探索LM26480：多功能電源管理單元的評估與應用

在電子設備的設計中，電源管理單元（PMU）的性能直接影響著整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。今天，我們就來深入了解一下德州儀器（Texas Instruments）的LM26480，一款專為低功耗數(shù)字應用優(yōu)化的多功能可編程電源管理單元，以及其對應的AN - 1800評估套件。

文件下載：LM26480SQ-AAEV.pdf

一、LM26480概述

LM26480是一款集成度高的電源管理芯片，它集成了兩個高效的1.5A降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器和兩個300mA線性穩(wěn)壓器。采用4×4×0.8mm的WQFN 24引腳封裝，體積小巧，非常適合對空間要求較高的應用場景。這種多合一的設計，為工程師在設計低功耗數(shù)字系統(tǒng)時提供了極大的便利。

二、評估套件概述

評估套件預裝了特定的輸出電壓，其中VOUT Buck1設置為1.8V，VOUT Buck2設置為3.3V，VOUT LDO1設置為1.0V，VOUT LDO2設置為1.2V。不過，用戶可以根據(jù)自己的需求，通過調(diào)整反饋網(wǎng)絡來改變這些調(diào)節(jié)器的輸出電壓。套件包含了LM26480評估板、LM26480數(shù)據(jù)手冊以及評估手冊，為用戶全面了解和測試LM26480提供了必要的工具。

三、評估套件設置

（一）ESD保護

在使用評估板時，一定要使用ESD保護措施，防止靜電放電對設備造成損壞。這是電子設備操作中非常重要的一點，大家可不要忽視哦。

（二）輸出電壓調(diào)整

用戶可以選擇保持調(diào)節(jié)器輸出不變，也可以隨時進行調(diào)整。若要調(diào)整，需要移除現(xiàn)有的反饋網(wǎng)絡，并根據(jù)指定的輸出電壓，從表1和表2中選擇合適的電阻和電容來重新配置反饋網(wǎng)絡。同時，要注意電路板上的引腳間距可能較小，操作時小心不要使相鄰引腳短路。

四、開始使用

當評估板配置完成并清潔干凈后，通過GND和AVDD引腳為板子供電。此時，你應該能夠看到調(diào)節(jié)器輸出所需的電壓。

五、評估板的使用

（一）啟用調(diào)節(jié)器

評估板允許用戶通過跳線或向調(diào)節(jié)器的使能引腳施加電壓來啟用調(diào)節(jié)器。不同的跳線位置對應著不同的使能狀態(tài)，大家在操作時要仔細對照說明。

（二）組件選擇

1. SW1和SW2組件選擇：表1給出了建立0.8V - 3.5V降壓電壓的理想電阻值和常用電阻值，以及實際輸出電壓與目標電壓的誤差。同時，除了電阻反饋，還需要電容反饋C1，根據(jù)輸出電壓的不同，可能還需要電容C2。輸出電壓由反饋電阻分壓器R1和R2決定，計算公式為 (V{OUT }=V{FB} times(R 1+R 2) / R 2) ，其中 (V{FB}) 是Buck FBx引腳的電壓，且 (V{FB}) 會被控制在0.50V ± 3%。不過，輸出電壓的精度會受到器件工藝角、外部組件公差和匹配以及溫度等因素的影響。
2. LDO1和LDO2組件選擇：表2列出了建立1.0V - 3.5V LDO電壓的理想電阻值和常用電阻值，以及實際輸出電壓。同樣，LDO的輸出電壓由反饋電阻分壓器R1和R2決定，計算公式與Buck調(diào)節(jié)器相同， (V_{FB}) 也被控制在0.50V ± 3%。

六、LM26480硬件模塊描述

評估板允許用戶獨立測試各個模塊，也可以在系統(tǒng)中進行測試。通過跳線設置，可以將每個模塊的VDD和GND路徑與其他模塊分離。在測試時，按照特定的步驟操作，如先連接所有跳線，再根據(jù)需要移除連接跳線以隔離測試模塊的電源和接地平面，然后連接電源并啟用模塊進行正常測試。同時，要注意不同調(diào)節(jié)器輸出電壓的訪問位置，以及外部電源的連接要求。

七、Gerber文件

LM26480評估板是四層板，文檔中提供了Altium Designer構(gòu)建的Gerber文件，包括頂層、底層、GND平面和VDD平面的文件，這對于想要進一步了解電路板設計的工程師來說非常有用。

八、PCB布局考慮

（一）整體布局

評估板從頂層到底層依次為頂層（元件面）、接地平面、中間信號層和底層（焊接面）。為了保證電路性能，輸入和輸出電容應盡量靠近電路，使用寬走線以承載大電流。敏感組件應遠離高脈動電流的組件，去耦電容應靠近電路的 (V_{IN}) 引腳，數(shù)字和模擬地應分開布線并在一點連接，同時要盡量減少高電流和開關電流路徑。

（二）低 dropout 穩(wěn)壓器

濾波器電容應靠近輸入和輸出引腳，高電流承載走線和接地返回線應使用大走線寬度。

（三）降壓調(diào)節(jié)器

電源旁路電容、濾波器電容和電感應靠近放置，走線要短。這些組件之間的走線會承載較高的開關電流，容易產(chǎn)生輻射噪聲，因此要遵循相關規(guī)則以減少輻射噪聲。同時，要使開關電流回路朝同一方向卷曲，將降壓接地和電容接地通過元件面的銅填充連接在一起，形成偽接地平面，并在一點連接到系統(tǒng)接地平面。此外，要將噪聲敏感走線（如電壓反饋路徑）遠離電感，使用寬走線連接電源組件和DC - DC轉(zhuǎn)換器電路，對于感測線要使用Kelvin接觸連接。

九、物料清單

文檔提供了LM26480評估板的物料清單，包括電容、電阻、電感、連接器和電源管理IC等組件的詳細信息，如型號、規(guī)格和供應商等。這為工程師在設計和采購時提供了明確的參考。

十、評估板原理圖

文檔給出了LM26480評估板的原理圖，清晰地展示了各個組件之間的連接關系，有助于工程師深入了解電路的工作原理。

十一、標準條款和條件

（一）交付和使用限制

評估模塊（EVM）僅用于產(chǎn)品或軟件開發(fā)人員在研發(fā)環(huán)境中對德州儀器半導體產(chǎn)品進行可行性評估、實驗或科學分析，不得直接或間接組裝到成品中，也不得用于商業(yè)目的。

（二）有限保修

德州儀器保證EVM在交付后90天內(nèi)符合其公布的規(guī)格，但對于因用戶疏忽、誤用、不當安裝或測試以及非德州儀器進行的更改或修改導致的缺陷不承擔責任。如果EVM不符合保修條件，德州儀器將選擇修理、更換或退還用戶賬戶費用。

（三）監(jiān)管通知

不同國家和地區(qū)對EVM有不同的監(jiān)管要求，如美國的FCC規(guī)定、加拿大的Industry Canada規(guī)定以及日本的相關規(guī)定等。用戶在使用EVM時需要遵守這些規(guī)定，否則可能會面臨法律責任。

（四）使用限制和警告

EVM不得用于功能安全和/或安全關鍵評估，用戶在使用前必須閱讀并遵守用戶指南和其他相關文檔中的警告和限制通知。操作EVM時要在推薦的規(guī)格和環(huán)境條件下進行，避免超出性能評級和規(guī)格，否則可能會導致人身傷害、財產(chǎn)損失或設備損壞。同時，用戶要對EVM的正確處理、使用、遵守法律法規(guī)以及正確處置和回收負責。

通過對LM26480及其評估套件的詳細了解，我們可以看到它在低功耗數(shù)字應用中的強大功能和靈活性。作為電子工程師，我們在使用過程中要嚴格遵守相關的規(guī)定和注意事項，充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢，為設計出更優(yōu)秀的電子設備打下堅實的基礎。大家在實際應用中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。