسب للتصميمات فائقة الصغر)؛

·مدخل الجهد المنخفض: RT9193 (LDO، الإدخال 2.5-5.5 فولت، الإخراج 1.2-3.3 فولت، مناسب لإمداد طاقة بطارية الليثيوم 3.7 فولت المباشر).

2. شجرة قرار الاختيار

·إذا كان جهد الإدخال ≥7V، فإن التكلفة تكون أولوية، والتخطيط فضفاض → اختر LM2576؛

·إذا كانت هناك حاجة إلى تردد عالٍ، وتصميم مضغوط، وكفاءة ≥85% → اختر LM2596؛

·إذا كان جهد الإدخال <7 فولت (على سبيل المثال، دخل 5 فولت) → يفضل LM2596 (الحد الأدنى 4.5 فولت هو الأكثر ملاءمة)؛

·إذا كان إدخال الجهد العالي (> 40 فولت) مطلوبًا → اختر إصدار LM2576 HV.

ثامنا. الخلاصة: كيف تختار؟

يعد كل من LM2576 وLM2596 بمثابة حلول تنظيمية كلاسيكية على مستوى 3A، مع وجود اختلافات أساسية في التردد والكفاءة ونطاق الإدخال:

·بالنسبة لسيناريوهات التخطيط ذات الجهد العالي والمنخفضة التكلفة والفضفاضة، يعد LM2576 خيارًا موثوقًا به بفضل قدرة الإدخال 60 فولت وتكاليف المكونات المنخفضة؛

·بالنسبة للتصميم عالي التردد والمدمج والمتطلبات عالية الدقة، يتمتع LM2596 بمزايا بتردده 150 كيلو هرتز وكفاءته بنسبة 90%.

يجب أن يأخذ الاختيار العملي في الاعتبار نطاق جهد الإدخال وأهداف الكفاءة وقيود التخطيط: على سبيل المثال، يُفضل LM2576 لتحويل 24 فولت إلى 5 فولت في التحكم الصناعي، في حين أن LM2596 أكثر ملاءمة لتحويل 12 فولت إلى 3.3 فولت في الأجهزة المحمولة. يحقق كلاهما تحويلًا مستقرًا للجهد من خلال الحد الأدنى من الدوائر الطرفية، مما يجعلهما خيارات فعالة من حيث التكلفة لسيناريوهات الطاقة المنخفضة إلى المتوسطة.

نماذج سلسلة LM2576

جزء	طَرد	دبابيس	تصنيف	درجة حرارة التشغيل (درجة مئوية)
LM2576HVS-12/نوبب	DDPAK/TO-263 (KTT)	5	المستوى-3-245C-168 ساعة	-40 إلى 125
LM2576HVS-3.3/نوبب	DDPAK/TO-263 (KTT)& ل	السابق:LM317 مقابل LM317T: تحليل شامل لتنظيم التيار الدقيق وتطبيقات الطاقة العالية LM317 وLM317T، كمنظمي جهد كلاسيكيين قابلين للتعديل، يتفوق كل منهما في سيناريوهات فريدة. يتميز LM317 بالدقة المتوسطة والمنخفضة الطاقة... التالي:LM338 مقابل LM317: تحليل مقارن شامل للأداء العالي والدقة LM317 وLM317T، كمنظمي جهد كلاسيكيين قابلين للتعديل، يتفوق كل منهما في سيناريوهات فريدة. يتميز LM317 بالدقة المتوسطة والمنخفضة الطاقة... 2000+ المتوسط ​​اليومي لحجم طلب عرض الأسعار 30,000,000 وحدة المنتج القياسية 2800+ الشركات المصنعة في جميع أنحاء العالم 15000 م2 مستودع في المخزون قائمة طلب عرض الأسعار (0 العناصر) يُقدِّم قائمة سلة التسوق (0 العناصر) يُقدِّم قائمة الرغبات (0 عناصر) AD9208BBPZ-3000 196-LFBGA لوحة مكشوفة الكمية: 1 يُقدِّم قائمة المقارنة (0 العناصر) يُقدِّم اضغط على زر الإدخال للبحث أو ESC للإغلاق