探索LM2773評估板：設(shè)計(jì)與應(yīng)用解析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，電源管理芯片的性能和應(yīng)用對于整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率至關(guān)重要。今天，我們就來深入探討一下TI的LM2773評估板，看看它在電源管理方面的獨(dú)特之處。

文件下載：LM2773TLEV.pdf

評估板基本操作

連接要求

要讓LM2773評估板正常工作，首先要進(jìn)行正確的連接。需要將2.7V - 5.5V的電源電壓連接到板上的Vin和GND連接器。對于EN（使能）引腳，將其中心引腳連接到 (V_{IN}) （ON位置）可使設(shè)備啟用，連接到GND（OFF位置）則會(huì)禁用設(shè)備。而Mode（SEL）引腳用于選擇輸出電壓模式，將中心引腳連接到“+”（Vin）可選擇1.6V輸出電壓模式，連接到“?”（GND）則選擇1.8V輸出電壓模式。大家在實(shí)際操作中，一定要仔細(xì)檢查這些連接，避免因連接錯(cuò)誤導(dǎo)致設(shè)備無法正常工作。

評估板的關(guān)鍵組件

物料清單

從物料清單中可以看出，電容的選擇對于電源管理的穩(wěn)定性非常重要。不同的電容值和封裝適用于不同的電路需求，在設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇。

電路工作原理

核心電荷泵

LM2773的核心是一個(gè)由內(nèi)部生成的非重疊時(shí)鐘控制的兩相電荷泵。這個(gè)電荷泵通過外部飛跨電容（ (C{1}) 和 (C{2}) ）將電荷從輸入轉(zhuǎn)移到輸出。當(dāng)輸入電壓在1.8V模式下等于或低于3.5V（典型值），或在1.6V模式下等于或低于3.3V（典型值）時(shí)，LM2773以1x增益模式工作，此時(shí)輸入電流等于負(fù)載電流。而當(dāng)輸入電壓高于相應(yīng)模式下的典型值時(shí)，器件采用2/3x增益，輸入電流為負(fù)載電流的2/3。那么，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，如何根據(jù)不同的輸入電壓和負(fù)載要求來選擇合適的增益模式呢？這是值得我們深入思考的問題。

開關(guān)電容循環(huán)

電荷泵的工作過程包括“充電階段”和“放電階段”。在充電階段，飛跨電容由輸入電源充電。經(jīng)過半個(gè)開關(guān)周期 ([t = 1 /(2 ×F_{sw})]) 后，LM2773切換到放電階段，此時(shí)在充電階段存儲(chǔ)在飛跨電容上的電荷被轉(zhuǎn)移到輸出端。這種周期性的電荷轉(zhuǎn)移過程是如何保證輸出電壓的穩(wěn)定性的呢？大家可以在實(shí)際應(yīng)用中仔細(xì)觀察和分析。

電壓調(diào)節(jié)

在中高負(fù)載電流情況下，LM2773使用固定頻率預(yù)調(diào)節(jié)將輸出電壓調(diào)節(jié)到1.8V或1.6V（取決于所選的電壓模式）。飛跨電容的輸入和輸出連接通過內(nèi)部MOS開關(guān)實(shí)現(xiàn)。預(yù)調(diào)節(jié)通過限制連接在電壓輸入和飛跨電容之間的MOS開關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)，控制該開關(guān)的導(dǎo)通電阻，從而限制在充電和放電階段進(jìn)出飛跨電容的電荷量，進(jìn)而保持輸出紋波非常低。當(dāng)輸出電流較低（典型值 < 40mA）時(shí)，LM2773會(huì)自動(dòng)切換到低紋波脈沖頻率調(diào)制（PFM）調(diào)節(jié)模式。在PFM模式下，飛跨電容保持在放電階段，直到輸出電壓降至預(yù)定的觸發(fā)點(diǎn)以下，然后切換回充電階段。這種自適應(yīng)的調(diào)節(jié)模式是如何提高電源效率的呢？大家不妨在實(shí)際設(shè)計(jì)中進(jìn)行驗(yàn)證。

電磁干擾抑制

為了減少電磁干擾（EMI），LM2773采用了擴(kuò)頻操作，將器件的峰值輻射能量分布在更寬的頻帶上。這種擴(kuò)頻操作在LM2773的所有工作模式下都被使用。在實(shí)際應(yīng)用中，擴(kuò)頻操作對于降低系統(tǒng)的電磁干擾效果如何呢？大家可以通過實(shí)際測試來評估。

重要注意事項(xiàng)

在使用TI的半導(dǎo)體產(chǎn)品時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：

1. TI有權(quán)對其半導(dǎo)體產(chǎn)品和服務(wù)進(jìn)行修正、改進(jìn)等更改，并有權(quán)根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)停止任何產(chǎn)品或服務(wù)。買家在下單前應(yīng)獲取最新信息，并確保信息的及時(shí)性和完整性。
2. TI保證其組件在銷售時(shí)符合適用的規(guī)格，但并非對每個(gè)組件的所有參數(shù)都進(jìn)行測試。
3. TI不承擔(dān)買家產(chǎn)品應(yīng)用協(xié)助或設(shè)計(jì)的責(zé)任，買家需對自己使用TI組件的產(chǎn)品和應(yīng)用負(fù)責(zé)。
4. TI不保證授予與TI組件或服務(wù)使用相關(guān)的任何知識(shí)產(chǎn)權(quán)許可。
5. 對于TI信息的復(fù)制需遵循相關(guān)規(guī)定，不得進(jìn)行更改。
6. 轉(zhuǎn)售TI組件時(shí)，若聲明與TI規(guī)定不同或超出其參數(shù)范圍，將使相關(guān)TI組件的所有明示和暗示保修無效。
7. 買家需自行負(fù)責(zé)其產(chǎn)品和應(yīng)用的合規(guī)性，特別是在安全關(guān)鍵應(yīng)用中，需對TI及其代表進(jìn)行賠償。
8. 未經(jīng)特別授權(quán)，TI組件不得用于FDA III類（或類似生命關(guān)鍵醫(yī)療設(shè)備）。
9. 只有TI專門指定為軍用級(jí)或“增強(qiáng)塑料”的組件才適用于軍事/航空航天應(yīng)用。
10. 對于未指定符合ISO/TS16949要求的產(chǎn)品，TI不承擔(dān)未能滿足該標(biāo)準(zhǔn)的責(zé)任。

總之，LM2773評估板在電源管理方面具有獨(dú)特的性能和優(yōu)勢，但在使用過程中需要我們仔細(xì)了解其操作方法和注意事項(xiàng)，以確保設(shè)計(jì)的可靠性和穩(wěn)定性。希望本文能對大家在電子設(shè)計(jì)中有所幫助，你在實(shí)際應(yīng)用中遇到過哪些與LM2773相關(guān)的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享。