LM2577 — повышающий импульсный стабилизатор с ключом на 3 А

Выводы

Корпус TO-220 выпускается с прямыми (KC) и формованными в шахматном порядке выводами (NDH), TO-263-5 — для поверхностного монтажа. В даташите есть ещё DIP-16 (N) и SOIC-24 (M) с несколькими выводами общего провода и двумя выводами ключа у SOIC, а также металлический корпус K у LM1577, но в перечне исполнений от 11.11.2025 у LM2577 только TO-220 (LM2577T-ADJ) и TO-263 (LM2577S-ADJ, на катушках LM2577SX-ADJ).

Параметры

LM2577-ADJ, вход 5 В; первое число — при 25 °C, второе — во всём диапазоне −40…+125 °C, если указано (с. 7–8).

Предельные режимы (с. 3): питание 45 В, напряжение ключа 65 В, ток ключа 6 А, температура кристалла 150 °C. Рабочие: питание 3,5–40 В, ключ 0–60 В и до 3 А, кристалл LM2577 −40…+125 °C. Тепловое сопротивление кристалл — среда: 65 °C/Вт у TO-220 без радиатора (2 °C/Вт кристалл — корпус), 37 °C/Вт у TO-263 при 1 дюйме² меди; при 0,5 дюйма² — 50 °C/Вт, при 1,6 дюйма² и больше — 32 °C/Вт.

Типовая схема 5 → 12 В

На с. 2 TI приводит повышающий стабилизатор 5 → 12 В с током нагрузки до 800 мА:

Наш расчёт для этой схемы при падении на диоде 0,5 В и на ключе 0,5 В: заполнение D = (12 + 0,5 − 5) / (12 + 0,5 − 0,5) ≈ 0,63; средний ток дросселя 0,8 А / (1 − 0,63) ≈ 2,1 А; размах пульсаций тока 5 В · 0,63 / (100 мкГн · 52 кГц) ≈ 0,6 А; пиковый ток ключа около 2,4 А — меньше рабочего предела 3 А. Выход по формуле (13): 1,23 · (1 + 17,4 / 2) ≈ 11,93 В. Посчитать свой вариант помогает калькулятор DC-DC.

Выбор деталей по TI (с. 15–19). Дроссель для регулируемой версии подбирают по графику рис. 36 по произведению вольт · время (E·T) и среднему току; коды L рассчитаны на E·T до 90 В·мкс, коды H — до 250 В·мкс. Резистор коррекции RC — не больше 3 кОм, конденсатор CC — не меньше 0,22 мкФ: он же задаёт плавный пуск, без него заполнение сразу дошло бы до 90 % с огромным током от источника. Выходной конденсатор — электролитический с рабочим напряжением на 20 % выше выхода и допустимым током пульсаций на 50 % выше расчётного на частоте 52 кГц; его ESR ограничен формулой (12), а при −20 °C ESR удваивается. На входе — 0,1 мкФ с малым ESR, а если стабилизатор далеко от фильтра источника — ещё электролитический конденсатор, например 47 мкФ. Диод — Шоттки на обратное напряжение выше выхода и ток выше тока нагрузки и пикового тока диода: для выхода до 20 В TI предлагает 1N5817 (1 А) или 1N5820 (3 А), до 40 В — 1N5819 или 1N5822 (табл. 4).

Нагрев

Наш расчёт для схемы 5 → 12 В при 0,8 А: потери насыщения ключа — около 0,5 В · 2,1 А · 0,63 ≈ 0,66 Вт, ток потребления микросхемы при работе ключа до 50 мА при 25 °C добавляет до 0,25 Вт от входа 5 В; итого порядка 0,9 Вт. В TO-220 без радиатора (65 °C/Вт) это перегрев около 60 °C, в TO-263 с медью 1 дюйм² (37 °C/Вт) — около 33 °C. Для полной нагрузки при окружающей температуре выше 40–50 °C TO-220 ставят на небольшой радиатор; рассчитать его помогает калькулятор радиатора.

LM2577, MC34063 и TPS61023

Значения MC34063 — по его карточке на сайте (ST DocID5257 Rev 13), TPS61023 — по даташиту TI SLVSF14B. Наш вывод: LM2577 — для повышения до 12–48 В при токе ключа до 3 А из 5, 12 или 24 В; для питания 5 В от одного литиевого аккумулятора удобнее синхронный TPS61023, для малых токов — MC34063.

Расхождения в документации

• Защита ключа. Свойства на с. 1 обещают «ключ, защищённый ограничением тока», а примечание 3 к предельным режимам говорит, что из-за быстродействия схемы ограничения выходной ток в повышающей схеме внутри не ограничивается и ток ключа нужно ограничить снаружи до 6 А.
• Корпус K. Рис. 7 подписан «4-Lead TO-220 (K) — Bottom View», но на рисунке — металлический корпус с двумя крепёжными отверстиями и надписью «корпус — общий провод», а не TO-220.
• Ограничение тока ключа. У версий 12 и 15 В типичное значение — 4,5 А, у регулируемой — 4,3 А при тех же пределах 3,7–5,3 А.
• Предупреждение ESD. Текст о защите от статики говорит о «затворах МОП-транзисторов», хотя ключ LM2577 — биполярный NPN.
• Версии в продаже. В описании — три версии выхода (12 В, 15 В и регулируемая) и корпуса DIP-16 и SOIC-24, а в перечне исполнений от 11.11.2025 — только LM2577-ADJ в TO-220 и TO-263.