JAJS856G november   1999  – march 2023 LM2596

PRODUCTION DATA  

  1. 1 特長
  2. 2 アプリケーション
  3. 3 概要
  4. 4 改訂履歴
  5. 5 概要 (続き)
  6. 6 ピン構成および機能
  7. 7 仕様
    1. 7.1  絶対最大定格
    2. 7.2  ESD 定格
    3. 7.3  動作条件
    4. 7.4  熱に関する情報
    5. 7.5  電気的特性 - 3.3V バージョン
    6. 7.6  電気的特性 - 5V バージョン
    7. 7.7  電気的特性 - 12V バージョン
    8. 7.8  電気的特性 - 可変電圧バージョン
    9. 7.9  電気的特性 - すべての出力電圧バージョン
    10. 7.10 代表的特性
  8. 8 詳細説明
    1. 8.1 概要
    2. 8.2 機能ブロック図
    3. 8.3 機能説明
      1. 8.3.1 遅延スタートアップ
      2. 8.3.2 低電圧誤動作防止
      3. 8.3.3 反転レギュレータ
      4. 8.3.4 反転レギュレータのシャットダウン方法
    4. 8.4 デバイスの機能モード
      1. 8.4.1 不連続モードの動作
  9. 9 アプリケーションと実装
    1. 9.1 アプリケーション情報
      1. 9.1.1 入力コンデンサ (CIN)
      2. 9.1.2 フィードフォワード・コンデンサ (CFF)
      3. 9.1.3 出力コンデンサ (COUT)
      4. 9.1.4 キャッチ・ダイオード
      5. 9.1.5 インダクタの選択
      6. 9.1.6 出力電圧リップルと過渡
      7. 9.1.7 オープン・コアのインダクタ
    2. 9.2 代表的なアプリケーション
      1. 9.2.1 LM2596 固定出力シリーズ降圧レギュレータ
        1. 9.2.1.1 設計要件
        2. 9.2.1.2 詳細な設計手順
          1. 9.2.1.2.1 WEBENCH® ツールによるカスタム設計
          2. 9.2.1.2.2 インダクタの選択 (L1)
          3. 9.2.1.2.3 出力コンデンサの選択 (COUT)
          4. 9.2.1.2.4 キャッチ・ダイオードの選択 (D1)
          5. 9.2.1.2.5 入力コンデンサ (CIN)
        3. 9.2.1.3 アプリケーション曲線
      2. 9.2.2 LM2596 可変出力シリーズ降圧レギュレータ
        1. 9.2.2.1 設計要件
        2. 9.2.2.2 詳細な設計手順
          1. 9.2.2.2.1 出力電圧のプログラム
          2. 9.2.2.2.2 インダクタの選択 (L1)
          3. 9.2.2.2.3 出力コンデンサの選択 (COUT)
          4. 9.2.2.2.4 フィードフォワード・コンデンサ (CFF)
          5. 9.2.2.2.5 キャッチ・ダイオードの選択 (D1)
          6. 9.2.2.2.6 入力コンデンサ (CIN)
        3. 9.2.2.3 アプリケーション曲線
    3. 9.3 電源に関する推奨事項
    4. 9.4 レイアウト
      1. 9.4.1 レイアウトのガイドライン
      2. 9.4.2 レイアウト例
      3. 9.4.3 熱に関する注意事項
  10. 10デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 10.1 デバイスのサポート
      1. 10.1.1 サード・パーティ製品に関する免責事項
      2. 10.1.2 開発サポート
        1. 10.1.2.1 WEBENCH® ツールによるカスタム設計
    2. 10.2 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    3. 10.3 サポート・リソース
    4. 10.4 商標
    5. 10.5 静電気放電に関する注意事項
    6. 10.6 用語集
  11. 11メカニカル、パッケージ、および注文情報

パッケージ・オプション

デバイスごとのパッケージ図は、PDF版データシートをご参照ください。

メカニカル・データ（パッケージ｜ピン）
  • NDH|5
  • NEB|5
  • KTT|5
サーマルパッド・メカニカル・データ
発注情報

8.3.3 反転レギュレータ

図 8-5 の回路は、正の入力電圧を、共通のグランドを持つ負の出力電圧に変換します。この回路は、レギュレータのグランド・ピンを負の出力電圧にブートストラップしてから、フィードバック・ピンを接地することで動作し、レギュレータは反転出力電圧を検出してレギュレートします。

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この回路の ON/OFF スレッショルドは約 13V です。
図 8-3 反転レギュレータ用の低電圧誤動作防止

この例では、LM2596-5.0 を使用して -5V の出力を生成しますが、調整可能なバージョンを含む他の出力電圧バージョンを選択すると、他の出力電圧も生成できます。このレギュレータのトポロジは、入力電圧よりも高い、または低い出力電圧を生成できるため、最大出力電流は入力電圧と出力電圧の両方に大きく依存します。さまざまな入力および出力電圧条件で可能な出力負荷電流の量を、図 8-6 に目安として示します。

レギュレータの両端に発生する最大電圧は、入力電圧と出力電圧の絶対和で、これを最大 40V に制限する必要があります。たとえば、+20V を -12V に変換する場合、レギュレータの入力ピンとグランド・ピンの間に 32V が発生します。LM2596 の最高入力電圧仕様は 40V です。

このレギュレータ構成では、追加のダイオードが必要です。ダイオード D1 は、軽負荷または無負荷の状況で、入力電圧のリップルやノイズが CIN コンデンサを経由して出力と結合することを防止するために使用されます。また、このダイオード絶縁により、トポロジが降圧構成とよく似たものに変化するため、閉ループの安定性が向上します。入力電圧が低い場合はショットキー・ダイオードの使用を推奨しますが (電圧降下が小さいため)、入力電圧が高い場合は高速回復ダイオードを使用できます。

ダイオード D3 を使用しないと、入力電圧が最初に印加されたとき、CIN の充電電流により、出力が短い時間だけ正の方向に数ボルトだけシフトする可能性があります。D3 を追加すると、出力がダイオードの電圧を超えて正になることを防止できます。

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この回路にはヒステリシスがあり、レギュレータは VIN = 13V でスイッチングを開始し、VIN = 8V でスイッチングを停止します
図 8-4 反転レギュレータ用のヒステリシス付き低電圧誤動作防止
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CIN - 68μF、25V のタンタル電解コンデンサ、Sprague 595D 470μF、50V ElectrolyticPanasonic HFQ、COUT - 47μF、20V のタンタル電解コンデンサ、Sprague 595D 220μF、25V 定格Panasonic HFQ
図 8-5 遅延スタートアップ機能を搭載した反転 -5V レギュレータ
GUID-8074A8BE-46CE-40C0-B82F-1DE5F6852A71-low.png図 8-6 反転レギュレータの標準負荷電流

反転レギュレータは動作が異なるため、インダクタの値を選択するために標準の設計手順は使用しません。多くの設計では、33μH、3.5A のインダクタが最適な選択肢です。コンデンサの選択は、いくつかの値に絞り込むこともできます。図 8-5 に示す値を使用すると、大多数の反転設計で良好な結果が得られます。

このタイプの反転レギュレータは、スタートアップ時に軽負荷でも比較的大きな入力電流を必要とする場合があります。出力が公称出力電圧に達するまで、LM2596 の電流制限 (約 4.5A) と同程度の入力電流が 2ms 以上必要です。実際に必要な時間は、出力電圧と出力コンデンサのサイズによって異なります。電流が制限されている入力電源や、この電流を供給すると過負荷になる電源は、正しく動作しません。反転トポロジで必要なスタートアップ電流は比較的大きいため、図 8-5 に示す遅延スタートアップ機能 (C1、R1、R2) をお勧めします。レギュレータのスタートアップを遅延させることで、入力コンデンサはスイッチャの動作開始前に、より高い電圧まで充電できます。スタートアップに必要となる大きな入力電流の一部は、入力コンデンサ (CIN) から供給されるようになります。スタートアップ条件が厳しい場合、入力コンデンサを通常よりもはるかに大きくしてもかまいません。