Schaltregler P3596 (StepDown) beschalten.

(01.06.2012) – Schaltregler P3596, Bauteile, Bestellung, Beschaltung.
Die hier vorgestellte Dimensionierung gilt weitgehend auch für den LM2576 und LM2676. Letzterer hat allerdings zwei Pins mehr und braucht einen 10nF BoostCap.
Nachdem man zwar weiß wie man den P3596 beschaltet, fehlt noch ein Leiterplattendesign. Für kleine Ströme von 100-300mA kann man nicht allzu viel falsch machen. Wer jedoch die 3A ausreizen möchte, sollte auf jeden Fall eine Optimierung des Leiterplattendesign vornehmen, wie man es bei Lothar Miller nachlesen kann.

Der Elektronik-Versender Reichelt bietet sehr günstige Step-Down Bausteine der P3596-Serie ab 1€ an, welche den Leistungstreiber bereits eingebaut haben und nur eine externe Schottky-Diode, die Spule und natürlich zwei Low-ESR-Kondensatoren je an Ein- und Ausgangsseite benötigen.

Die Eckdaten des P3596 im Vergleich zum Preis sind jedoch überzeugend:

  • Die typische Schaltfrequenz ist mit 150kHz vergleichsweise hoch, aber fest. Daher können die Induktivitäten sehr klein ausfallen,  bei Eingangsspannungen bis 40V genügen 68µH.
  • Die Effizienz liegt je nach Einsatzbedingungen und Last bei 73-90%.
  • Die Regelung beherrscht ein variables Tastverhältnis von 0-100%, so dass die Ausgansspannung auch noch erzielt werden kann, wenn die Eingangsspannung nur knapp darüber liegt, denn ein Spannungsabfall ist bei 100% Tastverhältnis nur noch über der Spule und dem internen Leistungstreiber vorhanden.
  • Integrierte Strombegrenzung und Temperaturabschaltung
  • Reichelt führt neben der varaiblen Variante (1,23V) auch die 3,3V, 5V und 12V-Variante. Dort ist kein Spannungsteiler am Ausgang nötig, sondern nur eine Verbindung zum Feedback-Eingang, da die interne Referenzspannung bereits angepasst ist.
  • Die Eingangsspannug im Betrieb reicht von 4,5-40V. Bei Raumtemperatur (25°) 3,5V, bei maximaler Oberflächentemperatur (125°) reichen sogar noch 3V.
  • Zum Vergleich ein paar andere 3A-ICs:
    Der LM2576 liegt bei 52kHz, Effizienz 75-88%, Induktivität ab 100µH, ab 1,20€.
    Der LM2676 liegt bei 260kHz, Effizienz: 86-94%, Induktivität ab 33µH, ab 3,20€.
P3596 beschaltet in der Variante mit fester Ausgangsspannung
Beschaltung bei fester Ausgangsspannung (hier 5V-Version), L1, Cin, Cout und D1 s.u. Quelle: Datenblatt des Herstellers.
P3596 mit programmierbarer Ausgangsspannung (über R1/R2)
P3596 mit programmierbarer Ausgangsspannung über R1/R2. Daten zu L1/Cin/Cout/D1 und R1,R2 zu verschiedenen Spannungen s.u. Quelle: Datenblatt des Herstellers.

R2 berechnen oder hier spicken: 

Widerstandsverhältnisse für verschiedene Ausgangsspannungen bei der über Widerstände programmierbaren Version. Links ideale Ausgangsspannung und daraus ideale Widerstandswerte für R2. Rechts die angepassten Widerstände aus der E96-Reihe und die daraus resultierenden Ausgangsspannungen. Bitte Varianz der Widerstandswerte und der internen Referenz später berücksichtigen!

P3596 programmierbare Version, Berechnungen zu R1/R2 und E96-Anpassung
P3596 programmierbare Version, Berechnungen zu R1/R2 und E96-Anpassung

Mögliche Induktivitäten (L1) (Reichelt.de, Stand Dez.2012):

  • SMD, 310mA, L-PISG 100µ: 0,60€
  • SMD, 600mA, L-PIS2816 100µ: 0,64€
  • SMD, 1,2A, L-PISM 100µ: 0,71€
  • SMD, 3,1A, L-PISR 100µ: 0,85€
  • Stehend, bedrahtet, 900mA, L-07HCP 100µ: 0,30€
  • Stehend, bedrahtet, 700mA, L-11P 220µ: 0,43€
  • Stehend, radial, 500mA, 0,28€: 09P 330µ

Mögliche Low-ESR-Kondensatoren:

  • Radial 10µ/50V, RAD FC 10/50: 0,03€
  • Radial 47µ/25V, RAD FC 47/25: 0,08€
  • Radial 100µ/16V, RAD FC 100/16: 0,09€
  • SMD, 10µ/35V, VF 10/35 K-B: 0,11€
  • SMD, 47µ/16V, VF 47/16 K-C: 0,11€
  • SMD, 100µ/16V, VF 100/16 K-D: 0,17€
  • SMD, 10µ/25V, PXA 10/25: 0,46€
  • SMD, 47µ/10V, PXA 47/10: 0,47€
  • SMD, 47µ/20V, PXA 47/20: 0,63€
  • SMD, 100µ/6,3V, PXA 100/6,3: 0,49€

Mögliche Schottky-Dioden:

  • SMD 50V/0,35A, SD 103BW: 0,04€
  • SMD 40V/1A, MBRS 140 SMD: 0,12€
  • Bedrahtet 40V/1A, 1N 5819: 0,06€
  • SMD 40V/2A, SK 24A SMD: 0,13€
  • SMD 60V/3A, SK 36A SMD: 0,18€
  • Bedrahtet 40V/3A, 1N 5822: 0,19€
  • Bedrahtet 50V/5A, SB 550: 0,27€
  • Stehend/TO220 45V/7,5A, MBR 745: 0,32€

Alle Angaben, insbesondere zu Dimensionierung und Preisen, ohne Gewähr!
Wählt bitte Kondensatoren, Spulen und Schottky-Diode passend zu euren Anforderungen an Spannung und Strom!

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