ZHCSKU0G November 1999 – March 2023 LM2596
PRODUCTION DATA
- 1 特性
- 2 應用
- 3 說明
- 4 修訂歷史記錄
- 5 說明（續）
- 6 引腳配置和功能
- 7 規格
- 8 詳細說明
- 9 應用和實施
- 10器件和文檔支持
- 11機械、封裝和可訂購信息
封裝選項
請參考 PDF 數據表獲取器件具體的封裝圖。
機械數據 (封裝 | 引腳)
- NDH|5
- NEB|5
- KTT|5
散熱焊盤機械數據 (封裝 | 引腳)
- KTT|5
訂購信息
9.1.6 輸出電壓紋波和瞬態
在連續模式下運行的開關電源的輸出電壓將在開關頻率下包含鋸齒紋波電壓，并且還可以在鋸齒波形的峰值處包含短電壓尖峰。
輸出紋波電壓是電感器鋸齒形紋波電流與輸出電容器的 ESR 的函數。典型輸出紋波電壓的范圍約為輸出電壓的 0.5% 至 3%。為了獲得低紋波電壓，輸出電容器的 ESR 必須很低；但是，在使用極低 ESR 電容器時要小心，因為它們會影響環路穩定性，從而導致出現振蕩問題。如果需要極低的輸出紋波電壓（小于 20mV），TI 建議使用后置紋波濾波器（請參閱圖 9-10）。所需的電感通常在 1μH 至 5μH 之間，并且具有低直流電阻，以便保持良好的負載調節。還需要一個低 ESR 輸出濾波電容器來確保良好的動態負載響應和紋波減少。由于此電容器不在穩壓器反饋環路中，因此它的 ESR 可以根據需要降低到任何程度。圖 8-9 展示了使用和不使用后置紋波濾波器時的典型輸出紋波電壓。
使用示波器觀察輸出紋波時，必須使用短的低電感示波器探針接地連接。大多數示波器探頭制造商提供一個特殊的探頭端子，它焊接在穩壓器電路板上，最好是在輸出電容器處。這樣就提供了非常短的示波器接地，從而消除了與探頭通常提供的 3 英寸接地引線相關的問題，并提供更清晰和更準確的紋波電壓波形圖片。
輸出開關和二極管的快速開關動作、輸出濾波電容器的寄生電感及其相關接線會引起電壓尖峰。為了更大限度地減少這些電壓尖峰，輸出電容器必須設計用于開關穩壓器應用，并且引線長度必須非常短。接線電感、雜散電容以及用于評估這些瞬變的示波器探頭都會影響這些尖峰的幅度。
當開關穩壓器在連續模式下運行時，電感器電流波形的范圍從三角波形到鋸齒波形變動（取決于輸入電壓）。對于給定的輸入和輸出電壓，此電感器電流波形的峰峰值幅度保持恒定。隨著負載電流增大或減小，整個鋸齒電流波形也會上升和下降。此電流波形的平均值（或中心）等于直流負載電流。
如果負載電流降至足夠低的水平，則鋸齒電流波形的底部會達到零，并且開關轉換器會從連續工作模式平穩地變為非連續工作模式。大多數開關轉換器設計（無論電感器值是多大）在輸出是輕負載時都會強制非連續運行。這是一種完全可以接受的運行模式。
圖 9-9 峰峰值電感器紋波電流與負載電流間的關系在開關穩壓器設計中，知道峰峰值電感器紋波電流的值 (ΔIIND) 對于確定一些其他電路參數非常有用。峰值電感器或峰值開關電流、電路變得不連續之前的最小負載電流、輸出紋波電壓和輸出電容 ESR 等參數均可根據峰峰值 ΔIIND 計算得出。當使用圖 9-5 至圖 9-8 中的電感器列線圖來選擇電感器值時，可以立即確定電感器紋波電流峰峰值。圖 9-9 展示了不同負載電流的預期范圍 (ΔIIND)。圖 9-9 還展示了在電感區域內從下邊界到上邊界（對于給定負載電流）時電感器紋波電流峰峰值 (ΔIIND) 如何變化。上邊界代表更高的輸入電壓，而下邊界代表更低的輸入電壓。
這些曲線僅適用于連續模式運行，并且僅在使用電感器選擇指南來選擇電感器值時才正確。
考慮以下示例：
VOUT = 5V，最大負載電流為 2.5A
VIN = 12V，標稱值，在 10V 和 16V 之間變化。
圖 9-6 中的選擇指南顯示，2.5A 負載電流的垂直線和 12V 輸入電壓的水平線在 33μH 電感區域的上邊界和下邊界之間的大約中間位置交叉。使用 33μH 電感器，可以讓電感器電流峰峰值 (ΔIIND)（在最大負載電流的特定百分比范圍內）在電路中流動。在圖 9-9 中，沿大約中間位置的 2.5A 線進入電感區域，然后讀取左軸上的電感器紋波電流峰峰值 (ΔIIND)（大約 620mAp-p）。
隨著輸入電壓增加到 16V，接近電感區域的上邊界，電感紋波電流會增大。圖 9-9 顯示，對于 2.5A 的負載電流，在 12 VIN 下，電感器紋波電流峰峰值(ΔIIND) 為 620mA，并在上邊界 (16 VIN) 時可達到 740mA，在下邊界 (10 VIN) 時為 500mA。
已知 ΔIIND 值之后，使用這些公式計算有關開關穩壓器電路的其他信息。