探索LM26480：多功能電源管理單元的評估與應(yīng)用

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，電源管理單元（PMU）的性能直接影響著整個(gè)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(yīng)用優(yōu)化的多功能可編程電源管理單元，以及其對應(yīng)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(gè)高效的1.5A降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器和兩個(gè)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(yīng)用場景。這種多合一的設(shè)計(jì)，為工程師在設(shè)計(jì)低功耗數(shù)字系統(tǒng)時(shí)提供了極大的便利。

二、評估套件概述

評估套件預(yù)裝了特定的輸出電壓，其中VOUT Buck1設(shè)置為1.8V，VOUT Buck2設(shè)置為3.3V，VOUT LDO1設(shè)置為1.0V，VOUT LDO2設(shè)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(luò)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(shè)置

（一）ESD保護(hù)

在使用評估板時(shí)，一定要使用ESD保護(hù)措施，防止靜電放電對設(shè)備造成損壞。這是電子設(shè)備操作中非常重要的一點(diǎn)，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(shí)進(jìn)行調(diào)整。若要調(diào)整，需要移除現(xiàn)有的反饋網(wǎng)絡(luò)，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(luò)。同時(shí)，要注意電路板上的引腳間距可能較小，操作時(shí)小心不要使相鄰引腳短路。

四、開始使用

當(dāng)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(shí)，你應(yīng)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(yīng)著不同的使能狀態(tài)，大家在操作時(shí)要仔細(xì)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(shí)際輸出電壓與目標(biāo)電壓的誤差。同時(shí)，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(jì)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(shí)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(jì)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(dú)立測試各個(gè)模塊，也可以在系統(tǒng)中進(jìn)行測試。通過跳線設(shè)置，可以將每個(gè)模塊的VDD和GND路徑與其他模塊分離。在測試時(shí)，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(jìn)行正常測試。同時(shí)，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(jìn)一步了解電路板設(shè)計(jì)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(yīng)盡量靠近電路，使用寬走線以承載大電流。敏感組件應(yīng)遠(yuǎn)離高脈動電流的組件，去耦電容應(yīng)靠近電路的 (V_{IN}) 引腳，數(shù)字和模擬地應(yīng)分開布線并在一點(diǎn)連接，同時(shí)要盡量減少高電流和開關(guān)電流路徑。

（二）低 dropout 穩(wěn)壓器

濾波器電容應(yīng)靠近輸入和輸出引腳，高電流承載走線和接地返回線應(yīng)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(yīng)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(guān)電流，容易產(chǎn)生輻射噪聲，因此要遵循相關(guān)規(guī)則以減少輻射噪聲。同時(shí)，要使開關(guān)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(diǎn)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(yuǎn)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(xì)信息，如型號、規(guī)格和供應(yīng)商等。這為工程師在設(shè)計(jì)和采購時(shí)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(gè)組件之間的連接關(guān)系，有助于工程師深入了解電路的工作原理。

十一、標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)體產(chǎn)品進(jìn)行可行性評估、實(shí)驗(yàn)或科學(xué)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(dāng)安裝或測試以及非德州儀器進(jìn)行的更改或修改導(dǎo)致的缺陷不承擔(dān)責(zé)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(fèi)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(guān)規(guī)定等。用戶在使用EVM時(shí)需要遵守這些規(guī)定，否則可能會面臨法律責(zé)任。

（四）使用限制和警告

EVM不得用于功能安全和/或安全關(guān)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(guān)文檔中的警告和限制通知。操作EVM時(shí)要在推薦的規(guī)格和環(huán)境條件下進(jìn)行，避免超出性能評級和規(guī)格，否則可能會導(dǎo)致人身傷害、財(cái)產(chǎn)損失或設(shè)備損壞。同時(shí)，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(fù)責(zé)。

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