PROCEDURE (Adjustable Output Voltage Versions) EXAMPLE (Adjustable Output Voltage Versions) Given: VOUT = Regulated Output Voltage VIN(Max) = Maximum Input Voltage Given: VOUT = 10V VIN(Max) = 25V ILOAD(Max) = 1A F = 52 kHz 1. Programming Output Voltage (Selecting R1 and R2) ILOAD(Max) = Maximum Load Current F = Switching Frequency (Fixed at 52 kHz) 1. Programming Output Voltage (Selecting R1 and R2, as shown in Figure 25 and Figure 26) Use the following formula to select the appropriate resistor values. (1) R1 can be between 1k and 5k. (For best temperature coefficient and stability with time, use 1% metal film resistors) R2 = 1k (8.13 ? 1) = 7.13k, closest 1% value is 7.15k (3) 2. Inductor Selection (L1) (2) 2. Inductor Selection (L1) A. Calculate E ? T (V ? μs) A. Calculate the inductor Volt ? microsecond constant, E ? T (V ? μs), from the following formula: (4) B. E ? T = 115 V ? μs (5) B. Use the E ? T value from the previous formula and match it with C. I (Max) = 1A LOAD the E ? T number on the vertical axis of the Inductor Value D. Inductance Region = H470 Selection Guide shown in Figure 31. C. On the horizontal axis, select the maximum load current. E. Inductor Value = 470 μH Choose from AIE part #430-0634, Pulse Engineering part #PE-53118, or Renco part #RL-1961. D. Identify the inductance region intersected by the E ? T value and the maximum load current value, and note the inductor code for that region. E. Identify the inductor value from the inductor code, and select an appropriate inductor from the table shown in Table 2. Part numbers are listed for three inductor manufacturers. The inductor chosen must be rated for operation at the LM2575 switching frequency (52 kHz) and for a current rating of 1.15 × ILOAD. For additional inductor information, see INDUCTOR SELECTION. 3. Output Capacitor Selection (COUT) 3. Output Capacitor Selection (COUT) A. The value of the output capacitor together with the inductor A. defines the dominate pole-pair of the switching regulator loop. For stable operation, the capacitor must satisfy the following requirement: However, for acceptable output ripple voltage select (7) (6) COUT ≥ 220 μF COUT = 220 μF electrolytic capacitor The above formula yields capacitor values between 10 μF and 2000 μF that will satisfy the loop requirements for stable operation. But to achieve an acceptable output ripple voltage, (approximately 1% of the output voltage) and transient response, the output capacitor may need to be several times larger than the above formula yields. B. The capacitor'svoltage rating should be at last 1.5 times greater than the output voltage. For a 10V regulator, a rating of at least 15V or more is recommended. Higher voltage electrolytic capacitors generally have lower ESR numbers, and for this reason it may be necessary to select a capacitor rate for a higher voltage than would normally be needed. (Continued) (Continued)
PROCEDURE (Adjustable Output Voltage Versions) EXAMPLE (Adjustable Output Voltage Versions) 4. Catch Diode Selection (D1) A. For this example, a 3A current rating is adequate. B. Use a 40V MBR340 or 31DQ04 Schottky diode, or any of the suggested fast-recovery diodes in Table 1. 4. Catch Diode Selection (D1) A. The catch-diode current rating must be at least 1.2 times greater than the maximum load current. Also, if the power supply design must withstand a continuous output short, the diode should have a current rating equal to the maximum current limit of the LM2575. The most stressful condition for this diode is an overload or shorted output. See Table 1. B. The reverse voltage rating of the diode should be at least 1.25 times the maximum input voltage. To further simplify the buck regulator design procedure, TI is making available computer design software to be used with the Simple Switcher line of switching regulators. Switchers Made Simple (version 3.3) is available on a (3? ″) diskette for IBM compatible computers from a TI sales office in your area.
Table 1. Diode Selection Guide 5. Input Capacitor (CIN) An aluminum or tantalum electrolytic bypass capacitor located close to the regulator is needed for stable operation. 5. Input Capacitor (CIN) A 100 μF aluminum electrolytic capacitor located near the input and ground pins provides sufficient bypassing. VR Schottky Fast Recovery 1A 3A 1A 3A 20V 1N5817 MBR120P SR102 1N5818 MBR130P 11DQ03 SR103 1N5819 MBR140P 11DQ04 SR104 1N5820 MBR320 SR302 1N5821 MBR330 31DQ03 SR303 The following The following diodes are all rated to 100V: 31DF1 MURD310 HER302 30V diodes are all rated to 100V: 11DF1 MUR110 HER102 40V IN5822 MBR340 31DQ04 SR304 MBR350 31DQ05 SR305 50V MBR150 11DQ05 SR105 MBR160 11DQ06 SR106 60V MBR360 31DQ06 SR306 Inductor Code L100 L150 L220 L330 L470 L680 H150 H220 H330 H470 H680 H1000 Table 2. Inductor Selection by Manufacturer's Part Number
Inductor Value 100 μH 150 μH 220 μH 330 μH 470 μH 680 μH 150 μH 220 μH 330 μH 470 μH 680 μH 1000 μH Schott (1) 67127000 67127010 67127020 67127030 67127040 67127050 67127060 67127070 67127080 67127090 67127100 67127110 Pulse Eng. (2) PE-92108 PE-53113 PE-52626 PE-52627 PE-53114 PE-52629 PE-53115 PE-53116 PE-53117 PE-53118 PE-53119 PE-53120 Renco (3) RL2444 RL1954 RL1953 RL1952 RL1951 RL1950 RL2445 RL2446 RL2447 RL1961 RL1960 RL1959 (1) Schott Corp., (612) 475-1173, 1000 Parkers Lake Rd., Wayzata, MN 55391. (2) Pulse Engineering, (619) 674-8100, P.O. Box 12236, San Diego, CA 92112. (3) Renco Electronics Inc., (516) 586-5566, 60 Jeffryn Blvd. East, Deer Park, NY 11729.
Inductor Code H1500 H2200 Table 2. Inductor Selection by Manufacturer's Part Number (continued)
Inductor Value 1500 μH 2200 μH Schott (1) 67127120 67127130 Pulse Eng. (2) PE-53121 PE-53122 Renco (3) RL1958 RL2448
INPUT CAPACITOR (CIN)
APPLICATION HINTS
为了保持稳定性，稳压器输入引脚必须至少旁路一个47 F的电解电容。 电容器的引线必须保持较短，并位于调节器附近。
如果工作温度范围包括低于-25°C的温度，则输入电容值可能需要更大。 对于大多数电解电容器，随着温度和寿命的降低，电容值会减小，ESR会增加。 并联一个陶瓷或固态钽电容器将提高调节器在低温下的稳定性。 为了最大程度地延长电容器的使用寿命，电容器的RMS纹波电流额定值应大于
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INDUCTOR SELECTION
所有开关调节器都有两种基本的工作模式：连续和不连续。两种类型之间的差异与电感器电流有关，无论它是连续流动还是在正常开关周期的一段时间内下降到零。每种模式都有明显不同的工作特性，这可能会影响调节器的性能和要求。
LM2575（或任何简单切换器系列）可用于连续和不连续操作模式。
图27至图31中的电感器值选择指南是为连续电感器电流类型的降压调节器设计而设计的。当使用电感器选择指南中显示的电感器值时，峰峰值电感器纹波电流将约为最大直流电流的20％至30％。在负载电流相对较大的情况下，电路以连续模式工作（电感电流始终在流动），但是在轻负载条件下，电路将被强制为不连续模式（电感电流在一段时间内降至零）。这种不连续的操作模式是完全可以接受的。对于轻负载（小于约200 mA），可能需要在不连续模式下运行调节器，这主要是因为不连续模式所需的电感值较低。
选择指南选择了适合于连续模式工作的电感器值，但是如果选择的电感器值过高，则设计人员应研究不连续工作的可能性。计算机设计软件Switchers Made Simple将提供不连续（以及连续）操作模式的所有组件值。
电感器有不同的样式，例如罐形铁心，托里奥型，E型框架，线轴铁心等，以及不同的铁心材料，例如铁氧体和铁粉。最便宜的线轴芯类型由缠绕在铁氧体棒芯上的导线组成。这种类型的结构制造了便宜的电感器，但是由于磁通量并未完全包含在铁芯中，因此会产生更多的电磁干扰（EMI）。这种EMI可能会导致敏感电路出现问题，或者由于示波器探头中的感应电压而导致示波器读数不正确。
选型表中列出的电感器包括用于AIE的铁氧体罐芯结构，用于脉冲工程的铁粉环形磁芯以及用于Renco的铁氧体线轴芯。
电感器可能会饱和，因此不能超过其最大额定电流运行。 当电感器开始饱和时，电感迅速减小，并且电感器开始看起来主要是电阻性的（绕组的直流电阻）。 这将导致开关电流非常迅速地上升。 不同类型的电感器具有不同的饱和特性，因此在选择电感器时应牢记这一点。
电感制造商的数据表包括电流和能量限制，以避免电感饱和。
INDUCTOR RIPPLE CURRENT
当切换器以连续模式运行时，电感器电流波形的范围从三角形到锯齿形（取决于输入电压）。 对于给定的输入电压和输出电压，该电感器电流波形的峰峰值幅度保持恒定。 随着负载电流的上升或下降，整个锯齿电流波形也将上升或下降。 该波形的平均DC值等于DC负载电流（在降压稳压器配置中）。
如果负载电流下降到足够低的水平，则锯齿电流波形的底部将达到零，并且切换器将变为不连续的工作模式。 这是一种完全可以接受的操作模式。 如果负载电流足够轻，任何降压开关稳压器（无论电感值有多大）都将被迫不连续运行。
OUTPUT CAPACITOR
需要一个输出电容器来过滤输出电压，并且还需要一个环路稳定性。 使用短印刷电路板走线时，电容器应位于LM2575附近。 通常使用标准的铝电解槽就足够了，但是建议使用低ESR的类型，以降低输出纹波电压并保持良好的稳定性。 电容器的ESR取决于许多因素，其中包括：值，额定电压，物理尺寸和结构类型。 通常，低值或低电压（小于12V）的电解电容器通常具有较高的ESR值。
输出纹波电压的大小主要取决于输出电容器的ESR（等效串联电阻）和电感器纹波电流（IIND）的幅度。 （请参见电感纹波电流）。
较低的电容器值（220 μF–680μF）将通常允许50 mV至150 mV的输出纹波电压，而较大容量的电容器会将纹波减小至大约20 mV至50 mV。
Output Ripple Voltage = ( IIND) (ESR of COUT)
为了进一步降低输出纹波电压，可以并联几个标准电解电容器，也可以使用更高等级的电容器。 这种电容器通常被称为“高频”，“低电感”或“低ESR”。 这些将输出纹波减小到10 mV或20 mV。 但是，在连续模式下工作时，将ESR降低至0.05Ω以下可能会导致稳压器不稳定。
钽电容器的ESR可能很低，如果它是唯一的输出电容器，则应仔细评估。 由于钽具有良好的低温特性，因此可以与铝电解电容器并联使用，钽占总电容的10％或20％。
电容器在52 kHz时的纹波电流额定值应至少比峰峰值电感器纹波电流高50％。
CATCH DIODE
降压稳压器需要一个二极管来为开关断开时的电感器电流提供返回路径。 使用短引线和短印刷电路走线，该二极管应靠近LM2575。
由于其快速的开关速度和低的正向压降，肖特基二极管可提供最佳效率，尤其是在低输出电压开关稳压器（小于5V）中。 快速恢复，高效或超快速恢复二极管也适用，但某些具有突然关断特性的二极管可能会导致不稳定和EMI问题。 具有软恢复特性的快速恢复二极管是更好的选择。 标准60 Hz二极管（例如：1N4001或1N5400等）也不适用。 有关肖特基和“软”快速恢复二极管的选择指南，请参见表1。
OUTPUT VOLTAGE RIPPLE AND TRANSIENTS
开关电源的输出电压将包含开关频率处的锯齿波纹电压，通常约为输出电压的1％，并且在锯齿波的峰值处还可能包含短电压尖峰。
输出纹波电压主要归因于电感器锯齿纹波电流乘以输出电容器的ESR。 （请参阅“电感选择”）
由于输出开关的快速开关动作以及输出滤波电容器的寄生电感，会出现电压尖峰。为了减小这些电压尖峰，可以使用特殊的低电感电容器，并且其引线长度必须保持较短。布线电感，杂散电容以及用于评估这些瞬变的示波器探头都有助于这些尖峰的幅度。
可以在输出端增加一个额外的小型LC滤波器（20μH和100μF）（如图37所示），以进一步减少输出纹波和瞬变。该滤波器可使输出纹波电压和瞬态降低10倍。
FEEDBACK CONNECTION
ON /OFF INPUT
LM2575（固定电压版本）反馈引脚必须连接到开关电源的输出电压点。 使用可调版本时，请在LM2575附近物理放置两个输出电压编程电阻，以免拾取有害的噪声。 避免使用大于100kΩ的电阻，因为这样会增加噪声吸收的机会。
F为了正常工作，ON / OFF引脚应接地或使用低电平TTL电压（通常低于1.6V）驱动。 要将稳压器置于待机模式，请使用高电平TTL或CMOS信号驱动该引脚。 ON / OFF引脚可以安全地上拉至+ VIN，而无需与电阻串联。 ON / OFF引脚不应悬空。
GROUNDING
为了保持输出电压的稳定性，电源接地连接必须为低阻抗（见图26）。 对于TO-3样式的包装，外壳是地面。 对于5引线TO-220型封装，接线片和引脚3都接地，并且可以使用任何一种连接方式，因为它们都是同一铜引线框架的一部分。
对于CDIP或SOIC封装，应将所有标记为接地，电源接地或信号接地的引脚直接焊接到宽印刷电路板的铜走线上。 这确保了低电感连接和良好的热性能。
HEAT SINK/THERMAL CONSIDERATIONS
在许多情况下，不需要散热片即可将LM2575结温保持在允许的工作范围内。 对于每种应用，要确定是否需要散热器，必须确定以下几点：
1. 最高环境温度（在应用中）。 2. 最大调节器功耗（在应用中）。
3. 最高允许结温（LM1575为150°C或LM2575为125°C）。 为了安全，保守地设计，应选择比最高温度低
15°C的温度。
4. LM2575封装的热阻为θJA和θJC。
Total power dissipated by the LM2575 can be estimated as follows:
PD = (VIN) (IQ) + (VO/VIN) (ILOAD) (VSAT) where
? IQ (quiescent current) and VSAT can be found in the Characteristic Curves shown previously, ? VIN is the applied minimum input voltage, ? VO is the regulated output voltage ? and ILOAD is the load current.
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LM2575HVSX-12 TI高压三端稳压器 - 图文
