發布日期：2022-04-20 點擊率：151
在設計工業應用時，工程師希望使用能夠承受惡劣環境和極端電氣條件的堅固可靠的封裝。隨著集成電路（IC）的演進和小型化，封裝也在演進并變得更小。雖然更小的封裝會導致更小的整體解決方案，但它們也有一些缺點，使工程師更難快速輕松地對現場出現故障的電路板進行返工，或者從系統中提取熱量——這都是工業設計中的重要考慮因素。
集成電路有多種形狀和尺寸，并且可以通過多種方式物理連接到給定電路中。在這篇文章中，我將討論 TO-263、TO-220 和 SOIC 等各種封裝的穩健性，特別是關于 TI 的 LM2576、LM2596、LM2676和 LMR36510 SIMPLE SWITCHER? 降壓穩壓器。這些封裝提供了簡單的組裝以及卓越的熱特性。
便于使用
LM2576、LM2596 和 LM2676 非同步降壓轉換器只需要輸入和輸出電容器、功率電感器和鉗位二極管即可實現完整的電路應用，這使得每個設計都非常簡單，部件數量少，成本低。圖 1 說明了具有每個封裝選項的產品。
LM2576內部包含52kHz振蕩器、1.23V基準穩壓電路、熱關斷電路、電流限制電路、放大器、比較器及內部穩壓電路等。為了產生不同的輸出電壓， 通常將比較器的負端接基準電壓(1.23V)，正端接分壓電阻網絡，這樣可根據輸出電壓的不同選定不同的阻值，其中R1=1kΩ(可調-ADJ時開路)， R2分別為1.7 kΩ(3.3V)、3.1 kΩ(5V)、8.84 kΩ(12V)、11.3 kΩ(15V)和0(-ADJ)，上述電阻依據型號不同已在芯片內部做了精確調整因而無需使用者考慮。將輸出電壓分壓電阻網絡的輸出同內部基準穩壓值 1.23V進行比較，若電壓有偏差，則可用放大器控制內部振蕩器的輸出占空比從而使輸出電壓保持穩定。
圖 1：LM2576、LM2596 和 LM2676 穩壓器
與其他具有非常短的引線或封裝下方的引線的封裝相比，DDPAK 和 TO 封裝的長引線便于在組裝過程中進行焊接。TO-220 封裝使工程師能夠將設備用螺栓固定在 PCB 上，如果應用由于方向或運動的快速、突然變化而需要極高的機械穩定性，并且/或者在設備上用螺栓固定額外的散熱器，這將非常有用，如果應用需要最大程度的散熱。
圖 2：用于 LMR36510 和 LMR33610 穩壓器的 HSOIC-8 封裝
LMR36510 和 LMR33610 的 SOIC-8 封裝還提供了更好的抗機械應變能力。這有助于吸收 PCB 上的物理彎曲，從而使終端設備更具彈性。這些引線有助于對 PCB 進行快速目視檢查，這在現場調試時很有幫助。TI 的 LMR36510 和 LMR33610 是一個可擴展的器件系列，這意味著該系列中的每個器件都共享相同的引腳排列，從而使工程師可以將相同的 PCB 布局用于多種設計并節省時間。
熱性能
LM2576、LM2596 和 LM2676 的封裝類型具有出色的散熱特性。在幾乎所有應用中，都不需要散熱器；節省空間并減少成本和零件數量。對于 TO-263 和 TO-220 封裝，結殼溫度增加 2°C/W。對于具有較小 TSSOP 的開關穩壓器器件，結殼溫度增加了 30°C/W。
更好的熱阻意味著部件在運行過程中不會過熱，這使得它（以及整個系統）更加穩定和可靠。隨著零件升溫，電氣特性可能會因零件變熱的程度而異。在更高的溫度下，效率和調節會惡化。如果某個部件達到其溫度上限，它可能會損壞，從而導致系統出現故障。
TI 的應用工程團隊針對來自不同制造商的引腳對引腳兼容部件測試了 LM2596 降壓轉換器的熱性能。這些部件將被稱為穩壓器 W、X、Y、Z。下面的表 1 顯示了在短路測試期間 IC 和鉗位二極管的測量溫度摘要。所有測試均使用 TO-263 封裝在具有相同布局和外部組件的 PCB 上執行。
| IC 溫度 (°C) | 二極管溫度 (°C) |
TI 簡單切換器 LM2596 | 38.1 | 69.9 |
穩壓器 W | 80.9 | 110.0 |
調節器 X | 59.2 | 85.5 |
調節器 Y | 45.7 | 88.4 |
調節器 Z | 57.9 | 78.6 |
表 1：LM2596 在短路測試期間的溫度比較 (24 Vin)
結論
對于出色的熱性能至關重要的工業設計，請考慮使用采用 堅固封裝的 TI LM2576、LM2596 和 LM2676 穩壓器，這些穩壓器 可減少部件數量并具有良好的性能記錄。LMR36510 和 LMR33610 的易用性和可擴展性有助于簡化您的設計并節省時間。
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