I.はじめに：2つの古典的なステップダウンレギュレーターの位置付け
Texas Instruments（TI）からの2つの象徴的なスイッチングステップダウンレギュレーターとして、LM2576そしてLM2596高効率、設計の容易さ、幅広い適用性により、低から中の電源設計の定番の選択肢になりました。どちらも3Aの出力機能を中心に、産業規制、家電、自動車電子機器、およびその他の分野をカバーしています。ただし、周波数特性、効率性能、および適用可能なシナリオが大きく異なります。この記事では、基本的な特徴、パラメーターのバリエーション、機能的構成から実用的なアプリケーションシナリオからの類似点と相違点を包括的に分析し、選択の明確な参照を提供します。
ii。の分析LM2576基本機能
1。コアポジショニングと作業原則
LM2576は、中から低電圧シナリオ用に設計された非同期ステップダウンスイッチングレギュレーターです。 52kHzの固定スイッチング周波数を採用し、パルス幅変調（PWM）テクノロジーを介して出力電圧を調整します。その設計は、コストとパフォーマンスのバランスをとることを目的としており、レイアウトの複雑さの要件とより高い入力電圧を備えたシナリオに適しています。電源スイッチチューブ、エラーアンプ、および保護回路を内部的に統合し、複雑な周辺回路なしで安定した電圧ステップダウンを可能にします。
2。キーパラメーター
・出力機能：3Aの最大出力電流、固定出力（3.3V/5V/12V/15V）および調整可能な出力（1.23-37V）をサポートします。調整可能なバージョンは、外部抵抗電圧分割を介して電圧を設定し、柔軟性が高い。
・効率と保護：変換効率は75％から88％の範囲です（負荷によって異なります）。過電流保護（電流制限しきい値約4a）、熱シャットダウン（接合温度が165°Cに達したときにトリガー）、および内部周波数補正を統合し、追加の補償コンポーネントの必要性を排除します。
・設計上の利点：周辺コンポーネントは最小限であり、インダクタ、入力/出力コンデンサ、および動作するフリーホイールダイオードのみが必要です。 To-220（スルーホール）およびTO-263（表面マウント）パッケージで利用できます。 To-220パッケージには、ヒートシンクを直接取り付けることができる金属ヒートシンクがあり、中容量の熱散逸のニーズに適応します。
iii。 LM2596基本機能の分析
1。コアポジショニングと作業原則
LM2596はLM2576のアップグレードバージョンで、非同期のステップダウンアーキテクチャも使用しています。ただし、スイッチング周波数（150kHz）を増やすことにより、動的応答とコンポーネントサイズを最適化します。その設計は、高周波シナリオに焦点を当てており、電源の量、効率性、規制の精度の高い要件を持つアプリケーションに適しています。これは、コンパクトさと高性能の方向におけるLM2576の拡張と見なすことができます。
2。キーパラメーター
・出力機能：3Aの最大出力電流、固定出力（3.3V/5V/12V）および調整可能な出力（1.23-37V）をサポートします。出力電圧の精度は、LM2576の電圧の精度よりも高くなります。
・効率と保護：回転効率は90％（全負荷）に達する可能性があり、ラインレギュレーションの精度は±2％（LM2576の±4％と比較）、より良い負荷調節パフォーマンス。過電流保護や熱シャットダウンなど、LM2576と同じ保護機能を共有しています。
・設計上の利点：150kHzの高周波特性により、より小さなインダクタ（22-47μH）およびコンデンサを使用して、パワーモジュールの体積を大幅に削減できます。 Surface-Mountパッケージバージョンは、高密度のPCBレイアウトにより適しており、ポータブルデバイスのコンパクトな設計ニーズを満たしています。
IV。 LM2576とLM2596の間のコアパラメーターの比較
パラメーター | LM2576 | LM2596 |
頻度の切り替え | 52kHz（修正） | 150kHz（修正） |
入力電圧範囲 | 7-40V（標準バージョン）; 7-60V（HVバージョン） | 4.5-40V |
調整可能な出力電圧範囲 | 1.23-37V | 1.23-37V |
最大出力電流 | 3a（連続） | 3a（連続） |
典型的な効率（50％負荷） | 78％-82％ | 85％-88％ |
ライン規制の精度 | ±4％（入力電圧の変化を伴う） | ±2％（入力電圧の変化を伴う） |
最小ドロップアウト電圧（全負荷） | 1.5V（最小Vin-Vout） | 1.0V（最小Vin-Vout） |
推奨インダクタンス | 33-100μH | 22-47μH |
V.ピン定義と回路構成の違い
1。ピン関数の比較
どちらも、次のPIN定義を備えた5ピンパッケージ（TO-220/TO-263）を採用しています。
LM2576：
ピン番号 | ピン名 | 説明 |
1 | v in | 調整する必要がある電圧は、このピンへの入力として提供されます |
2 | 出力 | 調整された出力は、このピンから取得できます |
3 | 地面 | システムグラウンドに接続されています |
4 | フィードバック | このピンには、出力が規制されているフィードバック電圧が付属しています |
5 | オン/オフ | 地面に接続してレギュレーターをアクティブにするか、VCCに接続してレギュレーターを無効にします。 |
LM2596：
ピン番号 | ピン名 | 説明 |
1 | v in | これは、ICスイッチングレギュレーターの正の入力電力です。適切な入力バイパスが必要ですコンデンサこのピンで、電圧の過渡現象を最小限に抑え、レギュレータが必要とするスイッチング電流を供給します。 |
2 | 出力 | このピンは内部スイッチです。このピンの電圧は、約（-V SATで+V）と約-0.5 Vの間に切り替えられ、デューティサイクルはV Out /V inです。敏感な回路との結合を最小限に抑えるには、このピンに接続されたPCBの銅領域を最小限に抑える必要があります。 |
3 | 地面 | 回路地面 |
4 | フィードバック | 調整された出力電圧を感知して、フィードバックループを完成させます |
5 | オン/オフ | PINを有効にし、通常の操作のために接地する必要があります |
コアの違い：LM2596のフィードバックピンは、より高い帯域幅エラーアンプを内部的に統合し、LM2576の3倍以上の出力電圧変動に応答し、高周波数シナリオの一時的な負荷変化に適しています。
2。典型的な回路構成
LM2576：
33-100μHパワーインダクタ（飽和電流≥4a）、100μF電解コンデンサ（入力、入力リップルをフィルタリングする）、1000μF電解コンデンサ（出力、出力リップルを抑制）、およびフリーホイールダイオードが必要です。推奨されるフリーホイールダイオードは1N5822（Schottky Diode、逆電圧≥40V、前方電流≥3a）です。
LM2596：
その周波数が高いため、インダクタは22〜47μH（LM2576よりもサイズが50％小さくなる可能性があります）は、入力コンデンサを47μFに減らし、出力コンデンサを220μFに減らすことができます（セラミックコンデンサと組み合わせて波紋をさらに減少させます）。推奨されるフリーホイールダイオードはSR560（逆電圧60V、前方電流5A、より良い高周波特性を備えています）です。
vi。機能特性と適用可能なシナリオの分析
1。有利なシナリオの比較
LM2576：
・高電圧入力シナリオ：産業24Vシステム、自動車の12Vバッテリー電源など（HVバージョンは60V入力をサポートし、24Vトラックバッテリーを処理できます）。
・コストに敏感なデバイス：ローエンドの電源アダプターやバッテリー充電器など、末梢コンポーネントはLM2596のコンポーネントよりも約20％低くなります。
・緩いレイアウト要件を備えたシナリオ：コンパクトな設計が必要ない場合の機器やメーターの外部電源モジュールなど。
LM2596：
・高周波コンパクトデザイン：ポータブル機器やUAVバッテリー管理モジュールなど、小型のインダクタとコンデンサがPCB面積を減らすことができます。
・高効率の需要シナリオ：太陽光発電バンクなど（効率が5％から10％高い、バッテリー寿命の延長）。
・高精度のシナリオ：埋め込みシステム（MCU、センサー電源）など、±2％の電圧精度により、電圧の変動によるデジタル回路の誤操作を防ぐことができます。
2。制限の比較
・LM2576：52kHzの低い周波数は、インダクタサイズが大きく、出力リップル（約50mV）が大きくなるため、ノイズに敏感な回路（オーディオアンプなど）には適していません。
・LM2596：入力電圧の下限は4.5Vであり、直接3.7Vリチウムバッテリー電源に適応できません（最初に5Vを超えるまでブーストする必要があります）。高周波スイッチングノイズは、LM2576（抑制のために追加の磁気ビーズが必要です）よりも大きくなります。
vii。代替ソリューションと選択の提案
1。同様の代替モデル
・より高い現在の要件：LM2597（5A出力、150kHz周波数）、MP2307（3A同期ステップダウン、95％の効率、低電力シナリオに適しています）。
・より高い周波数：TPS5430（3A出力、500kHz周波数、超コンパクトデザインに適しています）;
・低電圧入力：RT9193（LDO、入力2.5-5.5V、出力1.2-3.3V、直接3.7Vリチウムバッテリー電源に適しています）。
2。選択決定ツリー
・入力電圧≥7Vの場合、コストが優先事項であり、レイアウトは緩んでいます→LM2576を選択します。
・高周波、コンパクトな設計、および効率性≥85％が必要な場合→LM2596を選択します。
・入力電圧<7V（例えば、5V入力）→LM2596を好む（4.5V下限がより適しています）。
・高電圧入力（> 40V）が必要な場合→LM2576 HVバージョンを選択します。
viii。結論：どのように選択しますか？
LM2576とLM2596はどちらも、頻度、効率、および入力範囲にコアの違いがあるクラシック3Aレベルのステップダウンレギュレーターソリューションです。
・LM2576は、高電圧、低コスト、および緩いレイアウトシナリオの場合、60V入力機能と低コンポーネントコストを備えた信頼できる選択肢です。
・高周波、コンパクトな設計、および高精度の要件の場合、LM2596には150kHzの周波数と90％の効率が高い利点があります。
実用的な選択では、入力電圧範囲、効率の目標、およびレイアウトの制約を考慮する必要があります。たとえば、LM2576は、産業制御では24Vから5Vの変換で推奨されますが、LM2596はポータブルデバイスでの12Vから3.3Vの変換により適しています。どちらも最小限の末梢回路を介して安定した電圧変換を実現し、低から中間のパワーシナリオの費用対効果の高いオプションになります。
LM2576シリーズモデル
一部 | パッケージ | ピン | 評価 | OP TEMP（°C） |
DDPAK/TO-263（KTT） | 5 | レベル-3-245C-16 毎日の平均RFQボリューム 標準製品ユニット 世界的なメーカー 在庫倉庫 |
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