深入解析LM5060EVAL評估板：功能、配置與應(yīng)用

一、引言

作為電子工程師，在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時，一款出色的評估板能為我們帶來極大的便利，幫助我們快速評估芯片的功能和性能。今天要介紹的就是LM5060EVAL評估板，它主要用于展示低靜態(tài)電流的LM5060高端保護(hù)控制器的功能。如果你想深入了解LM5060的特性，這款評估板是個不錯的選擇。

文件下載：LM5060EVAL/NOPB.pdf

二、評估板概述

（一）設(shè)計(jì)目的

LM5060評估板旨在展示LM5060高端保護(hù)控制器的功能，采用了一個高端N溝道功率MOSFET，其設(shè)計(jì)突出了小尺寸解決方案的應(yīng)用。若想了解LM5060的功能和電氣特性，可參考《LM5060 High - Side Protection Controller With Low Quiescent Current Data Sheet (SNVS628)》。

（二）工作范圍

1. 輸入電壓：最大過壓保護(hù)（OVP）電壓為37V，欠壓鎖定（UVLO）最小輸入電壓為9V。
2. 輸出電流：范圍是0A到5.0A。
3. 環(huán)境溫度：范圍為0°C到50°C。
4. 電路板尺寸：1.35in x 2.25in。

（三）可配置性

評估板可以通過修改欠壓鎖定（UVLO）和過壓保護(hù)（OVP）的電阻分壓器（R1、R2和R3）以及保護(hù)瞬態(tài)電壓抑制二極管D1，來適應(yīng)不同的輸入電壓范圍。同時，改變電阻R4的值可以增加負(fù)載電流能力，但由于PCB布局未針對5A以上電流進(jìn)行測試，操作時需謹(jǐn)慎。

三、評估板啟動

（一）啟動前準(zhǔn)備

在給LM5060評估板供電之前，要確保所有外部連接正確。需關(guān)閉外部電源，并將其以正確的極性連接到INPUT和GND引腳。可根據(jù)需要在OUTPUT和GND引腳之間連接一個負(fù)載電阻，電阻負(fù)載能使Q1在開啟時的電流相對較低。雖然建議使用電阻負(fù)載，但電子負(fù)載也可謹(jǐn)慎使用?？梢允褂?a href="http://www.greenbey.cn/v/tag/796/" target="_blank">萬用表或示波器在OUTPUT引腳監(jiān)測輸出電壓。

（二）啟動過程

確認(rèn)所有連接無誤后，即可施加輸入電源。啟動時，負(fù)載電阻或電子負(fù)載并非必須連接。若將EN測試點(diǎn)拉高（參考《LM5060 High - Side Protection Controller With Low Quiescent Current Data Sheet (SNVS628)》中電氣特性部分的閾值電壓），施加輸入電壓時輸出電壓將上升。評估板啟動時，EN引腳需要拉高，可使用實(shí)驗(yàn)電纜將EN引腳連接到VIN引腳或其他高于2.0V的電壓源。

四、關(guān)鍵保護(hù)功能

（一）電感反沖保護(hù)

二極管D1和電容C4用于電感反沖保護(hù)，可限制關(guān)閉功率MOSFET Q1時產(chǎn)生的電壓尖峰。電容C5有助于防止MOSFET Q1關(guān)閉時OUTPUT線路上出現(xiàn)負(fù)電壓。

（二）欠壓鎖定（UVLO）

電阻R1、R2和R3根據(jù)輸入電壓的縮放值設(shè)置UVLO。評估板通常在輸入電壓介于8.0V（低閾值）和8.8V（高閾值）之間時啟動UVLO。當(dāng)UVLO引腳電壓降至高閾值以下時，UVLO激活，LM5060關(guān)閉MOSFET Q1，但不會鎖存關(guān)閉。一旦UVLO電壓恢復(fù)到高閾值以上，將恢復(fù)正常操作。

（三）過壓保護(hù)（OVP）

同樣由電阻R1、R2和R3根據(jù)輸入電壓的縮放值設(shè)置OVP水平。評估板上的電阻選擇為當(dāng)輸入電壓超過37.1V（典型值）時啟動OVP。OVP啟動時，LM5060關(guān)閉MOSFET Q1，但不鎖存關(guān)閉。當(dāng)輸入電壓降至32.8V（典型值）以下時，MOSFET Q1將重新開啟，輸出電壓上升。

（四）過流保護(hù)

SENSE引腳的9.09kΩ電阻（RS）與MOSFET的0.025Ω導(dǎo)通電阻（RDS(ON)）共同將典型過流閾值（IDSTH）設(shè)置為約5.8A，實(shí)際值可能在4.6A到6.9A之間變化。0.10μF的定時器電容提供典型的過流故障檢測延遲時間為18.2ms，實(shí)際延遲時間可能在15.4ms到23.5ms之間變化。

五、其他功能

（一）使能控制

評估板上的EN測試點(diǎn)用于控制LM5060的操作。施加小于0.8V的電壓到EN引腳、連接到地或斷開連接可關(guān)閉評估板；施加大于2.0V的電壓到EN連接或直接連接到VIN可啟動評估板。若EN測試點(diǎn)懸空，EN引腳的內(nèi)部下拉將確保LM5060保持關(guān)閉狀態(tài)。

（二）輸出狀態(tài)監(jiān)測

可在評估板的STATUS連接點(diǎn)測量輸出狀態(tài)。當(dāng)LM5060處于故障狀態(tài)（SENSE > OUT）時，信號為高；當(dāng)LM5060激活且無故障狀態(tài)（SENSE < OUT）時，STATUS為低。當(dāng)通過拉低EN引腳關(guān)閉LM5060時，nPGD比較器關(guān)閉，STATUS信號變?yōu)楦摺?/p>

（三）柵極電路和定時器設(shè)置

C3可選，可用于減慢柵極轉(zhuǎn)換速度以便評估。電容C1設(shè)置啟動時間延遲、轉(zhuǎn)換時間延遲和過流故障檢測延遲時間。當(dāng)TIMER電容上的電壓超過2.0V閾值條件時，LM5060將鎖存關(guān)閉MOSFET Q1，直到EN、UVLO或VIN（POR）輸入先低后高。0.10μF（100nF）的定時器電容提供典型的啟動延遲時間為33.3ms，典型的轉(zhuǎn)換延遲時間為15.5ms，典型的過流故障檢測延遲時間為18.2ms。

六、組件選擇與注意事項(xiàng)

在更改默認(rèn)組件之前，以及了解組件選擇的相關(guān)信息，可參考《LM5060 High - Side Protection Controller With Low Quiescent Current Data Sheet (SNVS628)》。同時，德州儀器對其半導(dǎo)體產(chǎn)品和服務(wù)保留進(jìn)行修改、改進(jìn)等權(quán)利，用戶在使用時需注意獲取最新信息，并遵循相關(guān)的條款和條件。

大家在使用LM5060EVAL評估板的過程中，有沒有遇到過一些特別的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。