德州儀器LM267X 3A、5A評(píng)估板使用指南
在電子工程師的日常工作中,高效的電源管理是一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。德州儀器(Texas Instruments)的LM267X系列評(píng)估板為我們提供了一個(gè)很好的測(cè)試和驗(yàn)證平臺(tái),下面就為大家詳細(xì)介紹一下這款評(píng)估板。
文件下載:LM2673-5.0EVAL.pdf
評(píng)估板概述
LM267X評(píng)估板主要用于評(píng)估LM267X SIMPLE SWITCHER系列的3A和5A高效降壓(Buck)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器。其設(shè)計(jì)初衷是讓用戶能夠?qū)Ω鞣N電路拓?fù)浜徒M件進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不過(guò)并沒(méi)有針對(duì)尺寸進(jìn)行優(yōu)化。該評(píng)估板支持使用通孔和表面貼裝組件進(jìn)行構(gòu)建,但穩(wěn)壓器IC只能作為表面貼裝組件放置在板上,并且其接地層可作為散熱片。
支持的設(shè)備
| 評(píng)估板支持的LM267X系列高電流穩(wěn)壓器及其特點(diǎn)如下: | 設(shè)備 | 最大負(fù)載電流(A) | 特殊功能 |
|---|---|---|---|
| LM2670 | 3 | ON/OFF,外部頻率同步能力 | |
| LM2673 | 3 | 可調(diào)電流限制,軟啟動(dòng) | |
| LM2676 | 3 | ON/OFF | |
| LM2677 | 5 | ON/OFF,外部頻率同步能力 | |
| LM2678 | 5 | ON/OFF | |
| LM2679 | 5 | 可調(diào)電流限制,軟啟動(dòng) |
組件標(biāo)簽與功能
| 評(píng)估板的印刷電路板(PCB)上標(biāo)注了所有可能設(shè)計(jì)選項(xiàng)所需組件的位置。以下是部分組件標(biāo)簽及其功能: | 標(biāo)簽 | 功能 |
|---|---|---|
| U1 | LM267開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器IC | |
| CIN | 輸入電容器,適用于所有設(shè)備 | |
| CINX | 0.47 μF,可選高頻輸入旁路電容器,建議在所有設(shè)計(jì)中使用 | |
| CB | 升壓電容器,適用于所有設(shè)備 | |
| D1 | 續(xù)流二極管,適用于所有設(shè)備 | |
| R1 | 可調(diào)輸出轉(zhuǎn)換器的反饋電阻,固定輸出轉(zhuǎn)換器此標(biāo)簽留空 | |
| R2 | 可調(diào)輸出轉(zhuǎn)換器的反饋電阻(典型值1 kΩ),固定輸出電壓轉(zhuǎn)換器此標(biāo)簽短路 | |
| R3* | LM2673、LM2679的電流限制電阻;LM2670和LM2677的同步輸入電阻(1 kΩ);LM2676和LM2678不插入 | |
| L1 | 電感器,適用于所有設(shè)備 | |
| CSYNC | 同步輸入電容器(100 pF),僅適用于LM2670和LM2677 | |
| CSS | 軟啟動(dòng)電容器,僅適用于LM2673和LM2679 | |
| COUTX | 0.47 μF,可選高頻輸出旁路電容器,適用于所有設(shè)備 | |
| COUT | 輸出電容器,適用于所有設(shè)備 |
特殊注意事項(xiàng)
評(píng)估板主要設(shè)計(jì)用于使用所有表面貼裝組件進(jìn)行電路實(shí)現(xiàn)。但小的串聯(lián)“走線電感”,特別是來(lái)自開(kāi)關(guān)輸出引腳的電感,可能會(huì)在開(kāi)關(guān)輸出處產(chǎn)生高頻(幾十MHz)振鈴信號(hào)。如果出現(xiàn)問(wèn)題,可以通過(guò)在開(kāi)關(guān)輸出到地之間使用串聯(lián)RC阻尼器或緩沖網(wǎng)絡(luò)來(lái)減少或消除這種振鈴。在實(shí)際終端應(yīng)用中,如果在PCB設(shè)計(jì)中注意盡量減小走線長(zhǎng)度,通常不需要這些組件。
示例電路設(shè)計(jì)
5V/3A轉(zhuǎn)換器(表面貼裝組件)
| 此設(shè)計(jì)旨在將8V至12V的電壓范圍轉(zhuǎn)換為5V直流電壓,負(fù)載電流為3A,并且僅使用表面貼裝組件。軟啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間設(shè)置為1至1.5 ms。 | 組件 | 值 | 建議的零件編號(hào) |
|---|---|---|---|
| U1 | Texas Instruments LM2673 | - | |
| CIN | 2 x 33 μF/35V | Vishay 594D336X0035R2T | |
| CINX | 0.47 μF | Vishay VJ1210U474ZXAA | |
| CB | 0.01 μF/50V | Vishay VJ1206Y103MXXA | |
| D1 | 3A/60V肖特基(3A時(shí)450 mV) | Motorola MBRD360 | |
| R3* | 7.15 kΩ | Vishay CRCW12067151J(5.19A電流限制) | |
| L1 | 22 μH | SUMIDA ELECTRIC CO. CDRH127 - 220 | |
| CSS | 3.3 nF/100V(軟啟動(dòng)) | Vishay VJ1206Y33ZJXBAB | |
| COUTX | 0.47 μF | Vishay VJ1210U474ZXAA | |
| COUT | 2 x 180 μF/16V | Vishay 594D187X0016R2T |
5V/5A設(shè)計(jì)(表面貼裝組件)
| 該設(shè)計(jì)將14V至28V的輸入電壓轉(zhuǎn)換為5V輸出電壓,最大負(fù)載電流為5A,同樣僅使用表面貼裝組件。穩(wěn)壓器的電流限制設(shè)置為約7.0A,軟啟動(dòng)時(shí)間設(shè)置為約1.0 ms,以限制啟動(dòng)浪涌電流。 | 組件 | 值 | 建議的零件編號(hào) |
|---|---|---|---|
| U1 | Texas Instruments LM2679 | - | |
| CIN | 3 x 15 μF/50V | Vishay 594D156X0050R2T | |
| CINX | 0.47μF | Vishay VJ1210U474ZXAA | |
| CB | 0.01μF/50V | Vishay VJ1206Y103ZXXA | |
| D1 | 8A/35V肖特基(5A時(shí)500 mV) | Motorola MBRD835L | |
| R3* | 4.99 kΩ | Vishay CRCW12064991J(7.19A電流限制) | |
| L1 | 15 μH | Coilcraft D05022P - 153 | |
| CSS | 4.7 nF/100V(1.0 ms軟啟動(dòng)) | Vishay VJ1206Y47ZJXBAB | |
| COUTX | 0.47 μF | Vishay VJ1210U474ZXAA | |
| COUT | 2 x 180 μF/16V | Vishay 594D187X0016R2T |
評(píng)估板操作
設(shè)置
LM2673S - 5_EVAL和LM2679S - 5_EVAL評(píng)估板可直接進(jìn)行測(cè)試,只需將輸入電壓連接到VIN和GND引腳,輸出可從VOUT引腳獲取。其他感興趣的信號(hào),如開(kāi)關(guān)輸出(SW out)和軟啟動(dòng)(C_SS)引腳,都有明確標(biāo)記,方便檢查信號(hào)完整性。當(dāng)使用軟啟動(dòng)功能時(shí),軟啟動(dòng)引腳有ON/OFF輸入。
操作條件
LM267x系列穩(wěn)壓器的輸入源必須為8V或更高才能正常設(shè)置和操作。LM2673S - 5_EVAL評(píng)估板的輸入電壓范圍為8V至12V,LM2679S - 5_EVAL的輸入電壓范圍為14V至28V。LM267x系列穩(wěn)壓器的最大電壓額定值為40V。負(fù)載可以從0A應(yīng)用到設(shè)計(jì)的最大值,高于設(shè)計(jì)電流限制的更高電流將導(dǎo)致設(shè)計(jì)電流限制電路激活。當(dāng)輸入到輸出的壓差大于10V時(shí),建議在啟動(dòng)期間有最小負(fù)載(至少10 mA),以防止輸出超過(guò)所需值。
PCB布局優(yōu)化
在任何開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器中,布局都非常重要。與布線電感相關(guān)的快速開(kāi)關(guān)電流會(huì)產(chǎn)生電壓瞬變,從而導(dǎo)致問(wèn)題。為了最小化電感和接地環(huán)路,PCB上的印刷電路走線應(yīng)盡可能寬和短。為了獲得最佳效果,外部組件應(yīng)使用接地層結(jié)構(gòu)或單點(diǎn)接地,盡可能靠近開(kāi)關(guān)IC放置。如果使用開(kāi)放式磁芯電感器,必須特別注意這種類(lèi)型電感器的位置和定位。允許電感器磁通與敏感反饋、IC接地路徑和(C_{OUT})布線相交可能會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題。使用可調(diào)版本時(shí),必須特別注意反饋電阻及其相關(guān)布線的位置。將兩個(gè)電阻物理上靠近IC放置,并將布線遠(yuǎn)離電感器,特別是開(kāi)放式磁芯類(lèi)型的電感器。
在實(shí)際設(shè)計(jì)中,大家可以根據(jù)具體需求選擇合適的電路設(shè)計(jì),并嚴(yán)格按照操作條件和布局優(yōu)化原則進(jìn)行操作,這樣才能充分發(fā)揮LM267X評(píng)估板的性能。大家在使用過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢?歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。
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