深入剖析 LMR61428 評估模塊：助力電源設(shè)計

在電源設(shè)計領(lǐng)域，一款優(yōu)秀的評估模塊能為工程師節(jié)省大量時間和精力。今天，我們就來詳細探討一下 LMR61428 評估模塊，看看它如何為電源設(shè)計工程師提供全面且實用的解決方案。

文件下載：LMR61428XMMEVM/NOPB.pdf

一、模塊概述

LMR61428 評估模塊專為電源設(shè)計工程師打造，提供了一個功能完備的穩(wěn)壓器設(shè)計。它以單節(jié)鋰離子電池為輸入，能將電壓提升至 5V，且具備 500mA 的恒定負載能力。其開關(guān)頻率設(shè)定在約 1200kHz，這不僅有助于減小解決方案的尺寸，還能避免開關(guān)噪聲干擾 AM 無線電頻段。該模塊的印刷電路板采用 FR4 材料，有 4 層銅層，其中第一層中間層為實心接地層，可有效減小交流電流回路。

二、模塊特性

輸入輸出特性

• 輸入：采用單節(jié)鋰離子電池供電，為設(shè)計提供了靈活性和便攜性。
• 輸出：能穩(wěn)定輸出 5V 電壓，輸出電流可達 500mA，滿足多種設(shè)備的供電需求。

  開關(guān)頻率

  開關(guān)頻率為 1.2MHz，高頻特性使得模塊在減小尺寸的同時，能有效降低開關(guān)噪聲對其他設(shè)備的影響。

  尺寸優(yōu)勢

  模塊尺寸僅為 2.287 × 1.058 英寸（58.09 × 26.87mm），小巧的體積適合各種空間受限的應(yīng)用場景。

三、評估板原理圖

評估板原理圖清晰展示了各個元件的連接方式和信號流向，為工程師理解電路工作原理提供了直觀的參考。通過分析原理圖，我們可以更好地掌握模塊的工作機制，為后續(xù)的設(shè)計和調(diào)試提供依據(jù)。

四、供電與負載考慮

快速啟動步驟

1. 設(shè)置電源：將臺式電源的電流限制設(shè)置為 3A，電壓設(shè)置為 3.5V，關(guān)閉電源輸出，然后將電源連接到 LMR61428 演示板，正極接 (V_{IN})，負極接 GND。
2. 連接負載：將高達 0.5A 的負載連接到 (V{OUT}) 端子，正極接 (V{OUT})，負極接 GND。
3. 設(shè)置跳線：連接跳線 J1 的引腳 1 和 2，將自舉電壓設(shè)置為 (V_{OUT})。
4. EN 引腳處理：EN 引腳在正常操作時應(yīng)保持開路。
5. 開啟電源：在無負載的情況下開啟臺式電源，若跳線 J1 的短路片已就位，輸出應(yīng)穩(wěn)定在標稱的 5V。
6. 增加負載：逐漸增加負載，輸出電壓應(yīng)在負載增加到 0.5A 時保持穩(wěn)定。

關(guān)機操作

評估模塊包含一個上拉電阻 Ren 來啟用設(shè)備。通過將 EN 引腳拉至 GND 可禁用設(shè)備。

自舉操作

評估模塊安裝了跳線以選擇自舉選項，默認情況下，跳線設(shè)置為從輸出獲取自舉電壓。如需更多信息，可參考 LMR61428 SIMPLE SWITCHER 14Vout, 2.85A Step - Up Voltage Regulator in VSSOP (SNVS815)。

輸出電壓設(shè)置

升壓穩(wěn)壓器的輸出電壓可在 1.24V 至 14V 之間設(shè)置。由于采用了門控振蕩器方案，輸入到輸出的最大升壓比是固定的。LMR61428 的典型占空比 D 為 70%，根據(jù)公式 (V{out} / V{in}=1 / (1 - D))，可得出最大升壓比約為 3 倍。用戶可根據(jù)所需輸出電壓估算最小輸入電壓，或根據(jù)最小輸入電壓計算最大輸出電壓。輸出電壓通過由 (R{fbt}) 和 (R{fbb}) 組成的反饋電阻分壓器設(shè)置，建議 (R{fbt}) 取值為 150kΩ，然后根據(jù)公式 (R{fbb}=R{fbt} /[(V{out} / 1.24)-1]) 選擇 (R{fbb}) 的值。此外，在 (R{fbt}) 兩端連接一個 39pF 的電容 (C{ff})，可將 (V{OUT}) 處的大部分交流紋波反饋到 FB 引腳，有助于減少輸出電壓紋波并提高升壓穩(wěn)壓器的效率。

典型測試設(shè)置

文檔中提供了效率測量、電壓紋波測量、邊緣連接器原理圖以及電路板的正反面圖片等典型測試設(shè)置，這些信息對于評估模塊的性能和調(diào)試非常有幫助。

五、典型性能特性

效率與負載電流關(guān)系

通過測試不同輸入電壓下效率與負載電流的關(guān)系曲線，我們可以了解模塊在不同負載情況下的效率表現(xiàn)，為優(yōu)化電源設(shè)計提供參考。

負載瞬態(tài)波形

觀察負載瞬態(tài)波形，能夠評估模塊在負載突然變化時的響應(yīng)能力，確保輸出電壓的穩(wěn)定性。

開關(guān)節(jié)點和輸出電壓波形

分析開關(guān)節(jié)點和輸出電壓波形，有助于深入了解模塊的工作過程和性能特點，為電路設(shè)計和優(yōu)化提供依據(jù)。

啟動波形

啟動波形展示了模塊在啟動過程中的電壓和電流變化情況，對于評估啟動性能和穩(wěn)定性至關(guān)重要。

六、物料清單

文檔詳細列出了評估模塊的物料清單，包括各個元件的型號、類型、尺寸、參數(shù)、數(shù)量和供應(yīng)商等信息。這為工程師進行元件采購和替換提供了準確的參考。

七、PCB 布局

文檔提供了 PCB 的頂層銅層、頂層覆蓋層、內(nèi)部層 1、內(nèi)部層 2、底層銅層和底層覆蓋層的布局圖。合理的 PCB 布局對于模塊的性能和穩(wěn)定性至關(guān)重要，通過參考這些布局圖，工程師可以更好地理解模塊的設(shè)計思路，并在實際設(shè)計中進行優(yōu)化。

總之，LMR61428 評估模塊為電源設(shè)計工程師提供了一個全面且實用的解決方案。通過深入了解其特性、工作原理和測試方法，工程師可以更好地利用該模塊進行電源設(shè)計，提高設(shè)計效率和產(chǎn)品性能。大家在使用過程中有沒有遇到過類似模塊的一些特殊問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。