Nuestros programadores estrellas agotaron sus provisiones de café, por su búsqueda todo el tiempo por la solución, hasta que Lilian halló la contestación en GitHub y ahora la comparte contigo.
Solución:
Estos convertidores a menudo se anuncian en eBay y funcionan hasta 40 V y 3 A con una eficiencia del 92 %. No lo creas.
El ‘LM2596’ puede ser falso. Pero incluso si se trata de una falsificación ‘buena’, ¿qué tipo de rendimiento puede esperar? Simulé el LM2596 en WEBENCH® de TI. Aquí está el circuito…
Y aquí está el resultado de la simulación…
¡Solo 74% de eficiencia a 600mA! Eso equivale a 1 W de pérdida de energía, lo que podría hacer que una placa pequeña se caliente bastante. Sin embargo, en la simulación, el inductor solo disipó 0,16 W, mucho menos que los 0,54 W del LM2596. Su inductor se está calentando más que el IC, lo que sugiere que puede tener una mayor resistencia y/o pérdida de núcleo magnético que el componente simulado.
La combinación de baja inductancia, alta caída de voltaje y baja corriente da como resultado una alta ondulación. Un circuito diseñado para una corriente de salida baja podría lograr una mayor eficiencia utilizando un valor de inductancia mayor, pero sería peor con una corriente alta. Supongo que los diseñadores originales de este convertidor querían obtener el mayor rango de corriente y voltaje posible, por lo que usaron el valor de inductancia mínimo que pudieron. Luego, alguien más copió el circuito, pero sustituyó el inductor por una parte físicamente más pequeña con mayor resistencia y menor corriente de saturación. Y si el LM2596 es falso…
¿Es razonable encadenar los convertidores, como usar el primer dólar para arrojar algo así como 36 -> 20, y luego el siguiente para arrojar 20 -> 5?
Sí, esto debería ayudar. La eficiencia mejora con una caída de voltaje más baja, por lo que podría probar convertidores en cascada (por ejemplo, primero de 36 V a 12 V, luego de 12 V a 5 V) para que se reduzca el diferencial de voltaje que cada uno tiene que manejar. La eficiencia total puede ser peor, pero cada convertidor individual es más eficiente, por lo que deberían funcionar más fríos.
El inductor que se calienta probablemente indica que es demasiado pequeño para el voltaje de entrada relativamente alto que lo está alimentando.
Sugiera intentar sustituir un inductor de mayor valor de un proveedor confiable. Probablemente se esté saturando. La saturación también hará que el LM2596 se caliente. También puede sacar uno o dos inductores de los que quemó y conectarlos en serie con el existente.
Si el problema es la saturación del inductor, la conversión en dos etapas puede no ser de ayuda. Sospecho que es el alto voltaje de entrada con un inductor de valor relativamente pequeño que se adapta mejor a una entrada de 12V.
El LM2596 es seguramente falso (uno real comprado recientemente diría TI en él), pero aún puede estar bien.
Usted dice que el voltaje de entrada es de 36 V, la corriente de 140 mA, el voltaje de salida de 5 V y la corriente de 600 mA. Entonces, la potencia de entrada es de 5,04 W, la potencia de salida es de 3,0 W. Eficiencia ~60%. (Eso se ajusta a los gráficos de la hoja de datos)
Esta es la eficiencia para una carga de 3A. No puedo encontrar eficiencia para cargas más bajas, pero la eficiencia suele ser menor para corrientes inferiores a la corriente nominal.
Disipas 2W.
Casi no hay disipación de calor, por lo que no puede sorprenderse de que se caliente mucho. Eso está mal diseñado y/o no es muy adecuado para su aplicación.