探索 LMR24210/20 降壓調(diào)節(jié)器評估板：設(shè)計(jì)與應(yīng)用揭秘

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，電源管理是至關(guān)重要的一環(huán)。今天，我們將深入探討德州儀器（TI）的 LMR24210/20 降壓調(diào)節(jié)器評估板，了解其特性、功能以及如何在實(shí)際設(shè)計(jì)中發(fā)揮作用。

文件下載：LMR24210EVAL/NOPB.pdf

一、LMR24210/20 降壓調(diào)節(jié)器簡介

LMR24210/20 是一款降壓開關(guān)調(diào)節(jié)器，具備實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的降壓電源轉(zhuǎn)換器所需的所有功能，能夠提供高達(dá) 1.0A 或 2.0A 的電流輸出。它采用恒定導(dǎo)通時(shí)間（COT）調(diào)節(jié)方案，無需環(huán)路補(bǔ)償，具有快速的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)和簡單的電路實(shí)現(xiàn)，從而減少了元件數(shù)量，占用的電路板空間也非常小。此外，該調(diào)節(jié)器即使在全陶瓷輸出電容網(wǎng)絡(luò)下也能正常工作，且不依賴輸出電容的等效串聯(lián)電阻（ESR）來保證穩(wěn)定性。其輸入電壓范圍為 4.5V - 42V，適用于從汽車到未穩(wěn)壓電源調(diào)理等各種應(yīng)用。

二、評估板特性

1. 電壓與電流規(guī)格

• 輸入電壓范圍：4.5V 至 42V，這使得它能夠適應(yīng)多種不同的電源環(huán)境。
• 輸出電壓：默認(rèn)設(shè)置為 3.3V，不過可以通過調(diào)整反饋電阻來改變輸出電壓。
• 輸出電流：LMR24220 最大輸出電流可達(dá) 2000 mA，LMR24210 最大輸出電流為 1000 mA。

2. 開關(guān)頻率與 PCB 尺寸

• 開關(guān)頻率：默認(rèn)設(shè)置為 500 KHz。
• PCB 尺寸：46.8mm x 27.4mm，小巧的尺寸適合在各種空間有限的設(shè)計(jì)中使用。

三、功能選項(xiàng)

1. 使能選項(xiàng)

通過安裝 R4、R5 和 D1，可以在期望的輸入電壓下使能器件。當(dāng) EN 引腳的電壓高于 1.26V 時(shí)，器件將被啟用；將 EN 引腳拉至地則可禁用器件。也可以施加邏輯信號到 EN 引腳，來測試器件的啟動和關(guān)閉。若 EN 引腳懸空，器件將在內(nèi)部欠壓鎖定（UVLO）電平下啟用。

2. 輸出電壓調(diào)整

輸出電壓可以從 3.3V 調(diào)整到其他電壓，通過調(diào)整反饋電阻，使用公式 $V{OUT} = V{FB}(1+(R_1/R2))$ 來計(jì)算，其中 $V{FB}$ 為 0.8V。更多關(guān)于組件選擇和特性的信息，可以參考 LMR24210 和 LMR24220 的數(shù)據(jù)手冊。

四、可選組件

1. 輸入電壓設(shè)置

R4 和 R5 用于設(shè)置器件啟用時(shí)的輸入電壓水平。

2. 電壓鉗位

D1 是一個(gè)齊納二極管，用于鉗位 EN 引腳上的電壓，建議使用 5.1V 的齊納二極管。

3. 電容作用

• C7 是額外的輸出電容。
• C8 是輸入大容量電容，應(yīng)靠近電源連接點(diǎn)放置，其作用是克服實(shí)驗(yàn)臺布線的電感效應(yīng)。
• C9 和 C10 是額外的輸入電容。

五、測試設(shè)置

1. 連接電源與負(fù)載

• 連接電源到 VIN 端子，輸入電壓范圍為 4.5V 至 42V。
• 連接負(fù)載到 VOUT 端子，輸出電流范圍為 0A 至 2.0A（或 1A）。

2. 使能控制

EN 引腳在正常操作時(shí)應(yīng)懸空；將其短接到地可關(guān)閉器件。

3. 電壓檢查

• 先在 0A 負(fù)載下開啟 VIN，用電壓表檢查 VOUT，標(biāo)稱值為 3.3V。
• 然后施加 2.0A（或 1A）負(fù)載，再次檢查 VOUT，標(biāo)稱值仍為 3.3V。

六、典型性能特性

文檔中展示了 LMR24210 和 LMR24220 的典型性能特性，包括效率與負(fù)載電流的關(guān)系、負(fù)載調(diào)節(jié)、負(fù)載瞬態(tài)波形、開關(guān)波形以及啟動波形等。這些特性對于評估調(diào)節(jié)器在不同工作條件下的性能非常重要，工程師可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)來優(yōu)化設(shè)計(jì)。

七、布局設(shè)計(jì)

文檔提供了評估板的多層布局圖，包括頂層、頂層絲印、中間層 1、中間層 2、底層和底層絲印。合理的布局設(shè)計(jì)對于減少電磁干擾、提高電源效率和穩(wěn)定性至關(guān)重要。工程師在實(shí)際設(shè)計(jì)中可以參考這些布局圖，以確保電路板的性能。

八、重要注意事項(xiàng)

德州儀器對其半導(dǎo)體產(chǎn)品和服務(wù)保留進(jìn)行修正、改進(jìn)等變更的權(quán)利，并可能根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)停止某些產(chǎn)品或服務(wù)。買家在下單前應(yīng)獲取最新信息，并驗(yàn)證其準(zhǔn)確性和完整性。同時(shí)，TI 對組件的性能提供保證，但不承擔(dān)應(yīng)用協(xié)助或買家產(chǎn)品設(shè)計(jì)的責(zé)任。在使用 TI 組件時(shí)，買家需要自行負(fù)責(zé)產(chǎn)品和應(yīng)用的設(shè)計(jì)，并采取適當(dāng)?shù)陌踩胧?。此外，TI 對組件在某些特定應(yīng)用（如醫(yī)療設(shè)備、軍事航天等）有明確的授權(quán)要求。

綜上所述，LMR24210/20 評估板為工程師提供了一個(gè)全面的平臺，用于評估和設(shè)計(jì)降壓電源轉(zhuǎn)換器。通過了解其特性、功能和測試方法，工程師可以更好地利用這款調(diào)節(jié)器，滿足不同應(yīng)用的需求。你在使用類似評估板時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。