AN-1756 LM3481評估板:電路設(shè)計與性能分析
作為電子工程師,在電源轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計與優(yōu)化中,一款好用的評估板能為我們提供很多有價值的參考。今天就來深入探討一下AN - 1756 LM3481評估板。
文件下載:LM3481EVAL.pdf
一、LM3481控制器簡介
LM3481是一款電流模式、低側(cè)N溝道FET控制器,具有很強(qiáng)的靈活性,可用于多種電路配置,如升壓(Boost)、反激(Flyback)或單端初級電感轉(zhuǎn)換器(SEPIC)。本次評估板主要展示了其在升壓拓?fù)渲械膽?yīng)用。評估板的工作條件如下:
- 輸入電壓范圍:(3 V leq V_{IN } leq 11 V)
- 輸出電壓:(V_{OUT } = 12 V)
- 輸出電流范圍:(0A leq I_{OUT } leq 1.5 A)
二、物料清單(BOM)
| 評估板的物料清單涵蓋了各種元件,這些元件的選擇直接影響著電路的性能。以下是部分關(guān)鍵元件: | 元件標(biāo)識 | 功能 | 描述 | 型號 | 供應(yīng)商 |
|---|---|---|---|---|---|
| U1 | 控制器 | LM3481 VSSOP - 10 | LM3481 | Texas Instruments | |
| C1 - C2 | 輸入濾波電容 | 100 μF, 20V, D case, OxiCap | TPSV107M020R0060 | AVX | |
| C4 - C5 | 輸出濾波電容 | 100 μF, 16V, Y case, Ta | TPSD107M016R0100 | AVX | |
| R1 - R2 | 電阻分壓器 | 169 kΩ 和 20k, 1%, 0805 | CRCW0805169KFK 和 CRCW080520K0FK | Vishay | |
| L1 | 輸入濾波器 | 7.8μ, 8A, DCR = 10 mΩ | RLF12560 - 7R8N8R2 | TDK | |
| D1 | 肖特基二極管 | 4A, 30V, Vf = 0.4V | SL - 43 | Vishay | |
| Q1 | FET | SO - 8, Rdson = 2.9 mΩ @VDS = 30V | SI4368DY | Vishay |
大家在實際設(shè)計中,是否會根據(jù)不同的應(yīng)用場景對這些元件進(jìn)行替換或調(diào)整呢?
三、性能表現(xiàn)
通過評估板獲取了基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。圖2展示了在輸入電壓為5V、最大負(fù)載1.5A時的效率測量結(jié)果。評估板的一大優(yōu)勢在于能夠通過替換元件來研究性能權(quán)衡。例如,F(xiàn)ET的封裝設(shè)計既可以采用單SO - 8封裝,也可以采用兩個并聯(lián)的SO - 8封裝,具體選擇取決于設(shè)計約束。如果選擇導(dǎo)通電阻 (R_{DS(ON)}) 較高的FET,可以降低系統(tǒng)成本,但會犧牲效率。大家在設(shè)計中,是更注重成本還是性能呢?
四、電流限制
R4((R_{SL}))電阻的作用是為所需應(yīng)用的斜率補(bǔ)償選擇提供靈活性。斜率補(bǔ)償?shù)牧恐苯記Q定了穩(wěn)定性所需的最小電感。評估板使用R4和C7對Isen信號進(jìn)行濾波,對斜率補(bǔ)償?shù)挠绊懣梢院雎圆挥?。在實際設(shè)計中,大家是否會仔細(xì)計算斜率補(bǔ)償和R4的值呢?
五、布局基礎(chǔ)
對于DC - DC轉(zhuǎn)換器,良好的布局至關(guān)重要。以下是一些簡單的設(shè)計準(zhǔn)則:
- 功率元件布局:將功率元件(續(xù)流二極管、電感和濾波電容)緊密放置,使它們之間的走線盡可能短而寬。
- 功率走線:功率元件之間以及與DC - DC轉(zhuǎn)換器電路的功率連接使用寬走線。
- 接地處理:使用大量元件側(cè)銅填充作為偽接地平面,將輸入和輸出濾波電容以及續(xù)流二極管的接地引腳盡可能靠近連接,然后通過多個過孔連接到接地平面。
- 開關(guān)環(huán)路:安排功率元件,使開關(guān)環(huán)路朝同一方向卷曲。
- 信號分離:將對噪聲敏感的走線(如電壓反饋路徑)與功率元件相關(guān)的噪聲走線分開。
- IC接地:確保轉(zhuǎn)換器IC有良好的低阻抗接地。
- 支持元件布局:將轉(zhuǎn)換器IC的支持元件(如補(bǔ)償和頻率選擇元件)盡可能靠近轉(zhuǎn)換器IC放置,但要遠(yuǎn)離噪聲走線和功率元件,并使它們與轉(zhuǎn)換器IC及其偽接地平面的連接盡可能短。
- 噪聲敏感電路:將如無線電或調(diào)制解調(diào)器模塊等對噪聲敏感的電路遠(yuǎn)離DC - DC轉(zhuǎn)換器。
大家在實際布局中,是否遇到過因為布局不合理而導(dǎo)致的問題呢?
總之,AN - 1756 LM3481評估板為我們提供了一個很好的平臺,讓我們可以深入研究LM3481在升壓拓?fù)渲械膽?yīng)用。通過合理選擇元件和優(yōu)化布局,我們可以設(shè)計出性能優(yōu)良的電源轉(zhuǎn)換電路。希望以上內(nèi)容對大家的設(shè)計工作有所幫助。
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電路設(shè)計
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