ZHCSKU0G November 1999 – March 2023 LM2596
PRODUCTION DATA
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圖 8-5 中的電路通過(guò)公共接地將正輸入電壓轉(zhuǎn)換為負(fù)輸出電壓。該電路的工作原理是將穩(wěn)壓器的接地引腳引導(dǎo)至負(fù)輸出電壓,然后將反饋引腳接地,穩(wěn)壓器檢測(cè)到反相輸出電壓并對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)。

此示例使用 LM2596-5.0 生成 ?5V 輸出,但也可以通過(guò)選擇其他輸出電壓版本(包括可調(diào)節(jié)版本)來(lái)實(shí)現(xiàn)其他輸出電壓。由于此穩(wěn)壓器拓?fù)淇僧a(chǎn)生大于或小于輸入電壓的輸出電壓,因此最大輸出電流在很大程度上取決于輸入和輸出電壓。圖 8-6 提供了指導(dǎo),說(shuō)明了不同輸入和輸出電壓條件下可能實(shí)現(xiàn)的輸出負(fù)載電流量。
穩(wěn)壓器上出現(xiàn)的最大電壓是輸入電壓和輸出電壓的絕對(duì)值之和,必須將最大電壓限制在 40V 以內(nèi)。例如,當(dāng)將 +20V 轉(zhuǎn)換為 ?12V 時(shí),穩(wěn)壓器會(huì)在輸入引腳和接地引腳之間檢測(cè)到 32V 的電壓。LM2596 的最大輸入電壓規(guī)格為 40V。
此穩(wěn)壓器配置中需要額外的二極管。二極管 D1 用于隔離輸入電壓紋波或噪聲,防止在輕負(fù)載或無(wú)負(fù)載條件下通過(guò) CIN 電容器耦合到輸出。此外,這種二極管隔離會(huì)將拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更改為與降壓配置非常相似,從而提供良好的閉環(huán)穩(wěn)定性。TI 建議在低輸入電壓下使用肖特基二極管(因?yàn)槠鋲航递^低),但對(duì)于較高的輸入電壓,可以使用快速恢復(fù)二極管。
如果沒(méi)有二極管 D3,當(dāng)首次施加輸入電壓時(shí),CIN 的充電電流會(huì)流向輸出端,使輸出電壓短暫地上升幾伏。加裝 D3 可防止輸出電壓上升到超過(guò)二極管電壓的正值。


圖 8-6 反相穩(wěn)壓器典型負(fù)載電流由于反相穩(wěn)壓器運(yùn)行方式存在差異,因此不使用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)程序來(lái)選擇電感器值。在大多數(shù)設(shè)計(jì)中,33μH、3.5A 電感器是不錯(cuò)的選擇。電容器選擇也可以縮窄至僅從幾個(gè)值中選擇。使用圖 8-5 中顯示的值可在大多數(shù)反相設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)良好的結(jié)果。
這種類型的反相穩(wěn)壓器在啟動(dòng)時(shí)需要相對(duì)較大的輸入電流,即使在輕負(fù)載條件下也是如此。在輸出達(dá)到其標(biāo)稱輸出電壓之前,輸入電流至少需要在 2ms 或更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)達(dá)到 LM2596 電流限值(大約 4.5A)。實(shí)際時(shí)間取決于輸出電壓和輸出電容器的大小。具有電流限制的輸入電源,或在未過(guò)載的情況下無(wú)法提供這些電流的輸入電源無(wú)法正常工作。由于反相拓?fù)湫枰鄬?duì)較高的啟動(dòng)電流,TI 建議使用圖 8-5 中所示的延遲啟動(dòng)功能(C1、R1 和 R2)。通過(guò)延遲穩(wěn)壓器啟動(dòng),讓輸入電容器可以在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器開(kāi)始運(yùn)行之前充電至更高的電壓。目前,輸入電容器 (CIN) 會(huì)提供啟動(dòng)所需的部分高輸入電流。在嚴(yán)峻的啟動(dòng)條件下,輸入電容器可以比正常電容器大得多。