探索LM22679評(píng)估板：從特性到應(yīng)用的全面解析

在電子工程師的日常工作中，評(píng)估板是驗(yàn)證和測(cè)試芯片性能的重要工具。今天我們就來(lái)深入了解一下TI公司的LM22679評(píng)估板，看看它在電源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域能為我們帶來(lái)怎樣的驚喜。

文件下載：LM22679EVAL/NOPB.pdf

一、評(píng)估板簡(jiǎn)介

LM22679評(píng)估板是為展示LM22679開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的性能而設(shè)計(jì)的。該評(píng)估板的原理圖配置可在輸入電壓范圍為4.5V至42V時(shí)，提供3.3V的輸出電壓，最大負(fù)載電流可達(dá)5A。不過(guò)，由于集成N溝道MOSFET的低 (R_{DS(ON)}) 和最大占空比限制，當(dāng)輸入電壓為4.5V時(shí)，僅能在負(fù)載電流高達(dá)500 mA時(shí)提供3.3V的輸出電壓；當(dāng)輸入電壓為5.5V時(shí)，可在維持3.3V輸出電壓的情況下提供3A的輸出電流；若負(fù)載電流高于3A，則需要6.5V或更高的輸入電壓。評(píng)估板的典型工作頻率為500 kHz，設(shè)計(jì)工作環(huán)境溫度最高可達(dá)30°C。

其具體性能參數(shù)如下：

• 輸入范圍：4.5V至42V
• 輸出電壓：3.3V
• 輸出電流范圍：0A至5A
• 工作頻率：500 kHz
• 板尺寸：2.25 × 2英寸（57 mm × 50.5 mm）
• 封裝：TO - 263 THIN

在4.5V至6V的低輸入電壓下，可能需要約5 mA的最小負(fù)載才能達(dá)到穩(wěn)定的3.3V輸出電壓。如果想了解更多細(xì)節(jié)，可以參考LM22679/LM22679Q 42V, 5A SIMPLE SWITCHER降壓穩(wěn)壓器相關(guān)文檔（SNVS581）。

二、評(píng)估板設(shè)置

連接驗(yàn)證

在給LM22679評(píng)估板供電之前，需要驗(yàn)證所有外部連接。要確保外部電源關(guān)閉，并以正確的極性連接到VIN和GND引腳。根據(jù)需要，可在VOUT和GND引腳之間連接負(fù)載電阻或電子負(fù)載。VIN和VOUT連接應(yīng)使用最靠近各自引腳的GND引腳。可以使用萬(wàn)用表或示波器在VOUT引腳監(jiān)測(cè)輸出電壓。

供電啟動(dòng)

在驗(yàn)證完所有連接后，就可以施加輸入電源了。啟動(dòng)時(shí)，負(fù)載電阻或電子負(fù)載不需要連接。施加輸入電壓后，輸出電壓會(huì)逐漸上升。要確保外部電源（輸入電壓電源）能夠提供足夠的電流，以獲得調(diào)整后的輸出電壓。同時(shí)要注意，啟動(dòng)電流會(huì)大于穩(wěn)態(tài)電流。

軟啟動(dòng)功能

電容C6用于設(shè)置軟啟動(dòng)的時(shí)間。評(píng)估板使用了1 μF的軟啟動(dòng)電容來(lái)實(shí)現(xiàn)緩慢啟動(dòng)。關(guān)于軟啟動(dòng)功能的詳細(xì)信息，可以參考LM22679數(shù)據(jù)手冊(cè)（SNVS581）。

電流限制調(diào)整

可以使用電阻R3來(lái)降低LM22679的標(biāo)稱峰值電流限制。不過(guò)評(píng)估板上未安裝R3，這使得電流限制設(shè)置為L(zhǎng)M22679數(shù)據(jù)手冊(cè)中規(guī)定的標(biāo)稱電流限制。如果需要了解電流限制調(diào)整功能的相關(guān)信息，同樣可以參考數(shù)據(jù)手冊(cè)（SNVS581）。

三、組件選擇

在更改默認(rèn)組件之前，需要參考LM22679/LM22679Q 42V, 5A SIMPLE SWITCHER降壓穩(wěn)壓器文檔（SNVS581）來(lái)獲取組件選擇的相關(guān)信息。TI網(wǎng)站上也提供了WEBENCH? 在線電路仿真工具，方便我們進(jìn)行設(shè)計(jì)和評(píng)估。

輸出電壓調(diào)整

評(píng)估板的輸出電壓可以通過(guò)電阻R1和R2進(jìn)行調(diào)整。對(duì)這些反饋電阻的任何更改可能需要相應(yīng)地更改電感和輸出電容的值。特別是當(dāng)輸出電壓調(diào)整到高于5V時(shí)，更改輸出電容C4尤為重要。

肖特基二極管

肖特基二極管D1的額定電壓為60V，以允許42V的最大輸入電壓。如果輸入電壓低于38V，可以使用40V的肖特基二極管，其正向電壓較低，有助于提高效率。為了改善散熱，可以選擇D2PAK封裝的肖特基二極管以獲得更高的效率。

輸入電容

輸入電容C2并非總是必需的，它被放置在評(píng)估板上是為了使應(yīng)用更加穩(wěn)定，并在突然施加電源時(shí)最小化輸入電壓的振鈴。電容C2還有助于穩(wěn)定轉(zhuǎn)換器環(huán)路的傳遞函數(shù)。輸入電容C1和C7提供開(kāi)關(guān)電流的高di/dt部分，這兩個(gè)電容的值僅適用于LM22679的評(píng)估。在進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮電源的阻抗以及所選輸入電容的紋波電流額定值，并相應(yīng)地進(jìn)行修改。具體信息可參考LM22679數(shù)據(jù)手冊(cè)（SNVS581）。

輸出電容

輸出電容C5未安裝，但評(píng)估板上預(yù)留了空間，可以添加第二個(gè)輸出電容，以進(jìn)一步降低輸出電壓紋波。

四、性能特性與PCB布局

性能特性

評(píng)估板的性能特性通過(guò)一系列波形和曲線來(lái)展示，如啟動(dòng)波形、5A負(fù)載下的運(yùn)行情況、效率與輸出電流的關(guān)系以及整體環(huán)路增益和相位等。除非另有說(shuō)明，測(cè)試條件為 (V{IN }=12 ~V) ， (T{A}=25^{circ} C) 。

PCB布局

評(píng)估板的PCB布局包括頂層和底層，具體的布局圖可以幫助我們更好地了解評(píng)估板的結(jié)構(gòu)和布線情況。

五、注意事項(xiàng)

在使用LM22679評(píng)估板時(shí)，還需要注意一些重要事項(xiàng)。TI公司保留對(duì)其半導(dǎo)體產(chǎn)品和服務(wù)進(jìn)行修改、改進(jìn)和停產(chǎn)的權(quán)利。購(gòu)買者在下單前應(yīng)獲取最新的相關(guān)信息，并驗(yàn)證信息的時(shí)效性和完整性。同時(shí)，TI對(duì)其組件的性能提供保證，但測(cè)試并非對(duì)每個(gè)組件的所有參數(shù)都進(jìn)行。TI不承擔(dān)應(yīng)用協(xié)助或買家產(chǎn)品設(shè)計(jì)的責(zé)任，買家需要為自己的產(chǎn)品和應(yīng)用負(fù)責(zé)，并提供足夠的設(shè)計(jì)和操作保障措施。

此外，TI組件在一些特定應(yīng)用（如醫(yī)療、軍事、汽車等）中有特殊的使用要求和限制，使用時(shí)需要遵循相關(guān)規(guī)定。

通過(guò)對(duì)LM22679評(píng)估板的全面了解，我們可以更好地利用它來(lái)評(píng)估和設(shè)計(jì)基于LM22679開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器解決方案。大家在實(shí)際使用過(guò)程中，有沒(méi)有遇到過(guò)類似評(píng)估板的一些特殊問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。