LM2744降壓控制器評估模塊使用指南

在電子設計領域，降壓控制器是電源管理中常用的組件。今天就來詳細介紹一下德州儀器（Texas Instruments）的LM2744降壓控制器評估模塊，為大家在電源設計方面提供一些參考。

文件下載：LM2744EVAL.pdf

一、模塊概述

該評估模塊主要圍繞LM2744 IC展開，其PCB設計靈活，能充分展示LM2744的多功能性。它采用電壓模式、高速同步降壓調節(jié)器控制器，外部可調參考電壓范圍在0.5V至1.5V之間。同時，模塊設計中集成了LM4140高精度低噪聲參考IC，為參考引腳（VREF）提供1.0V電壓。

IC的控制部分額定電壓為3至6V（VCC），而驅動部分可接受高達14V的輸入電源軌（VIN）。它以固定頻率運行，通過一個外部電阻可將頻率在50kHz至1MHz之間進行調節(jié)。該評估模塊經過優(yōu)化，能在1MHz開關頻率下，將輸出電壓穩(wěn)定在1.2V，輸出電流可達3.5A。不過，如果需要其他開關頻率和輸入電壓，就得參考LM2744的數(shù)據(jù)手冊來進行控制環(huán)路補償了。

二、額外的元件焊盤設計

肖特基二極管焊盤（D1）

在低側MOSFET旁設有肖特基二極管焊盤。在反擊穿期間，肖特基二極管的正向壓降比低側MOSFET體二極管低，能有效提高效率。選擇肖特基二極管時，要確保在最大負載電流下其正向壓降保持在0.4V至0.6V之間（可參考I - V曲線），同時其反向擊穿電壓要比最大輸入電壓有足夠的余量。

多層陶瓷電容器焊盤（C13）

C13焊盤用于安裝多層陶瓷電容器（MLCC），需盡可能靠近低側MOSFET的源極和高側MOSFET的漏極。這樣做能為高速開關電流提供低電源阻抗，從而降低輸入電源噪聲。例如，設計中C13與位于C12和C14位置的鋁電解輸入濾波電容器配合使用，因為MLCC的阻抗比電解電容器低。若C12和C14位置使用了MLCC，C13就可以省略。

該PCB采用兩層設計，在62密耳的FR4層壓板上使用1盎司的銅。

三、額外選項的設計指南

設置參考電壓

使用直流電源設置參考電壓（VREF）時，需從VDCS到GND連接一個電容器（C20）來過濾直流電源。初始電容值可設為10μF，但可能需要根據(jù)直流電源噪聲大小進行調整，只要電容值在工作溫度范圍內即可。同時，要移除R10，并在R12位置放置一個0Ω跳線。

DDR SDRAM有源終端設計

R12和R13設計用于DDR SDRAM（雙倍數(shù)據(jù)速率同步動態(tài)隨機存取存儲器）有源終端設計。通過R12和R13作為分壓器，將VREF設置為DDR電源電壓的一半。此時需移除電阻R7和R10以及電容器C21，并將DDR電源電壓軌連接到終端VDCS。修改后的電路能吸收或提供超過3A的電流。

電壓限制

要注意，演示板的VCC引腳電壓不能超過5.6V。因為電路板布局將LM4140 - 1.0的輸入電壓（引腳2）和LM2744的控制部分（VCC）相連。LM2744控制部分的最大直流電源電壓為6V，而LM4140任何輸入引腳的最大額定電壓為5.6V。若設計要求LM2744控制部分為6V，可在D3位置放置一個并聯(lián)齊納參考二極管，將LM4140的輸入電壓維持在1.8V至5.5V之間。齊納二極管的陰極連接到LM4140的輸入，陽極接地。同時，要選擇合適的R10電阻值，為齊納二極管和LM4140提供適當?shù)钠秒娏鳌?/p>

四、典型應用電路

文檔中給出了典型應用電路的示意圖（圖4 - 1和圖4 - 2），展示了演示板上各組件的設計標號。這些電路為實際應用提供了參考，工程師可以根據(jù)具體需求進行調整。

五、性能特性

負載瞬態(tài)響應

從圖5 - 1可以看到，在(v{IN}=v{CC}=3.3V)和(v_{OUT}=1.2V)的條件下，對圖4 - 2電路施加±3A的負載瞬態(tài)響應。這有助于評估模塊在負載變化時的穩(wěn)定性。

效率與負載電流關系

圖5 - 2展示了輸出電壓為1.2V、開關頻率為1MHz時，效率與負載電流的關系曲線。通過該曲線，我們可以了解模塊在不同負載下的效率表現(xiàn)。

開關節(jié)點電壓和輸出紋波電壓

圖5 - 3至圖5 - 6分別展示了不同輸入電壓、負載電流條件下的開關節(jié)點電壓和輸出紋波電壓。這些數(shù)據(jù)對于評估模塊的性能和穩(wěn)定性非常重要。

物料清單

文檔還提供了詳細的物料清單（表5 - 1），列出了各組件的功能、描述和型號，方便工程師進行采購和替換。

六、PCB布局圖

文檔給出了LM2744演示板的頂層和底層布局圖（圖6 - 1和圖6 - 2），為PCB設計提供了直觀的參考。

七、修訂歷史

文檔記錄了從2013年4月的A版本到2022年2月的B版本的修訂情況。不過要注意，以前版本的頁碼可能與當前版本不同。

通過對LM2744降壓控制器評估模塊的詳細介紹，相信大家對其有了更深入的了解。在實際設計中，工程師可以根據(jù)具體需求，參考上述內容進行靈活應用。大家在使用這個模塊的過程中，有沒有遇到過什么特別的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享。