探索LM22680評(píng)估板：設(shè)計(jì)、性能與應(yīng)用指南

在電子工程師的日常工作中，評(píng)估板是驗(yàn)證和開發(fā)電源管理解決方案的重要工具。今天，我們就來深入了解一下TI的LM22680評(píng)估板，看看它的特點(diǎn)、性能以及如何進(jìn)行設(shè)置和組件選擇。

文件下載：LM22680EVAL/NOPB.pdf

1. LM22680評(píng)估板概述

LM22680評(píng)估板旨在展示LM22680開關(guān)穩(wěn)壓器的性能。它能在4.5V至42V的輸入電壓范圍內(nèi)，提供3.3V的輸出電壓，最大負(fù)載電流可達(dá)2A。不過，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輸出電壓；若負(fù)載電流超過500 mA，則需要5.5V或更高的輸入電壓。該評(píng)估板的典型工作頻率為500 kHz，設(shè)計(jì)可在最高65°C的環(huán)境溫度和穩(wěn)態(tài)工作條件下運(yùn)行。

性能參數(shù)

• 輸入范圍：4.5V至42V
• 輸出電壓：3.3V
• 輸出電流范圍：0A至2A
• 工作頻率：500 kHz
• 板尺寸：1.5 × 1.5英寸
• 封裝：PSOP - 8

當(dāng)輸入電壓在4.5V至6V之間時(shí)，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。更多細(xì)節(jié)可參考LM22680/LM22680Q 42V, 2A SIMPLE SWITCHER降壓穩(wěn)壓器相關(guān)文檔（SNVS595）。

2. 評(píng)估板設(shè)置

在給LM22680評(píng)估板供電之前，需要驗(yàn)證所有外部連接。外部電源必須關(guān)閉，并以正確的極性連接到VIN和GND引腳。負(fù)載電阻或電子負(fù)載應(yīng)連接在VOUT和GND之間，VIN和VOUT連接應(yīng)使用各自最近的GND引腳。可以使用萬用表或示波器在VOUT引腳監(jiān)測(cè)輸出電壓。

連接驗(yàn)證完成后，即可施加輸入電源。啟動(dòng)時(shí)，負(fù)載電阻或電子負(fù)載無需連接。如果EN測(cè)試點(diǎn)懸空，施加輸入電壓時(shí)輸出電壓將上升。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)要記住，啟動(dòng)電流會(huì)大于穩(wěn)態(tài)電流。

同步與可調(diào)頻率

評(píng)估板提供了SYNC測(cè)試點(diǎn)，可將LM22680與外部時(shí)鐘信號(hào)同步。還預(yù)留了頻率調(diào)節(jié)電阻R3的位置。更多關(guān)于同步和可調(diào)頻率功能的細(xì)節(jié)，請(qǐng)參考LM22680數(shù)據(jù)手冊(cè)（SNVS595）。

精確使能

評(píng)估板上的EN測(cè)試點(diǎn)可用于將LM22680關(guān)閉，只需將該測(cè)試點(diǎn)連接到地即可。

3. 組件選擇

在更改默認(rèn)組件之前，建議參考LM22680/LM22680Q 42V, 2A SIMPLE SWITCHER降壓穩(wěn)壓器相關(guān)文檔（SNVS595）獲取組件選擇信息。TI網(wǎng)站上也提供了WEBENCH? 在線電路仿真工具。

輸出電壓調(diào)節(jié)

輸出電壓可通過圖1中的電阻R1和R2進(jìn)行調(diào)節(jié)。對(duì)這些反饋電阻的任何更改可能需要相應(yīng)更改電感器和輸出電容器的值。如果輸出電壓調(diào)整到高于5V，更改輸出電容器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，可提高效率。為了改善散熱，可選擇D2PAK封裝的肖特基二極管以獲得更高的效率。

輸入電容器

輸入電容器C2并非總是必需的，它被放置在評(píng)估板上是為了使應(yīng)用更穩(wěn)定，并在突然施加電源時(shí)最小化輸入電壓振鈴。電容器C2還有助于穩(wěn)定轉(zhuǎn)換器環(huán)路的傳遞函數(shù)。輸入電容器C1對(duì)開關(guān)電流起主要作用。這兩個(gè)電容器的選擇值僅用于LM22680的評(píng)估。對(duì)于生產(chǎn)設(shè)計(jì)，需要考慮電源的阻抗以及所選輸入電容器的紋波電流額定值，并相應(yīng)地進(jìn)行修改。

輸出電容器

輸出電容器C5未安裝，但預(yù)留了添加第二個(gè)輸出電容器的空間，該電容器可用于進(jìn)一步降低輸出電壓紋波。

物料清單

4. 性能特性

除非另有說明，測(cè)試條件為 (V{IN }=12 ~V) ， (T{A}=25^{circ} C) 。文檔中提供了啟動(dòng)波形、2A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)路增益和相位等性能曲線。這些曲線有助于工程師更深入地了解評(píng)估板在不同條件下的性能表現(xiàn)。

5. PCB布局

文檔中展示了評(píng)估板的PCB布局圖，這對(duì)于工程師在設(shè)計(jì)和優(yōu)化電路時(shí)非常有幫助。合理的PCB布局可以減少電磁干擾，提高電路的穩(wěn)定性和性能。

6. 重要注意事項(xiàng)

TI保留對(duì)其半導(dǎo)體產(chǎn)品和服務(wù)進(jìn)行更改和停產(chǎn)的權(quán)利。購買者在下單前應(yīng)獲取最新相關(guān)信息，并驗(yàn)證信息的時(shí)效性和完整性。TI對(duì)其組件的性能提供保修，但不承擔(dān)應(yīng)用協(xié)助或買家產(chǎn)品設(shè)計(jì)的責(zé)任。買家應(yīng)對(duì)其產(chǎn)品和使用TI組件的應(yīng)用負(fù)責(zé)，并提供足夠的設(shè)計(jì)和操作保障措施。

在使用TI組件時(shí)，還需要注意知識(shí)產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)品轉(zhuǎn)售、安全相關(guān)應(yīng)用等方面的規(guī)定。例如，未經(jīng)授權(quán)，TI組件不得用于FDA Class III（或類似生命關(guān)鍵醫(yī)療設(shè)備），只有特定指定的TI組件可用于軍事/航空航天應(yīng)用等。

通過對(duì)LM22680評(píng)估板的詳細(xì)了解，我們可以看到它在電源管理設(shè)計(jì)中的潛力。工程師們可以根據(jù)實(shí)際需求對(duì)評(píng)估板進(jìn)行配置和優(yōu)化，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的要求。你在使用類似評(píng)估板時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。