探索LM22673評(píng)估板：設(shè)計(jì)、性能與應(yīng)用全解析

在電子工程師的日常工作中，開關(guān)穩(wěn)壓器的評(píng)估和應(yīng)用是一項(xiàng)重要任務(wù)。今天，我們就來(lái)深入了解一下德州儀器（Texas Instruments）的LM22673評(píng)估板，看看它在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

文件下載：LM22673EVAL/NOPB.pdf

評(píng)估板簡(jiǎn)介

LM22673評(píng)估板旨在展示LM22673開關(guān)穩(wěn)壓器的強(qiáng)大功能。它的設(shè)計(jì)允許在4.5V至42V的輸入電壓范圍內(nèi)，提供高達(dá)3A負(fù)載電流的3.3V輸出電壓。不過(guò)，由于集成N溝道MOSFET的低(R_{DS(ON)})和最大占空比限制，當(dāng)輸入電壓為4.5V時(shí)，僅能為最高500mA的負(fù)載電流提供3.3V輸出電壓；若負(fù)載電流超過(guò)500mA，則需要5.5V或更高的輸入電壓。該評(píng)估板的典型工作頻率為500kHz，且能在最高50°C的環(huán)境溫度下正常運(yùn)行。

性能參數(shù)

• 輸入范圍：4.5V至42V
• 輸出電壓：3.3V
• 輸出電流范圍：0A至3A
• 工作頻率：500kHz
• 板尺寸：1.5 × 1.5英寸
• 封裝：SO PowerPAD

在4.5V至6V的低輸入電壓下，可能需要約5mA的最小負(fù)載才能達(dá)到穩(wěn)定的3.3V輸出電壓。若想了解更多細(xì)節(jié)，可參考LM22673/LM22673Q 42V, 3A SIMPLE SWITCHER, Step - Down Voltage Regulator with Features (SNVS586)。

評(píng)估板設(shè)置

在給LM22673評(píng)估板供電之前，需要仔細(xì)驗(yàn)證所有外部連接。要確保外部電源關(guān)閉，并正確連接到VIN和GND引腳?？筛鶕?jù)需要在VOUT和GND引腳之間連接負(fù)載電阻或電子負(fù)載。VIN和VOUT的連接應(yīng)使用各自最近的GND引腳，并且可以使用萬(wàn)用表或示波器在VOUT引腳監(jiān)測(cè)輸出電壓。

當(dāng)所有連接都驗(yàn)證無(wú)誤后，就可以施加輸入電源了。啟動(dòng)時(shí)，負(fù)載電阻或電子負(fù)載并非必需連接。施加輸入電壓后，輸出電壓會(huì)升高。要確保外部電源（輸入電壓電源）能夠提供足夠的電流，以獲得調(diào)整后的輸出電壓，同時(shí)要注意啟動(dòng)電流會(huì)大于穩(wěn)態(tài)電流。

軟啟動(dòng)功能

電容C6用于設(shè)置軟啟動(dòng)的程度，評(píng)估板使用了1μF的軟啟動(dòng)電容來(lái)實(shí)現(xiàn)緩慢啟動(dòng)。關(guān)于軟啟動(dòng)功能的詳細(xì)信息，可查閱LM22673數(shù)據(jù)手冊(cè)（SNVS586）。

電流限制調(diào)整

可以通過(guò)使用電阻R3來(lái)降低LM22673的標(biāo)稱峰值電流限制。不過(guò)，評(píng)估板上未安裝R3，這使得電流限制設(shè)定為L(zhǎng)M22673數(shù)據(jù)手冊(cè)中規(guī)定的標(biāo)稱電流限制。若想了解電流限制調(diào)整功能的更多信息，同樣可參考數(shù)據(jù)手冊(cè)（SNVS586）。

組件選擇

在更改默認(rèn)組件之前，應(yīng)參考LM22673/LM22673Q 42V, 3A SIMPLE SWITCHER, Step - Down Voltage Regulator with Features (SNVS586)了解組件選擇的相關(guān)信息。此外，德州儀器網(wǎng)站上還提供了WEBENCH?設(shè)計(jì)師在線電路仿真工具，方便工程師進(jìn)行設(shè)計(jì)和評(píng)估。

輸出電壓調(diào)整

輸出電壓可通過(guò)圖1中的電阻R1和R2進(jìn)行調(diào)整。對(duì)評(píng)估板反饋電阻的任何更改可能需要相應(yīng)地改變電感器和輸出電容的值。特別是當(dāng)輸出電壓調(diào)整到高于5V時(shí)，更改輸出電容C4尤為重要。

肖特基二極管選擇

肖特基二極管D1的額定電壓為60V，以允許42V的最大輸入電壓。如果輸入電壓低于38V，可以使用40V的肖特基二極管，其較低的正向電壓有助于提高效率。為了改善散熱，可選擇D2PAK封裝的肖特基二極管以獲得更高的效率。

輸入電容

輸入電容C2并非總是必需的，但在評(píng)估板上安裝它可以使應(yīng)用更加穩(wěn)定，并在突然施加電源時(shí)最小化輸入電壓的振鈴。電容C2還有助于穩(wěn)定轉(zhuǎn)換器環(huán)路的傳遞函數(shù)。輸入電容C1主要為開關(guān)電流提供支持。這兩個(gè)電容的選擇僅適用于LM22673的評(píng)估，在生產(chǎn)設(shè)計(jì)中，需要考慮電源的阻抗以及所選輸入電容的紋波電流額定值，并進(jìn)行相應(yīng)的修改。

輸出電容

輸出電容C5未安裝，但評(píng)估板上預(yù)留了空間，可添加第二個(gè)輸出電容以進(jìn)一步降低輸出電壓紋波。

物料清單

性能特性與PCB布局

除非另有說(shuō)明，性能測(cè)試的條件為(V{IN }=12 ~V)，(T{A}=25^{circ} C)。文檔中給出了啟動(dòng)波形、3A負(fù)載下的運(yùn)行情況、效率與輸出電流的關(guān)系以及整體環(huán)路增益和相位等性能特性曲線。此外，還展示了PCB布局圖，這對(duì)于工程師理解評(píng)估板的設(shè)計(jì)和布線非常有幫助。

重要注意事項(xiàng)

德州儀器保留對(duì)其半導(dǎo)體產(chǎn)品和服務(wù)進(jìn)行改進(jìn)、更改和停產(chǎn)的權(quán)利。買家在下單前應(yīng)獲取最新相關(guān)信息，并驗(yàn)證其準(zhǔn)確性和完整性。同時(shí)，德州儀器對(duì)組件的性能提供保修，但不承擔(dān)買家產(chǎn)品設(shè)計(jì)和應(yīng)用的責(zé)任。在使用TI組件時(shí)，買家需要確保符合所有法律、法規(guī)和安全相關(guān)要求，并采取適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和操作保障措施。

你在使用LM22673評(píng)估板的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題？或者你對(duì)評(píng)估板的設(shè)計(jì)和性能有什么獨(dú)特的見解嗎？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和想法。